3. Устройство электроустановок

Общие положения правил устройства электроустановок

Электроустановка - совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии

Действующая электроустановка - электроустановка или ее часть, которая находится под напряжением либо на которую напряжение может быть подано включением коммутационных аппаратов.

Потребитель электрической энергии – предприятие, организация, учреждение, территориально обособленный цех, строительная площадка, квартира, у которых приемники электрической энергии присоединены к электрической сети и используют электрическую энергию.

Электрическая сеть - это совокупность ЭУ для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств (РУ), токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории. Более узкое понятие электрической сети - устройство, состоящее из источника электрической энергии, линии электропередач (ЛЭП) и электроприемника.

Устройство электроустановок должно соответствовать требованиям Правил устройства электроустановок, строительных норм и правил, правил безопасности труда и другой нормативно-технической документации.

Потребитель обязан обеспечить:

• содержание электроустановки в работоспособном состоянии, её эксплуатацию в соответствии c правила по охране труда при эксплуатации электроустановок и другой нормативно-технической документации;

• своевременное и качественное проведение технического обслуживания, планово-предупредительных ремонтов, испытаний, модернизации, реконструкции;

• подбор персонала;

• укомплектование электроустановки защитными средствами, средствами пожаротушения и инструментом.

Безопасность обслуживающего персонала и посторонних лиц должна обеспечиваться выполнением технических и организационных мероприятий.

При сдаче в эксплуатацию электроустановки должны быть снабжены противопожарными средствами и инвентарем в соответствии с действующими положениями.

Вновь сооруженные и реконструированные электроустановки и установленное в них электрооборудование должно быть подвергнуто приемо-сдаточным испытаниям.

Условия работ (помещения) в отношении опасности поражения людей электрическим током можно разделить на следующие категории:

• условия без повышенной опасности;

• условия с повышенной опасностью;

• особо опасные условия;

Признаками, характеризующими условия повышенной опасности, являются:

• наличие сырости (относительная влажность воздуха длительное время превышает 75%);

• наличие токопроводящей пыли;

• наличие токопроводящих оснований (металлические, земляные, бетонные, кафельные и т.п. полы);

• высокая температура (температура превышает постоянно или периодически (более суток) 35⁰);

• возможность одновременного прикосновения к металлическим частям оборудования и заземленным металлоконструкциям.

Признаками, характеризующими особо опасные условия являются:

• особая сырость (поверхности покрыты каплями влаги);

• наличие химически активной или органической среды;

• наличие одновременно двух или более признаков повышенной опасности.

При наличии условий повышенной опасности, особо опасных условий для питания электроприемников доступных прикосновению допускается применять малое напряжение не выше 50 В.

При особо неблагоприяных условиях - 12В.

Режимы работы нейтрали в электроустановках

Нейтралью в ЭУ называют общую точку обмотки генератора, трансформатора или электродвигателя, соединенной в “звезду” (рис.1).

ПУЭ установлены следующие режимы работы нейтрали в электрических сетях:

1. сети с глухозаземленной нейтралью до 1 кВ;

2. сети с незаземленной (изолированной) нейтралью до 1 кВ;

3. сети с незаземленной (изолированной) нейтралью 6- 35 кВ;

4. сети с эффективно заземленной нейтралью 110 кВ;

5. сети с глухозаземленной нейтралью 220 кВ и выше.

В большинстве случаев источником электрической энергии для потребителей ЭУ является вторичная обмотка трансформатора.

Электроустановки в отношении мер электробезопас­ности разделяются на:

• электроустановки выше 1000 В в сетях с эффективно зазем­ленной нейтралью (с большими токами замыкание на землю);

• электроустановки выше 1000 В в сетях с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкание на землю);

• электроустановки до 1000 B с глухозаземленной нейтралью;

• электроустановки до 1000 В с изолированной нейтралью.

