電力設備および商用ネットワークの接地
なぜ電気設備は接地されるのか、接地されていない回路は人々にどのような危険をもたらすのか、そして最後に、産業界ではどのような場合にどのように接地が行われるのでしょうか?私たちの質問やその他の質問は、記事の中で答えられます。接地線の設置方法、さまざまな条件下での接地線の敷設方法を学びます。保護接地装置として何が禁止され、何が許可されているか。接地ケーブルの被覆の微妙な違いと、乾いた部屋と濡れた部屋でのワイヤーの敷設方法について説明します。
電気ネットワークのワイヤが互いに、またグランドから電気的に絶縁されているという事実にもかかわらず、電気ネットワークとグランドは細長いコンデンサのプレートを形成し、その間にコンデンサがあるため、ワイヤの絶縁は容量性電流に干渉することはできません。必然的に流れる容量性電流。つまり、この容量を介してグランドに短絡する寄生回路が常に存在します。したがって、誤って接触した場合、たとえ絶縁電線に触れた場合でも、人は感電する危険にさらされます。
もちろん、高交流電位のワイヤの損傷は人々にとってはるかに大きな危険ですが、機器の導電ボックスの短絡の結果から保護するために、これらのシース自体は事前にアースに接続されています。接地装置の。
単相電源のゼロ点が確実に接地されている、または中性点が接地されている最大 1000 ボルトのさまざまな産業用電気設備、および中性点が確実に接地されている常設消費者では、リセットが実行されます。緊急事態が発生した場合、開口部は自動的に同時に非常に速く行われます... 反応速度は選択した保護装置によって異なります。
この目的のために、緊急事態において誤って高電圧にさらされる可能性のある機器の部品は中和され、ネットワークの接地された中性線に接続されます。たとえば、照明装置の本体が短絡して本体が中和されると、ヒューズが自動的に動作し、回路からの電圧が即座に除去されます。 PUE ほとんどの 380 ボルトおよび 220 ボルト設備では、確実に接地された中性線 (接地装置に直接接続) を設置することが規定されています。
絶縁中性線を備えた動作電圧が最大 1000 ボルトの電気設備では、動作電圧が 1000 ボルトを超える場合は必ず接地が行われます。その意味は、人体に流れる電流を無視できるほどに減らすことです。小さな値。これは、機器の部品を接地することによって実現されます。接地装置の抵抗は人体の抵抗よりも大幅に低くなければならず、その抵抗は 800 オームから 100 kオームの範囲になります。これは、次のような多くの要因によって決まります。生理学的（健康、靴、衣服など）。
絶縁された中性点を備え、クラスが 1000 ボルトを超えない電気機器の場合、接地回路の抵抗は 4 オームを超えてはなりません。また、接地された中性点を備えた設置の場合、660 V の場合は 2 オーム以下、380 V の場合は 2 オーム以下でなければなりません。 4 オームを超え、220 V の場合は 8 オーム以下です。定格 3000 ～ 35000 ボルトの高電圧機器の場合、接地装置の抵抗は、式 125 / (故障時の対地電流) を使用して計算され、最大 10 オームに正規化されます。
異なる電圧クラスの機器で接地が共通の場合、その抵抗は上限値以下である必要があります。そうしないと、機器要素の大幅な電圧降下により、保護が安全性の観点から必要な効果を発揮できなくなります。
380 ボルト以上の交流三相電流を使用する電気設備。 440 ボルト以上の直流機器には、常に中性点または接地が必要です。特別な危険がある作業場、交流電圧が 42 ボルトの屋外設置場所、および直流電圧が 110 ボルトの機器では、常に接地または接地も行われます。オプションのない爆発性機器は、動作電圧レベルに関係なく、ゼロ点または接地されています。偶発的な火花や加熱が悲劇を引き起こす可能性があるためです。
