Какие заземлители бывают: Заземлитель

Содержание

Особенности разных типов заземлителей | Фирма СТЭЛЛАЙТ

Особенности разных типов заземлителей

Для защиты здания от электрических разрядов молнии используется специальное оборудование, которое монтируется глубоко в грунте или рядом с объектом. Это разнообразные заземлители, различающиеся между собой по конструкции и способу установки. Они представляют собой токопроводящие устройства, которые по проводнику отводят электричество в грунт.

Из каких материалов бывают заземлители

Изначально для заземления использовались изделия из стали в форме уголков. Однако в условиях контакта с почвой они быстро деформировались, поэтому сегодня более предпочтительны защищенные от коррозии материалы. Это может быть стальная оцинкованная труба, а также модели из нержавеющей стали либо покрытой медью, цинком. Обычно это вертикальные стержни, которые вводятся в грунт перпендикулярно поверхности.

Однако, существуют и горизонтальные заземлители – это проводники круглой формы, а также плоские. Они могут состоять из меди, оцинкованной либо нержавеющей стали. Их следует правильно устанавливать – достаточно расположить горизонтально на глубине около 50 см.

Заземлители по типу конструкции – локальные и пространственные

К локальным относятся заземлители, скомбинированные из электродов вертикального типа с добавлением нескольких горизонтальных (но могут быть исключительно из вертикальных). Например, для защиты небольшого объекта достаточно установить три вертикальных стержня на глубине около 300 см, расположив их по вершинам равностороннего треугольника.

Достоинство локального типа заземлительных конструкций заключается в том, что они не требуют больших площадей для установки, недорого стоят и минимизируют расходы на раскопки грунта. Сейчас процесс монтажа можно ускорить, используя ручной электроинструмент, позволяющий легко погрузить элементы на нужную глубину.

Данный тип неприменим только в одном случае – если грунт очень плотный, каменистый. Тогда очень сложно или невозможно опустить элементы под землю на достаточную глубину, необходимую для эффективности установки. В этой ситуации, однако, есть несколько вариантов решения вопроса – это применение спецтехники или другого типа заземлителей, из категории химических.

Тип пространственного заземления предусматривает расположение элементов на расстоянии от фундамента. Они устанавливаются по периметру здания не ближе, чем на 100 см к фундаменту. Элементы могут быть вертикальными, горизонтальными, сетчатыми.

Пространственные заземлители ценятся за то, что при низком удельном сопротивлении почвы можно добиться необходимого уровня сопротивления заземления. А также появляется возможность равномерно распределить течение тока, снизить показатели шаговых напряжений. Правда, такой тип потребует существенных затрат на земляные работы и само оборудование.

Химические заземлители

При невозможности использовать металлические стержни можно применить химический заземлитель в виде трубы, заполненной соляным составом. Этот тип работает следующим образом: состав постепенно растворяется, повышая степень электропроводности окружающей его почвы. Данное приспособление обладает довольно высокой стоимостью и эффективностью, однако, требует принятия мер для защиты от коррозии и обеспечения длительного срока службы.

Метод грунтозамещения

Если слишком каменистая или рыхлая почва не позволяет надежно установить заземлитель, то можно сконцентрироваться не на подборе его типа, а на замене грунта. Например, поменять песчаную почву на глинистую. Еще можно использовать спецсостав, который способен уменьшить сопротивление заземлителя в неподходящем грунте.

Система заземления

Элстрой Система защитного заземления

Для чего нужно заземление? Монтаж заземления проводится для защиты людей от поражения электрическим током при замыкании фазного провода на металлические части электроустановок. Заземление – это соединение заземляющих приборов (электроустановок) с землей или ее эквивалентом.

Устройство заземления состоит из группы заземляющих проводников и заземлителя. Заземлитель – это проводник, находящийся непосредственно в земле. Чаще всего это металлический стержень.

Еще на этапе электромонтажных работ в коттедже или на даче необходимо повести заземление, особенно в тех домах, которые находятся вблизи водоемов.

Естественные заземлители

Схематическое изображение заземлителя

В качестве естественных заземлителей используются следующие сооружения:

  • арматуры железобетонных зданий или технологических, кабельных, совмещенных эстакад;
  • рельсы электрифицированных железных дорог или кранового пути;
  • кабельные тоннели из сборного железобетона;
  • свинцовые оболочки кабелей при числе кабелей не менее двух;
  • обсадные трубы скважин;
  • заземлители воздушных ЛЭП;
  • металлические трубопроводы, проложенные в земле (кроме канализационных и труб центрального отопления).

Искусственные заземлители

Если не имеется возможности использовать естественные заземлители, то сооружаются искусственные заземлители. Искусственные заземлители не имеют окраски и устанавливаются на глубину 0,5 - 0,7 м. Они бывают вертикальные и горизонтальные. Наибольшее распространение получили вертикальные заземлители (легко достигают токопроводящих слоев грунта). Минимальные размеры заземляющих электродом следующие:

  • Круглая сталь – диаметр не менее 10 мм.
  • Угловая сталь – толщина не менее 4 мм.
  • Полосовая сталь – толщина не менее 4 мм.
Схема контура заземления

Глубина погружения электродов 2,5 – 3м. Расстояние между электродами 2-3м. Все соединения должны быть сварными

Горизонтальные заземлители используются совместно с вертикальными или самостоятельно. Они укладываются на дно траншеи, параллельно трубопроводам и кабелям на расстоянии не менее 0,3 м.

Классификация заземляющих устройств по назначению

Заземляющие устройства различают по назначению:

  • защитные;
  • рабочие;
  • молниезащитные.
План схема одностержневого молниеотвода

Рабочее заземляющее устройство служит не в целях электробезопасности, а для обеспечения определенного режима работы электроустановки. Молниезащитное заземление служит для отвода и распределения тока молнии в земле.

