Оглавление:
А. Защитное заземление
Назначение, принцип действия, область применения. Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (индуктивное влияние соседних токоведущих частей, вынос потенциала, разряд молнии и т. п.).
Эквивалентом земли может быть вода реки или моря, каменный уголь в карьерном залегании и т. п.
Назначение защитного заземления — устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.
Защитное заземление следует отличать от других видов заземления, например, рабочего заземления и заземления молниезащиты.
Рабочее заземление — преднамеренное соединение с землей отдельных точек электрической цепи, например нейтральных точек обмоток генераторов, силовых и измерительных трансформаторов, дугогасящих аппаратов, реакторов поперечной компенсации в дальних линиях электропередачи, а также фазы при использовании земли в качестве фазного или обратного провода. Рабочее заземление предназначено для обеспечения надлежащей работы электроустановки в нормальных или аварийных условиях и осуществляется непосредственно (т. е. путем соединения проводником заземляемых частей с заземлителем) или через специальные аппараты — пробивные предохранители, разрядники, резисторы и т. п.
Заземление молниезащиты — преднамеренное соединение с землей молниеприемников и разрядников в целях отвода от них токов молнии в землю.
Принцип действия защитного заземления — снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус и другими причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования (уменьшением сопротивления заземлителя), а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования (подъемом потенциала основания, на котором стоит человек, до значения, близкого к значению потенциала заземленного оборудования).
Рассмотрим два случая. Корпус электроустановки не заземлен. В этом случае прикосновение к корпусу электроустановки также опасно, как и прикосновение к фазному проводу сети.
Корпус электроустановки заземлен (рис.4.2) . В этом случае напряжение корпуса электроустановки относительно земли уменьшится и станет равным:
(4.1)
Напряжение прикосновения и ток через тело человека в этом случае будут определяться по формулам:
(4.2)
где a 1 — коэффициент напряжение прикосновения.
Уменьшая значение сопротивления заземлителя растеканию тока R З , можно уменьшить напряжение корпуса электроустановки относительно земли, в результате чего уменьшаются напряжение прикосновения и ток через тело человека.
Заземление будет эффективным лишь в том случае, если ток замыкания на землю I З практически не увеличивается с уменьшением сопротивления заземлителя. Такое условие выполняется в сетях с изолированной нейтралью (типа IT ) напряжением до 1 кВ, так как в них ток замыкания на землю в основном определяется сопротивлением изоляции проводов относительно земли, которое значительно больше сопротивления заземлителя (рис.4.2).
Рис.4. 2 . Схема сети с изолированной нейтралью (типа IT ) и защитным заземлением электроустановки
В сетях переменного тока с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ защитное заземление в качестве основной защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении не применяется, т.к. оно не эффективно (рис.4. 3).
Рис.4.3. Схема сети с заземленной нейтралью и защитным заземлением потребителя электроэнергии
Область применения защитного заземления :
- электроустановки напряжением до 1 кВ в трехфазных трехпроводных сетях переменного тока с изолированной нейтралью (система IT);
- электроустановки напряжением до 1 кВ в однофазных двухпроводных сетях переменного тока изолированных от земли;
- электроустановки напряжением до 1 кВ в двухпроводных сетях постоянного тока с изолированной средней точкой обмоток источника тока (система IT);
- электроустановки в сетях напряжением выше 1 кВ переменного и постоянного тока с любым режимом нейтрали или средней точки обмоток источников тока.
Типы заземляющих устройств. Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников.
В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.
Выносное заземляющее устройство (рис. 4.4) характеризуется тем, что заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки. Поэтому выносное заземляющее устройство называют также сосредоточенным .
Рис.4. 4 . Выносное заземляющее устройство
Существенный недостаток выносного заземляющего устройства – отдаленность заземлителя от защищаемого оборудования, вследствие чего на всей или на части защищаемой территории коэффициент прикосновения a 1 =1. Поэтому заземляющие устройства этого типа применяются лишь при малых токах замыкания на землю, в частности в установках до 1000 В, где потенциал заземлителя не превышает значения допустимого напряжения прикосновения U пр.доп (с учетом коэффициента напряжения прикосновения, учитывающего падение напряжения в сопротивлении растеканию основания, на котором стоит человек, a 2 ):
где I з – ток, стекающий в землю через заземляющее устройство; r з – сопротивление растеканию тока заземляющего устройства.
Кроме того, при большом расстоянии до заземлителя может значительно возрасти сопротивление заземляющего устройства в целом за счет сопротивления заземляющего проводника.
