От качества электрического заземления, организованного в шахте, зависит безопасность проводимых работ, а то и жизни горняков. Поэтому к построению заземления в шахте предъявляются особые требования.
Как устроено заземление в шахте
Внутри шахты все виды заземлителей в обязательном порядке соединяются в единую сеть (кроме искробезопасной аппаратуры телефонной связи). К этой сети подключаются и рельсы подземной железной дороги, по которой в шахте перевозят грузы. Скажем больше — все металлические детали машин, механизмов и прочего оборудования, располагаемого в шахте, должны быть электрически соединены во избежание искрения.
Различают основные и местные заземлители. Основной заземлитель представляет собой полоску из металла, установленную в водосборнике или зумпфе. На каждую шахту устанавливают не менее двух основных заземлителей для обеспечения резервирования на случай выхода одного из них из строя. Единая группа основных заземлителей существует даже тогда, когда шахта имеет несколько горизонтов. Система заземления каждого из горизонтов электрически соединяется с основными заземлителями.
В особых случаях допускается размещение основного заземлителя на поверхности земли, а также использование в качестве второго основного заземлителя металлической трубы, которой укрепляется скважина.
Местные заземлители организуются непосредственно рядом с трансформаторными и распределительными подстанциями, а также некоторыми видами электрооборудования. В качестве местных заземлителей используют металлические полоски, укладываемые на подушку из дробленой породы. Также допускается использовать в качестве местных заземлителей металлические желоба системы гидротранспорта, а также рамные крепи.
При контроле, замер сопротивления всей системы заземления осуществляют у каждого заземлителя в отдельности.
Действие ГОСТ 28298-89 в современных условиях
В 1990 г. тогда еще в СССР был введен в действие ГОСТ 28298-89 «Заземление шахтного электрооборудования. Технические требования и методы контроля». Этот стандарт действует до сих пор на территории Российской федерации и ряда других бывших советских республик. Актуальность документа связана с тем, что в нем был воплощен огромный опыт эксплуатации электрооборудования в шахтах, накопленный к тому времени. Кроме этого, стандарт базируется на достаточно гибком подходе к проектированию заземления, пригодном для самых разнообразных условий.
Для главных заземлителей в шахтах должны использоваться стальные полосы площадью не менее 0,75 кв. м, толщиной не менее 5 мм и длиной не менее 2,5 м. При организации местных заземлителей, располагаемых в водосточных канавах выработок, должны применяться стальные полосы площадью не менее 0,6 кв. м толщиной не менее 3 мм, длиной не менее 2,5 м. Если местный заземлитель располагается в шпуре, то должны применяться трубы диаметром не менее 30 мм и длиной не менее 1,5 м, в их стенках должны быть отверстия. Свободное пространство шпура засыпают гигроскопичным материалом и периодически увлажняют этот материал по мере его подсыхания (п.п. 1.3.2 — 1.3.4). Также в ГОСТ 28298-89 описано, как использовать в качестве заземлителей элементы конструкции шахты, здесь мы их приводить не будем из-за большого объема.
Кроме конкретного описания вариантов конструкции заземления, ГОСТ дает и нормирование электрических параметров заземления, на которые также можно ориентироваться (п. 1.2.5). Сопротивление заземления должно быть таким, чтобы обеспечивались нормы по напряжению прикосновения согласно ГОСТ 12.1.038-82. Однако, в любом случае значение сопротивления заземления не должно быть больше 2 Ом.
Согласно п. 1.2.3 данного ГОСТ, главная цепь заземления и заземляющий контур должны выполняться из толстого стального проводника сечением не менее 100 кв. мм. Применение алюминиевых проводов в системе заземления не допускается.
Каждый объект, для которого требуется заземление, должен присоединяться к сборным заземляющим шинам или заземлителю при помощи отдельного ответвления из стали или меди сечением не менее 50 и 25 кв. мм соответственно. Сборные заземляющие проводники для группы объектов изготовляют из стали сечением не менее 50 кв. мм или из меди сечением не менее 25 кв. мм (п.п. 1.3.9 — 1.3.10).
