МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР

восточный

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТ В ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ВостН И И

ИНСТРУКЦИЯ

ПО УСТРОЙСТВУ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАлОТНОРО ЗАЗЕМЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК УГОЛЬНЫХ ШАХТ В УСЛОВИЯХ мюгалвтнвЛ МЕРЗЛОТЫ

Министерство угольной промышленности СССР

ВОСТОЧНЫЙ НАУЧНО-ИССВДОМТЕДЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТ В ГОРНОЙПРОМЫШЛЕННОСТИ

ВостНИИ

ИНСТРУКЦИЯ

по устройству и эксацуатации защитного заземления электроустановок угольных шахт в условиях многолетней мерзлоты

Кемерово 1974

Длина нахлестки сварочных швов должна быть равна двойной ширине при прямоугольном сечении или шести диаметрам при круглом сечении.

13 подземных выработках допускаются болтовые соединения магистральных заземляющих проводников. При этом контакты должны иметь защитные покрытия и приняты меры против их ослабления. Каждое соединение должно иметь не менее двух болтов диаметром не менее 8 мм, снабженных пружинными шайбами или контргайками.

III- 5. Соединения должны быть доступны для осмотра. Не допускается производить соединения в местах проходов, в трубах и проемах.

Ш-6. Использование специально проложенных магистральных    за

земляющих проводников для иных целей не допускается.

Ш-7. Допускается использовать в качестве общей магистральной сети заземления заземляющую жилу кабелей (без устройства открыто проложенного магистрального заземляющего проводника из полосовой или круглой сталии местных заземлите лей) при условии, если все применяемые в сети кабели имеют заземляющую жилу (например, марок Э13Т, ПШЭ, ПИВ), и наличии устройства автоматического контроля целостности цепи заземления.

1У. ЗАЗЕМЛЕНИЕ СТАЦИОНАРНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И КАБЕЛЕЙ

IV- 1. Присоединение к общей сети заземления всех подлежащих заземлению объектов должно производиться с помощью отделышх заземляющих проводников и перемычек. Последовательное включение в заземляющий проводник нескольких заземляемых элементов электроустановки запрещается.

1У-2. Для заземления стационарных электрических машин, трансформаторов, аппаратов и кабельной арматуры в каждой подстанции (камере) должен устраиваться заземляющий контур, выполненный из полосовой стали сечением не менее 100 мм^ и толщиной не менее 3 мм.

Заземляющий контур должен присоединяться к общей сети заземления в двух, по возможности противоположных, местах.

1У-3. Присоединение к заземляющему контуру всех подлежащих заземлению объектов производится в соответствии с требованиями ПБ и "Инструкции по устройству, осмотру и измерению сопротивления шахтных заземлений".

Допускается присоединение дополнительного заземления (ДЗ) аппаратов защиты от утечек тока непосредственно к общей сети зазем-

ления или заземляющему контуру в подстанции. Дополнительное заземление (ДЗ) должно выполняться гибким кабелем и присоединяться к обще Г. заземляющей сети с помощью отдельного болтового соединения.

IV- 4. Индивидуально установленное электрооборудование (электродвигатели, трансформаторы, аппараты, кабельные соединительные Муфты и др.) должно присоединяться к общей сети заземления с помощью заземляющих проводников, в качестве которых может быть использована полосовая или круглая сталь сечением не менее 50 мм^ или стальной канат равного по проводимости сечения. Примеры заземления подземного электрооборудования показаны на рис.4-6.

У. ЗАЗШЛЕ1ЫБ ПЕРЕДВИЖНЫХ И ПЕРЕНОСНЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

V- 1. Заземление передвижных машин, аппаратов, ручного электроинструмента, а также светильников, присоединяемых к сети гибкими кабелями, должно осуществляться с помощью заземляющих жил кабеля, а схемы управления должны обеспечивать автоматический контроль целостности цепи заземления.

7-2. Заземляющие жилы кабелей должны с обеих сторон присоединяться к внутренним заземляющим зажимам в кабельных арматурах (муфтах, вводных устройствах).

УI.ПЕРЕХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ОНЦЕЙ СЕТИ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

У1-1. Общее переходное сопротивление сети заземления, измеренное как у наиболее удаленных от главных заземлителей, так и у любых других электроустановок, не должно превышать 2 Ом.