Достоинством выносного заземляющего устройства является возможность выбора места размещения электродов заземлителя с наименьшим сопротивлением грунта (сырой, глинистый, в низинах и т. п.).
Необходимость в устройстве выносного заземления может возникнуть в следующих случаях:
- при невозможности по каким-либо причинам разместить заземлитель на защищаемой территории;
- при высоком сопротивлении земли на данной территории (например, песчаный или скалистый грунт) и наличии вне этой территории мест со значительно лучшей проводимостью земли;
- при рассредоточенном расположении заземляемого оборудования (например, в горных выработках) и т. п.
Контурное заземляющее устройство (рис. 4.5) характеризуется тем, что электроды его заземлителя размещаются по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки. Часто электроды распределяются на площадке по возможности равномерно, и поэтому контурное заземляющее устройство называется также распределенным.
Рис. 4.5. Контурное заземляющее устройство
Безопасность при распределенном заземляющем устройстве может быть обеспечена не только уменьшением потенциала заземлителя, но и выравниванием потенциалов на защищаемой территории до таких значений, чтобы максимальные напряжения прикосновения и шага не превышали допустимых. Это достигается за счет соответствующего размещения одиночных заземлителей на защищаемой территории.
Заземление назначение и технические требования
Вопрос 45. Заземление. Назначение и общие технические требования.
Защитным заземлением называется преднамеренное соединение с землей корпусов и других конструктивных металлических частей электрооборудования, которые нормально не находятся под напряжением, но в любой момент времени могут оказаться под напряжением вследствие повреждения изоляции. Оно применяется в электроустановках напряжением до 1000 В, питающихся от сетей с изолированной нейтралью.
Для заземления электроустановок должны быть использованы в первую очередь естественные заземлители, если при этом сопротивление заземляющих устройств имеет допустимые значения.
Для заземления электроустановок различных назначений, территориально приближенных одна к другой, рекомендуется применять одно общее заземляющее устройство. Требуемые величины сопротивления заземляющих устройств должны быть обеспечены при наиболее неблагоприятных условиях.
К частям подлежащих заземлению (занулению) относятся:
корпуса электрических машин, трансформатора, аппаратов, светильников и т.д.;
приводы эл.аппаратов;
вторичные обмотки измерительных трансформаторов;
каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов;
металлические конструкции распред.устройств, металлические кабельные конструкции, металлические кабельные соединительные муфты, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, металлические оболочки проводов, металлические рукова и трубы эл.проводки, кожухи и опорные конструкции шинопроводов, короба, стальные полосы, на которых укреплены кабели и провода, а также другие металлические конструкции на которых устанавливается электрооборудование;
металлические корпуса передвижных и переносных эл.приемников;
эл.оборудование размещенное на движущихся частях станков машин и механизмов.
Переносные заземления
Назначение переносных заземлений
Переносные заземления предназначаются для защиты людей, работающих на отключенных токоведущих частях оборудования или электроустановки, от поражения электрическим током в случае ошибочной подачи напряжения на отключенный участок или при появлении на нем наведенного напряжения.
Переносные заземления применяются в тех частях электроустановки, в которых нет стационарных заземляющих ножей.
Защитное действие переносных заземлений или стационарных заземляющих ножей заключается в том, что они не позволяют появиться дальше места их установки напряжению опасной для персонала величины.
При подаче напряжения на заземленный и закороченный участок возникает короткое замыкание. Благодаря этому напряжение в месте короткого замыкания снижается практически до нуля и на токоведущие части за заземлением напряжение не будет попадать. Кроме того, сработает защита и отключит источник напряжения.
Устройство переносных заземлений
Переносные заземления состоят из: проводников для заземления и закорачивания между собой токоведущих частей разных фаз электроустановки и зажимов для присоединения проводников к заземляющей проводке и к токоведущим частям.
Заземляющие и закорачивающие проводники изготовляются из медного многожильного гибкого голого провода.
Переносные заземления выполняются как трехфазными (для закорачивания всех трех фаз и заземления с общим заземляющим проводником), так и однофазными (для заземления токоведущих частей каждой фазы отдельно). Однофазные переносные заземления применяются в электроустановках напряжением выше 110 кВ, поскольку там расстояния между фазами велики и закорачивающие проводники получаются чрезмерно длинными и тяжелыми.
Требования предъявляемые к переносным заземлениям
Основным требованием, предъявляемым к переносным заземлениям, является их термическая и динамическая устойчивость к току короткого замыкания.
Зажимы, которыми проводники закрепляются на токоведущих частях, должны быть такими, чтобы динамическими усилиями они не могли быть сорваны.
