Способы заземления судового оборудования
Обновлено: 28.04.2024
Инструкция по устройству сетей заземления и молниезащите
Электрические машины, установленные на вибрирующем основании или на салазках, необходимо заземлять (занулять) с помощью гибкой перемычки между неподвижным заземляющим (нулевым защитным) проводником и корпусом электродвигателя.¶
4.2.2. Двигатель-генераторы, состоящие из машин напряжением до 1 кВ, следует заземлять путем присоединения заземляющих (нулевых защитных) проводников к заземляющим винтам статоров. У машин напряжением выше 1000 В заземляющие проводники следует присоединять к заземляющим винтам как статора, так и фундаментам плиты.¶
Заземление обмоток машин необходимо выполнять в соответствии с проектом.¶
4.2.3. У машин, имеющих на статоре два винта (болта) заземления (турбогенераторы, гидрогенераторы, синхронные компенсаторы), заземляющие проводники должны подводиться к обоим винтам (болтам). Заземляющие проводники должны быть подведены также к заземляющим винтам (болтам) фундаментных плит и систем водоснабжения газоохладителей.¶
Съемные металлические кожухи, закрывающие токоведущие части, кроме кожуха траверсы, если он не установлен на изолированном подшипнике, должны быть электрически соединены с заземленным корпусом турбогенератора.¶
Внешние трубопроводы подачи и слива дистиллята, а также трубопроводы продувки коллекторов, трубопроводы обмотки статора должны быть заземлены не менее чем в двух точках.¶
4.2.4. При наличии у машин стояков подшипников, имеющих электрическую изоляцию от фундаментной плиты, заземляющие проводники должны быть проложены на расстоянии не менее 50 мм от изолированного стояка и от присоединенных к нему маслопроводов. ¶
Отдельные аппараты, щитки, шкафы и ящики с электрооборудованием напряжением до 1 кВ¶
4.2.5. Присоединение стальных заземляющих проводников к корпусам аппаратов следует выполнять с помощью болтового соединения. Контактные поверхности при этом должны быть зачищены до металлического блеска и покрыты противокоррозионной смазкой, например по ГОСТ 19537-83 «Смазка пушечная. Технические условия» или по ГОСТ 6267-74* «Смазка ЦИАТИМ-201. Технические условия».¶
4.2.6. В шкафах, ящиках, щитах должна быть предусмотрена общая шина, к которой следует присоединять зануляемые (заземляемые) части отдельных аппаратов. К этой шине должен быть присоединен корпус шкафа, ящика, щита и т.д., а также медные проводники для зануления (заземления) проводов с металлической оболочкой, перемычки от металлических труб электропроводки и т.п. Заземляющую шину щита (шкафа, ящика) в электроустановках с изолированной нейтралью следует присоединять к магистрали заземления, а в электроустановках с заземленной нейтралью —к нулевому проводу питающей линии или к нулевой жиле питающего кабеля или магистрали зануления.¶
Аппараты в металлическом корпусе, установленные непосредственно на заземленном каркасе (корпусе) щита, шкафа, ящика и имеющие с ним надежный металлический контакт, не требуют дополнительного присоединения к заземляющей шине.¶
Корпуса аппаратов (реле, измерительные приборы), имеющие двойную изоляцию, зануления (заземления) не требуют.¶
4.2.7. Металлические дверцы щитка, шкафа, ящика, если на них отсутствует какое-либо оборудование, не требуют соединения с корпусом щитка, шкафа, ящика с помощью гибких перемычек. Если на металлических дверцах установлено электрооборудование, требующее зануления (заземления), такие дверцы должны быть занулены (заземлены) с помощью гибких медных перемычек между дверцей и металлическим зануленным (заземленным) неподвижным каркасом щита, шкафа, ящика.¶
4.2.8. К одному заземляющему (зануляющему) болту (винту) запрещается присоединить более двух кабельных наконечников. На заземляющей (нулевой) шине должны быть предусмотрены болтовые присоединения необходимого числа заземляющих, нулевых защитных и нулевых рабочих проводников.¶
4.2.9. Не требуется преднамеренно заземлять (занулять) корпуса электрооборудования и аппаратов, установленных на заземленных (зануленных) металлических конструкциях, распределительных устройствах, щитах, шкафах, щитках, станинах станков, машин и механизмов, при условии обеспечения надежного электрического контакта с заземленными или зануленными основаниями.¶
Краны¶
4.2.10. Части кранов, подлежащие заземлению, должны быть присоединены к металлическим конструкциям крана, при этом должна быть обеспечена непрерывность электрической цепи металлических конструкций. Если электрооборудование крана установлено на его заземленных металлических конструкциях, а на опорных поверхностях предусмотрены зачищенные и не закрашенные места для обеспечения электрического контакта, то дополнительного заземления не требуется.¶
4.2.11. Рельсы кранового пути должны быть надежно соединены на стыках сваркой, приваркой перемычек соответствующего сечения, приваркой к металлическим подкрановым балкам для создания непрерывной электрической цепи, а также заземлены (занулены).¶
При установке крана на открытом воздухе рельсы кранового пути, кроме того, должны быть соединены между собой (рис. 18) и заземлены не менее чем в двух разных местах, если сопротивление растеканию самих рельсов недостаточно.¶
4.2.12. При питании крана кабелем отдельная жила для заземления (зануления) должна находиться в общей оболочке с остальными жилами.¶