В заземляющем устройстве сопротивление является главной характеристикой. Оно напрямую зависит от удельного сопротивления грунта (каменистые, торфяные, глинистые и т.д.). Поэтому количество заземляющих проводников и глубина их закладки в различных местах будет разная.

Рассчитывается сопротивление по формуле R=U/I. В источниках однофазного тока сопротивление не должно превышать 2-4 Ом.

Зануление

Зануление – это электрическое соединение металлических частей электроприемников с нулевым защитным проводником. Зануление должно обеспечивать автоматическое быстрое срабатывание аппаратов защиты при коротком замыкании, т.к. в этот момент сила тока в цепи достигает очень больших размеров. Поэтому зануление должно осуществляться специальными проводниками. 

Компания "ЭлСтрой" установит систему заземления, проведет электромонтажные работы в деревянном доме, кирпичном или каменном коттедже, любой сложности.


Наши работы по заземлению

Проведение измерения заземления в СПб


Характеристика заземления определяется сочетанием величины удельного сопротивления земли и параметров защитных и заземляющих проводников. На сегодняшний день существует множество видов заземляющих устройств, которые отличаются конфигурацией, материалами, линейными размерами и поперечным сечением проводников, использующих для защиты и заземления. Все типы устройств обязательно проверяются на соответствие необходимым требованиям и нормам.  

Защитное заземление необходимо, чтобы предотвратить опасность поражения ударом тока людей, которые работают на электроустановках или находятся с ними в непосредственной близости. Заземление соединяет землю с частями оборудования, которые не проводят ток. Эти части оборудования также называются нетоковедущие, то есть они не проводят в нормальных условиях электрический ток. Благодаря заземлению уменьшается величина тока, проходящего сквозь человеческий организм, используя меньшее сопротивление заземляющего устройства.

Регулярная проверка заземления электрических оборудований позволяет организовать не только нормальную работу всех устройств, но также способствует профилактике производственной безопасности труда. Специалисты нашей компании составляют протокол об измерении сопротивления заземления, основываясь на результатах проверки.

В первую очередь в промышленных объектах в качестве заземления используются естественные заземлители. К естественным заземлителям относятся: железобетонный фундамент зданий, кабельные тоннели, эстакады, рельсовые пути обычных и электрифицированных железных дорог, а также находящиеся в земле водопроводные трубы и многое другое.

Искусственные заземлители бывают как стационарные, так же переносные и контурные. Стационарные заземлители состоят из  заземляющих проводников, соединительных контуров и самих заземлителей, которые представляют собой электроды, закопанные на глубину от 3 м до 10 м. Верхняя часть вбитого электрода должна располагаться на расстоянии 70 см от поверхности грунта. С помощью сварки все электроды соединяются либо стальной полосой, либо стальным круглым прутом. Элементы заземления нельзя красить или покрывать составами, имеющими диэлектрические свойства. В процессе выбора места для заземления главную роль играет состав грунта и насыщенность его водой. Ведь от влажности грунта зависит его сопротивление и растекание тока.

Искусственные заземлители бывают вертикальные и горизонтальные. Хотя строго правила нет, чтобы они были только горизонтальные или вертикальные. Заземлители также могут располагаться под углом. 

Также искусственные заземлители подразделяются  на контурные и выносные. Последние устанавливают за пределами здания или в специальных углублениях в полу. Контурные представляют собой также электроды, которые располагают внутри здания и по его контуру. За пределами здания все электроды погружены в землю. Расположенные же внутри контура, электроды находятся открыто на стенах выше кромки пола на 25 см. Или они расположены в специальных углублениях в полу.
 

Проверка заземлителей производится следующим образом:


Сначала производится визуальный осмотр всех соединений заземлителей и заземляющих устройств. После, места соединения необходимо простукать с помощью молотка, чтобы обнаружить обрывы, пробоины и другие дефекты. Чтобы замерить переходное сопротивление, величина которого не должна превышать 0,05 Ом, нужно использовать омметр. Допустимая погрешность в измерениях допускается до 10%, измерения должны производиться в оптимальные сроки  и качественно, без больших трудозатрат. Безопасность персонала является первостепенным критерием. Также важно использовать приборы, защищенные от помех. Используя схему «амперметр – вольтметр» осуществляется одновременное  измерение, как напряжение заземления устройства, так и измерение тока, стекающего в грунт.

Такие виды проверки необходимо проводить после     того, как ремонтировались, или реконструировались устройства заземления, а также периодически, один раз в 12 лет. Такие же требования распространяются  и на проверку элементов заземления, на коррозию  - электроды, которые располагаются ниже уровня земли.

Переносные устройства для заземления являются дополнительной защитой людей, которые работают на отключенных токоведущих частях оборудования. Переносные устройства имеют вид зажимов с наконечником. Зажимы необходимо крепить к заземленным проводам проводника, а наконечник крепится к заземленным конструкциям.

Устройства заземления выполняются строго по техническим нормам, где учитывается материал, конструкция зажимов, также сечение проводов и по какому типу соединены  элементы. Типы соединения бывают  опрессовочный, сварочный и болтовой. На них должен быть регистрационный номер, а также бирка с отметками сечений проводов для заземления. Переносные заземлители осматриваются 1 раз в квартал, а также, если на него было воздействие тока.
 

По окончании всех работ, специалисты нашей компании составят протокол об измерении сопротивления заземления.

Виды заземлений назначение характеристики. Какие бывают системы заземления и как выбрать оптимальную

Мой рассказ будет состоять из трёх частей.
1 часть. Заземление (общая информация, термины и определения).
2 часть. Традиционные способы строительства заземляющих устройств (описание, расчёт, монтаж).
3 часть. Современные способы строительства заземляющих устройств (описание, расчёт, монтаж).