Кроме того, зажимы должны обеспечивать весьма надежный контакт. В противном случае они при коротком замыкании перегреются и обгорят.
При протекании тока короткого замыкания закорачивающие проводники сильно нагреваются. Поэтому они должны быть достаточно термически устойчивыми, чтобы оставаться целыми в течение времени отключения под действием релейной защиты закороченного участка. Надо иметь в виду, что медь плавится при температуре 1083° С.
Термическая устойчивость проводников важна, потому что при нагреве и обрыве проводников на концах их может появиться рабочее напряжение электроустановки.
Минимальное сечение из соображений механической прочности принимается: для электроустановок напряжением выше 1000 В — 25 мм2 и для электроустановок напряжением ниже 1 000 В — 16 мм2. Меньше этих сечений проводники применять нельзя.
Для электроустановок напряжением 6 — 10 кВ при значительных токах короткого замыкания проводники переносных заземлений получаются очень большого сечения (120 — 185 мм2), тяжелые и ими трудно пользоваться. В таких случаях разрешается использовать два переносных заземления и более, устанавливая их параллельно одно непосредственно возле другого.
Расчет сечения проводников переносного заземления производится по упрощенной формуле:
S = ( I уст √ t ф ) / 272,
где I уст — установившийся ток короткого замыкания, А, t ф — фиктивное время, сек.
Для практических целей значение t ф может быть принято равным выдержке времени основной релейной защиты присоединения электроустановки, выключатель которого должен отключать короткое замыкание в точке переносного заземления.
Чтобы не изготовлять переносных заземлений различного сечения для распределительного устройства одного напряжения, за расчетную выдержку времени обычно принимается наибольшая.
В сетях с заземленной нейтралью сечение проводников рассчитывается по току однофазного короткого замыкания, в то время как в системе с изолированной нейтралью достаточно обеспечить термическую устойчивость при двухфазном коротком замыкании.
Применять для заземляющих проводников изолированный провод не разрешается, потому что изоляция не позволяет вовремя обнаружить повреждение жил проводника, которое уменьшает его расчетное сечение и может привести к пережиганию током короткого замыкания.
Конструкция зажимов для присоединения проводников должна обеспечивать возможность их надежного и прочного закрепления на токоведущих частях с помощью специальной штанги для установки заземления. Закорачивающие проводники присоединяются к зажимам непосредственно без переходных наконечников. Это требование объясняется тем, что в наконечниках могут быть неудовлетворительные контакты, которые трудно обнаружить, но которые при протекании тока короткого замыкания могут выгореть.
Соединение закорачивающих проводников трехфазного заземления между собой и к заземляющему проводнику выполняется прочно и надежно огерессованием или сваркой. Может быть выполнено и болтовое соединение, но, кроме болтов, соединение должно быть пропаяно твердым припоем. Соединение только пайкой не допускается, поскольку нагрев заземлений при протекании тока может достигать сотен градусов, при котором припой расплавится и соединение нарушится.
Правила установки переносных заземлений
Переносные заземления устанавливаются на токоведущих частях со всех сторон, откуда может быть подано напряжение на отключенный для производства работ участок.
Если участок, на котором производятся работы, делится коммутационным аппаратом (выключателем, разъединителем) на части или в процессе работы нарушает целость токоведущих частей участка (снимается часть проводов и т. п.), то при опасности появления наведенного напряжения от соседних линий на каждом отдельном участке должно быть поставлено заземление.
Установка заземления производится изолирующей штангой, составляющей одно целое с заземлением или применяемой для поочередного оперирования с зажимами всех фаз.
Сначала заземляющий проводник присоединяется к заземляющей проводке или к заземленной конструкции, затем после проверки отсутствия напряжения на токоведущих частях указателем напряжения с помощью штанги зажимы заземления поочередно накладываются на токоведущие части всех фаз и закрепляются там также с помощью штанги. Если штанга не приспособлена для закрепления зажимов, закрепление может быть выполнено вручную в диэлектрических перчатках.
При установке заземлений в распределительных устройствах операции следует производить с пола или земли, или с лестницы, не поднимаясь на еще не заземленное оборудование. Если с земли или лестницы в открытом распределительном устройстве невозможно установить и закрепить заземления на шинах, то подниматься для этой цели на оборудование (трансформатор, выключатель) можно только после полной проверки отсутствия напряжения на всех вводах.
Подниматься на конструкцию разъединителя 35 кВ и выше, находящегося с одной стороны под напряжением, недопустимо ни при каких обстоятельствах, потому что лицо, устанавливающее заземление, может оказаться в опасной близости к токоведущим частям, остающимся под напряжением. При таких операциях имели место поражения током.