4.2.13. Корпус кнопочного аппарата управления крана, управляемого с пола, должен быть изготовлен либо из изоляционного материала, либо занулен (заземлен) не менее чем двумя проводниками.¶
В качестве одного из этих проводников может быть использован тросик, на котором подвешен кнопочный аппарат управления.¶
4.2.14. Троллейные конструкции должны быть занулены (заземлены).¶
Для заземления пневмоколесных кранов должны применяться заземлители в соответствии с ГОСТ 16556-81 «Заземлители для передвижных электроустановок. Общие технические условия».¶
¶
Рис. 18. Схема заземления (зануления) крана, установленного на открытом воздухе и питающегося по гибкому кабелю: 1 – заземлитель; 2 – вторичная обмотка питающего трансформатора; 3 – неподвижный четырехжильный питающий кабель; 4 – гибкий переносной питающих кабель; 5 – кран; 6 – рельсовые путт крана; 7 – перемычка; 8 – вводно-распределительное устройство¶
Лифты¶
4.2.15. Металлические направляющие кабины и противовеса, а также корпуса лебедок, металлические оболочки кабелей и проводов, металлические рукава и трубы электропроводок, а также металлические конструкции, на которых установлено электрооборудование, металлические конструкции ограждения шахты и другие электропроводящие конструкции и элементы лифтов (подъемников) должны иметь надежное электрическое соединение с сетью защитного заземления или зануления.¶
4.2.16. Электрооборудование, установленное на заземленных металлоконструкциях кабины, отдельному заземлению не подлежит при условии, что места установки электрооборудования зачищены до металлического блеска и смазаны тонким слоем технического вазелина.¶
4.2.17. Для зануления (заземления) электрооборудования шахты лифта заземляющие проводники необходимо присоединить к стоякам дверей шахты, соединенным между собой полосой заземления. Стояк двери шахты верхней остановки следует соединить с заземляющим проводником машинного помещения для образования контура заземления.¶
В качестве дополнительного заземляющего проводника в шахте рекомендуется использовать стояки трубопровода электропроводки, соединенные между собой проводниками.¶
4.2.18. Электрооборудование машинного помещения лифтовых установок, подлежащее занулению (заземлению), необходимо присоединить к магистрали зануления (заземления) при помощи параллельных ответвлений. Ответвления представляют собой стальную полосу того же сечения, что и магистраль зануления (заземления), один конец которой приварен к магистрали, а другой — к заземляющей конструкции. Ответвления присоединяются к аппаратам при помощи болтового соединения.¶
4.2.19. Заземление (зануление) электрооборудования, установленного на кабине, а также на элементах лифтов, подверженных ударам и вибрациям, должно быть выполнено гибкими проводниками.¶
4.2.20. Для зануления (заземления) кабины лифта, имеющей электрооборудование, следует использовать одну из жил подвесного кабеля или один из проводов токопровода, присоединенный к металлической части кабины при помощи болтового соединения. Рекомендуется использовать в качестве дополнительного заземляющего проводника экранирующие оболочки и несущие тросы кабелей токопроводов, а также стальные канаты кабины.¶
4.2.21. Металлические направляющие кабины и противовеса должны быть присоединены к сети защитного заземления (зануления) в верхней и нижней части. При этом соединение стыков направляющих должно обеспечивать непрерывность электрической цепи.¶
Использование металлических направляющих кабины и противовеса лифтов (подъемников) в качестве магистралей защитного заземления (зануления) запрещается.¶
4.2.22. При отстутствии электротехнических изделий в кабинах многокабинных подъемников непрерывного действия не требуется преднамеренно заземлять (занулять) эти кабины.¶
Магистрали защитного заземления или зануления лифтов группового управления должны быть электрически соединены между собой.¶
Передвижные электроустановки и переносные электроприемники¶
4.2.23. При питании электроприемников передвижных установок от передвижных автономных источников с изолированной нейтралью заземляющее устройство следует выполнять с соблюдением требований либо к его сопротивлению, либо к напряжению прикосновения при однофазном замыкании корпус.¶
Сопротивление заземляющего устройства, выполненного с соблюдением требований к сопротивлению, не должно превышать 25 Ом. Для земли с удельным сопротивлением ρгр 500 Ом м допускается превышать значения сопротивлений в 0,002 ρгр раз, но не более, чем в 10 раз.¶
При выполнении заземляющего устройства с соблюдением требований к напряжению прикосновения сопротивление не нормируется.¶
4.2.24. Для передвижных электроприемников, питающихся от стационарных или передвижных источников электроэнергии, должны обеспечиваться следующие защитные меры:¶
а) в сетях с изолированной нейтралью — защитное заземление в сочетании с металлической связью корпусов установки и источника электроэнергии или с защитным отключением;¶
б) в сетях с заземленной нейтралью — зануление, зануление в сочетании с повторным заземлением, защитное отключение или зануление в сочетании с защитным отключением.¶
Корпуса электроприемников, установленных на передвижном механизме, должны иметь надежную металлическую связь с корпусом механизма.¶
При изолированной нейтрали на распределительном щите источника питания должен быть предусмотрен контроль изоляции относительно корпуса источника электроэнергии (земли).¶