В первой части (теория) я опишу терминологию, основные виды заземления (назначение) и предъявляемые к заземлению требования.
Во второй части (практика) будет рассказ про традиционные решения, применяемые при строительстве заземляющих устройств, с перечислением достоинств и недостатков этих решений.
Третья часть (практика) в некотором смысле продолжит вторую. В ней будет содержаться описание новых технологий, используемых при строительстве заземляющих устройств. Как и во второй части, с перечислением достоинств и недостатков этих технологий.

Если читатель обладает теоретическими знаниями и интересуется только практической реализацией — ему лучше пропустить первую часть и начать чтение со второй части.

Если читатель обладает необходимыми знаниями и хочет познакомиться только с новинками — лучше пропустить первые две части и сразу перейти к чтению третьей.

Мой взгляд на описанные методы и решения в какой-то степени однобокий. Прошу читателя понимать, что я не выдвигаю свой материал за всеобъемлющий объективный труд и выражаю в нём свою точку зрения, свой опыт.

Некоторая часть текста является компромиссом между точностью и желанием объяснить “человеческим языком”, поэтому допущены упрощения, могущие “резать слух” технически подкованного читателя.

1 часть. Заземление
В этой части я расскажу о терминологии, об основных видах заземления и о качественных характеристиках заземляющих устройств.

А. Термины и определения
Б. Назначение (виды) заземления
Б1. Рабочее (функциональное) заземление
Б2. Защитное заземление
Б2.1. Заземление в составе внешней молниезащиты
Б2.2. Заземление в составе системы защиты от перенапряжения (УЗИП)
Б2.3. Заземление в составе электросети
В. Качество заземления. Сопротивление заземления.
В1. Факторы, влияющие на качество заземления
В1.1. Площадь контакта заземлителя с грунтом
В1.2. Электрическое сопротивление грунта (удельное)
В2. Существующие нормы сопротивления заземления
В3. Расчёт сопротивления заземления

А. Термины и определения
Чтобы избежать путаницы и непонимания в дальнейшем рассказе — начну с этого пункта.
Я приведу установленные определения из действующего документа “Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ)” в последней редакции (глава 1.7 в редакции седьмого издания).
И попытаюсь “перевести” эти определения на “простой” язык.

Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством (ПУЭ 1. 7.28).
Грунт является средой, имеющей свойство “впитывать” в себя электрический ток. Также он являться некоторой “общей” точкой в электросхеме, относительно которой воспринимается сигнал.

— совокупность заземлителя/ заземлителей и заземляющих проводников (ПУЭ 1.7.19).
Это устройство/ схема, состоящее из заземлителя и заземляющего проводника, соединяющего этот заземлитель с заземляемой частью сети, электроустановки или оборудования. Может быть распределенным, т.е. состоять из нескольких взаимно удаленных заземлителей.

На рисунке оно показано толстыми красными линиями:

— проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с грунтом (ПУЭ 1.7.15).
Проводящая часть — это металлический (токопроводящий) элемент/ электрод любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро:-) и т.п.), находящийся в грунте и через который в него “стекает” электрический ток от электроустановки.
Конфигурация заземлителя (количество, длина, расположение электродов) зависит от требований, предъявляемых к нему, и способности грунта “впитывать” в себя электрический ток идущий/ “стекающий” от электроустановки через эти электроды.

На рисунке он показан толстыми красными линиями:

Сопротивление заземления — отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю (ПУЭ 1.7.26).
Сопротивление заземления — основной показатель заземляющего устройства, определяющий его способность выполнять свои функции и определяющий его качество в целом.
Сопротивление заземления зависит от площади электрического контакта заземлителя (заземляющих электродов) с грунтом (“стекание” тока) и удельного электрического сопротивления грунта, в котором смонтирован этот заземлитель (“впитывание” тока).

— проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с локальной землей (ГОСТ Р 50571.21-2000 п. 3.21)
Повторюсь: в качестве проводящей части может выступать металлический (токопроводящий) элемент любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро:-) и т. п.), находящийся в грунте и через который в него “стекает” электрический ток от электроустановки.

На рисунке они показаны толстыми красными линиями:

— “народное” название заземлителя или заземляющего устройства, состоящего из нескольких заземляющих электродов (группы электродов), соединенных друг с другом и смонтированных вокруг объекта по его периметру/ контуру.

На рисунке объект обозначен серым квадратом в центре,
а контур заземления — толстыми красными линиями:

Удельное электрическое сопротивление грунта — параметр, определяющий собой уровень «электропроводности» грунта как проводника, то есть как хорошо будет растекаться в такой среде электрический ток от заземляющего электрода.
Это измеряемая величина, зависящая от состава грунта, размеров и плотности
прилегания друг к другу его частиц, влажности и температуры, концентрации в нем растворимых химических веществ (солей, кислотных и щелочных остатков).

Б. Назначение (виды) заземления
Заземление делится на два основных вида по выполняемой роли — на рабочее (функциональное) и защитное. Также в различных источниках приводятся дополнительные виды, такие как: “инструментальное”, “измерительное”, “контрольное”, “радио”.

Б1. Рабочее (функциональное) заземление
Это заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности) (ПУЭ 1.7.30).

Рабочее заземление (электрический контакт с грунтом) используется для нормального функционирования электроустановки или оборудования, т.е. для их работы в ОБЫЧНОМ режиме.

Б2. Защитное заземление
Это заземление, выполняемое в целях электробезопасности (ПУЭ 1.7.29).

Защитное заземление обеспечивает защиту электроустановки и оборудования, а также защиту людей от воздействия опасных напряжений и токов, могущих возникнуть при поломках, неправильной эксплуатации техники (т.е. в АВАРИЙНОМ режиме) и при разрядах молний.
Также защитное заземление используется для защиты аппаратуры от помех при коммутациях в питающей сети и интерфейсных цепях, а также от электромагнитных помех, наведенных от работающего рядом оборудования.