При удельном сопротивлении пород в подземных выработках в наиболее неблагоприятное время года более 500 0м«м и если мероприя-тия.предусмотренные разд.П,не позволяют получить величину сопротивления 2 Ом , допускается повышать величину сопротивления заземления до значения    ^

Ry £    500

где /?в- допустимое сопротивление заземляющего устройства в * условиях многолетней мерзлоты, Ом;

нормированная ЛБ величина сопротивления заземляющего устройства, Ом;

Рис.4.    Схема заземления электроустановок: I - магистральный яаземлялций проводник; 2 - заэемляпций проводник; 3 - хоцут» 4- бронированный кабель; 5 - заземляюкне жилы кыбелой; 6 - гибкий кабель.

Рве.5. Схема аазеиденкя трансформаторной подстанции ТКШШ:

I - магистральный заземляюсэФ проводник; 2 - дополнительное ваземление СДЗ); 3 - бронированный кабель; 4 - хомут; 5 - заземляющий проводник; 6 - гибкий кабель.

Рис.6. Схема заземления аппаратуры запиты от утечек тока на землю (УАКИ): I - магистральный заземляющий проводник; 2 - заземляющие проводники; 3 - дополнительное заземление СТО)реле утечки.

У - удельное наименьшее значение сопротивления пород,Ом*м.

У1-2. Величина допустимого сопротивления заземляющего устройства проверяется по току однофазного 8амыкания на землю

где 1*д- расчетный ток однофазного замыкания на землю,А.

У1-3. Допустимой величиной сопротивления заземляющего устройства принимается наименьшая из расчетных по удельно;^ сопротивлению земли и по току короткого замыкания, но не более 20 Ом,

У1-4. Электрическое сопротивление заземляющей хилы гибкого кабеля мехд/ каждой передвижной машиной и местом её подсоединения к общей сети заземления не должно превышать I Ом,

УП. ИЗМЕРЕНИЕ’ иОПРОТИШШКИЯ ЗАЗЕШ1ЯЩИХ УСТРОЙСТВ

УП-I, Измерение величины сопротивления заземляющего устройства должно производиться не реже одного раза в 3 месяца в соответствии с "Инструкцией по устройству, осмотру и измерению сопротивлений шахтных заземлений".

УП-2. При удельном сопротивлении горных пород в месте расположения электроустановки у > 1000 0м*м допускается взамен измерений у электроустановки замерять сопротивление ближайшего главного 8аземлптеля. Измерение сопротивления заземлителя должно производиться без отсоединения общей сети заземления. При расположении эаземлителей только на поверхности допускается не производить измерение их сопротивления в зимний период (ноябрь-май).

УП-3. Величина сопротивления заземления, измеренная у заземлителя, должна быть не более

R3 ^

где R#- допустимое сопротивление заземляющего устройства,соглас-⁷ но П.У1-3, Ом;

R, - сопротивление магистральных заземляющих проводников от заземлителя до наиболее удаленного заземляемого токоприемника, Ом.

Если непосредственное измерение сопротивления невозможного-

пускается определение его расчетным методом, как суммы сопротивлений отдельных проводников общей сети заземления по форь^уле

о".    j

где J)» - удельное сопротивление материала, Ом ;

- длина проводника, м;

£• - сечение проводника, мм**.

В расчете сопротивления заземляющих проводников Rc_; проводимости заземляющих кил гибких и оболочек бронированных кабелей не учитываются.

УП-4. Если изморенное сопротивление заземлителя превышает величину Rj , определенную согласно п.71-3, то необходимо устраивать дополнительные электроды я доводить сопротивление заземлителя до установленной настоящей инструкцией нормы.

УШ.ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД

УИН. Измерение удельного сопротивления горных пород f подземных выработках шахт следует производить в случаях: обоснования увеличения допустимой величины сопротивления заземляющего устройства, определения рациональных мест установки главных заземлителей и обоснования необходимости определения сопротивления заземлений электроустановок расчетным методом.

