14.4. ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАЗЕМЛЕНИЯ И ЗАНУЛЕНИЯ

Для зануления (заземления) электроустановок систем автоматизации должна использоваться зануляющая (заземляюшая) сеть (заземляющее устройство) системы электроснабжения и силового электрооборудования автоматизируемого объекта. Исключением могут быть некоторые специальные системы автоматического контроля и управления, которые по специфическим условиям работы или требованиям заводов-изготови- телей средств автоматизации не допускается

объединять с общей системой заземления или зануления. Для таких, систем автоматизации защитные меры электробезопасности вьшол- няются по специальным требованиям.

Приведенные ниже примеры будут, главным образом, относиться к выполнению зануления в системах автоматизации, питающихся от сетей с глухозаземленной нейтралью до 1000 В. На рис. 14.3 в качестве примера показано выполнение зануления в электроустановке системы автоматизации.

Каждый элемент или часіъ электроустановки, подлежащая занулекию, присоединяется при помощи отдельного ответвления к нулевому рабочему проводнику, если он используется в качестве нулевого защитного проводника, или к магистрали зануления.

В качестве ответвления лучше всего использовать отдельную жилу кабеля, отдельный провод, алюминиевую оболочку кабеля, специальный проводник (например, стальную полосу), присоединяемые к нулевому

рабочему проводнику или магистрали за- нуления на ближайшем распределительном щите, сборке, щите питания, щите контроля и управления, коробке зажимов и т. п. При прокладке проводов в стальных трубах в качестве ответвления может использоваться стальная труба. При прокладке проводов и кабелей на лотках и в коробах последние также могут использоваться в качестве ответвления, если их проводимость удовлетворяет необходимым требованиям и обеспечена непрерывность соединений отдельных секций по всей длине.

При проектировании и монтаже зануле- ния электроустановок систем автоматизации часто возникает вопрос, можно ли присоединять рассредоточенные по объекту датчики, первичные приборы, исполнительные механизмы, местные щиты и т. п. к близкорасположенным стальной магистрали зану- ления или металлическим конструкциям зданий, конструкциям производственного назначения, трубопроводам и другим элементам, которые согласно требованиям «Правил устройства электроустановок» должны быть присоединены к заземляющему устройству. Возникает также вопрос, как лучше выполнить зануление щитов и пультов с электроаппаратурой в щитовых помещениях (операторских, диспетчерских, аппаратных).

При решении этих вопросов необходимо учитьшать следующее:

1)   прежде всего должно быть вьшолнено основное требование надежной работы системы зануления; сопротивление цепи фаза-нуль должно обеспечить требуемую кратность тока короткого замыкания у наиболее удаленного электроприемника. Можно ли обеспечить это условие, присоединив электроприемники системы автоматизации к проходящей вблизи стальной магистрали зануления или к металлоконструкциям зданий (в этом случае они будут выполнять роль «обратного» провода в цепи фаза —нуль) в процессе разработки проектов автоматизации, как правило, неизвестно.

Такие расчеты требуют знания сечений, длин и материала проводов, кабелей, стальных полос и других элементов силовой и зануляющей сетей на предыдущих участках схемы электроснабжения объекта, а также мощности и схемы соединений силовых питающих трансформаторов, принятых решений в части вьшолнения заземляющих устройств объекта и т. п. Вводить эти расчеты в проекты автоматизации практически невозможно;

2)   токи короткого замыкания в электроустановках систем автоматизации могут значительно ограничиваться небольшими сече

ниями (1—2,5 мм2) применяемых в них проводов и кабелей, их протяженностью и возможной удаленностью устройств автоматизации от питающей данный объект понижающей трансформаторной подстанции;

3)   возможны случаи, когда вблизи щитовых помещений или средств автоматизации, рассредоточенных на объекте, вообще нет зануляющей сети.

С учетом изложенного можно сделать вывод, что в общем случае целесообразнее всего предусмотреть в проекте автоматизации присоединение элементов и частей электроустановки системы автоматизации, под- лежаш:их занулению, к нулевому рабочему проводу или к магистрали зануления на распределительном щите или сборке, от которой подано питание к системе автоматизации. Сделать это можно, как показано на рис. 14.3.

Отдельным нулевым защитным проводником панель питания системы автоматизации 17 соединяется с распределительным щитом 4. Также соединяется панель питания 14 со щитом контроля и управления 16, если он конструктивно не совмещен с последним на одной раме (на рис. 14.3 они установлены на одной раме). Отдельными нулевыми защитными проводниками 19 соединены все датчики, первичные приборы, исполнительные механизмы, местные щиты и т. п. со щитом контроля и управления 16, с которым они связаны совместной работой.