Необходимо учитывать, что наведенное напряжение отсутствует на токоведущей части только тогда, когда к ней присоединено заземление. Поэтому даже после снятия заряда с токоведущей части или после снятия заземления недопустимо касаться незаземленных токоведущих частей без защитных средств.
Все операции по установке и снятию переносных заземлений производятся с применением диэлектрических перчаток.
Снятие переносных заземлений
При снятии заземлений сначала снимаются зажимы с токоведущих частей, затем отсоединяется заземляющий проводник.
В электроустановках напряжением выше 110 кВ снятие заземлений следует производить с помощью штанг, даже если по месту установки возможно произвести операцию без штанги.
В электроустановках напряжением 110 кВ и ниже допустимо пользоваться только диэлектрическими перчатками, причем только в тех случаях, когда для снятия заземления не требуется влезать на конструкции разъединителей.
1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования
1.1.1. Защитное заземление должно обеспечивать защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям электрооборудования или устройствам, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции.
1.1.2. Заземлению подлежат металлические части электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции, а также трубопроводы, сигнальные тросы и другие протяженные металлокоммуникации, расположенные в выработках, в которых имеются электроустановки.
С защитной заземляющей системой допускается не соединять нетоковедущие части оборудования, у которого применены защитное разделение, защитная изоляция или безопасное сверхнизкое напряжение.
1.1.3. Запрещается в шахтах применять сети с глухозаземленной нейтралью, за исключением трансформаторов, предназначенных для питания преобразовательных устройств контактных сетей электровозной откатки. Подсоединение других потребителей и устройств к таким трансформаторам и питаемым от них сетям запрещается.
1.1.4. Соединение с землей посредством компенсационных защитных или измерительных устройств или соединение с землей прибором для измерения сопротивления электрической изоляции заземлением сети не считается.
1.1.5. В искробезопасных цепях заземление должно выполняться согласно требованиям ГОСТ 22782.5 .
1.1.6. Термины и пояснения к ним приведены в приложении 1.
1.2. Требования к защитной заземляющей системе
1.2.1. В подземных выработках шахт должна устраиваться общая сеть заземления, к которой должны присоединяться все объекты, подлежащие заземлению.
Сопротивление заземляющего устройства, используемого для электроустановок различных напряжений, должно удовлетворять требованиям к заземлению электроустановок, для которых необходимо наименьшее сопротивление заземляющего устройства.
1.2.2. Для искробезопасной аппаратуры телефонной связи и ее кабельных муфт на участке сети с кабелями без брони допускается местное заземление без присоединения к общей сети заземления. Сопротивление этого самостоятельного заземления должно быть принято таким, чтобы произведение активного сопротивления заземления и протекающего в нем тока замыкания не превышало допустимой величины безопасного напряжения прикосновения.
1.2.4. Главная цепь заземления должна иметь не менее двух главных искусственных заземлителей, расположенных в различных местах.
1.2.5. При расчетах сопротивление заземления должно приниматься таким, чтобы напряжение прикосновения на корпусах электроустановок при замыкании на землю не превышало допустимого значения по ГОСТ 12.1.038 , но не более 2 Ом.
1.3. Требования к элементам системы заземления
1.3.1. Материалы, размеры и конструкции элементов заземляющих устройств электрооборудования до и выше 1,2 кВ должны быть устойчивы к механическим, химическим и термическим воздействиям при двухфазных замыканиях на землю с учетом времени срабатывания защиты и обеспечивать сохранение нормируемых параметров в течение всего срока службы устройств. Применение алюминия для выполнения заземляющих проводников запрещается.
1.3.2. Для главных заземлителей должны применяться стальные полосы площадью не менее 0,75 м 2 , толщиной не менее 5 мм и длиной не менее 2,5 м .
1.3.3. Для местных заземлителей, располагаемых в водосточных канавах выработок, должны применяться стальные полосы площадью не менее 0,6 м 2 , толщиной не менее 3 мм , длиной не менее 2,5 м .
1.3.4. При устройстве местных заземлителей в шпуре должны применяться трубы диаметром не менее 30 мм и длиной не менее 1,5 м . Стенки труб должны иметь на разной высоте не менее 20 отверстий диаметром 5 мм . Свободное пространство шпура должно засыпаться гигроскопичным материалом и периодически увлажняться по мере подсыхания.
1.3.5. Для устройства местных заземлителей электрооборудования номинальным напряжением выше 127 В переменного и ПО В постоянного тока допускается использовать не менее трех рам металлокрепи, соединенных между собой металлическим проводником (тросом, полосой и т. п.) из стали или меди сечением не менее соответственно 50 и 25 мм 2 и имеющих связь с другими рамами крепи посредством распорных элементов.