4.2.25. Допускается не выполнять защитное заземление электроприемников передвижных электроустановок, питающихся от автономных передвижных источников питания с изолированной нейтралью, в следующих случаях:¶
а) если источник электроэнергии и электроприемники расположены непосредственно на передвижной установке, их корпуса соединены металлической связью, а источник не питает другие электроустановки. Допускается не выполнять электрическую связь корпусов источника электроэнергии и передвижной установки если как источник, так и установка имеют собственные заземляющие устройства, обеспечивающие при двойном замыкании на разные корпуса электрооборудования нормированные уровни напряжений прикосновения и длительности их воздействия;¶
б) если значения напряжений прикосновения при однофазном замыкании на корпус не превышают допустимых. Эти значения могут быть определены расчетом или экспериментально;¶
в) если сопротивление заземляющего устройства, рассчитанного по напряжению прикосновения при однофазном замыкании на корпус, выше сопротивления рабочего заземления устройства постоянного контроля сопротивления изоляции.¶
4.2.26. Для выполнения металлической связи корпуса источника питания с корпусом передвижной установки в качестве проводников могут применяться:¶
а) пятая жила кабеля в трехфазных сетях с нулевым рабочим проводником;¶
б) четвертая жила кабеля в трехфазных сетях без нулевого рабочего проводника;¶
в) третья жила кабеля в однофазных сетях.¶
4.2.27. Заземляющие и нулевые защитные проводники, а также проводники металлической связи корпусов оборудования должны быть медными, гибкими, как правило, находиться в общей оболочке с фазными проводниками.¶
В сетях с изолированной нейтралью допускается прокладка заземляющих проводников электрической связи корпусов оборудования отдельно от фазных проводников. При этом их сечение должно быть не менее 2,5 мм 2 .¶
4.2.28. Заземлители (искусственные и естественные) для передвижных электроустановок и электрифицированного инструмента следует выполнять согласно требованиям разд. 2 настоящей Инструкции, если отсутствуют требования в данном разделе.¶
Использование временных трубопроводов в качестве естественных заземлителей запрещается.¶
При смене места и способа питания передвижных электроустановок необходимо проверять значения сопротивления растеканию заземлитеся, к которому они присоединены, целостность заземляющих и нулевых защитных проводников и повторных заземлителей нулевого провода.¶
Заземление передвижных установок напряжением выше 1000 В следует выполнять в соответствии с проектом.¶
Заземление строительных механизмов, передвигающихся по рельсовым путям, необходимо выполнять согласно требованиям разд. 5 настоящей Инструкции.¶
На стыках рельсов следует применять гибкие перемычки, выполненные из стального троса.¶
Дополнительный заземлитель (естественный и искусственный) следует присоединять к рельсам отдельным проводником с помощью сварки.¶
Гибкие перемычки для соединения в непрерывную электрическую цепь отдельных элементов подкрановых и рельсовых путей устанавливают организации, монтирующие эти пути.¶
При работе строительных машин (стреловых грузоподъемных кранов, экскаваторов и т.п.) в охранной зоне воздушной линии электропередачи необходимо обеспечить снятие напряжения с воздушной линии. При невозможности снятия напряжения допускается работа строительных машин непосредственно под проводами BЛ при условии, что расстояние от подъемной или выдвижной частей машин в любом ее положении до вертикальной плоскости, образуемой проекцией на землю ближайшего провода BЛ, должно быть не менее указанного ниже:¶
Напряжение ВЛ, кВ
Наименьшее расстояние, м
Корпуса грузоподъемных машин, за исключением машин на гусеничном ходу, должны быть заземлены при помощи переносных заземлителей по ГОСТ 16556-81 «Заземлители для передвижных электроустановок. Общие технические условия» с сопротивлением, соответствующим требованиям ПУЭ.¶
4.2.29. При заземлении переносных или передвижных сварочных установок необходимо выполнять следующие требования:¶
а) питание однофазного сварочного трансформатора следует осуществлять трехжильным гибким шланговым кабелем. Третья жила кабеля должна быть присоединена к заземляющему болту (винту, шпильке) на корпусе сварочного трансформатора и к заземляющей шине питающего устройства (ящика, пункта).¶
Питание трехфазного преобразователя следует осуществлять четырехжильным кабелем, используя для заземления четвертую жилу;¶
б) заземляющая шина питающего устройства должна быть соединена либо с нулевым защитным проводом питающей линии (в установках с заземленной нейтралью), либо с заземлителем (в установках с изолированной нейтралью);¶
в) должно быть предусмотрено заземление одного из зажимов (выводов) вторичной цепи источника сварочного тока: сварочных трансформаторов, статических преобразователей и тех двигатель- генераторных преобразователей, у которых обмотки возбуждения генераторов присоединяются к сети без разделяющих трансформаторов;¶
г) в электросварочных установках, в которых дуга горит между электродом и электропроводящим изделием, следует заземлять (занулять) зажим вторичной цепи источника сварочного тока, соединяемый проводником (обратным проводником) с изделием, при помощи соединения этого зажима с заземляющим болтом на корпусе установки;¶