Подробнее защитное назначение заземления можно рассмотреть на двух примерах:
в составе внешней молниезащитной системы в виде заземленного молниеприёмника
в составе системы защиты от импульсного перенапряжения
в составе электросети объекта

Б2.1. Заземление в составе молниезащиты
Молния — это разряд или другими словами «пробой», возникающий ОТ облака К земле, при накоплении в облаке заряда критической величины (относительно земли). Примерами этого явления в меньших масштабах является “пробой” в конденсаторе и газовый разряд в лампе.

Воздух — это среда с очень большим сопротивлением (диэлектрик), но разряд преодолевает его, т.к. обладает большой мощностью. Путь разряда проходит по участкам наименьшего сопротивления, таким как капли воды в воздухе и деревья. Этим объясняется корнеобразная структура молнии в воздухе и частое попадание молнии в деревья и здания (они имеют меньшее сопротивление, чем воздух в этом промежутке).
При попадании в крышу здания, молния продолжает свой путь к земле, также выбирая участки с наименьшим сопротивлением: мокрые стены, провода, трубы, электроприборы — таким образом представляя опасность для человека и оборудования, находящихся в этом здании.

Молниезащита предназначена для отвода разряда молнии от защищаемого здания/ объекта. Разряд молнии, идущий по пути наименьшего сопротивления попадает в металлический молниеприёмник над объектом, затем по металлическим молниеотводам, расположенным снаружи объекта (например, на стенах), спускается до грунта, где и расходится в нём (напоминаю: грунт является средой, имеющей свойство “впитывать” в себя электрический ток).

Для того, чтобы сделать молниезащиту «привлекательной» для молнии, а также для исключения распространения молниевых токов от деталей молниезащиты (приёмник и отводы) внутрь объекта, её соединение с грунтом производится через заземлитель, имеющий низкое сопротивление заземления.

Заземление в такой системе является обязательным элементом, т.к. именно оно обеспечивает полный и быстрый переход молниевых токов в грунт, не допуская их распространение по объекту.

Б2.2. Заземление в составе системы защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП)
УЗИП предназначено для защиты электронного оборудования от заряда, накопленного на каком-либо участке линии/сети в результате воздействия электромагнитного поля (ЭМП), наведенного от рядом стоящей мощной электроустановки (или высоковольтной линии) или ЭМП, возникшего при близком (до сотен метров) разряде молнии.

Ярким примером этого явления является накопление заряда на медном кабеле домовой сети или на “пробросе” между зданиями во время грозы. В какой-то момент приборы, подключенные к этому кабелю (сетевая карта компьютера или порт коммутатора), не выдерживают «размера» накопившегося заряда и происходит электрический пробой внутри этого прибора, разрушающий его (упрощенно).
Для “стравливания” накопившегося заряда параллельно “нагрузке” на линию перед оборудованием ставит УЗИП.

Классический УЗИП представляет собой газовый разрядник, рассчитанный на определенный «порог» заряда, который меньше “запаса прочности” защищаемого оборудования. Один из электродов этого разрядника заземляется, а другой — подключается к одному из проводов линии/ кабеля.

При достижении этого порога внутри разрядника возникает разряд:-) между электродами. В результате чего накопленный заряд сбрасывается в грунт (через заземление).

Как и в молниезащите — заземление в такой системе является обязательным элементом, т. к. именно оно обеспечивает своевременное и гарантированное возникновение разряда в УЗИПе, не допуская превышение заряда на линии выше безопасного для защищаемого оборудования уровня.

Б2.3. Заземление в составе электросети
Третий пример защитной роли заземления — это обеспечение безопасности человека и электрооборудования при поломках/ авариях.

Проще всего такая поломка описывается замыканием фазного провода электросети на корпус прибора (замыкание в блоке питания или замыкание в водонагревателе через водную среду). Человек, коснувшийся такого прибора, создаст дополнительную электрическую цепь, через которую побежит ток, вызывающий в теле повреждения внутренних органов — прежде всего нервной системы и сердца.

Для устранения таких последствий используется соединение корпусов с заземлителем (для отвода аварийных токов в грунт) и защитные автоматические устройства, за доли секунды отключающие ток при аварийной ситуации.

Например, заземление всех корпусов, шкафов и стоек телекоммуникационного оборудования.

В. Качество заземления. Сопротивление заземления.
Для корректного выполнения заземлением своих функций оно должно иметь определенные параметры/ характеристики. Одним из главных свойств, определяющих качество заземления, является сопротивление растеканию тока (сопротивление заземления), определяющее способность заземлителя (заземляющих электродов) передавать токи, поступающие на него от оборудования в грунт.
Это сопротивление имеет конечные значения и в идеальном случае представляет собой нулевую величину, что означает отсутствие какого-либо сопротивления при пропускании «вредных» токов (это гарантирует их ПОЛНОЕ поглощение грунтом).


Сопротивление в основном зависит от двух условий:
площадь (S) электрического контакта заземлителя с грунтом
электрическое сопротивление (R) самого грунта, в котором находятся электроды

В1.1. Площадь контакта заземлителя с грунтом.
Чем больше будет площадь соприкосновения заземлителя с грунтом, тем больше площадь для перехода тока от этого заземлителя в грунт (тем более благоприятные условия создаются для перехода тока в грунт). Это можно сравнить с поведением автомобильного колеса на повороте. Узкая покрышка имеет небольшую площадь контакта с асфальтом и легко может начать скользить по нему, “отправив” автомобиль в занос. Широкая покрышка, да еще и немного спущенная, имеет много бОльшую площадь контакта с асфальтом, обеспечивая надежное сцепление с ним и, следовательно, надежный контроль за движением.

Увеличить площадь контакта заземлителя с грунтом можно либо увеличив количество электродов, соединив их вместе (сложив площади нескольких электродов), либо увеличив размер электродов. При применении вертикальных заземляющих электродов последний способ очень эффективен, если глубинные слои грунта имеют более низкое электрическое сопротивление, чем верхние.