1.3.6. Для устройства местных заземлителей электроустановок номинальным напряжением до 127 В переменного и до ПО В постоянного тока протяженных металлокоммуникаций, а также металлических элементов объектов, на которых может накапливаться статическое электричество, допускается использовать одну раму металлокрепи.
1.3.7. Для дополнительного заземления устройств защитного отключения допускается использовать в качестве заземлителя одну раму металлокрепи, не используемую в качестве защитного заземления, или отдельный искусственный заземлитель.
1.3.8. В качестве естественных местных заземлителей допускается также использовать металлические желоба самотечного гидротранспорта угля.
1.3.9. Каждый подлежащий заземлению объект должен присоединяться к сборным заземляющим шинам или заземлителю при помощи отдельного ответвления из стали или меди сечением не менее 50 и 25 мм 2 соответственно. Для устройств связи допускается присоединение аппаратуры к заземлителям стальным или медным проводом сечением не менее 12 и 6 мм 2 соответственно.
1.3.10. Сборные заземляющие проводники для группы заземляемых объектов изготовляют из стали сечением не менее 50 мм 2 или из меди сечением не менее 25 мм 2 .
1.3.11. Сечение сборных заземляющих проводников стационарного оборудования околоствольных электромашинных камер и центральной подземной подстанции с напряжением свыше 1,2 кВ должно соответствовать сечению главной цепи заземления по п. 1.2.3 . Для заземления передвижного электрооборудования напряжением до и выше 1,2 кВ должны использоваться заземляющие жилы питающих кабелей.
1.3.12. В контрольных кабелях при использовании кабеля с пластмассовой оболочкой и стальной броней последнюю разрешается использовать в качестве заземляющего проводника. Для повышения проводимости заземляющей цепи необходимо использовать одну или несколько жил кабеля общим сечением не менее 1 мм 2 .
1.3.13. Все электрические машины и аппараты, муфты и другая кабельная арматура с присоединенными бронированными кабелями должны быть снабжены перемычками, посредством которых осуществляется непрерывная цепь металлических оболочек и стальной брони отдельных отрезков бронированных кабелей.
1.4. Требования к заземлению электрооборудования, расположенному в выработках шахт, опасных по газу или пыли
1.4.1. Для передвижных машин и забойных конвейеров должен предусматриваться непрерывный автоматический контроль заземления путем использования заземляющей жилы.
1.4.2. Не допускается использовать корпусы электрооборудования в качестве заземляющих проводников.
2. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ
2.1. Защитная заземляющая система должна контролироваться в сроки:
не реже одного раза в 3 месяца — вся заземляющая сеть шахты путем наружного осмотра и измерения сопротивления;
не реже одного раза в 6 месяцев — главные заземлители путем осмотра и ремонта.
2.2. Сопротивление общей сети заземления измеряют у каждого заземлителя.
2.3. Сопротивление защитного заземления измеряют приборами, допущенными для применения в шахтах. Методы измерения приведены в приложении 2 .
2.4. При обнаружении повреждения защитного заземления или несоответствия его настоящему стандарту эксплуатация защищаемого им электрооборудования запрещается.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное
ТЕРМИНЫ, ВСТРЕЧАЮЩИЕСЯ В СТАНДАРТЕ, И ПОЯСНЕНИЯ К НИМ
ЗАЗЕМЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ БЕЗОПАСНОСТИ
ЗАЗЕМЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ БЕЗОПАСНОСТИ
Основные требования к заземлению различных систем безопасности: СКУД, ОПС и систем видеонаблюдения. Адаптированы для практического применения.
Требования к заземлению систем охранно-пожарной сигнализации,видеонаблюдения, систем контроля доступа
(выписки из руководящих документов,адаптированные к практическому применению)
Основными руководящими документами для установки защитного заземления являются:
— Правила устройства электроустановок (ПУЭ) — раздел 1.7;
— ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление;
— ГОСТ 464-79. Заземления для стационарных установок проводной связи, радиорелейных станций, радиотрансляционных узлов проводного вещания и антенн систем коллективного приема телевидения. Нормы сопротивления;
— ГОСТ Р 50571.10-96 (МЭК 364-5-54-80). Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Глава 54. Заземляющие устройства и защитные проводники;
— ГОСТ Р 50571.21-2000 (МЭК 60364-5-548-96). Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Раздел 548. Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации;
— ГОСТ Р 50571.22-2000 (МЭК 60364-7-707-84). Электроустановки зданий. Часть 7. Требования к специальным электроустановкам. Раздел 707. Заземление оборудования обработки информации.