Таблица 1. Буквенные обозначения систем электроснабжения

Номер буквы	Буква	Что обозначает
Первая	T (terra)	Заземленная нейтраль
	I (isolate)	Изолированная нейтраль
Вторая	Т (terra)	Открытые токопроводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания
	N (neutral)	Открытые токопроводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания
Третья	С (combine)	Нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники совмещены в одном проводнике (PEN-проводник)
	S(separe)	Нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены

Электроустановки до 1000 В переменного тока выпол­няются с заземленной нейтралью (системы: TN-C, TN-C-S, TN-S) или с изолированной нейтралью (система IT),

Всистеме с изолированной нейтралью (рис.2) нейтраль трансформатора или генератора не присоединяется к заземляю­щему устройству или присоединяется к нему через приборы сиг­нализации, измерения, защиты, заземляющие дугогасящие реак­торы, имеющие большое сопротивление.

В

Рис.3

системе с глухозаземленной нейтралью (рис.3,4,5) нейтраль трансформатора или генератора присоединяется к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление, например, через трансформатор тока. Части электроустановки, не находящиеся под напряжением присоединяются к глухозазем­ленной нейтрали посредством нулевых защитных проводников.

В зависимости от устройства нулевого рабочего и нулевого защит­ного проводников различают три типа систем TN:

• система TN-S - нулевой рабочий проводник (N) и нулевой защитный проводник (РЕ) разделены по всей системе электро­снабжения (Рис.4);

• система TN-C - функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников объединены в одном проводнике (PEN) по всей сети (рис.3);

с

Рис.5

Рис.4

истема TN-C-S - функции нулевого рабочего и нулевого за­щитного проводников объединены в одном проводнике в части сети (рис.5).

Занулением в электроустановках напряжением до 1000 В называется преднамеренное соединение частей электроус­тановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухоза­земленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трех­фазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофаз­ного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока.

Защитным проводником (РЕ) в электроустановках называется проводник, применяемый для защиты от поражения людей и животных электрическим током.

В электроустановках до 1000 В защитный проводник, со­единенный с глухозаземленной нейтралью генератора или транс­форматора, называется нулевым защитным проводником.

Нулевым рабочим проводником (N) в электроустанов­ках до 1000 В называется проводник, используемый для питания электроприемников, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухоза­земленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземлен­ной точкой источника в трехпроводных сетях постоянного тока.

Совмещенный проводник (PEN) – проводник в системах TN-C и TN-C-S, который присоединен к заземленной нейтрали источника и одновременно выполняет функции нулевого защитного провод­ника (РЕ) и нулевого рабочего проводника (N).

Система ТТ характеризуется соединением с заземля­ющим устройством в одной или нескольких точках распредели­тельной сети за пределами сети потребителя.

Части электроустановки не находящиеся под напряжением соединяются с заземлителем электрически независимым от заземлителя нейтрали трансформатора питающей электрической сети.

Для обеспечения безопасности людей в ЭУ с изоли­рованной нейтралью в соответствии с требованиями Правил уст­ройства электроустановок должны быть сооружены заземляющие устройства, к которым надежно подключаются корпуса электро­оборудования, которые вследствие нарушения изоляции могут оказаться под напряжением.

Заземлению или занулению подлежат:

• корпуса электрических машин, трансформаторов, аппара­тов и т.п.;

• приводы электрических аппаратов;

• вторичные обмотки измерительных трансформаторов;

• каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов;

• металлические конструкции распределительных устройств, металлические кабельные конструкции, металлические корпуса кабельных муфт, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, металлические оболочки проводов, стальные трубы электропроводки и другие металлические конструкции, связанные с установкой электрооборудования:

• металлические корпуса передвижных и переносных элект­роприемников.

Общие указания по устройству электроустановок

Применяемые в электроустановках электрооборудование, электротехнические изделия и материалы должны соответствовать требованиям государственных стандартов или технических условий.

Конструкция, исполнение, способ установки, класс и характеристики изоляции применяемых машин, аппаратов, приборов и прочего электрооборудования, а также кабелей и проводов должны соответствовать параметрам сети или электроустановки, режимам работы, условиям окружающей среды и требованиям соответствующих глав ПУЭ.

Электроустановки и связанные с ними конструкции должны быть стойкими в отношении воздействия окружающей среды или защищенными от этого воздействия.

Строительная и санитарно-техническая части электроустановок (конструкция здания и его элементов, отопление, вентиляция, водоснабжение и пр.) должны выполняться в соответствии с действующими строительными нормами и правилами (СНиП) при обязательном выполнении дополнительных требований, приведенных в ПУЭ.

