Mise à la terre des équipements électriques et des réseaux commerciaux

Pourquoi les installations électriques sont-elles mises à la terre, quel danger les circuits non mis à la terre représentent-ils pour les personnes, et enfin, dans quels cas et comment se fait la mise à la terre dans l'industrie ? Nos questions et d'autres trouveront une réponse dans notre article. Vous apprendrez à installer des fils de mise à la terre, à leur poser des fils dans différentes conditions; ce qui est interdit et ce qu'il est permis d'utiliser pour le dispositif de mise à la terre de protection. Nous parlerons des nuances des gaines de câbles de mise à la terre et de la pose des fils dans les pièces sèches et humides.

Malgré le fait que les fils des réseaux électriques sont électriquement isolés les uns des autres et de la terre, l'isolation des fils ne peut pas interférer avec les courants capacitifs, puisque le réseau électrique et la terre forment les plaques d'un condensateur allongé, entre lesquelles il y a un courant capacitif qui circule inévitablement. C'est-à-dire qu'il y a toujours un circuit parasite qui est court-circuité à la terre à travers cette capacité. Par conséquent, en cas de contact accidentel, même en touchant un fil isolé, une personne est exposée au risque de choc électrique.

Bien sûr, les dommages aux fils à potentiel alternatif élevé représentent un danger beaucoup plus important pour les personnes, mais afin de se protéger contre les conséquences d'un court-circuit des boîtiers conducteurs de l'équipement, ces gaines elles-mêmes sont préalablement reliées à la terre à l'aide des dispositifs de mise à la terre.

Dans diverses installations électriques industrielles pour des tensions jusqu'à 1000 volts avec un zéro solidement mis à la terre d'une source monophasée ou avec un neutre mis à la terre, ainsi que dans des consommateurs permanents avec un point neutre solidement mis à la terre, la réinitialisation est effectuée de sorte que dans le en cas d'urgence, l'ouverture se fera automatiquement et en même temps si vite... La vitesse de réaction dépend du dispositif de protection choisi.

À cette fin, les parties de l'équipement susceptibles de passer accidentellement sous haute tension dans une situation d'urgence sont neutralisées, connectées à un conducteur neutre mis à la terre du réseau. Par exemple, si le corps du dispositif d'éclairage est court-circuité et que le corps est neutralisé, les fusibles fonctionneront automatiquement et la tension du circuit sera immédiatement supprimée. PUE prescrire l'installation de la plupart des installations de 380 et 220 volts avec un neutre solidement mis à la terre (directement relié au dispositif de mise à la terre).

Dans les installations électriques avec une tension de travail allant jusqu'à 1000 volts avec un neutre isolé et chaque fois que la tension de travail est supérieure à 1000 volts, une mise à la terre est effectuée, dont le sens est de réduire le courant pouvant traverser une personne à un niveau négligeable. petite valeur.Ceci est réalisé en mettant à la terre des parties de l'équipement, et le dispositif de mise à la terre doit avoir une résistance nettement inférieure à celle du corps humain, qui à son tour a une résistance de l'ordre de 800 Ohm - 100 kOhm, qui dépend de nombreux facteurs, y compris physiologique (santé, chaussures, vêtements, etc.).

Pour les équipements électriques avec un neutre isolé et une classe ne dépassant pas 1000 volts, la résistance du circuit de mise à la terre ne doit pas dépasser 4 ohms, et pour les installations avec un neutre mis à la terre : pour 660 V — pas plus de 2 ohms, pour 380 V — pas plus de 4 Ohms, et pour 220 V — pas plus de 8 Ohms. Pour les équipements haute tension de 3000 à 35000 volts, la résistance des dispositifs de mise à la terre est calculée à l'aide de la formule 125 / (courant à la terre pendant le défaut) tout en étant normalisée à un maximum de 10 ohms.

Si la mise à la terre est commune à des équipements de différentes classes de tension, alors sa résistance doit être inférieure ou égale aux valeurs limites supérieures, sinon la protection ne donnera pas l'effet nécessaire en termes de sécurité en raison d'une chute de tension importante sur les éléments de l'équipement.

Installations électriques à courant triphasé alternatif pour 380 volts et plus; Équipement à courant continu pour 440 volts ou plus, toujours complet avec neutre ou terre. Dans les ateliers présentant un risque particulier, ainsi que dans les installations extérieures avec une tension alternative de 42 volts et dans les équipements avec une tension continue de 110 volts, ils effectuent également toujours la mise à la terre ou la mise à la terre. Les équipements explosifs sans options sont mis à zéro ou mis à la terre, quel que soit le niveau de tension de fonctionnement, car toute étincelle ou échauffement accidentel peut entraîner une tragédie.