В качестве нулевых защитных проводников всех ответвлений могут быть использованы любые из рекомендованных выше для этих целей (отдельная жила кабеля, отдельный провод, алюминиевая оболочка кабеля, специальный проводник, например, стальная полоса, стальные защитные трубы, лотки и короба, если их проводимость удовлетворяет необходимым требованиям).

Целесообразно также в необходимых случаях учитывать, что выполнение сети зануления в электроустановках систем автоматизации с помощью отдельных медных или алюминиевых проводов или жил кабелей того же сечения, что и фазные проводники (и прокладываемых совместно с фазными), обеспечивает более чем 50%-ную проводимость нулевых защитных проводников, а следовательно, максимальный возможный в данном случае ток короткого замыкания. В системах автоматизации, питающихся от электроустановок с изолированной нейтралью, для заземления электроприемников во всех случаях должен прокладываться отдельный заземляющий проводник.

В зануляющей и заземляющей сетях должна быть обеспечена непрерывность элек

трической цепи по всей ее длине и надежность контактных соединений зануляющих и заземляющих проводников между собой и в местах присоединения к зануляемьш и заземляемым элементам электроустановок систем автоматизации. От выполнения этого требования зависит безопасность людей. Между тем разрыв цепи заземления или зануления не нарушает нормальной работы электроустановки и может оставаться в течение длительного времени незамеченным. Поэтому при выполнении сетей зануления и заземления необходимо соблюдать требования «Правил устройства электроустановок» по прокладке зануляющих и заземляющих проводников, их соединению между собой и присоединению к зануляемому и заземляемому электрооборудованию и т. п. Рассмотрим некоторые из них.

В цепи зануляющих и заземляющих проводников, в том числе и в цепи нулевых рабочих проводов, если они одновременно используются в качестве зануляющих проводников, не должны устанавливаться рубильники, пакетные выключатели или предохранители (за исключением случаев, когда вместе с фазными отключаются и зануляющие проводники). Установка выключателя или предохранителя в цепи зануления (рис. 14.4) может привести к поражению при прикосновении к запуленному корпусу аппарата даже тогда, когда исправна изоляция. Это произойдет, если в зануляющем проводнике (в данном случае нулевом рабочем проводе) будет отключен выключатель или перегорит плавкая вставка предохранителя (через обмотку аппарата на его корпус выносится потенциал).

На рис. 14.5 показано зануление отдельно стоящего однофазного прибора. Зануление таких электроприемников должно осуществляться отдельным третьим проводом, проложенным от щита контроля и уп

равления или питания, к которому подключен данный электроприемник. Как видно из рис. 14.5, при неправильном присоединении и обрыве зануляющего проводника последствия могут быть такими же, как и в случае, приведенном на рис. 14.4, т. е. на корпусе прибора через обмотку и зануляющий проводник может появиться опасное напряжение.

Если проводники, питающие однофазный электроприемник, проложены в стальной защитной трубе, которая удовлетворяет требованиям, приведенным в табл. 14.2, то последняя может использоваться в качестве зануляющего проводника (вместо отдельного третьего провода) при условии, что защитные трубы надежно соединены между собой и с корпусом электроприемника. То же самое относится к алюминиевым оболочкам кабелей; как указывалось выше, их допускается использовать вместо отдельного зануляющего третьего провода. Для этих целей может также быть использован и стальной зануляющий (заземляющий) проводник, сечение которого удовлетворяет требованиям, приведенным в табл. 14.2. В целях уменьшения индуктивного сопротивления петли фаза—нуль эти проводники следует прокладывать в непосредственной близости от фазных.

Сказанное о защитных трубах и алюминиевых оболочках кабелей не относится к взрывоопасным установкам (см. разд. 15).

При использовании металлических оболочек кабелей или стальных труб в качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников присоединение их к корпусам электрооборудования (а металлических оболочек кабелей к металлическим муфтам) должно выполняться гибкими перемычками с сечением, мм2, не менее:

6 — для кабелей с сечением жил до 10 мм^ и труб с условным проходом 15 мм;

10 — для кабелей с сечением жил 16— 25 мм2 и труб с условным проходом 25 мм.

Запрещается последовательное соединение в рассечку зануляющего и заземляющего проводников нескольких зануляемых или за-

земляемых элементов электроустановки. Как видно из рис. 14.6, при ремонте первого элeкгpoпpиe^лникa зануление второго может быть нарушено.

