Технология изготовления и контроля основных элементов планетарных передач с резьбовыми роликами

      Выносное заземляющее устройство (рис13.2, а) характеризуется тем,  что заземлитель его вынесен  за пределы площадки, на которой размещено заземляющее оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки.

    Рис13.2. Типы заземляющих устройств: а –  выносное; б- контурное; 1- заземляемое  оборудование; 2- заземлитель; 3- заземляющий  проводник (магистраль); 4- здание цеха, лаборатории и т.д.

    Недостаток  выносного заземления – большая  величина напряжения прикосновения, поэтому  выносное заземление применяется в  установках с малыми токами замыкания  на землю. В установках с напряжением  до 1000 В потенциал заземлителя  не превышает допустимого напряжения прикосновения.

    Контурное заземляющее устройство (рис13.2, б) характеризуется  тем, что его одиночные заземлители  располагаются по контуру площадки на которой находится заземляемое  оборудование. Безопасность при контурном  заземлении достигается соответствующим размещением одиночных заземлителей для выравнивания потенциала на защищаемой территории до такой величины, чтобы максимальное значение прикосновения и шага не превышали допустимых.

      Конструктивное выполнение заземляющих  устройств. Имеется два типа заземлителей – искусственные, предназначенные только для целей заземления и естественные – металлические предметы другого назначения, находящиеся в земле.

    Для искусственных заземлителей используют стальные или медные трубы диаметром 30–50 мм, угловую сталь размером 40 х 40–60 х 60 мм длиной 2.5–3.0 м . Это вертикальные электроды, но используются и пластинчатые электроды. Электроды размещают в земле на глубине 0.7–0.8 м (рис13.3). 

    

    Рис. 13.3.

    Для связи между электродами используют полосовую сталь сечением не менее 4 х 12 мм или сталь круглого сечения диаметром не менее 6 мм. Все соединения должны быть сварные.

    В качестве естественных заземлителей можно  использовать: проложенные в земле  водопроводные и другие металлические  трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов, а также трубопроводов, покрытых изоляцией для защиты от коррозии; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле.

    Естественные  заземлители обладают, как правило, малым сопротивлением растекания тока и поэтому использование их для целей заземления дает значительную экономию, так как позволяет отказаться от устройства искусственных заземлителей при соответствии сопротивления естественного заземлителя требованиям ПУЭ. Но естественные заземлители обладают серьезным недостатком – доступностью не электротехническому персоналу и возможностью нарушения заземления при ремонтных работах, не связанных с электрическими установками.

    Заземляющие проводники присоединяются к заземлителям и заземляемым конструкциям сваркой, а к корпусам электрооборудования – сваркой или надежным болтовым соединением. Каждый заземляемый элемент электроустановок подключается к заземлителю или заземляющей магистрали как отдельное ответвление.

    По  требованиям ПУЭ в электроустановках напряжением до 1000 В наивысшие допустимые сопротивления заземляющего устройства в период наименьшей проводимости почвы должны составлять:

    1)4Ом  – во всех случаях;

    2)10 Ом – если мощность источника  тока (трансформатора или генератора) меньше 100 кВ∙А;

    3)10 Ом – сопротивление заземляющего  устройства каждого из повторных  заземлений нулевого провода  в сетях с глухим заземлением  нейтрали;

    4)30 Ом – то же, при сопротивлении  заземляющих устройств источника  10 Ом в числе повторных заземлителей  не менее 3-х.

    В электроустановках напряжением  выше 1000 В сопротивление заземляющего устройства должно составлять:

    1)0.5 Ом–при больших токах замыкания  на землю (более 500 А);

    2)250/Iк.з  , но не более 10 Ом – при  малых токах замыкания на землю  и без компенсации емкостных токов (Iк.з – ток короткого замыкания, А);

    3)125/Iк.з, при условии, если заземляющее устройство одновременно используется и для электроустановок напряжением менее1000 В, но не более 10 или 4 Ом, если это требуется по нормам для этих установок.

    Занулением  называется электрическое соединение металлических частей электроустановки с заземленной точкой источника питания электроэнергией при помощи нулевого защитного проводника. В электроустановках с глухо заземленной нейтралью применение заземленных корпусов электрооборудования без металлической связи с нейтралью источника (трансформатора, генератора) запрещается. Нулевой провод питающей сети должен быть неоднократно заземлен с помощью повторных заземлителей.

    Принцип действия зануления – превращение  пробоя на корпус в однофазное короткое замыкание с целью создания большого тока короткого замыкания для срабатывания защиты и автоматического отключения поврежденной установки от питающей сети. В качестве аппаратов защиты используют: плавкие предохранители, автоматические выключатели различных типов, устанавливаемые в цепи питания электроустановок. Назначение заземляющего устройства в R_зу нейтрали – снижение до безопасного значения напряжения на нулевом проводе и всех присоединенных к нему корпусах при случайном замыкании фазы на землю.

    Защитным  отключением называется система защиты для автоматического отключения всех фаз или полюсов аварийного участка сети с полным временем отключением с момента возникновения однофазного замыкания не более 0.2 с. Назначение защитного отключения- предотвращение опасности человека при глухом или неполном замыкании фазы на корпус оборудования (землю), снижение сопротивления изоляции сети, неисправности заземления или зануления и неисправности самого устройства защитного отключения.

