Тема 1.5.2 Схемы заземления различных устройств систем СЦБ и ЖАТ

Заземление устройств СЦБ наружной установки.

Заземлению подлежат металлические мачты светофо­ров с оснасткой, металлическая оснастка, закрепляемая на железобетонных светофорных мачтах, релейные шкафы, светофорные мостики и консоли. Способы заземления зависят от рода тяги. При электротяге постоянного тока в анодной или знакопеременной зонах заземление выполняют наглухо на рельсы или на средний вывод путевого дроссель-трансформатора через защитное устройство — искровые промежутки ИПМ-62м (рис. 157, а) или диодные заземлители ЗД-1 (рис. 157, б).

1-светофор; 2- релейный шкаф; 3- путевой ДТ; 4—искровой промежуток;

5- диодный заземлитель; 6- изоляция релейного шкафа

Рисунок 157- Заземление на средний вывод путевого дроссель-трансформатора (ДТ) через искровой промежуток (а), или диодный заземлитель (б)

При заземлении наглухо на рельсы устанавливают изолирующие элементы между конструкцией металлической мачты и фундаментом с крепежными болтами, между оснасткой (кронштейнами, гарнитурой крепления указателей и др.) и железобетонной мачтой светофора.

При заземлении на средний вывод дроссель-трансформатора элементы, изолирующие мачту от фундамента, корпус шкафа от стоек, оснастку от железобетонной светофорной мачты, отсутствуют или сопротивление изоляции их ниже предельного значения.

При применении искрового промежутка выполняют изоляцию корпуса релейного шкафа от стоек и крепежных болтов. Во всех случаях металлические оболочки и бронепокровы кабелей изолированы от корпуса шкафа.

В катодной зоне заземление производят:

- наглухо к одному из рельсов при двухниточных рельсовых цепях или среднему выводу путевого дроссель-трансформатора в соответствии с проектом в зависимости от сопротивления утечки сигнального тока;

- наглухо к средней точке путевого дроссель-трансформатора в месте включе­ния междупутных соединителей без ограничения по требованиям устройств СЦБ;

- к тяговой нитке при од-нониточных рельсовых цепях и дополнительному (третьему) дроссель-трансформатору без ограничения по требованиям устройств СЦБ. Заземляют те же устройства, что и в анодной зоне.

При электротяге переменного тока заземление выполняют наглухо на средний вывод путевого дроссель- трансформатора. Заземляются те же устройства, что и при электротяге постоянного тока. При автономной тяге соединяют металлические части светофоров и корпуса релейного шкафа с рельсами и с низковольтным заземлением воздушной линии автоблокировки. Заземление выполняют круглой сталью диаметром не менее 12 мм на участках с электротягой постоянного тока и не менее 10 мм на участках с электротягой переменного тока и автономной тягой. Для подключения под болты к концам заземляющих проводников приваривают наконечники из полосового железа или заделывают их в кольца. Заземляющий проводник к дроссель-трансформатору или тяговому рельсу прокладывают по деревянным изолирующим подкладкам с закреплением проводника скобами из стальной проволоки диаметром 5 мм. К тяговому рельсу заземляющий проводник подключают при помощи зажима-скобы. Металлические части светофора и корпуса релейного шкафа при автономной тяге соединяют с низковольтным заземлением кабельного ящика воздушной линии автоблокировки тремя стальными оцинкованными проволоками диаметром 5 мм, свитыми в жгуты, или одним проводником из круглой стали диаметром не менее 6 мм. Заземляющие проводники прокладывают в грунте на глубине не менее 30—40 см и соединяют с заземляющими проводниками низковольтного заземлителя кабельного ящика на расстоянии 0,4 м над поверхностью земли электрической сваркой или стальными плашечными зажимами. В качестве соединительного провода можно использовать перепаянные между собой металлическую оболочку и броню кабеля, проложенного между релейным шкафом и кабельным ящиком.

Заземление устройств СЦБ при установке в помещении.

Для установки «земли» в промышленных помещениях используются различные типы проводов и принципы установки защитных конструкций. Системы заземления электроустановок TN (подтипы TN S, TN C S), ТТ и IT .

Виды

Обозначение всех систем расшифровывается следующим образом:

· Первая буква (t по умолчанию) – указывает на принцип работы источника питания;

· Вторая буква (N, T, I) – определяет принцип заземления и защиты открытых частей различных электрических отводов. Эта маркировка является международно принятой аббревиатурой.

Рисунок 158- схемы заземлений

Классификация систем заземления и их описание по заземлению отводов:

Буквы эти взялись из французского, и означают: «Terre» — земля, «Neuter» — нейтраль, «Isole» — изолировать, а также из английского: «Combined» и «Separated» — комбинированный и раздельный.

- T — провод подключен к земле .

- N — подключение к нейтрали.

- I — изолирование.

- C — объединение функций, соединение рабочего и защитного нулевых проводов.

- S — раздельное использование во всей сети рабочего и защитного нулевых проводов.

Также в схемах систем заземления используются следующие обозначения:

- L — Line, Линия, на которой действует фазное напряжение по отношению к нулевому проводу.