В1.2. Электрическое сопротивление грунта (удельное)
Напомню: это величина, определяющая — как хорошо грунт проводит ток через себя. Чем меньшее сопротивление будет иметь грунт, тем эффективнее/ легче он будет “впитывать” в себя ток от заземлителя.

Примерами грунтов, хорошо проводящих ток, является солончаки или сильно увлажненная глина. Идеальная природная среда для пропускания тока — морская вода.
Примером “плохого” для заземления грунта является сухой песок.
(Если интересно, можно посмотреть , используемых в расчётах заземляющих устройств).

Возвращаясь к первому фактору и способу уменьшения сопротивления заземления в виде увеличения глубины электрода можно сказать, что на практике более чем в 70% случаев грунт на глубине более 5 метров имеет в разы меньшее удельное электрическое сопротивление, чем у поверхности, за счет большей влажности и плотности. Часто встречаются грунтовые воды, которые обеспечивают грунту очень низкое сопротивление. Заземление в таких случаях получается очень качественным и надежным.

В2. Существующие нормы сопротивления заземления
Так как идеала (нулевого сопротивления растеканию) достигнуть невозможно, все электрооборудование и электронные устройства создаются исходя из некоторых нормированных величин сопротивления заземления, например 0. 5, 2, 4, 8, 10, 30 и более Ом.

Для ориентирования приведу следующие значения:
для подстанции с напряжением 110 кВ сопротивление растеканию токов должно быть не более 0,5 Ом (ПУЭ 1.7.90)
при подключении телекоммуникационного оборудования, заземление обычно должно иметь сопротивление не более 2 или 4 Ом
для уверенного срабатывания газовых разрядников в устройствах защиты воздушных линий связи (например, локальная сеть на основе медного кабеля или радиочастотный кабель) сопротивление заземления, к которому они (разрядники) подключаются должно быть не более 2 Ом. Встречаются экземпляры с требованием в 4 Ом.
у источника тока (например, трансформаторной подстанции) сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении 380 В источника трехфазного тока или 220 В источника однофазного тока (ПУЭ 1.7.101)
у заземления, использующегося для подключения молниеприёмников, сопротивление должно быть не более 10 Ом (РД 34.21.122-87, п. 8)
для частных домов, с подключением к электросети 220 Вольт / 380 Вольт:
при использовании системы TN-C-S необходимо иметь локальное заземление с рекомендованным сопротивлением не более 30 Ом (ориентируюсь на ПУЭ 1. 7.103)
при использовании системы TT (изолирование заземления от нейтрали источника тока) и применении устройства защитного отключения (УЗО) с током срабатывания 100 мА необходимо иметь локальное заземление с сопротивлением не более 500 Ом (ПУЭ 1.7.59)

В3. Расчёт сопротивления заземления
Для успешного проектирования заземляющего устройства, имеющего необходимое сопротивление заземления, применяются, как правило, типовые конфигурации заземлителя и базовые формулы для расчётов.

Конфигурация заземлителя обычно выбирается инженером на основании его опыта и возможности её (конфигурации) применения на конкретном объекте.

Выбор формул расчёта зависит от выбранной конфигурации заземлителя.
Сами формулы содержат в себе параметры этой конфигурации (например, количество заземляющих электродов, их длину, толщину) и параметры грунта конкретного объекта, где будет размещаться заземлитель. Например, для одиночного вертикального электрода эта формула будет такой:


Точность расчёта обычно невысока и зависит опять же от грунта — на практике расхождения практических результатов встречается в почти 100% случаев. Это происходит из-за его (грунта) большой неоднородности: он изменяется не только по глубине, но и по площади — образуя трёхмерную структуру. Имеющиеся формулы расчёта параметров заземления с трудом справляются с одномерной неоднородностью грунта, а расчёт в трёхмерной структуре сопряжен с огромными вычислительными мощностями и требует крайне высокую подготовку оператора.
Кроме того, для создания точной карты грунта необходимо произвести большой объем геологических работ (например, для площади 10*10 метров необходимо сделать и проанализировать около 100 шурфов длиной до 10 метров), что вызывает значительное увеличение стоимости проекта и чаще всего не возможно.

В свете вышесказанного почти всегда расчёт является обязательной, но ориентировочной мерой и обычно ведётся по принципу достижения сопротивления заземления “не более, чем”. В формулы подставляются усредненные значения удельного сопротивления грунта, либо их наибольшие величины. Это обеспечивает “запас прочности” и на практике выражается в заведомо более низких (ниже — значит лучше) значениях сопротивления заземления, чем ожидалось при проектировании.

Строительство заземлителей
При строительстве заземлителей чаще всего применяются вертикальные заземляющие электроды. Это связано с тем, что горизонтальные электроды трудно заглубить на большую глубину, а при малой глубине таких электродов — у них очень сильно увеличивается сопротивление заземления (ухудшение основной характеристики) в зимний период из-за замерзания верхнего слоя грунта, приводящее к большому увеличению его удельного электрического сопротивления.

В качества вертикальных электродов почти всегда выбирают стальные трубы, штыри/ стержни, уголки и т.п. стандартную прокатную продукцию, имеющую большую длину (более 1 метра) при сравнительно малых поперечных размерах. Этот выбор связан с возможностью легкого заглубления таких элементов в грунт в отличии, например, от плоского листа.

Подробнее о строительстве — в следующих частях.

Алексей Рожанков, технический специалист.

При подготовке данной статьи использовались следующие материалы:
Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ), часть 1. 7 в редакции седьмого издания
ГОСТ Р 50571.21-2000 (МЭК 60364-5-548-96)
Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации (гуглить)
Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87
Публикации на сайте “ ”
Собственный опыт и знания

Практически каждый дом оборудован заземлением. Его задачей, является обеспечение безопасности при использовании человеком электрических установок. Среди профессионалов принято разделять системы заземления на несколько видов. О существующих вариантах мы и поговорим в нашей статье.

