Как заземляется сварочное оборудование?

Заземление оборудования – обязательное условие безопасной работы на сварочном аппарате, так как при работе используют ток высокого напряжения. Стационарное оборудование оснащают заземляющим контуром, который состоит из двух кабелей, присоединенных к основанию аппарата и к находящемуся в земле стержню. Уравнивание потенциалов земли и сварочного аппарата нейтрализует электрический заряд, который проходит по металлической части установки. Заземление потенциально опасных частей оборудования, через которые может проходить ток, делает их безопасными для здоровья и жизни сварщика.

Заземлитель, заземление, зануление – основные понятия

Заземлитель – это металлические шина, арматура, штырь, труба, которые выполняют роль проводника тока от наземного стационарного оборудования к земле для нейтрализации (снижения до безопасного значения) разности потенциалов.

Заземление – процесс соединения металлической части устройства с заземляющим стержнем. В качестве заземляющих элементов рекомендовано использовать стержни из металла, кабели, медные провода.

Для зануления выбирают глухозаземленные выводы однофазного источника, нейтральную точку трансформатора или генератора в трехфазных сетях либо точку источника в проводке постоянного тока и создают соединения с открытыми токопроводящими частями оборудования, которые во время работы находятся под напряжением. Защита металлических частей установок необходима для нейтрализации оборудования при повреждении стандартной изоляции. Зануление используют в промышленных установках, где сети работают на 380/220 В либо 660/380 В.

Техника безопасности

Для безопасной работы необходимо знать, как заземляется сварочное оборудование. Согласно принятым нормативам ток 0,05 А и напряжение больше 110 В травмоопасны. При работе с оборудованием соблюдают технику электробезопасности:

• перед подключением проверяют работу заземления;
• не используют кабель длиной более 10 м;
• рядом допустимы источники света с напряжением не более 12 В;
• исключаются скрутки или накладки силового кабеля;
• на щите распределения энергопитания, к которому подключен аппарат, есть предохранители;
• работы продолжаются при целостности изоляции – без трещин, разрывов, отсутствия защитной обмотки;
• допустимое напряжение при работе на холостом ходу не более 90 В.

Горизонтальное и вертикальное заземление

Горизонтальный способ заземления представляет собой погружение в землю заземлителя на небольшую глубину. Для увеличения скорости отвода тока применяют большее количество заземляющих электродов, которые соединяют между собой. От вертикального способа заглубления горизонтальная укладка отличается ориентацией образующих сборных элементов. Данный тип укладки контура применяют в тех случаях, когда вертикальный способ заглубления невозможен.

Вертикальное заземление выполняют с помощью длинного штыря, которому подбирают длину, диаметр и вводят глубоко в землю – надежно фиксируют в грунте. Данный способ заземления в сравнении с горизонтальным занимает меньшую площадь. Для отвода большого заряда устанавливают три штыря расчетного диаметра и приваривают к единому арматурному стержню, составляя все элементы в единый контур. Конструкция напоминает треугольник, углами которого являются вертикальные элементы контура. Используют траверсы вершины труб или штырей из металла соединяют сварным швом.

Вертикальная схема создания контура является предпочтительной, так как при прочих равных условиях показывает простоту достижения минимального сопротивления. Каждый штырь взаимодействует со слоем грунта большей толщины и показывает хорошие значения минимального сопротивления.

На заземлителе с помощью сварки фиксируют провод заземления. Заменой сварному соединения станет шпилька с предотвращением ослабления крепежной гайки. Место стыковки подвергают герметизации с помощью толстого слоя водостойкой мастики либо густой смолы. В комплексе делают заземление сварных элементов с помощью обратного провода, конец которого крепят крокодилом.

Безопасная сварка

Для безопасного проведения сварных работ:

• заземляют все устройства;
• подключают заземление ко всей установке, даже если через некоторые части не идет ток;
• формируют заземляющие контуры с сопротивлением не менее 5 Ом по существующим нормам безопасности;
• сварные работы проводят на полностью исправном оборудовании.

Требования к заземлению сварочной установки

Для заземления сварочного оборудования подбирают заземлитель с установленными параметрами. Подходящее сечение имеет арматурный стержень с диаметром 12 мм. Если выбирают кабель, предпочтительным материалом изготовления провода будет медь не менее 6 мм. Специальным болтом кабель или арматуру крепят к корпусу аппарата и ставят обозначение «Земля». Для безопасной работы с электродуговой сваркой заземление требуется на вторичную обмотку. Нейтрализацию проводят с помощью проводника, с одной стороны подключенного к рабочей поверхности, с другой – к заземлителю.

Правила подключения заземления к сварочному модулю:

• у каждого аппарата должно быть отдельный заземляющий контур;
• части аппарата, которые не пропускают ток, соединяют с заземлителем;
• если отсутствует возможность подведения заземлителя к установке, обеспечивают аварийное отключение в случае поступления тока на металлические части установки;
• запрещено последовательное соединение двух-трех сварочных устройств в единую систему заземления;
• для всех частей установки применяют единый способ крепления с помощью болтов со специальной маркировкой «Земля».

Правила подключения требуют точного расчета, как заземляется сварочное оборудование – ответ указывает на ограничение значения сопротивления в 5 Ом и площади горизонтального либо глубины вертикального контура. Установку для сварки заземляют с помощью сварного соединения либо хомутов для крепления заземлителя. Место соединения промазывают смолой для защиты от возникновения коррозии.