- N — Neutral, рабочий ноль, по которому протекает рабочий ток, равный току в проводе L (для однофазных систем).

- PE — Protect Earth, защитная земля, провод защитного заземления.

- PEN — совмещенный рабочий и защитный нулевой проводник.

Также современными параметрами ГОСТ введено такое понятие, как нулевой заземляющий проводник (используется в системах с напряжением до 1000 в).

Принцип работы каждой указанной системы разный, поэтому ПУЭ не разрешает использовать определенные типы защитного заземления до проверки соответствия требованиям определенных электрических сетей.

Назначение

Рассмотрим описание работы и схемы каждой из использующихся систем заземления.

TN – это система, в которой нейтральный провод глухо заземлен, а все остальные электрические отводы подключены к ней. Особенности этой схемы в том, что для её реализации возле трансформатора устанавливается специальный реактор, который гасит дугу, появляющуюся в проводке.

Рисунок 159— TN-C

У этой системы есть две разновидности: TN-С и TN-CS. TN-С характеризуется тем, что для защиты системы электроснабжения используется одни комбинированный отвод, объединяющий нейтраль и землю. Этот проводник чаще всего используется в жилых помещениях, промышленных зонах и т. д. У него свои достоинства и недостатки:

1. К плюсам можно отнести простоту и универсальность установки. Устройство такого заземления легко производится своими руками;

2. Но существенным недостатком является отсутствие отдельного заземляющего провода. Во многоквартирном доме такая система может быть не просто неэффективна, но и опасна. Кроме того, когда открытые отводы находятся под напряжением, они могут ударить током. Чтобы предупредить это, многие хозяева отдельно обустраивают зануление сети;

3. Перед монтажом требуется провести предварительный расчет сечения проводников;

4. При использовании этой методики нельзя производить выравнивание потенциалов;

5. В основном она используется для заземления дачи, старых квартир или частных домов. Для современных новостроек применяется очень редко, т. к. технология не подходит по своим техническим характеристикам.

Сравнительно с ней, TN-CS более безопасна для бытового использования. Она состоит из двух кабелей: заземления и нуля.

Рисунок 160— TN-S

Протягивается она от самой трансформаторной подстанции, где напрямую заземляется. Из-за этого при установке можно столкнуться с рядом проблем. Помимо этого техническое проектирование и требования ПУЭ требуют для её реализации использования трехжильного либо пятижильного провода.

Чтобы упростить установку земли, придумали систему, объединяющую достоинства и упрощающую недостатки двух предыдущих. Это TN-C-S. Здесь, как и в TNC есть нулевой провод, который способствует повышению сопротивления при утечке, но, как и TNS, она раздельная. За счет этого обеспечивает мгновенную реакцию УЗО при аварийной ситуации.

Рисунок 161 — TN-C-S

Не требует использования дорогого пятижильного провода и может монтироваться в любых постройках и для различного сечения проводников. При этом нужно отметить, что заземление производится по стоякам в помещении, поэтому предварительно обязательно нужно взять разрешение у электропоставляющей компании. Также к недостаткам нужно отнести тот факт, что если обрывается заземляющий кабель, то открытые отводы стояков могут быть под высоким напряжением.

Схема системы глухого заземления и молниезащиты TT является глухозаземленной и полностью изолированной. В ней для подключения открытых отводов электроустановок или коммуникаций используются специальные нейтральные переходники. Её принцип действия очень простой, но он нецелесообразен для дома или квартиры. Если объяснить просто, то в землю у здания забивается металлический колышек, который соединяется с отводами. К такому контуру подключается оборудование. Установка такой системы допускается только в небольших нежилых помещениях, скажем, в бане, МАФе и прочих постройках. Также может использоваться для освещения или местного отопления (теплицы, инкубатора). Профессиональный вариант можно увидеть у компании Zandz.

Рисунок 162 — TT

Главным достоинством такого стержневого метода является его мобильность. При необходимости все содержимое этой модульной конструкции просто переносится на другое место, чего нельзя сделать ни с одной другой «землей». Это очень удобно, если требуется замена, проверка, осмотр или ремонт постоянной стационарной системы.

Рисунок 163 — стержень

Применение системы IT в основном производится различными лабораториями или медицинскими организациями. Монтаж осуществляется посредством нейтрали, которая изолируется от заземления. При этом иногда используется, где земля подключается за счет крепления нейтрального кабеля к приборам с очень высоким сопротивлением. Её техническое исполнение обеспечивает практически полное отсутствие различных магнитных полей, вихревых токов и других недостатков прочих систем заземления.

Рисунок 164 — IT

Технические параметры

К каждой системе выдвигаются определенные требования, они описываются в соответствующих ГОСТах, поэтому мы отдельно расскажем только про общие особенности:

1. Для любого заземления требуется УЗО;

2. Нельзя подключать землю к коммуникациям или другим выводам общего пользования;

3. Для установки стационарных систем можно использовать заземляющий контур, отдельный колышек (как в стержневой) – запрещено;

4. Перед началом электротехнических работ обязательно проконсультируйтесь со специалистом. Более того, возможно понадобится взять разрешение на их проведение.