Стационарное сварочное оборудование, как правило, оснащается отдельным контуром заземления, независимо от его подключения к электросети. Способ заземления сварочного оборудования в этом случае условно выглядит следующим образом.
С одной стороны к металлической оболочке оборудования крепится провод заземления, а с другой – к железному штырю, вкопанному в землю.
Контакт сварочного аппарата с землей создает между ними разность потенциалов. Благодаря этому корпус аппарата остается под напряжением, и мастер не получает удар током при прикосновении к нему. Эта система работает и для других элементов, проводящих электричество. Учитывая, что при сварочных работах используются токи высокого напряжения, пренебрежение заземлением может привести к трагическим последствиям.
Цель данной статьи – дать подробное описание заземления и всего, что с ним связано. Прежде всего, необходимо обозначить различия между этими понятиями. При монтаже сварочного оборудования необходимо следить за тем, чтобы не перепутать заземление, заземляющие электроды и заземляющее оборудование. Иными словами, заземление – это плановый контакт оборудования или его компонентов с заземляющим устройством.
Другими словами, заземление – это процесс, а заземляющее оборудование и заземляющие электроды – это не процессы. Заземляющее устройство представляет собой совокупность заземляющего электрода и заземляющего проводника. Заземляющих устройств может быть одно или несколько. Во многих случаях эту роль выполняет кабель. Его основная роль заключается в соединении сварочного оборудования с землей и отводе неконтролируемого электричества.
Способ заземления сварочного оборудования зависит от назначения и функции заземляющего устройства
Поэтому заземление можно условно разделить на три типа: защитное, молниезащитное и рабочее. Защитные устройства предохраняют людей и животных от поражения электрическим током при контакте со сварочным оборудованием. Защитные устройства полезны в тех случаях, когда фазные кабели соприкасаются с металлическими частями системы, не предназначенными для передачи тока, и тем самым передают напряжение.
Устройства молниезащиты отводят электричество от ударов молнии в землю, при этом роль заземляющих стержней, кабельных разрядников и молниеотводов выполняют заземлители.
Эксплуатационные устройства, отвечающие за заземление оборудования, обеспечивают его бесперебойную работу в нормальных и аварийных ситуациях. Другими словами, этот вид защиты направлен на обеспечение нормального функционирования оборудования, а не на безопасность руководителя объекта. Существуют также устройства, выполняющие одновременно и защитные, и эксплуатационные функции.
По своей природе заземляющие устройства можно разделить на естественные и искусственные. Разница не в искусственных и не искусственных. Важно отметить, что естественные изначально не задумывались как заземляющие электроды. Это может быть арматура в металлическом каркасе бетонной конструкции или водопроводная труба.
Труба с изоляционным покрытием не может быть использована в качестве заземлителя. Однако искусственным является заземляющее устройство, изготовленное специально для этой цели.
Заземление – это создание соединения между металлическим каркасом электроприбора и нейтралью генератора или трансформатора. Как правило, для этой цели используется отдельный кабель, называемый нулевым.
Функция нулевого кабеля заключается в создании возможности автоматического отключения питания от прибора в случае короткого замыкания. Таким образом, при возникновении неисправности аварийный участок немедленно обесточивается предохранителем или автоматическим выключателем.
Основные требования к заземлению сварочного оборудования
При обсуждении вопроса о том, как заземлить сварочное оборудование, важно знать параметры заземляющего электрода. Кабель должен быть изготовлен из меди и иметь диаметр не менее 6 мм. Вместо провода может использоваться якорь, в этом случае его сечение составляет от 12 мм. Заземлитель крепится к корпусу оборудования с помощью специального болта, и важно, чтобы он был каким-либо образом обозначен (например, знаком “земля”). В случае электродуговой сварки необходимо также заземлить зажим вторичной обмотки, который подключается к проводнику, соединенному с обрабатываемой поверхностью.
Если токопровод имеет две жилы, то фазный и нулевой кабели нельзя использовать в качестве заземляющего проводника трансформатора оборудования.
Перед заземлением сварочного оборудования необходимо ознакомиться с основными правилами:
- Подключить к контуру заземления все элементы оборудования, по которым не протекает ток;
- Все элементы оборудования, подключаемые к контуру заземления, должны быть прикреплены к нему специальным болтом соответствующего наименования;
- Различные устройства должны подключаться к отдельным заземляющим устройствам;
- Не допускается последовательное соединение и заземление нескольких устройств;
- При отсутствии возможности заземления должно быть предусмотрено аварийное защитное отключение.
Согласно правилам электробезопасности, сопротивление заземляющего электрода не должно превышать 5 Ом. Для этого площадь контакта кабеля с землей должна быть как можно больше, чтобы увеличить проводимость тока.
Другим важным аспектом заземляющего сварочного оборудования является соединение. Заземляющий электрод крепится к заземляющему устройству с помощью зажима или сварки. При любых условиях соединение должно быть защищено от коррозии. Поэтому их обычно смазывают смолой.
Для обеспечения электробезопасности необходимо ежемесячно проверять оборудование на наличие оголенных проводов, замыканий на металлические каркасы и повреждений контура заземления.
Важно также обращать внимание на возможные короткие замыкания в обмотках трансформаторов и на исправность аварийных систем.