Стальные зануляющие и заземляющие проводники в сухих помещениях при отсутствии химически активной среды могут прокладываться непосредственно по стенам; в сырых и особо сырых помещ^ениях и в помещениях с едкими парами их следует прокладывать на расстоянии не менее 10 мм от стен.

Зануляющие и заземляюшие стальные проводники должны прокладываться горизонтально и вертикально; допускается также прокладка их параллельно наклонным конструкциям зданий.

Проходы стальных зануляющих и заземляющих провошшков через стены и перекрытия должны выполняться в открытых проемах или в отрезках труб. При пересечении стальными зануляющими и заземляющими проводниками дверных и стенных проемов, каналов и т. п. должны выполняться обходы с открытой прокладкой проводников. В исключительных случаях, когда открытая прокладка не возможна, допускается обход их выполнять в стальной трубе. При пересечении стальными зануляющими и заземляющими проводниками температурных швов здания должны быть предусмотрены компенсаторы.

Магистрали зануления и заземления и ответвления от них в номешеннях и наружных установках должны быть доступны для осмотра. Это требование не распространяется на нулевые защитные жилы и оболочки кабелей, а также на нулевые защитные проводники, проложенные в трубах и коробах.

Ответвления от магистралей к электроприемникам допускается прокладывать скрыто непосредственно в стене, под чистым полом и т. п., предварительно защитив их от действия агрессивных сред; такие ответвления не должны иметь соединений на участке скрытой прокладки. В наружных установках нулевые защитные (заземляющие) проводники допускается прокладывать в земле, в полу или по краю площадок, фундамен

тов технологических установок и т. п. Использование неизолированных алюминиевых проводников для прокладки в земле в качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников не допускается.

Зануление и 3a3et/meHne металлорукавов гибких вводов выполняется путем подключения одного конца к стальной трубе электропроводки, а второго — к вводному устройству аппарата. Если труба используется в качестве единственного зануляющего или заземляющего проводника, она должна быть соединена дополнительно с корпусом аппарата перемычкой.

Открыто проложенные нулевые защитные (заземляющие) проводники должны иметь отличительную окраску: по зеленому фону желтые полосы шириной 15 мм на расстоянии 150 мм друг от друга.

При использовании в качестве зануляющих и заземляющих проводников медных и алюминиевых проводов и жил кабелей их соединение между собой должно производиться теми же способами, что и соединения фазных и других проводов (с помощью зажимов с пружинящими шайбами, пайкой, сваркой и т. п.), а присоединение к зануляе- мым и заземляемым элементам электроустановки — с помощью надежных болтовых соединений, имеющих приспособления против самоотвинчивания (контргайки, пружинящие шайбы и т. п.). Во всех случаях, когда у зануляемого или заземляемого оборудования отсутствуют заземляющие болты, для присоединения зануляющих (заземляющих) проводов из цветных металлов необходимо предусматривать приварку флажка с заземляющим болтом. Отдельные зануляющие (заземляющие) медные и алюминиевые провода так же, как и нулевые рабочие провода, должны прокладываться вместе с фазными или другими проводами, подключаемыми к за- нуляемому (заземляемому) элементу (в одной трубе, коробе, лотке).

Соединения стальных труб, используемых в качестве зануляюших (заземляющих) проводников, при скрытой прокладке, а также при открытой прокладке в сырых, особо сырых помещениях, в помещениях, содержащих пары или газы, вредно действующие на изоляцию проводов, в местах, где возможно попадание в трубы масла, воды и эмульсии, в пыльных помещениях и в наружных электроустановках, должны быть выполнены стандартными муфтами на резьбе с уплотнением мест соединений (с намоткой пенькового волокна, пропитанного разведенным на олифе суриком, лентой ФУМ или другими материалами, не нарушающими не

прерывность электрической цепи); не допустимо соединять стальные защитные трубы электропроводов, используемые в качестве зануляющих (заземляющих) проводников с помощью манжет, раструбов, гильз и т. п.

Присоединение стальных защитных труб, используемых в качестве зануляющих (заземляющих) проводников, к приборам, аппаратам и другим средствам автоматизации также должно обеспечивать непрерывность электрической цепи и выполняться с помощью стандартных муфт, футорок, заземляющих гаек, перемычек (от флажка, приваренного к трубе до корпуса аппарата) или путем непосредственного ввертывания трубы в резьбовую часть корпуса аппарата, коробки и т. п.