変圧器、モーターおよび発電機、照明装置、各種装置、およびドライブの中性または接地された外部要素、変流器の測定コイル、パネルの外部ケーシング、電気機器が設置されている構造物の可動要素および可動要素、ケーブルブッシュ、およびその他電線とケーブルの編組を伝導するケーブル構造、電線保護用の導電性チューブ、バスバーフレーム、ケーブルなど。これは、産業界で使用される固定電気機器と移動電気機器の両方に当てはまります。
ただし、接地が必要ない場合もあります。したがって、追加の絶縁を備えたハウジングや、ネットワークに直接接続されていない電気消費者のハウジングは接地されず、絶縁変圧器を介して接地されません。接地をまったく実行しないこと、およびすでに接地されている、またはそれらの間に信頼性の高い接触がある接地された導電性構造物に直接設置されたエンクロージャを接地することは許可されません。これはこの記事の主題ではありませんが、間接接触に対するこのような保護措置は、電気設備を保護することを目的としています。
複合受電器の中性または接地要素のそれぞれは、独自の個人タップによって中性または接地ネットワークに接続されます。保護された設備の部品を互いに直列に接続し、その後保護中性線または接地線に接続することは禁止されています。
それにもかかわらず、クレーンのフレームやレールなどのいくつかの異なる構造は、それらが中性点保護または接地バスバーとして直接使用される場合、またはそれら自体が接地またはアース線である場合には、直列に接続できます。ただし、中性線または接地線の各ボルトは別個のワイヤを固定します。
電動工具を使って作業するとき、導電性のケーシングに触れているため、絶縁に問題がある場合、ケーシングが主電源電圧の影響を受ける可能性があり、作業者にとって危険です。多くの場合、設置用電動工具はシールドから電力が供給され、ヒューズが保護装置として機能しますが、トリップするのはかなりの電流が流れた場合のみです。しかし、閉ループ内のワイヤーの抵抗が私たちに不利に働き、保護動作には 1 秒以上かかる場合があり、これはすでに人体にとって危険です。
リスクを回避するために、接地またはフレームの故障の瞬間から 210 ミリ秒以内に動作する自動残留電流装置が使用されます。
このタイプの保護装置にはさまざまなタイプがあります。接地回路の導通の監視用、（アースからの）相分離の監視用、ボックスに流入する相電流に対する保護用、アースによる二相または単相故障に対する保護用などです。 、ハウジング要素への脆弱な電流との直接接触から保護します。 C-901 および IE-9807 消費財制御デバイスの感度は 10 mA、応答時間は 51 ms 未満です。このような装置では、電流が人に害を及ぼす時間がありません。
電気設備の接地には、分散抵抗が PUE を満たす自然接地導体が主に使用されます (建物の鉄筋コンクリート基礎、埋設水道管、ケーシングなど)。燃料が輸送されるパイプライン、鋳鉄パイプ、仮設パイプライン上の電気機器の接地は禁止されています。
主に、標準動作中性線は中性線および接地線として機能します。特別な目的のためのワイヤー。建物の導電性構造物や産業構造物の一部、たとえばエレベーターシャフト、クレーンの下のレールなど、さまざまなパイプライン、電力ケーブルの被覆、電気配線ボックスなど。
絶縁パイプの外装、ケーブルを運ぶ波形、鉛の外装、電線やケーブルの保護外装などは、それら自体が適切に接地されている必要があるため、接地導体として使用することは禁止されています。建物インフラの電気設備と導電要素、およびあらゆる種類のパイプラインは、電位を均等化するために接地または接地ネットワークに接続されています。接合部の金属が自然に接触するだけで十分です。