В силу особенностей работы с аппаратами электродуговой сварки способ заземления при возникновении напряжения между электродом и заготовкой несколько иной. Поэтому, помимо металлического каркаса, необходимо заземлять и выводы вторичной обмотки, которые соединяются с рабочей поверхностью обратными проводниками. Установка заземляющего электрода
Перед тем как заземлить сварочное оборудование, необходимо выбрать металлическую заготовку для защитного контура. При этом необходимо исходить из размеров ее отдельных элементов, типа грунта и климатических условий конкретной местности.
Основные показатели заземляющих устройств и их зависимость от климатических условий отражены в соответствующем разделе нормативного документа “Правила устройства электроустановок”.
Типовые контуры заземления имеют вид равносторонних треугольников, по углам которых в землю (не менее чем на 2 м) вбиты металлические штыри. Между собой они соединяются отрезками стальных шин.
Когда речь идет о заземлении сварочного оборудования, важно обратить внимание на расположение сварочного контура. Сварочный контур должен располагаться там, где будет производиться сварка, и подключаться к оборудованию с помощью специального ответвления таким образом, чтобы его можно было состыковать с клеммой сварочного аппарата.
Как и в случае с другим заземляющим оборудованием, данная система должна быть настроена на требуемый нормативными документами уровень сопротивления утечке. Не допускается превышение условий максимального тока.
Для измерения удельного сопротивления конструкции следует использовать специальный электротехнический прибор – омметр. Благодаря этому можно рассчитать переходное сопротивление звеньев цепи с точностью до долей ома.
Основная задача заземления сварочного оборудования – защита мастеров от опасных производственных аварий. Оно защищает от случайного попадания напряжения на металлический корпус оборудования и нанесения вреда организму человека. Особенно важно заземление при работе в условиях повышенной влажности.
Контроль заземления сварочного оборудования
Согласно правилам устройства электроустановок, для обеспечения безопасных условий работы общее сопротивление заземляющей конструкции не должно превышать 5 Ом.
В этом случае заземляется сварочное оборудование. Для обеспечения необходимой проводимости очень важно учитывать указанные требования, например, увеличивая площадь контакта между проводником и землей.
В реальности добиться уровня сопротивления ниже 5 Ом в заземляющей конструкции практически невозможно. Поэтому для снижения уровня сопротивления необходимо использовать специальные методы. Как правило, в грунт добавляется специальный химический состав.
Независимо от типа используемой системы заземления открытые участки должны быть обработаны антикоррозийным составом. Особенно это касается стыков. Во многих случаях для этой цели используются разжиженные смолы.
Следует отметить, что в соответствии с нормативными документами для быстрого обнаружения неисправностей и поддержания системы в рабочем состоянии необходимо проводить регулярные осмотры заземляющей конструкции сварщика.
Такие проверки включают в себя визуальный осмотр открытых участков заземляющей конструкции и точек склеивания, указанных в Правилах устройства электроустановок, а также выборочный отбор проб грунта из этих участков. Раскопки проводятся для того, чтобы проследить состояние сборных шин сооружения и скрытых в них соединений.
Требования к клеммам заземления
Если говорить о способах заземления сварочного оборудования, то применение клемм заземления целесообразно в тех случаях, когда требуется надежный контакт между работающими металлическими частями и заземляющим устройством. Наиболее распространенным вариантом является зажим “крокодил”.
Зажимы “крокодил”, как и другие зажимы в системе заземления, должны отвечать определенным требованиям. Поэтому они проверяются по следующим параметрам:
- Прочность – зажим должен выдерживать механические нагрузки, а также перепады температур;
- Надежность крепления – зажимы должны прочно фиксировать заземляющий кабель на обрабатываемой детали;
- Совместимость с параметрами крокодила и сварочного аппарата – зажим должен выдерживать токи до 300 ампер.
Последнее требование соответствует зажимам типа “КЗ-300”. Этот зажим предназначен для оборудования с нагрузкой, достигающей 300 ампер.
Поскольку заземление сварочного оборудования неизбежно требует сочетания прочного соединения элементов системы и минимального сопротивления конструкции, зажим заземления идеально подходит для решения этой задачи. Заземление отдельно стоящих сварочных аппаратов
В некоторых случаях мастеру не представляется возможным подключить сварочный аппарат к электросети. В таких ситуациях используются аппараты автономного типа. Как правило, напряжение тока вторичной сети у них составляет 120 или 240 вольт. В этом случае выполнить заземление непросто. Да и нужно ли его делать.
Ответ на этот вопрос зависит от конструкции оборудования и условий его эксплуатации. Последние можно условно разделить на две группы:
При соблюдении всех элементов данного перечня корпус оборудования может быть незаземлен, если
- Сварочный аппарат установлен в кузове автомобиля или прицепа;
- Вторичный источник питания подается через вилку или кабель;
- Розетка оснащена кабелем заземления;
- Рама сварочного аппарата соединена проводами с рамой автомобиля
Если применяется хотя бы один из этого списка, то автономный сварочный аппарат должен быть заземлен:
- Оборудование подключено к электропроводке здания и запитано (например, от аварийного источника питания);
- Вторичная сеть питается напрямую, без использования вилок или кабелей;
- Вторичная сеть постоянно питается без использования розеток или проводов.
Выше была рассмотрена только важная информация о способах заземления автономного сварочного оборудования. Более полную информацию можно найти в документе Свода правил по электробезопасности.
При сварке с использованием удлинителей необходимо регулярно осматривать их на предмет обрывов и разрывов. Поскольку такие кабели часто укладываются на пол, они быстрее изнашиваются под нагрузкой. Специальные тестеры позволяют легко контролировать состояние кабелей и своевременно принимать меры в случае их повреждения.