Электроустановки должны удовлетворять требованиям действующих нормативных документов об охране окружающей природной среды по допустимым уровням шума, вибрации, напряженностей электрического и магнитного полей, электромагнитной совместимости.

Должны предусматриваться меры защиты устройств связи, железнодорожной сигнализации и телемеханики от опасного и мешающего влияния электроустановок.

В электроустановках должны быть предусмотрены сбор и удаление отходов: химических веществ, масла, мусора, технических вод и т.п. Они не должны попадать в водоемы, почву и т.д.

В электроустановках должна быть обеспечена возможность легкого распознавания частей, относящихся к отдельным элементам (простота и наглядность схем, надлежащее расположение электрооборудования, надписи, маркировка, расцветка).

Цветовое и буквенное обозначение проводников

Проводники защитного заземления во всех электроустановках, а также нулевые защитные проводники в электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью, в т.ч. шины, должны иметь буквенное обозначение РЕ и цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (для шин от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов.

Нулевые рабочие (нейтральные) проводники обозначаются буквой N и голубым цветом.

Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники должны иметь буквенное обозначение РЕN и цветовое обозначение: голубой цвет по всей длине и желто-зеленые полосы на концах.

Шины должны быть обозначены:

• при переменном трехфазном токе: шины фазы А - желтым, фазы В - зеленым, фазы С - красным цветами;

• при переменном однофазном токе шина В, присоединенная к концу обмотки источника питания, - красным цветом, шина А, присоединенная к началу обмотки источника питания, - желтым цветом.

• шины однофазного тока, если они являются ответвлением от шин трехфазной системы, обозначаются как соответствующие шины трехфазного тока;

• при постоянном токе: положительная шина (+) - красным цветом, отрицательная (-) - синим и нулевая рабочая М - голубым цветом.

Категории электроприемников и обеспечение надежности электроснабжения

Электроснабжение - обеспечение потребителей электрической энергией.

Приемник электрической энергии (электроприемник) - аппарат, агрегат и др., предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

Электроприемники первой категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.

Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.

Должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, перерыв электроснабжения может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания (местные электростанции, аккумуляторные батареи и т.д.).

Электроприемники второй категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Электроприемники третьей категории - все остальные электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий. Электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Электрооборудование распределительных устройств подстанций и электрических сетей. Передвижные электроустановки

Электрооборудование - оборудование, предназначенное для производства, преобразования, передачи, распределения или потребления электрической энергии

Открытыми или наружными ЭУ называются ЭУ, не защищенные зданием от атмосферных воздействий. ЭУ, защищенные только навесами, сетчатыми ограждениями и т.п., являются наружными.

Закрытыми или внутренними ЭУ называются ЭУ, размещенные внутри здания, защищающего их от атмосферных воздействий.

Электропомещениями называются помещения или отгороженные, например, сетками, части помещения, доступные только для квалифицированного обслуживающего персонала, в которых расположены электроустановки.

Переносные и передвижные электроприемники - электроприемники до 1000 В, конструкция которых предусматривает возможность их перемещения к месту применения вручную (без применения транспортных средств), а также вспомогательное оборудование к ним.

При организации эксплуатации конкретного вида переносных, передвижных электроприёмников необходимо учитывать дополнительные требования к ним, изложенные в документации завода-изготовителя, государственных стандартах, правилах безопасности и др.

Они должны соответствовать требованиям государственных стандартов или технических условий, а подлежащие обязательной сертификации (в том числе иностранного производства), должны иметь российские сертификаты соответствия.

Применять переносные и передвижные электроприемники допускается только в соответствии с их назначением, указанным в паспорте.

Каждый переносной, передвижной электроприемник, элементы вспомогательного оборудования к ним должны иметь инвентарные номера.

К работе с использованием переносного или передвижного электроприемника, требующего наличия у персонала групп по электробезопасности, допускаются работники, прошедшие инструктаж по охране труда и имеющие II группу по электробезопасности.

Подключение (отключение) к (от) электрической сети переносных и передвижных электроприемников при помощи втычных соединителей или штепсельных соединений, удовлетворяющих требованиям электробезопасности, разрешается выполнять персоналу, допущенному к работе с ними.