УШ-2. Величина J* определяется путем измерения сопротивления заземлителей в местах расположения электроустановок при измерениях сопротивления заземлений по формуле

J* -    ^    Ом.м,

где R_uj - измеренная величина сопротивления заземлителя, Ом;

•С - длина части заземлителя, помещенного в грунт, м.

УЫ-3. В качестве зазе?ллителей мохут быть использованы вспомогательные электроды, применяемые при измерении шахтных заземлений, а при наличии также и местные заземлители, для чего они должны быть предварительно отсоединены от электроустановок.

УБ-4. Для определения величины сопротивления заземлителя следует использовать шахтный мегомметр, например типа MXI02. При

измерении мегомметр присоединяется к измеряемому заземлителю и заземленной электроустановке. Затем необходимо поставить переключа-тель диапазона измерений на одно из положений;"кОм" либо "МОм".Измеряемое сопротивление заземлителя равно показателю на шкале прибора, умноженному на коэффициент, установленный положением переключателя.

IX. ОСМОТР ЗАЗЕМЛЕНИЯ

IX-I. В начале каждой смены обслуживающий персонал должен производить наружный осмотр всего заземляющего устройства. При этом проверяется целостность заземляющих проводников ж состояние их контактов.

IX-2. После каждого, даже мелкого ремонта электрооборудования следует проверить исправность его заземления. Особое внимание должно быть обращено на заземление переносных и передвижных электроустановок.

IX-3. Наружный осмотр всего заземляющего устройства должен производиться не реже одного раза в 3 месяца. При осмотре заземлений следует особое внимание обращать на непрерывность заземляющей цепи и состояние контактов, ослабление и окисление которых мажет привести к значительному увеличению сопротивления заземления. При ослаблении и окислении контактов необходимо тщательно зачистить до блеска все контактные поверхности и подтянуть болтовые соединения.

IX-4. Не реже двух раз в год (перед измерением сопротивления заземления) все заземлите ли вскрываются и подвергаются тщательному осмотру и ремонту контактных соединений (места сварки заземлите ля с магистральной сетью заземления и т.п.).

IX-5* Осмотры и измерения производятся лицом, назначенным механиком или энергетиком шахты. Результаты заносятся в "Книгу регистрации состояния электрооборудования и заземления".

При неисправности сети заземления эксплуатация электрооборудования запрещается.

В настоящей инструкции изложены нормы и методы выполнения защитного заземления подземных электроустановок шахт, разрабатывзкъ щих угольные месторождения в районах многолетней мерзлоты.

Инструкция разработана на основе научно-исследовательских работ Восточного научно-исследовательского института по безопасности работ в горной промышленности (ВостНИИ), Московского горного института (МГИ), Московского института радиоэлектроники и автоматики (МИРЭА) и других организаций с учетом требований "Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах" (ПБ), "Правил устройства электроустановок" (ПУЭ), "Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и правил техники безопасности при экспдуа-тации электроустановок потребителей" (ПТЭ и ПГБ).

Инструкция согласована с начальником Технического управления Госгортехнадзора СССР В.С.Шаталовым 5 февраля 1974 г.и утверждена начальником Управления охраны труда и техники безопасности Минуглепрома СССР В.В.Вильчицким II февраля 1974 г.

Ответственный за выпуск канд.техн.наук В.А.Гришин Составители: канд.техн.наук В.А.Гришин, инж.Р.Л.Макарова

Редактор Г.А.Олейникова    Корректор А.С.Головацкая

Технолог А.М.Чигарев

г.Кемерово. Ротапринт ВостНИИ. Формат 60x84 1/16.0П02299 Объем 0,8 уч.-изд.л. Тирад 250 экз. Заказ J*82

I. ОШЕ ТРЕБОВАНИЯ

I-I. Требования настоящей инструкции распространяются на проектирование, монтаж и эксплуатацию защитного заземления электроустановок угольных шахт в условиях многолетпей мерзлоты при удельном сопротивлении земли в подземных выработках более 200 Оы.м (2-10* Ом,см) и где общее сопротивление сети заземления,выполняемое в соответствии с требованиями ПБ, превышает 2 Ом.