Для устройств связи ГОСТ дает некоторые послабления. Так, допускается присоединение аппаратуры к заземлителям стальным или медным проводом сечением не менее 12 и 6 кв. мм соответственно. А для искробезопасного оборудования телефонной связи допускается использование только местного заземлителя без подключения к общей сети заземления.
Измерять сопротивление заземления по всей сети и визуально осматривать систему заземления нужно не реже 1 раза в 3 месяца. Отдельно, не реже 1 раза в 6 месяцев производят осмотр и, при необходимости, ремонт основных заземлителей.
Следует отметить, что рассматриваемый ГОСТ в целях безопасности запрещает использовать в шахтах электрические сети с глухозаземленной нейтралью, а также подсоединять к ним потребителей, находящихся под землей. Исключение сделано только для подземных железных дорог.
Два дополнительных норматива - правила и инструкция
Помимо ГОСТ 28298-89, в России действуют еще и "Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых", утвержденные Ростехнадзором 11 декабря 2013 г.. Как следует из названия, сфера применения данного документа охватывает не только вопросы построения и контроля состояния заземлений в шахтах, но и другие аспекты безопасности при добыче и переработке природных богатств, как закрытым, так и открытым способом.
В «Правилах...» есть отдельный раздел VII «Требования электробезопасности», где рассматриваются в том числе и вопросы, связанные с заземлением (п. 1008). Также о заземлении речь идет в разделах, посвященных подземному электротранспорту в шахте.
П. 1008 дает норму на сопротивление заземления при добыче открытым способом, но… ничего не говорит о норме для шахт. По сравнению с ГОСТ добавлено требование заземлять кабели систем освещения через каждые 100 м. И отменено обязательное использование местного заземления при разработках в породах с высоким удельным сопротивлением.
В остальном требования П.1008 «Правил...» не противоречат ГОСТ, однако, гораздо менее детализированы и информативны.
Тем не менее, если вести речь о вопросах электробезопасности, не связанных напрямую с организацией заземления, а именно, применении УЗО, нормировании параметров изоляции и т. п., то в этой части «Правила...» проработаны достаточно подробно.
Кроме указанного документа, Ростехнадзором также была принята 6 ноября 2012 г. «Инструкция по устройству, осмотру и измерению шахтных заземлений». Она имеет статус федеральных норм и правил в области промышленной безопасности.
В целом «Инструкция…» соответствует основным положениям ГОСТ 28298-89, некоторые из них раскрыты более полно. «Инструкция...» содержит в себе нормы регламентирующие способы соединения проводов заземления — этого нет в ГОСТ 28298-89. Также в «Инструкцию...», как и в «Правила...» был добавлено отсутствующее в ГОСТ 28298-89 требование заземлять кабель освещения каждые 100 м. В п. 29 «Инструкции...» детально описан порядок измерения сопротивления. А вот что в «Инструкции...» менее детально описано по сравнению с ГОСТ, так это применение элементов конструкции шахты для создания местного заземления.
Выводы
При решении задачи проектирования заземления в шахте следует пользоваться ГОСТ 28298-89, а также «Инструкцией по устройству, осмотру и измерению шахтных заземлений». Тем не менее, вопросы организации заземления нельзя рассматривать в отрыве от общей проблемы безопасности в шахте, так что в "Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых" тоже полезно периодически заглядывать. Но для того, чтобы нормы всех этих трех документов были полностью выполнены в условиях далеко не безграничного бюджета, необходимы опыт и определенные навыки, которыми обладают сотрудники инженерного центра Zandz.com. Для проектирования или разработки решений шахтного заземления обращайтесь в Технический центр ZANDZ!
Смотрите также:
Электролитическое заземление в вечномерзлых грунтах: вертикальные или горизонтальные электроды?
Электролитическое заземление в средней полосе России
Анализ нормативного документа ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА В ОБЛАСТИ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ "ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ"
Нержавеющее заземление можно проверить магнитом?