Соединение и присоединение стальных нулевых защитных (заземляющих) проводников должно выполняться сваркой. В помещениях и в наружных установках без агрессивных сред допускается в местах, доступных для осмотра и ремонта, выполнять болтовые соединения; при этом должны предусматриваться меры против ослабления и коррозии контактных соединений.

При установке приборов, аппаратов и других средств автоматизации на зану.пенных (заземленных) щитах, пультах и вспомогательных конструкциях, а также при соединении между собой отдельных щигов и пультов в многосекционные щиты (пульты) в местах соединений должен быть обеспечен надежный металлический контакт (без краски, лака и т. п.). Зану.пение и заземление составных щитов и пультов, у которых обеспечен требуемый контакт отдельных панелей (шкафов, пультов) между собой и с установочной мегал.пической рамой, допускается производить в одном месте.

Зануление мета.плических корпусов отдельно стоящих аппаратов управ.пения электродвигателями исполнительных механизмов и э.пектроприводами задвижек и вентилей (магнитных пускателей, кнопок управления и т. д.) осуществляется при помощи отдельных проводников, присоединяемых к нулевому рабочему проводу.

Короба и лотки должны присоединяться к сети зануления (заземления) не менее чем в двух противоположных друг от друга местах. Ответвления от коробов и лотков в конце следует занулять или заземлять дополнительно. В местах установки компенсаторов (если они имеются) короба и лотки должны быть соединены гибкими перемычками, привариваемыми к корпусу компенсатора и коробу (лотку) по обе стороны от компенсатора. Соединение секций лотков и коробов

должно обеспечивать электрическую непрерывную цепь по всей их длине.

Зануление (заземление) стальных защитных труб должно производиться с обоих концов : в щитовом помещении — путем подсоединения к запуленным (заземленным) щитовым конструкциям; у электрооборудования — путем соединения защитной трубы с запуленным (заземленным) корпусом электрооборудования. Непрерывность цепи заземления стальных защитных труб при их соединении между собой обеспечивается, как указывалось выше, соединениями с помощью муфт.

Все кабельные конструкции, на которых прокладываются кабели, должны быть за- нулены (заземлены). Броня и металлические оболочки кабелей должны зануляться (заземляться) с двух сторон. На вводе в аппараты и приборы, имеющие пластмассовые корпуса, броню и металлическую оболочку кабеля допускается не занулять (не заземлять).

В начале настоящего раздела отмечалось, что в качестве защитных мер безопасности могут применяться ма.пые напряжения, понижающие, а также разделяющие трансформаторы. Применение разделяющих трансформаторов имеет целью изолировать питание э.пектроприемников от общей сети и сети зануления (заземления) и тем самым от возможных повреждений изоляции, однофазных и двойных замыканий на землю, утечек и т. п. или, другими словами, от условий, вызывающих повышенную опасность.

Вторичное напряжение понижающих и разделяющих трансформаторов не до.пжно превышать 42 В для понижающих и 380 В для разделяющих трансформаторов.

При применении этих трансформаторов необходимо выполнять следующие требования ;

1)   разделяющие трансформаторы должны удов.петворять специальным техническим условиям в отношении повышенной надежности конструкции и повышенных испытательных напряжений;

2)   от разделяющих трансформаторов разрешается питание только одного электроприемника с номина.пьным током плавкой вставки или расцепителя автомата на первичной стороне не более 15 А;

3)   зануление (заземление) вторичной обмотки разделяющих трансформаторов запрещается. Корпус трансформатора в зависимости от режима нейтрали сети, питающей первичную обмотку, должен быть занулен или заземлен.

Заземление корпусов электроприемников, присоединенных к таким трансформато

рам, не требуется, а соединение с системой зануления не допускается;

4)   понижающие трансформаторы со вторичным напряжением 42 В и ниже могут служить в качестве разделяющих, если они удовлетворяют приведенным выше требованиям.

Если понижающие трансформаторы не являются разделяющими, то в зависимости от режима нейтрали сети, питающей первичную обмотку, следует заземлять или занулять корпус трансформатора, а также один из выводов (одну из фаз) или нейтраль (среднюю точку) вторичной обмотки.

Указанные выше требования не распространяются на трансформаторы, устанавливаемые по указанию заводов-изготовителей для питания отдельных типов приборов и средств автоматизащіи с целью повьшіения их помехоустойчивости. К этим трансформаторам, выполняющим роль разделяющих не с точки зрения техники безопасности, а с точки зрения гальванического разделения цепей приборов с внешней электрической сетью, не предъявляют требования повышенной надежности к конструкции и от них по указаниям заводов-изготовителей могут питаться группы Злектроприемников.