1-2. К электроустановкам угольных шахт в условиях многолетней мерзлоты предъявляются требования "Правил безопасности в угольных и сланцевых шахта^ЧПБ) ₉ "Правил устройства электроустановокТПУЭ), "Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей" (ПТЭ и ГГГБ) , а также настоящей инструкции.

1-3. В подземных выработках шахт в условиях многолетней мерзлоты защитное заземлению подлежат все электроустановки,независимо от величины рабочего напряжения переменного и постоянного токов.

1-4. В электрических сетях напряжением до 1000 В наряду с заземлением электроустановок должно осуществляться защитное отключение при помощи реле утечки.

1-5. Электроснабжение потребителей, где предусмотрено заземление нейтрали, как-то: тяговых подстанций электровозной откатки, освещение административно-бытовых комбинатов и т.п. - должно осуществляться от отдельных трансформаторов.

1-6. Заземляющее устройство должно состоять из эаземлителей и общей сети заземления, к которой должны присоединяться все подлежащие заземлению объекты.

Местные заземлители в условиях многолетней мерзлоты допускается не устраивать.

Принципиальная схема заземления электрооборудования в шахте представлена на рис.1.

П. УСТРОЙСТВО ЗАЗЕШСТГЕЛЕЙ

П-1. Для каждой шахты следует устраивать не менее двух зазегз-лителей, резервирующих друг друга на время осмотра или ремонта одного из них.

При отсутствии в шахте зумпфов и водосборников допускается устраивать заземлители в других выработках или на .юверхности, а

Гас.I. Принципиальная схема заземления электрооборудования в вахте:

I - заземджтель на поверхности; 2 - магистральная сеть заземления;

3 - коитур заземления на подстанции; 4 - заземлитель в шахте; 5 - заземляляе

проводники.

также использовать естественные заземлители.

П-2. В подземных выработках шахт заземлители должны устраиваться в местах с наименьшим удельным сопротивлением грунта# При этом следует выбирать наиболее увлажненные выработки с наличием подмерзлотных зон.

В подземных выработках устраиваются протяженные заземлители длиной не менее 50 м, для чего в почве выработки выбирается канава глубиной 0,2-0,3 м, в нее укладывается стальная полоса сечением не менее 100 мм² и толщиной не менее 3 мм и засыпается смесью гигроскопического материала с добавлением 10-15# соли (рис.2).    Допус

кается укладывать заземлитель длиной 50 м зигзагообразно в канаву меньшей длины.

П-3. При отсутствии в подземных выработках мест с низким удельным сопротивлением грунта заземлители устраиваются на поверхности, которые по способу выполнения могут быть естественными или искусственными.

П-4. В качестве естественных заземлителей на поверхности могут быть испольвованы обсадные трубы геологоразведочных и гидробуровых скважин, металлические конструкции зданий и сооружений, имеющих соединение с землей, металлические шпунты гидротехнических сооружений, металлическое крепление и т.п.

П-5. По способу выполнения искусственные заземлители могут быть углубленными, протяженными или комбинированными.

Для устройства заземлителей на поверхности выбираются места с наименьшим удельным сопротивле1шем земли: непромерзаемые до дна водоемы, озера, болота, реки, сточные канавы административно-бытовых комбинатов, площадки поверхности, наиболее близко расположенные к подмерзлотныы зонам.

П-6. Протяженные заземлители следует применять при расположении их в водоемах, сточных канавах административно-бытовых комбинатов и в местах с меньшим удельным сопротивлением земли.

В качестве протяженного эазешштеля следует применять полосовую или круглую сталь сечением не менее 100 и толщиной не менее 3 км.

Допускается применение отдельных протяженных заземлителей суммарной длиной не менее 50 м, при этом соединение их должно выполняться сваркой.

При установке протяженных заземлителей ь водоемах и сточных

Рис. 2. Устройство главного заземлителя в подземных выработках: I - протяяекныЯ заземюггвль; 2 - зазеиляшяЯ проводник; 3 - магнст;>альная сеть заземления.

канавах расположение полос и минимальная глубина их заложения определяются местом установки,

П-7. Углубленные заземлители должны устраиваться в местах,где на большей глубине следует ожидать снижение удельного сопротивления земли (рис.З). В качестве заземлителей мо1ут использоваться круглая сталь диаметром не менее 12 мм_; полосовая сталь сечением не менее 100 мм² и толщиной не менее 3 мм или стальные трубы с толщиной стенок не менее 3,5 мм.