В мировой области электричества принято классифицировать заземление на три типа, и определить их можно при помощи аббревиатуры ТТ, TN, IT. Каждая из букв имеет следующее значение:

  • Т - заземление, переводится от французского слова terra - почва;
  • N - это нейтраль, означает, что данная система занулена;
  • I - говорит о наличии изоляции заземлителя.

Важно! Расположение букв систем заземления играет важную роль и несет определенное обозначение.

Значение первой буквы показывает принцип заземления источника питания, обозначение второй буквы в системе указывает на заземление проводящих открытых деталей электрического оборудования. Последние буквы говорят о функциональности нулевого и защитного проводников.

Системы заземления для частного дома

Давайте рассмотрим варианты заземления поближе, каждому из которых уделим отдельный раздел.

Заземление TN и его подвиды

О заземляющих системах уже многое казано, однако мало кто уделяет внимание расшифровке. Создавая защиту электрооборудования, нужно обязательно учитывать каждую подробность, ведь впоследствии часто возникают проблемы при ремонте или реконструкции системы.


Эта разновидность отличается от остальных тем, что имеет грузозаземленную нейтраль. Эта установка предусматривает присоединение открытых проводящих частей к нулевой точке питающего источника. Вы наверняка спросите, что такое «глухозаземленная нейтраль». Общими словами, это понятие представляет собой подключение нейтрального проводника непосредственно к заземляющему проводнику на трансформаторной установке.

Электрическая безопасность в этой системе достигается благодаря превышению напряжения открытой части установки и «фазы» над значением срабатывания электрического потенциала за конкретное время.

Система заземления TT: подробная характеристика

Данный тип заземления отличается от предыдущей схемы тем, что имеет «землю» на нейтральном прводе, при этом открытые проводящие части электрооборудования, непосредственно соединяются с системой защиты. Система ТТ предусматривает отдельный монтаж контура заземления . Этот тип защиты применяется в современных условиях для бытовок, мобильных и переносных сооружений.


Системы заземления для квартирного дома

Важно! При разработке этой системы заземления, необходимо использовать устройство защитного отключения (УЗО).

Заземляющая конструкция IT

IT заземление используется значительно реже, в отличие от предыдущих систем. Можно встретить такое оборудование в зданиях специального назначения и на промышленных предприятиях. Преимущественно устанавливается для аварийного освещения.

Характеризуется конструкция наличием заизолированной нейтрали источника питания от «земли». В некоторых случаях возможно ее заземление через потребительные приборы.

Важно! Применять IT систему заземления необходимо только в условиях повышенного требования энергобезопасности.

Каким методом выполняют устройство системы заземления?


Схема системы заземления

Сегодняшним днем зарегистрировано несколько технологий, предусматривающих устройство распространенных систем заземления. Весьма широко применяются два метода, которые мы сейчас и разберём.

  1. Стандартная методика характеризуется выполнением заземлительной конструкции посредством сырья черной металлургии. Изначально разрабатывается проект, и после подготовки всего инструментария, приступают к реализации контура на местности. При этом учитываются ряд факторов, которые могут повлиять на конструкцию. Использование данной технологии усовершенствовалось на протяжении многих лет, и в наше время применяется для многих климатических условий.
  2. Модульное заземление предполагает использование специального комплекта, найти который можно в торговых точках. В этом случае применяются материалы фабричного производства.

Монтаж и сырье для модульного заземления

Для установки подобного типа устройства используют: стальные стержни с омедненными частями, муфты и соединительные детали, комплект для модульного заземлителя (латунные, медные и омедненные детали), стальные наконечники, антикоррозийную пасту, защитную ленту. Когда подготовили материал, следуем правилам монтажа:


Какие бывают виды систем заземления

  • Первым делом устанавливается вертикальный стержень из стали на местности;
  • Замеряется промежуточное сопротивление;
  • Производится установка оставшихся стальных стержней;
  • На этом этапе производится прокладка горизонтального заземляющего проводника;
  • Все элементы конструкции соединяются при помощи клемм или сварного оборудования, покрываются защитной лентой. Также не нужно забывать об антикоррозийной обработке.

Внимание! Выполняя

Подключение заземления является одним из наиболее важных способов предохранить человека от поражения блуждающим током электрической сети. Для этого применяются соответствующие системы заземления. От них будет зависеть не только безопасность человека, но и правильное функционирование электротехнических приборов и другого защитного оборудования.

Системы заземления принято классифицировать. Стандарты, по которым определяется тип защитной конструкции заземления, были приняты Международной электротехнической комиссией и Госстандартом Российской Федерации. Так принято различать несколько типов систем.

Система TN. Данный тип имеет характерное отличие от других – наличие глухозаземленной нейтрали в схеме. В TN все открытые проводящие участки любого электрооборудования подсоединяются к определенному глухозаземленному нейтральному участку отдельного источника питания электроэнергией путем подключения защитных проводников («ноль»). В этой системе глухозаземленная нейтраль означает, что «ноль» трансформатора подключен к заземляющему контуру. Используется для заземления электрического оборудования (телевизоры, системный блок компьютера, холодильник, бойлер и другая техника).

Подсистема TN-C. Это система TN, где защитные и нулевые проводники на всей линии совмещаются в одном PEN. Это значит, что выполнено специальное защитное зануление. Данная система была актуальна в 90-х годах, но на сегодняшний день устарела. Обычно используется для внешнего освещения для экономии средств. Не рекомендуется для установки в современных жилых зданиях.