д) использование нулевого рабочего или фазного провода двухжильного питающего кабеля для заземления сварочного трансформатора запрещается.¶
4.2.30. Питание переносных электроприемников следует выполнять от сети напряжением не выше 380/220 В.¶
В зависимости от категории помещения по уровню опасности поражения людей электрическим током переносные электроприемники могут питаться либо непосредственно от сети, либо через разделяющие или понижающие трансформаторы.¶
Металлические корпуса переносных электроприемников выше 42 В переменного тока и выше 110 В постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках должны быть заземлены или занулены, за исключением электроприемников с двойной изоляцией или питающихся от разделяющих трансформаторов.¶
4.2.31. Заземление или зануление переносных электроприемников должно осуществляться специальной жилой (третья —для электроприемников однофазного и постоянного тока, четвертая —для злектроприемников трехфазного тока), расположенной в одной оболочке с фазными жилами переносного провода и присоединенной к корпусу электроприемника и к специальному контакту вилки втычного соединения. Сечение этой жилы должно быть равным сечению фазных проводников. Использование для этой цели нулевого рабочего проводника, в том числе расположенного в общей оболочке, не допускается.¶
Жилы проводов и кабелей, используемые для заземления или зануления переносных электроприемников, должны быть медными, гибкими, сечением ≥ 1,5 мм 2 для переносных электроприемников в промышленных установках и ≥ 0,75 мм 2 для бытовых переносных электроприемников. ¶
4.2.32. Переносные электроприемники испытательных и экспериментальных установок, перемещение которых в период их работы не предусматривается, допускается заземлять с использованием стационарных или отдельных переносных заземляющих проводников. При этом переносные заземляющие проводники должны быть гибкими, медными, сечением не менее сечения фазных проводников.¶
Во втычных соединителях переносных электроприемников, удлинительных проводов и кабелей к розетке должны быть подведены проводники со стороны источника питания, а к вилке — со стороны электроприемников.¶
Втычные соединители должны иметь специальные контакты, к которым присоединяются заземляющие и нулевые защитные проводники.¶
Соединение между контактами при включении должно устанавливаться до того, как войдут в соприкосновение контакты фазных проводников. Порядок разъединения контактов при отключении должен быть обратным.¶
Конструкция втычных соединителей должна быть такой, чтобы была исключена возможность соединения контактов фазных проводников с контактами зануления (заземления).¶
Если корпус втычного соединителя выполнен из металла, он должен быть электрически соединен с контактом зануления (заземления).¶
4.2.33. Заземляющие и нулевые защитные проводники переносных проводов и кабелей должны иметь отличительный признак.¶
Охрана Труда
В судовых условиях при рабочем напряжении судовых установок свыше 25 в. защитному заземлению подлежат все доступные для прикосновения металлические части, которые обычно не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним в результате повреждения изоляции.
К таким частям относятся: корпуса электрических машин и аппаратов, трансформаторов и приборов, каркасы распределительных щитов и устройств, корпуса установочной арматуры светильников, металлические оболочки кабелей.
В случае установки электрооборудования на металлические фундаменты или кронштейны, являющиеся надежно металлически связанными с корпусом судна, специального дополнительного заземляющего устройства не требуется. При напряжениях до 25 в. защитные заземления в судовых условиях не применяются.
Заземления на судах с металлическим корпусом выполняются на корпус судна медным проводом или лентой. Сечение основных заземляющих проводов или лент должно быть не менее 6 мм 2 , а для отдельных мелких приборов должно быть не менее 1,5 мм 2 .
Заземление на судах с деревянным корпусом выполняется на специальный медный или латунный лист или полосу, которая крепится снаружи подводной части судна, причем общая поверхность этих заземлителей принимается не менее 0,5 м 2 . Обычно па судне делается два таких заземлителя. Устраивать заземлители нужно на наружной обшивке, в местах, не обнажающихся на ходу судна или при волнении.
На судах, кроме перевозящих огнеопасные и взрывоопасные вещества, в качестве заземлителей для защитных заземлений при условии соблюдения непрерывности электрической цепи допускается использовать:
а) стальные трубы, служащие для прокладки проводов;
б) металлические конструкции судна (фундаменты, бимсы, стрингеры и т. п.);
в) металлические конструкции общесудовых систем, кроме трубопроводов, баллонов, цистерн и других емкостей, несущих сжатые газы, бензин, керосин, нефть, масло и т. п.
Защитные заземления разрешается совмещать с заземлениями, предназначенными для защиты от помех радиоприему и для снятия электростатических зарядов.
Совмещение защитных заземлений с рабочими заземлениями и заземлениями грозозащиты на судах не допускается.
На рис. 51а показаны некоторые совмещенные способы рабочего заземления оболочек кабелей.
Рис. 51а. Защитное заземление оболочек кабелей. I крепление кабеля к металлической переборке; II— крепление кабеля на панели; III— разрез по скобе для случая II.