Для установки вертикальных заземлителей предварительно устраивается траншея глубиной 0,7-0,8 м, после чего производится бурение скважин до зон с меньшим удельным сопротивлением земли. Расстояние между скважинами должно быть не менее глубины скважин. Бурение должно производиться при постоянном наличии в забое насыщенного раствора поваренной соли. В готовую скважину засыпается 20-30 кг соли, затем в нее опускается заземлитель. Скважина заполняется смесью тонкодисперсной земли (глина, пылеватый песок, ил) и 10-15$ поваренной соли. Для связи вертикальных заземлителей и в качестве самостоятельного заземлителя должна применяться полосовая или круглая сталь сечением не менее 100 миг. Траншеи должны засыпаться глиной, мелким шлаком, землей, не содержащей камней и строительного ьусора, с последующей плотной трамбовкой. Соединения вертикальных и горизонтальных заземлителей между собой должны выполняться сваркой.

П-8. в районах с относительно большим сопротивлением земли на территории шахты допускается устройство выносных заземлителей на расстояние до 1-2 км в местах с меньшим удельным сопротивлением земли, невымерзающих озерах, болотах, реках или в море.

Помещаемые в воде заззмлители должны выполняться из полосовой стали толщиной не менее 3 мм и сечением не менее 100 мм² или листовой стали толщиной 5 мм с площадью не менее 0,75 м². При укладке заземлителей на дно целесообразно помещать их в местах,где имеются мелкие фракции грунта. При расположении зазе:ллителя в реке, озере, море прилегающее место к Oepeiy следует обозначать сигнальными знаками согласно действующи/ "Правилам плавания по внутренним водным путям"

П-Э. В агрессивных средах при усиленной коррозии следует применять омедненные или оцинкованные заземлители.

Расположенные в земле заземлителя и заземляющие проводники не

Рис.З. Устпойство главных зааекяятелеЙ:

I - зазеигателъ углубленный; 2 - протяженный за8емлитедь; 3 - магистральный заземляющий проводник; 4 - зазешотосий прочсшджк.

должны иметь окраски и следов масла.

П-Ю. Естественные и искусственные заземлители должны соединяться с заземляющими магистралями не менее, чем двумя проводниками, присоединенными к заземлители в противоположных, по возможности, местах.

П-П. При повышенных значениях сопротивлений заземляющих устройств рекомендуется присоединять к заземляющей сети все металлоконструкции, оборудование, трубопроводы и т.п., имеющие соединение с землей, а также устраивать комбинированные заземлители, например, при сочетании протяженных электродов с вертикальными, с использованием обсадных труб артезианских колодцев, скважин и т.п.

П-12. Шахтные заземлители должны быть соединены с поверхностными посредством стального каната, полосовой ьли круглой стали сечением не менее 100 мм². При наличии в шахте нескольких горизонтов к заземлителям дайна присоединяться общая сеть заземления каждого горизонта.

Ш. УСТРОЙСТВО ОНЦВИ сети заземления

Ш-1. В качестве общей сети заземления следует использовать специально проложенные для этих целей магистральные проводники -полосовую сталь толщиной не менее 3 мм и сечением не менее 100 мм². Допускается применение круглой стали, стального каната или медных проводников, имеющих проводимость не ниже, чем проводимость полосовой стали указанного сечения.

Ш-2. Магистральные заземляющие проводники должны быть доступны для осмотра и прокладываться открыто по борту выработки на высоте 0,4-0,6 м от почвы.

Крепление магистральных проводников к ботпу выработки должно осуществляться скобами, расстояние между которыми должно быть не более 5 м.

Ш-3. В местах перекрещивания магистральных заземляющих проводников с кабелями, трубопроводами, путями, а также в местах, где возможны механические повреждения ааземляющих проводников, последние должны быть защищены. Прокладка заземляющих проводников черев стены и перемычки должна выполняться в открытых проемах, в трубах или иных жестких конструкциях.

Ш-4. Соединение магистральных заземляющих проводников между собой должно обеспечивать надежный контакт и выполняться сваркой.