Éléments externes neutres ou mis à la terre des transformateurs, moteurs et générateurs, appareils d'éclairage, appareils divers, ainsi que des entraînements, des bobines de mesure des transformateurs de courant, des boîtiers externes des panneaux, des éléments mobiles et mobiles des structures avec des équipements électriques installés, des traversées de câbles et d'autres structures de câbles qui conduisent des tresses de fils et de câbles, des tubes conducteurs pour la protection des fils électriques, des cadres de jeux de barres, des câbles, etc. Cela s'applique aux équipements électriques fixes et mobiles, que l'on trouve tous deux dans l'industrie.

Mais il y a des moments où la mise à la terre n'est pas nécessaire. Ainsi, ils ne mettent pas à la terre et ne mettent pas à la terre les boîtiers équipés d'une isolation supplémentaire et les boîtiers des consommateurs électriques qui ne sont pas connectés directement au réseau, mais via un transformateur d'isolement. Il est permis de ne pas effectuer de mise à la terre du tout et de ne pas mettre à la terre des boîtiers installés directement sur des structures conductrices déjà mises à la terre ou mises à la terre avec un contact fiable entre elles. Ce n'est pas l'objet de cet article, mais de telles mesures de protection contre les contacts indirects sont destinées à protéger les installations électriques.

Chacun des éléments neutre ou terre du récepteur électrique composite est relié au réseau neutre ou terre par sa prise personnelle. Il est interdit de connecter des parties de l'installation protégée en série entre elles puis dans le neutre de protection ou dans le conducteur de mise à la terre.

Néanmoins, plusieurs structures différentes, telles que l'ossature de grue et les rails, peuvent être connectées en série si elles sont utilisées directement comme jeu de barres de protection du neutre ou de mise à la terre, ou si elles sont elles-mêmes des lignes de mise à la terre ou de mise à la terre. Cependant, chaque boulon sur la ligne neutre ou de terre sécurise un fil séparé.

Lorsqu'une personne travaille avec un outil électrique, elle est toujours en contact avec le boîtier conducteur, et en cas de problème d'isolation, le boîtier peut parfois être affecté par la tension du secteur, ce qui est dangereux pour le travailleur. L'outil électrique d'installation est souvent alimenté par le blindage, où les fusibles agissent comme des dispositifs de protection, mais ne se déclenchent que lorsqu'un courant important est consommé. Mais la résistance du fil dans la boucle de fermeture joue contre nous, et l'opération de protection peut prendre plus d'une seconde, ce qui est déjà dangereux pour le corps humain.

Pour éviter tout risque, des dispositifs à courant résiduel automatiques sont utilisés, qui ont un temps de fonctionnement d'au plus 210 ms après le moment de la défaillance de la terre ou du châssis.

Les dispositifs de protection de ce type sont de différents types : pour la surveillance de la continuité du circuit de mise à la terre, pour la surveillance de l'isolement des phases (de la terre), pour la protection contre le courant de phase entrant dans le coffret, pour la protection contre les défauts biphasés ou monophasés avec la terre , pour la protection contre le contact direct avec le courant vulnérable aux éléments du boîtier. Les appareils de contrôle des biens de consommation C-901 et IE-9807 ont une sensibilité de 10 mA et un temps de réponse inférieur à 51 ms. De tels dispositifs ne permettent pas au courant d'avoir le temps de nuire à une personne.

Pour la mise à la terre des installations électriques, on utilise principalement des conducteurs de mise à la terre naturels, là où la résistance à la dispersion rencontre le PUE, il peut s'agir d'une fondation en béton armé d'un bâtiment, d'une conduite d'eau enterrée, d'un tubage, etc. La mise à la terre d'équipements électriques sur des canalisations transportant du carburant, sur des canalisations en fonte, sur des canalisations temporaires est interdite.

Principalement, les conducteurs neutres de fonctionnement standard fonctionnent comme des conducteurs neutres et de terre ; fils à usage spécial; structures conductrices de bâtiments et parties de structures industrielles, par exemple, cages d'ascenseurs, rails sous grues, etc., canalisations diverses, gaines de câbles électriques, boîtiers de câblage électrique.

Il est interdit d'utiliser comme conducteurs de mise à la terre : les gaines des tuyaux isolants, les ondulations portant les câbles, les gaines en plomb et les armures de protection des fils et câbles, car elles-mêmes doivent être correctement mises à la terre. Les installations électriques et les éléments conducteurs de l'infrastructure du bâtiment, ainsi que tous les types de canalisations, sont connectés au réseau de mise à la terre ou de mise à la terre pour égaliser leur potentiel. Le contact naturel des métaux dans les joints est suffisant.