1 — пружинная шайба; 2—фольга; 3—корпусной винт, закрепляющий кабельную скобу;
Охрана Труда
Грозовые разряды на выступающих элементах судна, так же,, как и в стационарных условиях, могут поразить находящихся на судне людей, причинить серьезные разрушения частей судна, вызвать пожар и причинить другие бедствия. Поэтому суда оборудуются грозозащитными устройствами.
Согласно действующим правилам Регистра молниеотводное устройство должно быть смонтировано на каждой мачте деревянных, композитных и стальных судов, имеющих деревянные мачты или стеньги.
На металлических судах с металлическими мачтами специальные грозозащитные устройства не требуются, так как сама мачта, металлически соединенная с корпусом судна, является молниеотводом.
В судовом грозозащитном устройстве молниеуловителями являются выдающиеся, высоко расположенные металлические предметы, принимающие на себя атмосферные электрические разряды. Такими предметами на судне являются, кроме специально предназначенных для этой дели штырей и «шпилек», верхние части металлических мачт, труб и т. п. Использование в качестве молниеотвода радиоантенн воспрещается.
Отводящими проводами служит сеть проводов, проложенных между молниеуловителями и заземлителями.
Заземлителями служат непосредственно корпус металлического судна или металлический лист, прикрепленный к наружной обшивке деревянного судна.
При отводящем проводе в виде медной ленты ее нижний конец должен заканчиваться в той точке, где ванты спускаются с мачты. Конец ленты прочно прикрепляется к медному канатику, который прокладывается вниз по вантам и прочно соединяется с медным листом площадью не менее 0,5 м 2 . Лист закрепляется к наружной поверхности борта ниже грузовой ватерлинии, соответствующей наименьшей осадке судна, таким образом, чтобы он оставался в воде при любом крене судна.
На нефтеналивных судах, а также на судах, предназначенных для перевозки хлопка и других огне- и взрывоопасных грузов, является обязательной установка не менее двух грозозащитных заземлений.
Отводящие провода прокладываются по возможности прямолинейно, следует избегать их резких изгибов. Все применяемые сжимы и хомутики устраиваются латунными или медными контактного типа и надежно укрепляются. Пайка мест соединений не допускается.
Чтобы избежать появления индукционных токов при прохождении разряда по отводящим проводам молниеотводной сети, рекомендуется все крупные металлические предметы на палубах соединять с корпусом судна (заземлять).
При нахождении судна в сухом доке, па слипе или эллинге необходимо принять меры, чтобы заземляющие провода были соединены с надежными заземлителями, устроенными на берегу.
Рис. 60. Заземляющая плитка на стальном судне.
Рис. 61. Соединение заземляющих проводов с заземлителем на деревянном судне.
На рис. 60 изображен один из конструктивных методов соединения ленты с корпусом стального судна. Отводящий провод в виде медной ленты 1 прикрепляется к стальному настилу палубы 4 , заклепками или винтами 3 так, чтобы он полностью прилегал к палубе, образуя площадь соединения не менее 0,005 м 2 . Стальной настил палубы в месте крепления тщательно, до металлического блеска, очищается от ржавчины, причем конец медной ленты 2 облуживается по всей длине контакта.
На рис. 61 представлен один из узлов соединения отводящих проводов с заземлителями, выполненный для деревянного катера, где 1 - косая шайба, 2 — латунный болт и 3 — медная подкильная полоса.
Как и зачем делается заземление на морском судне?
Установка заземления на морском судне является обязательным условием для обеспечения безопасности людей от вредного воздействия электрического тока и электромагнитного поля. Как мы знаем, защитное заземление представляет собой конструкцию из нетоковедущих металлических частей электроустановки с землей или, в нашем случае, её эквивалентом - металлическим основанием судна. Давайте выясним, каким образом устроено заземление на морском судне.
Схема заземления для морского судна значительно сложнее, чем, например, для частного дома. Заземление на судах делится на два типа: защитное и высокочастотное. Рассмотрим каждое из них подробнее.
Защитное заземление
Основной задачей защитного заземления на судне является обеспечение безопасного нахождения людей на борту, за счёт снижения значения напряжения, которое может воздействовать на человека. Заземлению подлежат корпуса электрического оборудования, трансформаторов, кожухи рубильников и другое электрооборудование с напряжением выше 42 В переменного и 110 В постоянного тока. То есть это всё оборудование, которое находится под напряжением и способное нанести вред при утечке или пробое изоляции.
Если корпус судна выполнен из дерева, то для контура заземления используют лист или полосу сечением не менее 0,5 м 2 , крепление которых выполняется с внешней стороны судна, находящейся под водой. Если судно с металлическим корпусом, то заземление выполняется на сам корпус судна с помощью медной ленты или полосы сечением не менее 16 мм 2 .
Схема заземления на морском судне
Высокочастотное заземление
Высокочастотное заземление устанавливают для приборов и радио-передающих устройств. Основной задачей данного заземления является обеспечение бесперебойной работы приборов навигации и предотвращение выхода их из строя.