Подсистема TN-S. В TN-S защитный и нулевой проводники разделены. Данная подсистема считается самой надежной и безопасной, но это обычно влечет большие финансовые траты. Используется для предохранения телевизионных коммуникаций, что позволят устранить большинство помех при слаботочной сети. Подсистема TN-C-S. Система заземления TN C S является промежуточной схемой. В данном случае защитный и рабочий контакты должны совмещаться только в одном месте. Зачастую это делают в главном распределительном щите комплекса.


Совмещается . А во всех остальных участках системы TN C S эти проводники должны быть разделены друг от друга. Данная система считается самым оптимальным решением для электрической сети любого здания (промышленные, жилые, общественные).

Выгодное соотношение качества и цены. Другие способы подключения заземляющих электроустановок не позволяют обеспечить надежное функционирование на отдельных частях. В зависимости от требуемого уровня сопротивления подбирается сечения проводников.

Система ТТ. Система данного типа имеет характерную особенность – нулевой проводник источника заземляется, а открытые проводящие части электроустановок подключены к заземлению. Заземляющий контур же независим от заземленной нейтрали основного источника электроснабжения. Это означает, что оборудования используется отдельный контур заземления, не связанный с нулевым проводником.

Система ТТ используется для различных мобильных сооружений или в местах, где нет возможности оборудовать защитное заземление по всем стандартам и нормам. Предусматривается обязательное подключение устройств защитного отключения с качественным заземлением (при напряжении в 380 вольт сопротивление должно быть не менее 4 Ом). Уровень сопротивления должен учитывать конкретный тип автоматического выключателя.


Система IT. Характерная особенность схемы — нулевой проводник источника питания заземляется через электрические приборы или от земли. Приборы должны иметь высокое сопротивление, а проводящие части электроустановок заземляться при помощи заземляющего оборудования. Высокое сопротивление электрических приборов позволит увеличить надежность системы.

IT используется не часто, обычно для электрооборудования в зданиях особого назначения (например, бесперебойное электроснабжение системного блока ПЭВМ, аварийное освещение больниц), где повышено требование к надежности и безопасности. У каждой из этих систем есть свои преимущества и недостатки. В связи с этим необходимо правильно подбирать схему установки защитного заземления для конкретных ситуаций.

Как работает TN

В соответствии с нормами Правил устройства электроустановок (ПУЭ) система TN является самой надежной. Принцип ее работы позволяет обеспечить надежную защиту человека и подключенного электрооборудования от блуждающих токов.

Главное условие для безопасной и надежной работы системы TN – значение тока между фазным проводником и неизолированной частью при возникновении короткого замыкания в электрической сети обязательно должны превышать значение тока, при котором должны срабатывать защитные устройства. Для данной системы также возникает необходимость подключения устройства защитного отключения и дифференциальных автоматов.

Видео «Продвинутая система заземления»

Устраиваем систему заземления


Если вы решили сделать заземляющий контур самостоятельно, то для заземляющей конструкции необходимо использовать обычный черный металл. Для этого подойдут железные уголки, стальные полосы, трубы и другие конструкции. Такой материал имеет оптимальное сопротивление и невысокую стоимость. Перед началом монтажных работ нужно составить проект, который будет содержать описание конструкции, используемого материала, размеров, места расположения технической коммуникации, тип грунта и другие параметры.

Обязательно нужно знать, в какой тип грунта будет устанавливаться контур заземления. От этого будет зависеть уровень сопротивления. Так в песчаной почве сопротивление значительно выше, чем в обычной земле. На сопротивление будет влиять влажность грунта и наличие подземных вод. Влажность земли будет изменяться в зависимости от климата местности, где будут проводиться монтажные работы.

Схема и монтаж

Специалисты в области электротехники настоятельно рекомендуют использовать готовые схемы по установке заземляющих конструкций. Готовое оборудование можно приобрести в специализированных магазинах. К заземляющему комплекту прилагается соответствующая схема подключения и монтажа. Комплект сертифицирован и имеет гарантию на эксплуатацию. Но такую конструкцию можно сделать самостоятельно. Наиболее распространенные заземляющие конструкции имеют форму треугольника и квадрата. Первый способ более экономный.


На месте, где будет установлена защитная конструкция, нужно начертить условный равносторонний треугольник. Его вершины должны быть на расстоянии 1,5 м друг от друга. По контуру выкапывается траншея глубиной в 1 м. В местах вершин будут забиты 3 основных проводника – круглая арматура (диаметр – от 35 мм, длина – 2-2,5м). Арматура забивается в землю, затем они должны соединиться металлической шиной (ширина – 40 мм, толщина – 4 мм). Крепление осуществляется сваркой. Заземляющий провод будет отходить от конструкции к распределительному щиту.

Затем траншея зарывается. После завершения монтажных работ нужно провести проверку заземляющего контура. Для этого используется специальное оборудование, которое позволяет измерить сопротивление на отдельных участках земли (до 15 метров от заземляющей конструкции). При правильной установке сопротивление не будет превышать 4 Ома. При более высоких значениях нужно перепроверить места соединения. Мультиметр для проверки не подойдет.

Содержание:

Важнейшей частью проектирования, монтажа и дальнейшей эксплуатации оборудования и электроустановок является правильно выполненная система заземления. В зависимости от используемых заземляющих конструкций, заземление может быть естественным и искусственным. Естественные заземлители представлены всевозможными металлическими предметами, постоянно находящимися в земле. К ним относится арматура, трубы, сваи и прочие конструкции, способные проводить ток.

Но электрическое сопротивление и другие параметры, присущие этим предметам, невозможно точно проконтролировать, и спрогнозировать. Поэтому с таким заземлением нельзя нормально эксплуатировать любое электрооборудование. Нормативными документами предусматривается только искусственное заземление с использованием специальных заземляющих устройств.

Классификация систем заземления

В зависимости от схем электрических сетей и других условий эксплуатации, применяются системы заземления TN-S, TNC-S, TN-C, TT, IT, обозначаемые в соответствии с международной классификацией. Первый символ указывает на параметры заземления источника питания, а второй буквенный символ соответствует параметрам заземления открытых частей электроустановок.