Требования к заземлению технических средств систем безопасности определяется нормативной документацией ( ГОСТ 12.1.030, РД 78.145-93, СП 5.13130.2009, ГОСТ 12.2.007.0, РД 78. 36.003-2002) Согласно пункта 1.7.46. 4) ПУЭ издание 6 к частям, подлежащим занулению или заземлению относятся каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, а также съемные или открывающиеся части, если на последних установлено электрооборудование напряжением выше 42 В переменного тока или более 110 В постоянного тока.
Защитное заземление или зануление должно обеспечивать защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции.
Для этого необходимо применение искусственных заземляющих устройств. При обследовании объекта для проектирования комплексной системы безопасности необходимо исследовать на объекте заземление и проверить акт последней проверки заземления на соответствие нормам по электробезопасности. По этим нормам сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом. В помещении где будут устанавливаться приборы ПКП, источники электропитания в металлическом корпусе, а также другое оборудование, подлежащее заземлению должны быть выведены клеммы заземления. К этим клеммам заземления подключаются все металлические корпуса приборов и оборудования. Это защищает обслуживающий персонал от поражения электрическим током и уменьшает вероятность ложных срабатываний оборудованием комплексной системы безопасности, при повышенном уровне электромагнитного излучения или электромагнитных помех.
При выборе и прокладке защитных проводников следует учитывать внешние воздействующие факторы по ГОСТ 30331.2,ГОСТ Р 50571.2. Защитное действие заземления основано на двух принципах:
Уменьшение до безопасного значения разности потенциалов между заземляемым проводящим предметом и другими проводящими предметами, имеющими естественное заземление.
• Отвод тока утечки при контакте заземляемого проводящего предмета с фазным проводом. В правильно спроектированной системе появление тока утечки приводит к немедленному срабатыванию защитных устройств (устройств защитного отключения — УЗО).
• В системах с глухозаземлённой нейтралью — инициирование срабатывания предохранителя при попадании фазного потенциала на заземлённую поверхность.
Таким образом, заземление наиболее эффективно только в комплексе с использованием устройств защитного отключения. В этом случае при большинстве нарушений изоляции потенциал на заземлённых предметах не превысит опасных величин. Более того, неисправный участок сети будет отключён в течение очень короткого времени (десятые…сотые доли секунды — время срабатывания УЗО).
Требования к заземлению при монтаже видеонаблюдения
6.2. Монтаж устройств охранного телевидения(пособие к РД 78.145-93)
«6.2.4. Аппаратуру системы видеонаблюдения на местах эксплуатации следует размещать по рабочим чертежам проекта после проверки и определения пригодности всех приборов и блоков путем предварительного испытания на настроечных кабелях, поставляемых предприятием-изготовителем.
Начинать размещение и крепление аппаратуры следует одновременно с приемной и с передающей сторон. Закрепив все приборы и блоки ПТУ, их сразу же заземляют, т.е. подключают к выводным клеммам «Земля» или металлическим корпусам аппаратуры, заранее подведенным к месту размещения заземляющих проводнике от естественных или искусственных заземлителей. После подключения заземления производят контрольные измерения сопротивления заземляющих устройств, которые не должны превышать 4 Ом.
6.2.5. При наличии больших фоновых помех (7 В и более), вызванных разностью потенциалов заземлителей далеко удаленных приборов, рекомендуется применять для заземления всех приборов установки одно общее заземляющее устройство.
В этом случае все приборы должны быть изолированы от земли и присоединены к общему заземляющему проводнику, который соединяется только с одним заземлителем.»
Руководящие документы в области телевидения:
1. ГОСТ 7845-92 Система вещательного телевидения. Основные параметры. Методы измерений;
2. ГОСТ 21879-88 Телевидение вещательное. Термины и определения;
3. ГОСТ 23456-79 Установки телевизионные прикладного назначения. Методы измерений и испытаний;
4. ГОСТ Р 50725-94 Соединительные линии в каналах изображений. Основные параметры. Методы измерений.
В перечисленных стандартах содержаться основные требования к качеству и характеристикам телевизионного сигнала, соединительных линий в каналах изображений и самой системе.
1. Ведомственные строительные нормы. Инструкция по проектированию линейно-кабельных сооружений. ВСН 116-93. Минсвязи России, Гипросвязь, Москва, 1993;
Пункт 12.1., указанного документа гласит: «При проектировании заземляющих устройств на линейных сооружениях связи следует руководствоваться требованиями и нормами ГОСТ 464-79 (ниже посмотрим, о чем идет речь в этом ГОСТе), “Руководством по проектированию, строительству и эксплуатации заземлений в установках проводной связи и радиотрансляционных узлов”, Минсвязи СССР, а также “Рекомендации по вопросам оборудования заземлений и заземляющих проводок ЛАЦ и НУП Минсвязи СССР.»