Si une prise de terre artificielle est toujours nécessaire, des prises de terre industrielles enterrées, horizontales et verticales sont utilisées. Pour leur production, on utilise généralement de l'acier rond d'un diamètre de 10 à 16 mm, plus souvent de l'acier en bande de 40 sur 4 mm ou angulaire de 50 sur 50 sur 5 mm. Les verticales mesurent de 2,5 à 5 mètres de long, se vissent (jusqu'à 5 mètres) ou s'enfoncent (jusqu'à 3 mètres) profondément dans le sol à la main ou à l'aide d'un outil électrique ou autre outil spécial.

Les installations électriques reliées à la terre avec une résistance supérieure à 200 Ohm-m sont mises à la terre avec une électrode profondément mise à la terre ou la terre est en outre traitée pour augmentation de la conductivité électrique — pour les électrodes verticales mises à la terre, elles sont posées en couches alternées de Ca (OH) 2 ou NaNO3 et de terre, et le diamètre de ce traitement est d'un demi-mètre au tiers de la hauteur du piquet dans sa partie supérieure. Après avoir terminé la pose de chacune des couches, elles sont successivement arrosées avec de l'eau.

S'il y a des zones de terre avec une conductivité plus élevée à proximité, ils ont recours à des électrodes de mise à la terre à distance en utilisant des câbles ou des fils supplémentaires. Dans des conditions de pergélisol, des électrodes de sol sont installées dans les zones dégelées, les réservoirs, ainsi que dans les puits de type artésien.

L'acier est traditionnellement utilisé comme matériau pour les conducteurs de mise à la terre fixes, à moins, bien sûr, que le quatrième conducteur neutre d'un système triphasé (cuivre) ne soit utilisé à cet effet. Le tableau indique les tailles minimales des conducteurs neutres et de mise à la terre, y compris les conducteurs de mise à la terre en acier. À une tension d'une installation électrique avec un neutre isolé de 1000 volts, la résistance des fils de mise à la terre, selon PUE, ne peut pas dépasser la résistance des fils de phase de plus de 3 fois. Les valeurs minimales admissibles de la section sont indiquées dans les tableaux.

Pour les installations électriques avec une tension allant jusqu'à 1000 volts, dans les locaux industriels, dans les ateliers, une ligne de mise à la terre est utilisée, un bus en acier d'une section d'au moins 100 mm² et pour une tension supérieure à 1000 volts , sa section minimale est de 120 mm².L'utilisation de structures métalliques, de canalisations, d'équipements comme conducteur neutre de travail est interdite.

Les installations électriques mobiles de mise à la terre ou de mise à la terre utilisent un fil séparé sous forme d'âme faisant partie d'un câble, dans une gaine unique commune aux fils de phase, de même section que les fils de phase.

Pour la mise à la terre et comme conducteurs neutres de protection sur les équipements explosifs, dans les industries dangereuses, des fils spécialisés sont utilisés. Vous pouvez également utiliser des structures métalliques, des tuyaux en acier, des gaines de câbles, etc., mais uniquement comme mesure auxiliaire, tout d'abord, il devrait y avoir un fil de terre spécial.

Pour les installations explosives avec un neutre mis à la terre à une tension allant jusqu'à 1000 volts, la mise à la terre des réseaux d'alimentation est effectuée avec un fil posé supplémentaire: le quatrième - pour les réseaux triphasés, et le troisième - pour les réseaux biphasés et simples réseaux à phases. Même les réseaux d'éclairage monophasés dans les zones dangereuses de classe B-1 sont équipés d'un troisième conducteur de protection.

Lorsque les structures naturelles ne répondent pas aux exigences du PUE, il n'y a pas d'autre issue que de construire des électrodes de masse artificielles.

Des électrodes de terre encastrées sont installées, qui sont posées au fond de la fosse déjà au début de l'installation de la fondation de la structure, au stade de la construction. Les électrodes de sol verticales sont enfoncées ou simplement enfoncées dans le sol à l'aide de dispositifs spéciaux, tels que des machines à pilote automatique ou des presses hydrauliques. Le sommet est posé à une altitude de 0,6 à 0,7 mètre sous le niveau de la marque au sol et la hauteur de la saillie à partir du fond de la fosse est de 0,1 à 0,2 mètre.Ceci est fait de sorte qu'il est alors commode de souder les fils de connexion sous forme de bandes ou de tiges cylindriques.

Les conducteurs sont connectés dans des circuits de masse par soudure superposée. Si le sol est agressif et peut entraîner la corrosion des métaux, la section des électrodes mises à la terre est augmentée, des électrodes mises à la terre en cuivre ou galvanisées sont utilisées comme alternative résistante à la corrosion et, pour une plus grande fiabilité, anti-corrosion électrique (cathodique) protection est ajoutée.