それでも人工接地電極が必要な場合は、埋設された水平および垂直の工業用接地電極が使用されます。それらの製造には、通常、直径 10 ～ 16 mm の丸鋼が使用され、より多くの場合、40 x 4 mm または角のある 50 x 50 x 5 mm の帯鋼が使用されます。垂直のものは長さ 2.5 ～ 5 メートルで、手動または電動工具やその他の特殊工具を使用して、ねじ (最大 5 メートル) または打ち込み (最大 3 メートル) で土壌の奥深くに打ち込まれます。
200 Ohm-m を超える抵抗で大地に接続された電気設備は、深く接地された電極で接地されるか、大地は追加の処理が施されます。 電気伝導率の増加 — 垂直接地電極の場合、電極は Ca (OH) 2 または NaNO3 と土の交互の層に配置され、そのような処理の直径はロッドの上部の 3 分の 1 の高さで 0.5 メートルです。各層の敷設が完了した後、それらは連続的に水で給水されます。
近くに導電性の高い地球領域がある場合、追加のケーブルまたはワイヤを使用して遠隔接地電極を使用します。永久凍土条件では、接地電極は解凍地域、貯水池、自噴式井戸に設置されます。
三相システムの 4 番目の中性線 (銅) が使用される場合を除き、伝統的に固定接地線の材料として鋼が使用されてきました。この表は、鋼製接地線を含む中性線および接地線の最小サイズを示しています。 1000 ボルトの絶縁中性点を備えた電気設備の電圧では、PUE によると、接地線の抵抗は相線の抵抗の 3 倍を超えてはなりません。断面の最小許容値を表に示します。
産業施設や作業場内の最大 1000 ボルトの電圧の電気設備の場合は、接地線、少なくとも 100 平方ミリメートルの断面積を持つ鋼製バス、および 1000 ボルトを超える電圧の場合に使用されます。 、その最小断面積は 120 平方ミリメートルです。金属構造物、パイプライン、機器を中性線として使用することは禁止されています。
接地またはアース用の移動電気設備では、相線と同じ断面を備えた、相線に共通の単一のシースの中に、ケーブルの一部としてコアの形で別個のワイヤが使用されます。
アース用などに 保護中性線 爆発装置や危険産業では、特殊なワイヤーが使用されます。金属構造物、鋼管、ケーブルの被覆などを使用することもできますが、補助的な手段としてのみ、まず最初に特別なアース線が必要です。
最大1000ボルトの電圧で接地された中性点を備えた爆発性設備の場合、供給ネットワークの接地は追加の敷設ワイヤで実行されます。4番目は三相ネットワークの場合、3番目は二相および単相ネットワークの場合です。 -フェーズネットワーク。クラス B-1 の危険区域にある単相照明ネットワークにも 3 番目の保護導体が装備されています。
自然構造が PUE 要件を満たさない場合、人工接地電極を構築する以外に方法はありません。
埋め込み型接地電極が設置されており、建設段階で構造物の基礎の設置の開始時にすでにピットの底に敷設されています。垂直接地電極は、自動パイロット マシンや油圧プレスなどの特別な装置を使用して、駆動されるか、単純に地面に押し込まれます。上部は地面マークのレベルより0.6〜0.7メートル下の標高に置かれ、ピットの底からの突起の高さは0.1〜0.2メートルです。これは、接続ワイヤをストリップまたは円筒形ロッドの形で溶接するのに便利であるように行われます。
導体は重ね溶接によって接地回路に接続されます。土壌が攻撃的で金属の腐食を引き起こす可能性がある場合は、接地電極の断面積が大きくなり、銅または亜鉛メッキの接地電極が耐食性の代替品として使用され、信頼性の高い耐腐食電気 (陰極) が使用されます。保護が追加されます。
水平接地導体が地下施設、鉄道線路、および交差する構造物に機械的損傷を引き起こす可能性のあるその他の構造物を横切る場合、アスベストパイプ保護が追加されます。設置が完了し、基礎ピットの最終埋め戻しの準備が整うと、隠蔽敷設が行われたことが法的に記録される強制法が作成されます。