2. ГОСТ 464-79. «Заземления для стационарных установок проводной связи, радиорелейных станций, радиотрансляционных узлов проводного вещания и антенн систем коллективного приема телевидения». На мой взгляд очень грамотный документ. Цитирую:
«Настоящий стандарт распространяется на станционные и линейные сооружения установок проводной связи, радиорелейные станции, радиотрансляционные узлы проводного вещания (ПВ), установки избирательной железнодорожной связи и антенн систем коллективного приема телевидения (СКПТ), для которых оборудуют стационарные заземляющие устройства, и устанавливают нормы сопротивления заземляющих устройств, обеспечивающих нормальную работу сооружений и установок, перечисленных выше, а также безопасность обслуживающего персонала.
1.1. К рабоче-защитному или защитному заземляющему устройству при помощи заземляющих проводов кратчайшим путем должны быть подключены:
o один из полюсов электропитающей установки;
o нейтраль трансформаторов, вывод источника однофазного тока трансформаторной подстанции или собственной электростанции, питающей оборудование предприятий связи, радиорелейную станцию или станцию ПВ;
o металлические части силового, стативного и коммутаторного оборудования;
o металлическая опорная эквипотенциальная поверхность электронных телефонных станций;
o металлические трубопроводы водопровода и центрального отопления и других металлических конструкций внутри здания;
o экраны аппаратуры и кабелей;
o металлические оболочки кабелей, элементы схем защиты, молниеотводы; (вот два пункта, которые, на мой взгляд, и определяют требования по заземлению телевизионного оборудования и его соединительных линий);
o антенны СКПТ, подлежащие молниезащите в соответствии с нормативно-технической документацией (далее — НТД).
Число заземляющих проводов и порядок подключения к ним аппаратуры и оборудования устанавливают в НТД на аппаратуру конкретного вида.
1.9. При эксплуатации заземляющих устройств следует проверять их сопротивления с периодичностью:
o два раза в год — летом (в период наибольшего просыхания грунта) и зимой (в период наибольшего промерзания грунта) — на междугородных, городских и сельских телефонных станциях, телеграфных станциях, телеграфных трансляционных, оконечных и абонентских пунктах;
o раз в год — летом (в период наибольшего просыхания грунта) — на радиорелейных станциях, на станциях и подстанциях радиотрансляционных узлов;
o раз в год — перед началом грозового периода (апрель — май) — в необслуживаемых усилительных пунктах (НУП) и регенерационных пунктах (РП) междугородной, городской и сельской связи; для контейнеров аппаратуры систем передачи (ИКМ-30 и др.);
o раз в год — перед началом грозового периода — на кабельных и воздушных линиях связи и радиотрансляционных сетей, у кабельных опор и опор, на которых установлены средства защиты, на абонентских пунктах телефонных и радиотрансляционных сетей, у понижающих трансформаторов таксофонных кабин;
o не реже раза в год (перед началом грозового периода) — для антенн систем коллективного приема телевидения.»
3. ОСТН-600-93. Отраслевые строительно-технологические нормы на монтаж сооружений и устройств связи, радиовещания и телевидения.
пункте 2.203. сказано: «Состав и конструкция заземлении (рабочего, за¬щитного или рабочезащитного, молниезащитного, измерительного), схема подключения к ним элементов станции, а также тип и сечение заземляющих проводников должны устанавли¬ваться проектом.»
4. СНиП 3.05.06-85. Электротехнические устройства.
В пункте 3.247. сказано: «Каждая часть электроустановки, подлежащая заземлению или занулению, должна быть присоединена к сети заземления или зануления при помощи отдельного ответвления. Последовательное включение в заземляющий или защитный проводник заземляемых или зануляемых частей электроустановки не допускается.»
5. В ГОСТ 12.1.030-81 Электробезопасность защитное заземление. Зануление.
Для телевизионных систем он подходит только в части касающейся электробезопасности.
6. МВД РФ ГУВО. Проектирование и монтаж систем охранного телевидения и домофонов. Рекомендации. Р 78.36.008-99. Москва 1999.
7.
В нём изложены рекомендации по предотвращению возникновения так называемой «земляной петли» в системах охранного телевидения.
пункт 4.7.2 «Земляная петля».