Если заземление выполняется для приборов, антенных коммутаторов или переключателей, то используют болт приваренный к корпусу судна расположенный возле заземлителя. Если необходимо заземлить передатчики, то используют специальные медные шины с сечением не менее 25 мм 2 или 50 мм 2 для передатчиков мощностью 50Вт или от 50 до 500 Вт соответственно.
Заземление не применяется для установок с напряжением ниже 25 В. Если электроустановка надежно связана с фундаментом судна, то заземляющее устройство также не устанавливаются. Нельзя использовать в качестве заземления двигатель, мачту или другие металлические предметы для цепей постоянного тока. Также на судах с неметаллическими корпусами согласно нормативному документу “Правила электробезопасности при электроснабжении ремонтируемых и строящихся судов морского флота” ПОТ РО-152-31.83.03-97, запрещается совмещение защитного и рабочего заземления с заземлением молниеотводного устройства.
Молниезащита и заземление морского судна
Молния представляет собой электрический разряд в атмосфере, возникающий в силу разности потенциалов внутри грозового облака или между облаком и землей. Молнию относят к числу наиболее опасных природных явлений, проявления которого, в виде прямого попадания в объект или электрической индукции, могут привести к возникновению взрывов, пожаров, поражению людей электрическим током.
Место удара предсказать невозможно. Учитывая тот факт, что токи молнии всегда выбирают кратчайший путь к земле с наименьшим сопротивлением, то потенциальными объектами попадания разряда будут значительно возвышающиеся строения и их элементы, обладающие хорошей проводимостью и имеющие связь с землёй.
Вторичное воздействие молнии заключается в способности электромагнитного поля наводить в незамкнутых контурах и металлических конструкциях (электропроводке, трубопроводах и пр.) значительный потенциал, приводя сбою в работе внутренних систем и повреждению различного рода электрооборудования.
Для предотвращения нежелательных последствий от воздействия молнии, организуют комплекс мероприятий по молниезащите.
Защиту объекта от прямого попадания разряда молнии выполняют с применением молниеотводов - устройств, которые принимают на себя удар молнии и отводят ток по безопасному для защищаемого объекта пути в грунт. Молниеотвод обычно состоит из молниеприёмника, токоотвода и заземлителя. В зависимости от типа конструкции молниеприёмника, различают стержневые, тросовые и сетчатые молниеотводы. Для защиты от вторичных проявлений молнии, в виде электромагнитных импульсов и созданных ими перенапряжений необходимо применять предохранители и ограничители перенапряжений - УЗИП для защиты цепей постоянного и переменного тока, что позволит защитить электронику, датчики и приборы радиосвязи. Также рекомендуется соединять параллельно проложенные кабели и трубы металлическими перемычками и заземлять оболочки кабелей и трубопроводов.
Эффективность мероприятий по молниезащите объекта во многом зависит от качественно выполненной системы заземления.
1. Особенности заземления и молниезащиты морских судов
Как уже отмечалось, удар молнии скорее всего придётся на возвышенные объекты, в местах расположения которых резко возрастает напряжённость электрического поля. Применительно к судну на воде, это означает, что разряд молнии вероятнее всего ударит в его мачту. Учитывая качку, в зоне риска могут оказаться и другие выступающие конструкции судна, такие как краспицы, ванты и штаги. Выполняя мероприятия по молниезащите морского судна, важно учитывать ту особенность, что оно со всех сторон окружено водой и не имеет возвышающихся поблизости строений. Задача состоит в перехвате и отведении тока молнии по безопасному для защищаемого объекта пути в воду. В противном случае, высока вероятность возникновения различных повреждений судна – от искрения кабелей до нарушения целостности днища.
Полностью предупредить поражение молнией судна, находящегося в открытом море в грозу, практически невозможно. Правильно организованная система молниезащиты позволит, если не исключить, то значительно уменьшить возможное повреждение судна и его оборудования при прямом попадании разряда молнии.
Однако в жизни, большинство повреждений на судне в грозу, связано с появлением электрических перенапряжений в его металлических элементах, в результате удара молнии в воду неподалёку. Под воздействием возникающих, в данном случае, электромагнитных импульсов возможен выход из строя электроники, поражение людей током, гораздо реже структурные повреждения на судне. Выполнение защитных мероприятий от вторичных воздействий разрядов молнии, обеспечивает полноценную грозозащиту судна.
2. Решения
2.1. Правила по молниезащите и заземлению морских судов
При надёжном металлическом контакте мачты с корпусом судна, изготовленного из металла, установка дополнительного молниеулавливающего оборудования не требуется. В качестве молниеприёмника (молниеуловителя), в данном случае, могут выступать собственные конструкции судна, направленные вверх: металлические мачты, элементы надстройки и прочее (согласно "Правилам Российского речного регистра (с изменениями на 29 июня 2015 года)". Дополнительные молниеуловители должны применяться только в тех случаях, когда собственные элементы конструкции не обеспечивают молниезащиты.
На суднах с неметаллическим корпусом молниезащита обеспечивается установкой одиночных молниеотводов на топе мачт, заземленных через корпус судна. Судовые устройства молниезащиты, по большому счёту, не отличаются от береговых и так же состоят из молниеприёмника, токоовода и заземления.