Соблюдение электробезопасности проводят регулярные ежемесячные проверки оборудования на замыкание в обмотке трансформатора либо на металлический каркас, повреждение контура заземления, появление оголенных проводов, безотказность системы аварийного отключения в случае возникновения неисправности. 

Аппараты электродуговой сварки заземляют по-другому, так как рабочей поверхностью заготовок и электродом возникает напряжение. Здесь требуется дополнительно заземлить металлическую поверхность, которая подвергается обработке. Для этого вывод вторичной обмотки подключают с помощью обратного проводника с основой элементов соединения.

Как проводят контроль заземления оборудования для сварки

Безопасными условиями работы считают подключение заземления с сопротивлением не более 5 Ом. Достичь снижения расчетного показателя заземляющего контура практически достаточно сложно. В землю добавляют химические компоненты, которые способствуют снижению критических значений сопротивления. Контроль работы заземляющего контура и пригодности элементов сборки конструкции включают следующие пункты:

• визуальный осмотр точек соединения контура с установкой для сварки;
• изъятие грунта для проверки состояния шин заземления в земле;
• проверяют состояние соединительных швов;
• выявляют дефекты на каждом участке контура;
• проверяют на швах наличие защитного состава – смолы.

Требования к клеммам

Безотказно работающий контакт металлической части аппарата с заземляющим устройством соединяется с помощью клеммы, которая представляет собой зажимы-прищепку типа «крокодил» для фиксации проводника. От состояния клеммы зависит работоспособность системы и заземляющего контура и обеспечение безопасной работы сварного аппарата. При оценке состояния соединительного элемента проверяют:

• токопроводимость – не менее 300 А;
• плотность крепления заземляющего элемента на установке для сварки;
• механическую и термоустойчивую прочность – при нагреве во время работы зажим прищепки «крокодильчика» не должен расслабляться.

Вот как заземляется сварочное оборудование – ответ на тест проверки механической нагрузки требует сочетания прочности с минимальным сопротивлением контура.

Монтаж заземлителя

Для подключения защитного контура заземления подбирают комплектующие по расчетным параметрам контура с полным соответствием сварочному оборудованию. Для повышения безопасности контура учитывают следующие факторы:

• погодные условия;
• тип грунта;
• сопротивление проводника;
• диаметр и длину заземляющего штыря.

Схема стандартного контура заземления выглядит как треугольник с равными сторонами. На месте вершин геометрической фигуры вбивают штыри с определенным диаметром. Глубина погружения металлических прутков соответствует глубине и составляет 2 метра. В качестве соединительного элемента используют отрезки шин из стали, которыми проводят обвязку заглубленных штырей и проводят соединительный контур.

Заземляющие соединения делают в месте проведения сварочных работ. От контура проводят специальный отвод. Часть должна соединять аппарат с заземлителем путем прикрепления клеммой-крокодилом на металлической части сварочного оборудования элемента отводки.

Для настройки работоспособности контура используют омметры, которыми проверяют сопротивление каждого участка цепи, чтобы показатель не превышал 5 Ом.

Заземление автономных аппаратов

Мобильные установки работают с током вторичной сети 120 либо 240 В. Возникает вопрос, как обеспечить заземление передвижному аппарату сварки. Чтобы правильно ответить на вопрос о защите от появления напряжения в металлических частях оборудования, необходимо рассмотреть два частных случая с разными условиями и комплектацией сварочного аппарата.

1. Заземление необходимо если:

• вторичная сеть подключена к источнику постоянного тока, без применения провода и розетки;
• вторичная сеть подключена к электропитанию прямым способом, но без применения розетки и кабеля;
• подпитка аппарата выполнена путем подключения к проводке аварийного электроснабжения здания или дома.

2. Установка для сварки не требует заземления в случае, если:

• у розетки есть кабель заземления;
• сварочная установка находится в кузове грузовика либо трейлера, которые имеют цепь заземления;
• основание конструкции аппарата соединено с рамой автофургона либо грузового автомобиля;
• электропитание вторичной сети осуществляется через кабель и вилку.

Заземление мобильных установок для проведения сварочных работ проводят в соответствии с нормативными документами по электробезопасности. При подключении сварочного аппарата с сетью электропитания с помощью удлинителя проверяют сечение провода для исключения перегрева во время больших нагрузок по передаче питания. Следят, чтобы во время перемещения не происходило накручивание, перехлестывание, наслоение кабеля для исключения нарушения изоляции при перегреве изолирующего материала. Перед началом использования проверяют на наличие надломов, отсутствия оголенных проводов, искристости контактов внутри розетки. Электрические комплектующие проверяют с помощью тестера и быстро находят участки с повреждениями, которые устраняют строго до подключения к сети и к аппарату.

Заглубление горизонтального либо вертикального контура должно исключать контакт сварщика с элементами цепи. Соприкосновение с элементами электросхемы делает человека частью контура – его проводником. Такая ситуация опасна для здоровья и является угрозой жизни людей. Следует избегать телесного контакта с заземляющими элементами, использовать в работе сухие резиновые перчатки, надевать средства индивидуальной защиты. Перед работой проверить исправность и работоспособность горелок, держателей, кабелей. Допускается работа на оборудовании, которое проходит регулярную проверку и аттестацию по правилам электробезопасности.