中性線の保護導体と接地導体は、可能であれば、診断と検査のためにすぐにアクセスできるようにする必要があります。もちろん、これは、ケーブルのコアとシース、隠れた導体を備えたパイプ、および最初は基礎や地面に配置されている金属構造物、隠れた使用不可能で交換不可能なパイプに設置された中性線と接地導体には適用されません。
部屋が乾燥している場合は、接地線がレンガまたはコンクリートのベースに直接敷設され、導電性バスバーがダボでそれに取り付けられます。濡れた場所では、ワイヤーをベースから 1 cm 以上離すためにスペーサーまたはホルダーが必要です。
基礎の真っ直ぐな表面では、ワイヤーは留め具間60〜100 cmの距離、および曲がり部分で、コーナーおよび分岐点から100 cmのマージンで、40〜60 cmの距離で固定されます。床から、およびチャンネルの可動天井から少なくとも 5 cm 離れた場所 ... スリーブまたは取り付け穴を使用して壁を通して接地線を敷設し、補償器が補償器の交差点に追加されます。
接地線は、測定に使用されるコネクタを除き、設備の金属要素に溶接されます。溶接のオーバーラップは、丸線の直径の 6 倍に等しい長さ、またはストリップの幅にほぼ等しい長さに作られます。
従来、機械のハウジングにはアース線を固定するための特別なボルトがあり、スキッドマウント機械はワイヤーをスキッドに直接接続することで接地されていました。使用中に装置が振動する場合は、ロックナットを追加で設置してください。接触面を接合する前に、接触面をピカピカになるまで洗浄し、少量のワセリンを薄い層で塗布します。
接地電極として使用されるパイプラインにはバルブが装備されている場合があり、その上に水道メーターとフランジがあり、そのような場所には断面積100平方ミリメートルのバイパスジャンパーが必要であり、溶接またはクランプを使用して取り付けられます。
屋外に設置された中性線の保護線と接地線には、他の通信と区別できるように特別なマーク (緑の背景に黄色のストライプ) が付けられています。可搬式接地装置の接続点は塗装されていません。
制御ケーブルと電源ケーブルの外装、金属編組は接地されています。ケーブル端子とコネクタ、導電性ケーブルアセンブリ、ダクト、トレイ、およびケーブル固定ケーブルも接地されます。建物内でケーブルが敷設されている鋼管も接地されています。
柔軟な銅より線導体は、端子およびボンディング コネクタとのシースおよび外装接触を提供します。線路の端では、これらのワイヤは接地線に接続されます。フレキシブル導体の断面積は、ケーブルの導電性コアの断面積に従って、等しいと仮定されます: ケーブル導体の断面積が 10 平方ミリメートルまでの場合は 6 平方ミリメートル、10 平方ミリメートルケーブル 16 ～ 35 平方 Mm の場合は sq. Mm、50 ～ 120 平方 Mm の場合は 16 平方 Mm、150 ～ 240 平方 Mm の場合は 25 平方 Mm。
ケーブルの接地回路の連続性を確保するために、リードコネクタとの接合部にはんだ付けが使用されます。ケーブルの一端から接地線がシールドにはんだ付けされ、次に接地線がコネクタの中心にはんだ付けされます。次に、次のケーブルの端のシールドに接続します。導電性ボックスとトレイを接地する場合、設置は同じ方法で実行されます。少なくともいくつかの場所では、ラインの両端にはんだ付けされています。
ケーブルがケーブルの上に置かれている場合、ケーブル自体を含むすべての導電性部品が接地されます。接地に使用される鋼管は、中性線または接地装置にしっかりと接続されています。
保守要員の安全を維持し、絶縁体とアースの破壊が発生した場合にケーブルのリード線またはアルミニウムのシースを保護するために、ケーブルのすべての金属シースと外装は接地され、コネクタの導体本体と支持体は接地されます。構造物。
この記事があなたのお役に立ち、電気設備に接地がどのように、そしてなぜ適用されるのかについて理解していただければ幸いです。