La protection des tuyaux en amiante est ajoutée aux conducteurs de mise à la terre horizontaux s'ils traversent des services publics souterrains, des voies ferrées et d'autres structures qui peuvent contribuer à causer des dommages mécaniques à l'une des structures qui se croisent. Lorsque l'installation est terminée et que la fosse de fondation est prête pour le remblayage final, un acte obligatoire est rédigé où il est légalement enregistré que la pose cachée a été effectuée.

Les conducteurs neutres de protection et de terre doivent, si possible, être facilement accessibles pour le diagnostic et l'inspection. Ceci, bien sûr, ne s'applique pas aux âmes et gaines des câbles, des tuyaux avec des conducteurs cachés et des structures métalliques qui sont initialement situés dans les fondations et dans le sol, les conducteurs neutres et de mise à la terre installés dans des tuyaux cachés, inutilisables et irremplaçables.

Si la pièce est sèche, les fils de mise à la terre sont posés directement sur la base en brique ou en béton, les barres omnibus conductrices y sont fixées avec des chevilles. Dans les zones humides, des entretoises ou des supports sont nécessaires pour maintenir le fil à 1 cm ou plus de la base.

Sur les surfaces droites de la fondation, les fils sont fixés à une distance de 60 à 100 cm entre les attaches et aux coudes - avec une marge de 100 cm du coin et des points de ramification, à une distance de 40 à 60 cm du sol et à au moins 5 cm des plafonds mobiles des canaux ... Des manchons ou des trous de montage sont utilisés pour poser le fil de terre à travers le mur, et des compensateurs sont ajoutés à l'intersection des compensateurs.

Les fils de terre sont soudés aux éléments métalliques des installations, à l'exception des connecteurs utilisés pour les mesures. Le recouvrement de soudure est réalisé sur une longueur égale à six fois le diamètre du fil rond ou approximativement égale à la largeur de la bande.

Traditionnellement, les boîtiers de machines ont un boulon spécial pour fixer le fil de terre, et les machines montées sur patins sont mises à la terre en connectant le fil directement au patin. Si l'équipement vibre pendant le fonctionnement, installez en plus un contre-écrou. Avant de joindre les surfaces de contact, elles sont nettoyées jusqu'à ce qu'elles brillent et un peu de vaseline est appliquée en couche mince.

Les pipelines utilisés comme électrodes de terre sont parfois équipés de vannes, il y a des compteurs d'eau et des brides dessus, dans de tels endroits, des cavaliers de dérivation d'une section de 100 mm² sont nécessaires, qui sont soudés ou montés à l'aide de pinces.

Les fils de protection et de mise à la terre neutres installés à l'air libre sont spécialement marqués afin de pouvoir les distinguer des autres communications - une bande jaune sur fond vert. Les points de connexion des dispositifs de mise à la terre portables ne sont pas peints.

Les armures des câbles de commande et de puissance, leurs tresses métalliques, sont mises à la terre.Les bornes et connecteurs de câbles, les ensembles de câbles conducteurs, les conduits, les chemins de câbles et les câbles de fixation des câbles sont également mis à la terre. Les tuyaux en acier à l'intérieur desquels les câbles sont posés dans les bâtiments sont également mis à la terre.

Les conducteurs en cuivre multibrins flexibles fournissent un contact de gaine et d'armure avec les connecteurs de borne et de liaison. Aux extrémités des lignes, ces fils sont connectés à des lignes de terre. Les sections des conducteurs souples, en fonction de la section de l'âme conductrice du câble, sont supposées égales : 6 Mm² pour la section du conducteur du câble jusqu'à 10 Mm², 10 Mm² pour câble 16-35 Mm², 16 Mm² pour 50-120 Mm² et 25 Mm² pour 150-240 Mm².

Pour assurer la continuité du circuit de mise à la terre des câbles, la soudure est utilisée dans les jonctions avec les connecteurs en plomb : à partir d'une extrémité du câble, le fil de terre est soudé au blindage, puis le fil de terre est soudé au centre du connecteur, puis au blindage à l'extrémité du morceau de câble suivant. Pour la mise à la terre des boîtes et des plateaux conducteurs, l'installation s'effectue de la même manière - au moins à plusieurs endroits, ils sont soudés aux deux extrémités de la ligne.

Si le câble est posé sur des câbles, toutes les pièces conductrices, y compris le câble lui-même, sont mises à la terre. Les tuyaux en acier utilisés pour la mise à la terre sont solidement connectés à un conducteur neutre ou à un dispositif de mise à la terre.

Pour maintenir la sécurité du personnel de maintenance et protéger la gaine plomb ou aluminium du câble en cas de claquage de l'isolant à la terre, toutes les gaines et armures métalliques du câble sont mises à la terre, les corps conducteurs des connecteurs et les supports structures.

Nous espérons que cet article vous a été utile et que vous avez maintenant une idée de comment et pourquoi la mise à la terre est appliquée aux installations électriques.