Присоединение переносных, передвижных электроприемников, вспомогательного оборудования к ним к электрической сети с помощью разборных контактных соединений и отсоединение его от сети должен выполнять электротехнический персонал, имеющий группу III, эксплуатирующий эту электрическую сеть.

Для поддержания исправного состояния, проведения периодических проверок переносных и передвижных электроприемников, вспомогательного оборудования к ним распоряжением руководителя Потребителя должен быть назначен ответственный работник или работники, имеющие группу III. Данные работники обязаны вести Журнал регистрации инвентарного учета, периодической проверки и ремонта переносных и передвижных электроприемников, вспомогательного оборудования к ним.

Переносные и передвижные электроприемники, вспомогательное оборудование к ним должны подвергаться периодической проверке не реже одного раза в 6 месяцев. Результаты проверки работники отражают в Журнале регистрации инвентарного учета, периодической проверки и ремонта переносных и передвижных электроприемников, вспомогательного оборудования к ним.

В объём периодической проверки переносных и передвижных электроприемников, вспомогательного оборудования к ним входят:

• внешний осмотр;

• проверка работы на холостом ходу в течение не менее 5 мин;

• измерение сопротивления изоляции;

• проверка исправности цепи заземления электроприемников и вспомогательного оборудования классов 01 и 1.

В процессе эксплуатации переносные, передвижные электроприемники, вспомогательное оборудование к ним должны подвергаться техническому обслуживанию, испытаниям и измерениям, планово-предупредительным ремонтам в соответствии с указаниями заводов-изготовителей, приведенным в документации на эти электроприемники и вспомогательное оборудование к ним.

Ремонт переносных и передвижных электроприемников, вспомогательного оборудования к ним должен производиться специализированной организацией (подразделением). После ремонта каждый переносной и передвижной электроприемник, вспомогательное оборудование должны быть подвергнуты испытаниям в соответствии с государственными стандартами, указаниями завода-изготовителя, нормами испытаний электрооборудования.

Не разрешается эксплуатировать переносные и передвижные электроприемники класса 0 в особо неблагоприятных условиях, особо опасных помещениях и в помещениях с повышенной опасностью.

Перед началом работ с ручными электрическими ма­шинами, ручными светильниками и электроинструментом следу­ет:

• определить по паспорту класс исполнения;

• проверить комплектность и надёжность крепления деталей;

• проверить внешним осмотром исправности кабеля (шнура), его защитной трубки и штепсельной вилки; целостности изоля­ционных деталей корпуса, рукоятки и крышек щеткодержателей, наличие защитных кожухов и их исправности;

• выполнить (при необходимости)тестирование устройства защитного отключения (УЗО);

• проверить четкость работы выключателя;

• проверить работу на холостом ходу;

• у машин класса I, кроме того, проверить исправность цепей заземления (между корпусом машины и заземляющим контактом штепсельной вилки).

Ручные электрические машины, ручные светильники, эле­ктроинструмент и вспомогательное оборудование к ним. имею­щие дефекты, выдавать для работы запрещается.

Лицам, пользующимся электроинструментом и руч­ными электрическими машинами, запрещается:

• передавать ручные электрические машины и электроинст­румент хотя бы на время другим лицам;

• разбирать ручные электрические машины и электроинстру­мент и производить самим какой-либо ремонт;

• держаться за провод ручной электрической машины или электроинструмента или касаться вращающегося режущего инст­румента;

• удалять руками стружку или опилки во время работы до полной остановки ручной электрической машины;

• устанавливать рабочую часть в патрон инструмента, машины и изымать ее из патрона, а так же регулировать инструмент без отключения его от сети;;

• работать с приставных лестниц. Для выполнения этих работ должны устраиваться прочные леса или подмости;

• вносить внутрь барабанов котлов, металлических резервуаров и т. п. переносные трансформаторы и преобразователи частоты;

• при исчезновении напряжения или перерыве в работе электроинструмент и ручные электрические машины должны отсоединяться от электрической сети.