Судно считается защищенным от прямого удара молнии, если зоны защиты, образуемые молниеприёмниками, охватывают все открытые пространства на нём. Вероятность попадания молнии в конструктивные элементы судна в пределах защитной зоны практически равна нулю. Зоны защиты молниеприёмников должны обязательно покрывать места нахождения взрывоопасных смесей, размещения взрыво- и пожароопасных грузов, материалов, оборудования.
Рисунок 1. Расположение зон молниезащиты на судне: 1 — защищаемая зона; 2 — зона защиты собственными элементами конструкции судна; 3 — зона пересечения зон защиты 2 и 4; 4 — зона защиты тросовым молниеотводом
hх — высота защищаемой зоны; h01 — расчётная высота грот-мачты; hс — высота зоны защиты в середине между мачтами; h02 — расчётная высота грузовой полумачты; h — расстояние (высота) до точки наибольшего провисания троса; hоп — высота опор; h3 - высота фок-мачты; L1, L2 — расстояние между мачтами.
Допускается отсутствие молниезащитных устройств для несамоходных судов, предназначенных для перевозки минеральных грузов, эксплуатируемых без команды. Антенны на судне устанавливают ниже молниеотводов. Эксплуатация их в качестве молниеприёмников запрещается.
Соединения элементов системы молниезащиты судна выполняют сваркой или болтовыми зажимами, с обеспечением требуемой площади контактов не менее 1000 мм 2 , и располагают в местах наименьшего механического воздействия, доступных для осмотра.Требуемое значение переходного сопротивления между корпусом судна и молниеотводом - не более 0,03 Ом (согласно "Правилам Российского речного регистра (с изменениями на 29 июня 2015 года)".
Выполнение грозозащитного заземления обязательно для всех изолированных металлоконструкций, экранов электросетей и линий связи, трубопроводов и узлов ввода во взрывоопасные помещения. Необходимо предусмотреть защиту от коррозии элементов молниезащиты судна и их соединений.
2.2. Как защищают морские суда от молнии
Каждая мачта, выполненная из токонепроводящего материала (угольная, деревянная) оборудуется молниеприёмником в виде медного или стального прута (диаметр 12 мм). Молниеуловитель подлежит надёжному заземлению. Установка на нём прочих устройств не допускается.
Рисунок 2. Молниеотвод на судах с неметаллическим корпусом: 1 - мониеприёмник; 2 - токоотвод; 3 - заземлитель; 4 - корпус суднана; 2 — зона защиты собственными элементами конструкции судна; 3 — зона пересечения зон защиты 2 и 4; 4 — зона защиты тросовым молниеотводом
Токоотвод (отводящий провод) прокладывают от молниеприёмника с наружной стороны мачты или надстройки судна, как можно дальше от взрывоопасных мест, для чего используют прут сечением 70 мм 2 и более - для медного и 100 мм 2 и более – для стального провода. Крайне важно выполнить токоотвод прямолинейно, обеспечив наименьшее количество изгибов.
Судна с неметаллическим корпусом оборудуют отдельным токоотводом, не имеющим соединение с шинами защитного и рабочего заземления.
Незаземлённые проводящие части, расположенные на расстоянии 200 мм от токоотводов, подлежат соединению с ними, для исключения накапливания статического потенциала.
Молниеотвод и металлический корпус судна, находящегося в доке, подключают к береговому заземляющему устройству.
2.3. Как организовано заземление на морских судах
При попадании разряда молнии в мачту, ток будет стремиться стечь в воду через корпус судна. На суднах с металлическим корпусом организация заземления не требуется. Корпус стальных и алюминиевых яхт выполняет роль «щита Фарадея», защищая экипаж судна от воздействия электрического поля.
Все возможные объекты удара молнии на деревянных и пластиковых яхтах подлежат обязательному заземлению. Заземлитель изготавливают из листа меди или латуни толщиной не менее 2 мм. Чем больше площадь заземления, тем лучше обеспечиваемая им защита. Минимально допустимая площадь заземляющего устройства для судна 0,5 кв. м.
Заземлитель судна погружают в вводу. При этом, необходимо предусмотреть, чтобы в случае осадки и наибольшем допустимом крене судна, он всегда имел непосредственный контакт с водой.
Металлический киль, напрямую контактирующий с водой, и не изолированный от неё плотными слоями краски или стеклопластиком, считается лучшим заземлителем. На него выводят все кабели заземления.
На суднах с композитным корпусом в качестве заземлителя используют металлический форштевень или другие металлоконструкции, окрашенные токопроводящей композицией, погружая их в воду.
Для уравнивания электрических потенциалов металлических частей: релингов, баллеров, вантов, штаг, мачт, и др., - их соединяют кабелем в единый контур, который затем подлежит заземлению. Защита бортовой электроники от влияния статического электричества выполняется таким же способом.
Применение антистатических присадок к пластмассам позволяет устранить статическую электризацию диэлектриков, увеличив их поверхностную проводимость. Заземление судового оборудования, а именно металлических оболочек и экранов кабелей низкой частоты, выполняют с использованием токопроводящего лакокрасочного материала, образующего на поверхности окрашенного изделия участок низкого объёмного сопротивления, что делает возможным присоединение его к системе заземления.