    Таким образом, конкретно для лазерного  измерительного комплекса ЛКИ–1 , защита от поражения электрическим током состоит в следующем:

• для защиты контрольно - измерительного комплекса и ЭВМ от помех возникающих при работе электрооборудования, все цепи управления изменяющие свое состояние в процессе работы, имеет помехоподавляющие цепочки;
• нулевая защита осуществляется замыкающими контактами пускателя, что исключает возможность самозапуска электродвигателя;
• корпуса электродвигателя , тиристорного преобразователя и его дросселей, всех трансформаторов соединены специальным проводом сети который повторно заземлен;
• силовые цепи защищаются от коротких замыканий автоматическим выключателем, а цепи питания измерительной системы и цепи управления и сигнализации защищаются от коротких замыканий и перегрузок предохранителями;
• все электрооборудование и корпус должны быть заземлены согласно действующим правилам и нормам.

    Схема заземления приведена на рис. 13.4.

    Место установки комплекса должно быть обеспечено:

    - электропитанием (380-57) В, (220 )В;

• подводкой сжатого воздуха (6 атм.)
• заземляющим контуром для повышения помехозащищенности электронного и

    лазерного оборудования;

• сопротивление заземляющего контура должно быть аттестовано и не должно, превышать 40 Ом.

    Рис.13.4. Схема заземления оборудования ЛКИ-1. 1 – шкаф электродвигателя; 2 – шкаф электропривода; 3 – пневмошкаф; 4 – станина; 5 – стойка электронного оборудования.

    Расчет  защитного заземления сводится к  определению числа одиночных  заземлителей, длины полосы, соединяющей  заземлители, размещению их на плане  и проверке соответствия полученного расчетом значения сопротивления заземляющего устройства требуемому в соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ).

    Расчет  начинают с определения максимально  допустимой величины сопротивления  заземляющего устройства (R_{зу доп}) по ПУЭ.

    При возможности использования естественных заземлителей необходимо предварительно определить их сопротивление R_е. Тогда сопротивление искусственного заземлителя R_и.з определится по формуле

    R_и.з=(R_е·R_{зу доп})/(R_е–R_{зу доп}).

    В этом случае R_и.з>R_зудоп, т.е. для изготовления искусственного заземлителя потребуется меньшее число одиночных заземлителей, что экономически более выгодно и менее трудоемко.

    Расчетное значение удельного сопротивления  грунта rрасч (Ом∙м), от которого зависит сопротивление заземляющего устройства, равно

    rрасч=r∙Кп,

    где r – удельное сопротивление грунта (сопротивление куба грунта с ребром 1 м), Ом∙м; Кп – повышающий коэффициент, определяемый климатической зоной РФ.

    Значение  удельного сопротивления грунта может быть получено из таблицы или экспериментально.

    Сопротивление одиночного заземлителя Rод (трубы или уголка и т.д.) заземляющего устройства определяется по формулам с учетам расчетного удельного сопротивления грунта.

    Ориентировочное количество n одиночных заземлителей находится из соотношения

    n = Roд / Rи.з

    Одиночные заземлители размещаются на плане  с учетом требуемого типа заземляющего устройства (выносного или контурного) и ориентировочного количества заземлителей, по плану находиться расстояние между  ними.

    По  полученным данным определяется коэффициент использования hод одиночных заземлителей, учитывающий их взаимное влияние (экранирование) друг на друга, уточняется количество   nточн = n / hод

    Одиночные заземлители соединяются друг с  другом с помощью металлической  полосы, сопротивление R'п (Ом) которой определяется по таблице. С учетом коэффициента использования полосы hп ее сопротивление

    Rп = R'п / hп

    Сопротивление искусственного заземлителя R_и.з (Ом)

    R_и.з = 1/((nточн * hод)/R_од + hп/R_п)

    Полное  сопротивление заземлителя Rз (Ом) с учетом сопротивлений искусственных заземлителей R_и.з и естественных заземлителей Re составит

    R_з = (R_е∙R_и.з) / (R_е + R_и.з)

    Необходимо  учитывать, что сопротивление заземляющего устройства R_зу включает в себя сумму сопротивлений заземлителя R_з и заземляющих проводников R_зп

    R_зу = R_з + R_зп

    Как правило, сопротивление заземляющих  проводников, сечение которых выбрано  с учетом тока короткого замыкания, мало и им можно пренебречь. В  отдельных случаях, при значительном удалении заземлителя от защищаемого  оборудования, данное сопротивление необходимо учитывать.

    Полученное  значение сопротивления заземляющего устройства R_зу должно быть меньше или равно допустимому сопротивлению заземляющего устройства по нормам  R_зу£ R_зудоп

    При R_зу£ R_зудоп количество одиночных заземлителей уменьшается, при R_зу> R_зудоп – увеличивается и выполняется перерасчет. 

    Решение: Необходимо рассчитать заземляющее  устройство для лаборатории, находящейся  во 2-ой климатической зоне. Мощность трансформатора, питающее лабораторное оборудование 30 кВ ∙ А, напряжение сети – менее 1000 В, естественные заземлители отсутствуют.