.По способу защиты человека от поражения электрическим током электротехнические изделия по ГОСТ 12.2.007.0 подразделяются на классы (рис.11):

класс 0 – изделия, имеющие, по крайней мере, рабочую изоляцию и не имеющие элементов для заземления, если эти изделия не отнесены к классу II или III;

к

Рис. 11

ласс 0I – изделия, имеющие, по крайней мере, рабочую изоляцию, элемент для заземления и провод без заземляющей жилы для присоединения к источнику питания;

класс I – изделия, имеющие, по крайней мере, рабочую изоляцию и элемент для заземления; провод к источнику питания должен иметь заземляющую жилу и вилку с заземляющим контактом;

класс II – изделия, имеющие двойную или усиленную изоляцию и не имеющие элементов для заземления;

класс III – изделия, не имеющие ни внутренних, ни внешних электрических цепей с напряжением свыше 50 В.

Таблица 2. Условия использования в работе электроинструмента и ручных электрических машин различных классов

Место проведения работ	Класс электроинструмента	Условия применения электрозащитных средств
Помещения без повышенной опасности	0	С применением хотя бы одного электрозащитного средства
	I	При системе TN-S - без применения электрозащитных средств при подключении через устройство защитного отключения или с применением хотя бы одного электрозащитного средства. При системе TN-С - с применением хотя бы одного электрозащитного средства
	II	Без применения электрозащитных средств
	III	Без применения электрозащитных средств
Помещения с повышенной опасностью	0	При системе TN-S - с применением хотя бы одного электрозащитного средства и при подключении через устройство защитного отключения или при подключении через устройство защитного отключения или при питании только одного электроприемника от отдельного источника. При системе TN-С - с применением хотя бы одного электрозащитного средства и при питании только одного электроприемника от отдельного источника
	I	При системе TN-S - без применения электрозащитных средств при подключении через устройство защитного отключения или при питании только одного электроприемника (машина, инструмент) от отдельного источника (разделительный трансформатор, генератор, преобразователь). При системе TN-С - с применением хотя бы одного электрозащитного средства
	II	Без применения электрозащитных средств
	III	Без применения электрозащитных средств
Особо опасные помещения	0	Не допускается применять
	I	С защитой устройством защитного отключения или с применением хотя бы одного электрозащитного средства
	II	Без применения электрозащитных средств
	III	Без применения электрозащитных средств
При наличии особо неблагоприятных условий	0	Не допускается применять
	I	Не допускается применять
	II	С применением хотя бы одного электрозащитного средства. Без применения электрозащитных средств при подключении через устройство защитного отключения или при питании только одного электроприемника от отдельного источника
	III	Без применения электрозащитных средств

Энергоснабжение электроподвижного состава железнодорожного транспорта

Э

Рис.6

лектроэнергия, вырабатываемая генераторами электростанций, по линиям электропередач (ВЛ) высокого напряжения передается на тяговые подстанции, расположенные вдоль железной дороги. На тяговых подстанциях (рис.6) трехфазный переменный ток преобразуется в однофазный переменный ток (с помощью трансформаторов) затем в постоянный ток (с помощью полупроводниковых преобразователей)

Контактная сеть служит для подведения электроэнергии к электроподвижному составу. (рис.7,8)

Рис.7

Рис. 8

Соединение двигателей при системе питания постоянноготока 3 кВ

Питание тяговых подстанций осуществляется по двум ВЛ, каждая из которых рассчитана на полную мощность. Основное оборудование тяговых подстанций резервируется.

Надежность контактной сети обеспечивается повышенным запасом прочности ее элементов и разделением контактной сети на секции, изолированные друг от друга и нормально соединяемые с помощью разъединителей. Питание секций осуществляется от тяговых подстанций по самостоятельным питающим линиям (фидерам).

Тяговые подстанции, на шины которых заведены все ВЛ через выключатели называются опорными, остальные - промежуточными (рис.9).

Н

Рис.11

а дорогах постоянного тока подключают к ВЛ не более 5 промежуточных подстанций при расстоянии между опорными подстанциями 100-150 км.

Рис.9

К нетяговым железнодорожным потребителям относят силовые и осветительные нагрузки промежуточных станций, служебных и бытовых зданий и т.д. Питание их осуществляется от ВЛ 10 кВ продольного электроснабжения, располагаемых на опорах контактной сети.