«Земляная петля — ситуация, когда коаксиальный кабель, по которому передается видеосигнал, соединяет корпуса двух приборов, объединенных общей системой питания. В этом случае по экрану коаксиального кабеля также начинает протекать некоторая доля тока питания, который потребляет находящееся рядом оборудование (подъемный кран, сварочный аппарат и др.). Таким образом, на внешнем экранирующем проводнике коаксиального кабеля образуется перепад напряжения (может достигать от нескольких единиц до десятков вольт) с частотой питающей сети (50 Гц). Поскольку напряжение видеосигнала измеряется относительно экрана, то этот перепад попадает в видеосигнал. В результате (при передаче на удаленный пункт наблюдения видеосигнала, в котором заземление находится при другом потенциале) на видеомониторе появляются искажения, что делает видеоизображение неприемлемым. Основными методами борьбы с земляной петлей являются:
• применение ТК с двойной изоляцией, тщательно изолирующей телекамеру от кожуха и кронштейна крепления;
• применение изолирующего трансформатора для развязки сигнальной линии и разрыва земляной петли. Его корпус следует заземлить (монитор также должен быть заземлен), поэтому трансформатор необходимо располагать в непосредственной близости от монитора.»
Обобщив все документы, можно сделать вывод:
Что конкретных требований, применительно к системам замкнутого телевидения или прикладным телевизионным установкам, в руководящих документах не содержится.
Решение по схеме заземления оборудования систем замкнутого телевидения должен принимать проектировщик и оформлять это решение в проекте. Для этого он должен очень тщательно, основываясь и учитывая требования всех вышеперечисленных руководящих документов, руководств по эксплуатации и монтажу применяемого им в проекте оборудования, определить места размещения заземляющих устройств, подключаемое к ним оборудование и схемы подключения.
При этом необходимо помнить, что на корпусах, шасси и общих шинах оборудования, используемого в системах охранного телевидения, и питающегося от промышленной сети, как правило, присутствует тот или иной наведенный потенциал промышленной частоты. Причиной этого являются емкостные и резистивные утечки в блоках питания этих устройств, наведенные потенциалы от внешних электромагнитных полей, случайные контакты с инженерными или строительными конструкциями и т.д.
Кардинальным решением этого вопроса является хорошее индивидуальное заземление корпусов оборудования. Необходимо акцентировать внимание на надежность контактных соединений заземляющих проводников. Уделить особое внимание качеству заземления всего приемного и передающего оборудования, экранов кабелей и элементов грозозащиты.
При построении систем замкнутого телевидения с использованием волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), заземлять следует экраны коаксиальных кабелей или передатчики оптические, если на них имеется клемма заземления. Блоки грозозащиты, как правило, устанавливают в термокожухах, но это не совсем правильно, наилучший вариант установить его снаружи в коробке и заземлить через клемму заземления.
На приемной стороне, блоки питания приемников ВОЛС и все оборудование системы в аппаратной (коммутаторы, квадраторы, регистраторы) заземляют, как правило, через заземляющий контакт розеток, так как практически все перечисленное оборудование изготавливается с трех контактными вилками «Schuko» (произносится «Шуко»), это разговорное название системы cиловых вилок и розеток для переменного тока, официально определённой в стандарте CEE 7/4 или известной неофициально как «Тип F», что просто указывает на то, что вилка и розетка снабжены контактами защитного заземления. Соответственно необходимо проверить в электрощитке наличие, надежность подключения и работоспособность земляного провода.
При построении систем замкнутого телевидения с использованием коаксиальных кабелей заземляют экраны кабелей, причем исключительно на стороне приемного оборудования. Все оборудование необходимо заземлять в одной точке, в аппаратной. Телекамеры имеют изолированный корпус и земляться через нулевой или минусовой провод электропитания. Электропитание предпочтительно на все телекамеры подавать от единого источника электропитания, из аппаратной. Также очень важно и предпочтительно осуществлять подключение телекамер от отдельного от других систем источника электропитания из аппаратной., имеется ввиду от одной фазы, из отдельного щитка, при питании 220В, или от отдельного блока питания, при питании постоянным током или переменным 24В.
Данное требование необходимо обязательно учитывать в проектной документации или рабочих чертежах. Обусловлено это удобством и безопасностью в ходе дальнейшей эксплуатации. Не нужно будет лезть в общий с другими системами электрощит, если вдруг потребуется что-то перекоммутировать или подключить дополнительного потребителя. Замкнуть не нужные контакты очень просто, когда работы производятся в общем электрощите.
Вот примерная электрическая схема подключения устройств системы охранного телевидения исходя из всех вышеперечисленных требований.