3. Заключение
Исключить возможность попадания молнии в судно, находящееся в море и не имеющее поблизости других возвышающихся строений, практически невозможно. В случаях, когда собственные элементы конструкции судна не обеспечивают его молниезащиту, требуется установка молниеотводов для каждой из мачт, с обязательным заземлением всех потенциальных объектов удара молнией. Большую опасность представляет не только прямой удар молнии, но и воздействие электромагнитных импульсов на контуры судов, имеющих на борту легковоспламеняющиеся и взрывоопасные грузы. Нагрев и возможное искрение незаземленного контура, в данном случае, станет причиной пожара.
Несмотря на то, что удар молнии может привести к серьёзным последствиям, продуманная и качественно выполненная защита от её первичных и вторичных проявлений сделает безопасным любое дальнее плавание.
Обязательному заземлению подлежат все ёмкости, предназначенные для хранения и перевозки огнеопасных грузов. Оборудование для приёма и слива огнеопасных жидкостей, а именно шланги и трубопроводы, подключают к расположенным вдоль специальным шинам, надёжно соединенным между собой и с корпусом судна. Трубопроводы и нефтепроводы, находящиеся на открытых участках и проходящие через взрывоопасные помещения, заземляют через каждые 10 м по их длине на корпус судна. Заземление трубопроводов верхней палубы, по причине возможного скопления там взрывоопасных газов, выполняют через каждые 30 м.
Молниезащита судна
В качестве средств защиты используют как судовые вертикальные конструкции, так и молниеотводы. В схемах электроснабжения промышленных предприятий используют ограничители напряжения (длинно-искровые разрядники) для защиты от индуктированных грозовых перенапряжений, а также прямого удара молнии.
Молниезащита судна обеспечена в том случае, когда зоны защиты, создаваемые судовыми конструкциями и молниеотводами, перекрывают зоны судна, подлежащие защите (рис. 1).
Молниеприемник (по-другому, молниеуловитель) стержневого молниеотвода должен возвышаться над топом мачты или устройства, размещённого на мачте, не менее чем на 0,3 м, и представлять собой пруток диаметром не менее 12 мм, изготовленный из меди, медных сплавов или коррозионно-стойкого стального сплава. На алюминиевых мачтах устанавливают алюминиевые молниеприемники. С корпусом металлического судна молниеотвод соединяют сваркой.
Для судов с токонепроводящим корпусом заземлитель площадью не менее 0,5 м изготавливают из медного или латунного листа толщиной не менее 2 мм. Для аналогичных речных судов допускается заземлитель выполнять из стального листа площадью не менее 1,5 м 2 и толщиной 5. 6 мм. При любой осадке и наибольшем допустимом крене судна заземлитель должен быть всегда погружен в воду. К этому заземлителю подсоединяют все токоотводы, имеющиеся на судне.
На судах с композитным корпусом в качестве заземлителя используют металлический форштевень или другие металлические конструкции, погруженные при всех условиях в воду. Поверхность таких заземлителей должна быть окрашена токопроводящей композицией.
Для заземления корпуса электрооборудования зачищают контактные поверхности 4 корпусной конструкции судна 1 (рис. 3,а) и лапы 3. Зачищают поверхности, с помощью кисточки покрывают токопроводящей композицией. После установки электрооборудования, крепления его винтом 6 и высыхания токопроводящей композиции между деталями 3 и 1 образуется связывающее звено из плёнки 5, выполняющей одновременно клеющие, герметизирующие и токопроводящие функции.
Способность ТПП образовывать на поверхности любых изделий участок с токопроводящими свойствами позволяет использовать его для заземления металлических оплеток низкочастотных кабелей и экранных оплеток жил токопроводящих. ТПП обеспечивает необходимое значение переходного сопротивления (не более 0,02 Ом) и надежный контакт только при плотном сжатии (скобой, замком в подвеске, бандажом из проволоки и т. п.) и исключении осевого перемещения кабеля (жилы). ТПП достаточно технологично (наносят на поверхность шпателем), обладает высокой адгезией к металлам и их сплавам, высыхает за время не более 24 ч. Использование ТПП позволяет исключить пайку, не требует изготовления перемычек заземления, стоек и других деталей заземления. Для заземления оплетки (оболочки) кабеля контактную поверхность 1 моста 4 (рис. 4) зачищают, а внутреннюю поверхность скобы 3 и оплетку кабеля 6 в месте их контактирования протирают материалом, смоченным в спиртобензиновой смеси.
Зачищенный участок моста и оплетку кабеля покрывают с помощью шпателя ТПП и прижимают скобой 3. Скобу крепят к мосту винтами. После высыхания ТПП между оплеткой кабеля 6 и мостом 4 образуется связующее звено из компаунда 2, выполняющего одновременно клеющие, герметизирующие и токопроводящие функции. При наличии поверх экранов защитных покровов кабеля, последние необходимо снять на длине 8. 10 мм.
При заземлении с помощью ТПП пучка кабелей в кассете (рис. 5) для обеспечения надежного контакта применяют латунную ленту.
Читайте также: