В современном мире практически невозможно представить жизнь без техники, работающие с помощью электричества. Можно сказать, что она довольно прочно вошла в жизнь многих и без нее трудно представить «нормальную» жизнь. Но бывает такое что любимое и такое нужно оборудование может внезапно превратиться в источник опасности для жизни. Именно, чтобы избежать таких ситуаций и нужно использовать контур заземления.(рис.1)
Почти все современные дома оснащены всевозможной электротехникой, которая является частью нашей повседневной жизни. Но в случае нарушения изоляции она может превратиться из незаменимого помощника в оборудование, представляющее реальную угрозу для жизни. Чтобы она не возникала, в домах устраивают контур заземления.
Для чего нужен контур заземления?
Заземление – это устройство специальной конструкции, которое будет соединяться с землей (грунтом). В таком случае в такое соединение включают электрические приборы, которые в нормальном своем состоянии не находятся под напряжением. А вот при нарушении условий эксплуатации или иных причин приведших к повреждению изоляции – оно может возникнуть. Поэтому так важно соблюдать нормы заземления контура заземления.
Все дело заключается в следующем – ток всегда стремиться туда, где находиться наименьшее сопротивление. Так при нарушении в оборудование происходит выход тока на корпус изделия. Техника начинает работать с перебоями и постепенно приходить в негодность. Но намного страшнее другое – при прикосновении к такой поверхности, человек получает такой разряд, что просто погибает.
Но при использовании – контура заземления будет происходить следующие. Напряжение будет распределяться между существующим контуром и человеком. Вот только контур заземления в данном случае будет обладать меньшим сопротивлением. И это значит, что человек хоть и почувствует неудобство, но все же весь основной ток уйдет через контур в грунт.
Важно! При устройстве контура заземления важным будет помнить, и соблюдать все необходимое для устройства его с минимальным сопротивлением.
Контур заземления – виды и его устройство
В основном для заземления используются металлические стрежни, которые играют роль электродов. Они соединяются между собой и углубляются на достаточное расстояние в землю. Такая конструкция соединяется с щитом, установленным в доме. Для этого используется полоса из металла нужной толщины. (рис.2)
Само расстояние, на которое погружают электрод, напрямую зависит от высоты расположения грунтовых вод. Чем их залегание выше, тем и выше система заземления. Но при всем этом удаление ее от нужного объекта составляет от одного метра до десяти метров. Это расстояние является важным условием и должно строго соблюдаться.
Расположение электродов зачастую носить форму геометрической фигуры. Зачастую – это треугольник, линия или квадрат. На форму влияет площадь, которую следует обязательно обхватить и удобство монтажа.
Важно! Система заземления в обязательном порядке располагается ниже уровня промерзания грунта, которое существует в конкретном месте.
Основные типы контуров заземления
Так существуют два основных типа технологических решений. Это контуры заземления – глубинный и традиционный.
Так при традиционном способе расположение электродов следующие – одни располагается горизонтально, а остальные вертикально. Первым электродом является стальная полоса, а вторыми являются соответственно стрежни из металла. Все они должны иметь допустимые значения по своему размеру.
Необходимо учитывать, что место для устройства конура необходимо подбирать из того, что он должно быть мало людным. Наилучшим для этого будет подходить теневая сторона с постоянной влажностью почвы.
Но у данного контура заземления существуют и свои минусы:
- довольно трудное и физически тяжелое его устройство;
- металлические изделия, из которой состоит контур подвержено коррозии, что не только его разрушает, но им ожжет служить причиной ухудшения проводимости;
- так как он расположен в верхней части земли, то очень сильно зависит от параметров окружающей среды, которые могут изменить его проводимые характеристики.
Глубинный способ намного эффективнее традиционного. Его изготавливают специализированные производства. И он обладает рядом достоинств:
- соответствует всем установленным нормам;
- срок службы значительно продолжительный;
- не зависит от окружающей среды, благодаря глубине залегания;
- монтаж довольно прост.
Необходимо учитывать, что после устройства любого из типов контура заземления, необходимо проверить его соответствие на все требования и надежность. Для этого необходимо пригласить специализированных экспертов. У них должна быть лицензия на проведения такой деятельности. После проверки выдается соответствующие заключение. На контур заземления необходимо завести паспорт к нему приложить протокол об проводимых испытаниях и разрешение на использование.(рис. 3)
Важно! Нельзя экономить на материалах при устройстве контура заземления (рис. 4). Иначе его работа будет полностью сведена к нулю.
Контур наружного заземления
Эта система служит для подстанции трансформатора и является замкнутой. Состоит из небольшого количества электродов. Они располагаются по вертикали. Заземлитель по горизонтали, он изготавливается, и полос стали 4*40 мм.
Контур заземления должен обладать сопротивление в 40 м, не как не больше, а земля максимально – 1000 м/м. В настоящее время согласно правилам можно увеличить значения, но не более чем в десять раз для грунта. Из этого можно сделать вывод, что для достижения значения в 40 м нужно произвести вертикальную установку восьми электродов по пять метровых. Они должны быть изготовлены из круга при его диаметре 16 мм. Или можно использовать десять трех метровых, при использовании уголка из стали 50*50 мм.
Наружный контур отводиться от края здания больше чем на метр. Элементы располагающиеся горизонтально закапываются в траншею на расстояние 700 мм от уровня поверхности почвы. Полоску располагают ребром.
Таким образом понятно, что следует четко руководствоваться существующими нормами. Так контур заземления ПУЭ отражен в главе 1.7. Н так же необходимо следить за всеми изменениями в требованиях, которые могут случаться довольно часто.
enargys.ru
Техническое задание
В соответствии с требованиями нормативов на любом энергозависимом объекте перед монтажом заземляющего контура подготавливается техническое задание (ТЗ). В нем обязательно учитываются следующие рабочие моменты:
- тип используемого заземления (одно- или двухконтурное, стационарное или переносное);
- схема и способ прокладки заземляющих шин;
- геометрические размеры и форма погружаемой в грунт части конструкции;
- материал, используемый для изготовления заземляющих проводников и заземлителя (сталь, медь или алюминий);
- способ их соединения (сварка или ботовое сочленение).
Это позволяет в дальнейшем быстро и своевременно выполнить работы по монтажу заземления, а также подготовить документацию.
Одноконтурная и двухконтурная схема
Независимо от способа организации электроснабжения на промышленном или гражданском объекте, установка заземлителей и монтаж защитного заземления осуществляется либо по одноконтурной, либо по 2-х контурной схеме.
В первом случае заземляющий контур прокладывается только внутри строения, что позволяет подключать к нему соединительные шины, проложенные от металлических частей действующих установок и другого электротехнического оборудования.
Обратите внимание! В простейшей ситуации (в бытовых условиях, например) может вообще не делаться. В этом случае его функцию выполняет расположенная во вводном устройстве или электрическом шкафу главная заземляющая шина (ГЗШ).
При использовании двухконтурной системы заземления к внутренней шинной обвязке добавляется ещё один контур, монтаж которого происходит снаружи объекта. Как правило, он выполняется в виде распределённого по периметру набора одиночных заземлителей (вбитых в землю металлических прутьев или отрезков арматуры, соединённых между собой стальной шиной). Образующаяся при этом замкнутая система позволяет увеличить площадь соприкосновения с грунтом и обеспечивает лучшие условия для стекания тока в почву.
Наружными контурами, дополняющими внутреннюю распределительную шину, обычно оснащаются трансформаторные подстанции, где требования к качеству заземления особенно высоки. В соответствии с требованиями нормативов электромонтажные работы на подстанциях проводятся с тем расчётом, чтобы элементы наружной обвязки отстояли от края строения более чем на один метр. Металлические штыри или отрезки арматуры вбиваются в землю на глубину не менее 0,7 метра. При этом соединяющая их стальная полоса должна располагаться строго вертикально (то есть ставиться на «ребро»).
Правила работы с переносными видами
Перечисленные схемные решения относятся к разряду стационарных заземлений, привязанных к конкретному месту. Однако в ряде случаев (для проведения ремонтных работ на отключённых сетях, например) может потребоваться монтаж временных или переносных приспособлений, в основу работы с которыми заложен принцип наложения заземления.
Переносные конструкции изготавливаются в виде оголённой медной жилы, имеющей на одном из своих концов забиваемый в землю металлический штырь, а с другой – специальную медную струбцину, служащую для подсоединения к заземляемой шине.
Некоторые модели переносных или временных устройств защиты вместо штыря имеют ещё одну струбцину, обеспечивающую надёжный контакт с заземляющей конструкцией (заземлителем).
Потребность в переносном заземлении этого класса объясняется необходимостью предупредить появление на обслуживаемом участке питающей цепи опасного напряжения, включённого по ошибке или случайно.
Правила монтажа этих накладных конструкций строго регламентированы действующими руководствами по обустройству заземлений. Ниже приведён перечень основных моментов, на которые следует обратить внимание в процессе работы с ними:
Снятие или разборка конструкции временного заземления осуществляется в обратной последовательности.
Пример на железнодорожном транспорте
Рассмотрим требования к монтажу заземления на железнодорожном транспорте (стационарные или тяговые электроустановки), указания по которым приводятся в инструкции ЦЭ-191. Согласно этому документу всё действующее электрооборудование должно быть надёжно защищено путём подключения заземляющего проводника к специальной шине.
Той же инструкцией оговаривается величина максимального сопротивления шины заземления, при которой токи утечки достаточны для того, чтобы защитные устройства успевали сработать и своевременно отключить аварийный участок контактной сети.
Отключение повреждённой линии производится с помощью специальных фидерных выключателей, размещённых на тяговой подстанции и настроенных на требуемый ток отсечки (смотрите ПУЭ).
Особые требования предъявляются к конструкциям или агрегатам с повышенным риском попадания на них напряжения контактной сети (из-за пробоя изоляции или при случайном соприкосновении). Всё это оборудование должно иметь надёжное электрическое соединение с основной тяговой или рельсовой сетью.
Такому заземлению подлежат и все металлические конструкции, включая опоры контактной линии с закреплёнными на изоляторах проводами.
Особенности подключения
При проектировании и монтаже любой заземляющей системы основное внимание должно уделяться обеспечению высокой надежности болтовых сочленений и сварных контактов между отдельными её составляющими. Поскольку такие конструкции рассчитаны на длительную эксплуатацию – необходимо минимизировать возможные механические нагрузки на них, а также обеспечить надёжную защиту металлических поверхностей от коррозии.
При монтаже защитного заземления в условиях домашней разводки, прежде всего, необходимо определиться с устройством подводящих питающих линий.
Дело в том, что в домах старой застройки, построенных до 2003 года, нормативными требованиями не предусматривалось наличие в питающей цепи отдельной заземляющей жилы. В таких домах на стороне потребителя (у распределительного щитка) в подводящей проводке имеется всего лишь 2 провода – «фазный» и «нулевой».
Причём последний представляет собой совмещённую нулевую рабочую (PE) и нулевую защитную (N) жилы и согласно международному стандарту обозначается как PEN. Для монтажа заземления в таких домах проводник PEN намеренно расщепляется на две составляющие, после чего отдельная жила N используется в качестве шины заземления. Понятно, что созданная таким образом искусственная конструкция лишь частично соответствует требованиям нормативов, поскольку в многоквартирном доме не удаётся организовать повторное заземление.
В домах современной застройки в подводящей проводке должна иметься ещё одна (третья) жила, предназначенная специально для подключения заземляющего провода электрооборудования и бытовых приборов. При этом общий проводник PEN уже разделён на две отдельные жилы PE и N.
electriced.ru
Раздел 6, Глава 5 УСТАНОВКА ЗАЗЕМЛЕНИЙ. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
7.5.1. Устанавливать заземления на токоведущие части отключенного для выполнения работ участка электроустановки необходимо непосредственно после проверки отсутствия напряжения. Раздел 6, Глава 6 УСТАНОВКА ЗАЗЕМЛЕНИЙ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ 7.6.1. В электроустановках выше 1000 В необходимо заземлять токоведущие части всех фаз (полюсов) отключенного для работ участка со всех сторон, откуда может быть подано напряжение, за исключением отключенных для работы сборных шин, на которые достаточно установить одно заземление. Раздел 6, Глава 7 leg.co.ua Понятие заземленияЭто система из металлоконструкций, обеспечивающая электрический контакт корпуса электроустановок с землей. Основным элементом является заземлитель, который может быть цельный или из соединяющихся между собой отдельных токопроводящих частей, на конечном этапе уходящих в грунт. Правила требуют, чтобы монтаж металлоконструкций выполнялся из стали или меди. На каждый вариант существует свой ГОСТ и требования ПУЭ. На эффективность работы заземляющего устройства существенно влияет электрическое сопротивление. Чтобы выполнить эти правила, величину сопротивления системы заземления можно регулировать. Для повышения проводимости заземляющего устройства используют несколько способов:
Проводимость системы заземления зависит от многих факторов:
Практика показывает, что идеальные условия для эффективной работы защитного заземления создают следующие грунты:
Особенно если этот грунт имеет высокую влажность. Правила определяют, что провода и шины защитного заземления для электроустановок до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью обозначают маркировкой (РЕ), добавляя штрихованный знак с чередованием желтых и зеленых полос на концах проводов. Проводники рабочего нуля имеют голубой цвет изоляции и маркируются буквой (N). В схемах электроустановок, где рабочие нулевые провода используются как элемент защитного заземления, подключены на заземляющий контур, они имеют голубую окраску, маркировку (РЕN) с желтыми и зелеными штрихами на концах. Этот порядок цветов и маркировки определяет ГОСТ Р 50462. При монтаже конструкций используют правила для разных видов подключения защитного заземления электроустановок. Виды и правила заземления электроустановок
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изделие | ГОСТ | Ширина | Толщина |
|---|---|---|---|
| Стальная оцинкованная шина | ГОСТ – 103-76 | 20 мм | 4 мм |
| Стальная оцинкованная шина | ГОСТ – 103-76 | 25 мм | 4 мм |
| Стальная оцинкованная шина | ГОСТ – 103-76 | 30 мм | 4 мм |
Такие полосы удобно прокладывать по стенам здания, соединяя контур и корпус распределительного щита. Полоса гибкая, устойчивая к коррозии и имеет хорошую проводимость. Это гарантирует, что устройство защиты будет работать эффективно.
Наиболее распространенная конструкция, когда контур на защитное устройство заземления имеет по периметру форму равнобедренного треугольника, стороны которого 1.2 м. В качестве вертикальных заземлителей применяют стальной уголок 40х40 или 45Х45 мм, толщиной не менее 4-5 мм, металлические трубы диаметром не менее 45 мм с толщиной стенок 4 мм и более. Можно использовать элементы трубопроводов, бывшие в употреблении, если металл еще не проржавел. Для того чтобы было удобно забивать уголок в грунт, нижний край обрезается болгаркой под конус. Длина вертикального заземлителя составляет от 2 до 3м. Допустимые размеры в зависимости от материала и формы элементов указаны в таблице 1.7.4 ПУЭ.
Забиваются уголки так, чтобы над поверхностью грунта осталось 15-20 см. На глубине 0.5 метра вертикальные заземлители по периметру соединяются стальной полосой 30-40 мм шириной и 5мм толщиной.
Контур размещается не далее чем на 10 метров от здания. Защитное устройство заземления соединяется с корпусом распределительного щита стальной пластиной 30 мм в ширину и не менее 2 мм толщиной, стальной круглой катанкой 5-8 мм в диаметре или медным проводом, сечение которого не мене 16 мм2. Такой провод крепится клеммой на заранее приваренный к контуру болт, и затягивается гайкой.
Требования ПУЭ (пункт 1.7.111) – защитное заземление может быть выполнено из медных элементов, это надежно. Продаются специальные наборы, «устройство медных заземляющих конструкций», но это дорогое удовольствие. Для большинства потребителей дешевле и проще выполнить требования, используя стальные детали.
Это могут быть:
- элементы металлических трубопроводов, проложенных под землей;
- экраны бронированных кабелей, кроме алюминиевых оболочек;
- рельсы железнодорожных неэлектрифицированных путей;
- железные конструкции арматуры фундаментов высотных железобетонных зданий и многие другие подземные металлические сооружения.
Неудобство этого варианта состоит в том, что для использования этих объектов (рельсов или трубопроводов) как защитное заземление, необходимо согласовать возможность подключения с владельцем конструкции. Иногда проще бывает установить собственный контур заземления, соблюдая все требования.
Молниезащита частного дома
ПУЭ и другие руководящие документы не обязывают владельца частного дома, чтобы у него стояла молниезащита. Мудрые владельцы в целях безопасности устанавливают эту конструкцию самостоятельно, руководствуясь требованиями ГОСТ — Р МЭК 62561.2-2014. Молниезащита включает в себя три основных элемента:
- Мониеприемник устанавливается на верхней точке крыши здания, принимает на себя электрический разряд молнии. Выполняется из стальной трубы Ø 30-50 мм, высотой до 2м. На верхнюю часть приваривается стальной наконечник круглого проката Ø 8мм.
- Заземляющее устройство обеспечивает растекание токов в грунте;
- Токопровод выполняется из того же материала, что и наконечник, он направляет ток электрического разряда от молниеприемника к контуру заземления.
elquanta.ru
Заземляющее устройство
Заземляющее устройство – система, состоящая из заземляющего контура и проводников, обеспечивающих безопасное прохождение тока через землю. Исходя из Правил Устройства Электроустановок, естественными заземлителями могут быть:
- Каркасы зданий (железобетонные или металлические), которые соединены с землей.
- Защитная металлическая оплетка проложенных в земле кабелей (кроме алюминиевой)
- Трубы скважин, водопроводов, проложенных в земле (кроме трубопроводов с горючими жидкостями, газами, смесями)
- Опоры высоковольтных линий электропередач
- Неэлектрифицированные железнодорожные пути (при условии сварного соединения рельсов)
Для искусственных заземлителей, по правилам, используют неокрашенные стальные прутки (с диаметром более 10 мм), уголок (с толщиной полки более 4 мм), листы (с толщиной более 4 мм и сечением в разрезе более 48 мм2). Для создания системы с искусственным заземлением возле сооружения вкапывают или вбивают в землю металлические пруты, уголок или листы с указанными выше толщиной и сечением, но длиной не менее 2,5 м. Затем их сваркой соединяют между собой с помощью прутковой или листовой стали. От поверхности земли данная конструкция должна находиться более 0,5 м. По требованиям, контур заземления здания должен иметь не менее двух соединений с заземлителем.
В зависимости от назначения, заземление оборудования делится на два типа: защитное и рабочее. Защитное заземление служит для безопасности персонала и предотвращает возможность поражения человека электрическим током вследствие случайного прикосновения к корпусу электроустановки. Защитному заземлению подлежат корпуса электроустановок и электрических машин, которые не закреплены на «глухозаземленных» опорах, электрошкафы, металлические ящики распределительных щитов, металлорукав и трубы с силовыми кабелями, металлические оплетки силовых кабелей.
Рабочее заземление используют в том случае, когда для производственной необходимости в случае повреждения изоляции и пробоя на корпус требуется продолжение работы оборудования в аварийном режиме. Таким образом, например, заземляют нейтрали трансформаторов и генераторов. Также, к рабочему заземлению относят подключение к общей сети заземления молниеотводов, которые защищают электроустановки от прямого попадания молний.
Согласно Правилам Устройства Электроустановок обязательно подлежат заземлению электрические сети с номинальным напряжением свыше 42 В при переменном токе и свыше 110 В при постоянном.
Классификация систем заземления
Различают следующие системы заземления:
- Система ТN (которая в свою очередь разделяется на подвиды TN-C, TN-S, TN-C-S)
- Система TT
- Система IT
Буквы в названиях систем взяты из латиницы и расшифровываются так:
Т – (от terre) земля
N – (от neuter) нейтраль
C – (от combine) объединять
S – (от separate) разделять
I – (от isole) изолированный
По буквам в названиях систем заземления можно узнать, как устроен и заземлен источник питания, а также принцип заземления потребителя.
Система ТN
Это наиболее известная и востребованная система заземления. Основным ее отличием является наличие «глухозаземленной» нейтрали источника питания. Т.е. нулевой провод питающей подстанции напрямую соединен с землей.
TN-C – подвид системы заземления, которая характеризуется объединенным заземляющим и нейтральным нулевым проводником. Т.е. они идут одним проводом от питающего трансформатора до потребителя. Отсутствие отдельного РЕ (защитного нулевого) проводника в данной системе однозначно является недостатком. Система TN-C широко использовалась в советских зданиях и непригодна для современных новостроек, т.к. в ней отсутствует возможность выравнивания потенциалов в ванной комнате.
TN-S – система, в которой защитный проводник системы уравнивания потенциалов и рабочий нулевые проводники идут раздельными проводами от источника питания до электроустановки. Эта система только обретает широкое применение при подключении зданий к электроснабжению. Является наиболее безопасной. К недостаткам можно отнести ее дороговизну, т.к. требуется монтаж дополнительного проводника.
TN-C-S – система, в которой нулевой защитный проводник и нейтральный рабочий идут совмещенным проводом, а разделяются на входе в распределительный щит. По требованиям Правил Устройства Электроустановок для этой системы необходимо дополнительное заземление.
Система TT
Это система, в которой питающая подстанция и электроустановка потребителя имеют различные, независимые друг от друга заземлители. Областью применения системы ТТ являются мобильные объекты, имеющие электроустановки потребителей. К ним относят передвижные контейнеры, ларьки, вагончики и т.д. В большинстве случаев для потребителя в системе ТТ применяется модульно-штыревое заземление.
Система IT
Система, в которой источник питания разделен с землей через воздушное пространство или соединен через большое сопротивление, т.е. изолирован. Нейтраль в этой системе соединена с землей через сопротивление большой величины. Система IT используется в лабораториях и медицинских учреждениях, в которых функционирует высокоточное и чувствительное оборудование.
Требования к заземлению электродвигателя
Согласно требованиям и правилам установленный электродвигатель перед пуском должен быть заземлен. Исключением являются те случаи, в которых корпус электродвигателей установлен на металлическую опору, соединенную с землей через металлоконструкцию здания или через проводник заземлителя. В остальных случаях корпус электродвигателя должен быть соединен проводом с контуром заземления здания, выполненного из полосы металла при помощи сварки.
Это является рабочим заземлением. В противном случае при нарушении изоляции между обмоткой двигателя или токопроводом и корпусом электродвигателя защитное устройство не сработает и не отключит питание. А двигатель продолжит работу.
Каждая электрическая машина должна иметь индивидуальное соединение с заземлителем. Последовательное соединение электродвигателей с контуром заземления запрещено, т.к. при нарушении одного из соединений с заземлителем, вся цепь будет изолирована от земли. Для установки защитного заземления, необходимо наличие дополнительного заземляющего проводника в силовом кабеле, один конец которого подключают к клеммной коробке электродвигателя, а другой к корпусу электрошкафа управления двигателем. Электрошкаф предварительно должен быть соединен с землей. В случае пробоя между токопроводом и этим заземляющим проводником образуется ток короткого замыкания, который разомкнет защитное или коммутирующее устройство (тепловое или токовое реле, защитный автомат).
Сечение заземляющего проводника, удовлетворяющее требованиям Правил Устройства Электроустановок приведено в таблице 1:
Таблица 1
| Сечение фазных проводников, мм2 | Наименьшее сечение защитных проводников, мм2 |
| S≤16 | S |
| 16 < S≤35 | 16 |
| S>35 | S/2 |
Сечение фазных проводников рассчитывается по токовой нагрузке потребителя.
Требования к заземлению сварочных аппаратов
Как и для любого технологического оборудования, потребляющего электрический ток, для сварочных аппаратов существуют правила подключения заземления. Помимо необходимости заземления корпуса сварочной электроустановки с контуром заземления здания, заземляют один вывод вторичной обмотки аппарата, а ко второму, соответственно подключается электрододержатель. При этом вывод вторичной обмотки, требующей заземления, должен быть обозначен графически и иметь стационарное выведенное крепление, для удобного соединения с заземлителем. Переходное сопротивление контура заземления не должно превышать 10 Ом. В случае необходимости увеличения электрической проводимости контура заземления, увеличивают контактную площадь соединения.
Последовательное соединение сварочных аппаратов с заземлителем также запрещено. У каждого аппарата должно быть отдельное соединение с заземленной магистралью здания.
Заземление электроустановок потребителей – это не формальность, а необходимая техническая мера безопасности, которая позволит не только стабилизировать работу оборудования, но и спасти жизнь персоналу, обслуживающему и контактирующему с ним.
electry.ru
You May Also Like