Буквенные обозначения расшифровываются следующим образом:

  • Т (terre - земля) - означает заземление,
  • N (neuter - нейтраль) - соединение с нейтралью источника или зануление,
  • I (isole) соответствует изоляции.

Нулевые проводники в ГОСТе имеют такие обозначения:

  • N - является нулевым рабочим проводом,
  • РЕ - нулевым защитным проводником,
  • PEN - совмещенным нулевым рабочим и защитным проводом заземления.

Система заземления TN-C

Заземление TN относится к системам с глухозаземленной нейтралью. Одной из его разновидностей является заземляющая система TN-C. В ней объединяются функциональный и защитный нулевые проводники. Классический вариант представлен традиционной четырехпроводной схемой, в которой имеется три фазных и один нулевой провод. В качестве основной шины заземления используется , соединяемая со всеми токопроводящими открытыми деталями и металлическими частями, с помощью дополнительных нулевых проводов.


Главным недостатком системы TN-C является потеря защитных качеств при отгорании или обрыве нулевого проводника. Это приводит к появлению напряжения, опасного для жизни, на всех поверхностях корпусов устройств и оборудования, где отсутствует изоляция. В системе TN-C нет защитного заземляющего проводника РЕ, поэтому у всех подключенных розеток заземление также отсутствует. В связи с этим для всего используемого электрооборудования требуется устройство - подключение деталей корпуса к нулевому проводу.

В случае касания фазного провода открытых частей корпуса, произойдет короткое замыкание и срабатывание автоматического предохранителя. Быстрое аварийное отключение устраняет опасность возгорания или поражения людей электрическим током. Категорически запрещается использовать в ванных комнатах дополнительные контуры, уравнивающие потенциалы, в случае эксплуатации заземляющей системы TN-C.


Несмотря на то что схема tn-c является наиболее простой и экономичной, она не используется в новых зданиях. Эта система сохранилась в домах старого жилого фонта и в уличном освещении, где вероятность поражения электрическим током крайне низкая.

Схема заземления TN-S, TN-C-S

Более оптимальной, но дорогостоящей схемой считается заземляющая система TN-S. Для снижения ее стоимости были разработаны практические меры, позволяющие использовать все преимущества данной схемы.


Суть этого способа заключается в том, что при подаче электроэнергии с подстанции, применяется комбинированный нулевой проводник PEN, соединяемый с глухозаземленной нейтралью. На вводе в здание он разделяется на два проводника: нулевой защитный РЕ и нулевой рабочий N.


Система tn-c-s обладает одним существенным недостатком. При отгорании или каком-либо другом повреждении проводника PEN на участке от подстанции до здания, на проводе РЕ и деталях корпуса приборов, связанных с ним, возникает опасное напряжение. Поэтому одним из требований нормативных документов по обеспечению безопасного использования системы TN-S, являются специальные мероприятия по защите провода PEN от повреждений.

Схема заземления TT

В некоторых случаях, когда электроэнергия подается по традиционным воздушным линиям, становится довольно проблематично защитить комбинированный заземляющий проводник PEN при использовании схемы TN-C-S. Поэтому в таких ситуациях применяется система заземления по схеме ТТ. Ее суть заключается в глухом заземлении нейтрали источника питания, а также использовании четырех проводов для передачи трехфазного напряжения. Четвертый проводник используется в качестве функционального нуля N.


Подключение модульно-штыревого заземлителя осуществляется чаще всего со стороны потребителей. Далее он соединяется со всеми защитными проводниками заземления РЕ, связанными с деталями корпусов приборов и оборудования.

Схема TT применяется сравнительно недавно и уже хорошо зарекомендовала себя в частных загородных домах. В городах система ТТ применяется на временных объектах, например, торговых точках. Подобный способ заземления требует использования защитных устройств в виде УЗО и выполнения технических мероприятий по защите от грозы.

Система заземления IT

Рассмотренные ранее системы с глухозаземленной нейтралью хотя и считаются достаточно надежными, однако обладают существенными недостатками. Значительно безопаснее и совершеннее являются схемы с нейтралью, полностью изолированной от земли. В некоторых случаях для ее заземления применяются приборы и устройства, обладающие значительным сопротивлением.

Подобные схемы используются в системе заземления IT. Они наилучшим образом подходят для медицинских учреждений, сохраняя бесперебойное питание оборудования жизнеобеспечения. Схемы IT хорошо зарекомендовали себя на энергетических и нефтеперерабатывающих предприятиях, других объектах, где имеются сложные высокочувствительные приборы.


Основной деталью системы IT является изолированная нейтраль источника I, а также Т, установленный на стороне потребителя. Подача напряжения от источника к потребителю производится с использованием минимального количества проводов. Кроме того, выполняется подключение к заземлителю всех токопроводящих деталей, имеющихся на корпусах оборудования, установленного у потребителя. В системе IT нет нулевого функционального проводника N на участке от источника до потребителя.

Таким образом, все системы заземления TN-C, TN-S, TNC-S, TT, IT обеспечивают надежное и безопасное функционирование приборов и электрооборудования, подключаемых к потребителям. Использование этих схем исключает поражение электротоком людей, пользующихся оборудованием. Каждая система применяется в конкретных условиях, что обязательно учитывается в процессе проектирования и последующего монтажа. За счет этого обеспечивается гарантированная безопасность, сохранение здоровья и жизни людей.

Монтаж модульного заземления

Одним из современных методов монтажа контура заземления является модульно-штыревая система заземления. Штыревая конструкция заземления положительно зарекомендовала себя при применении в электроустановках коттеджей, многоэтажных домов на предприятиях и заводах.

Давайте рассмотрим какие есть плюсы у этого вида заземления? 

На первое место выходит универсальность, так как выполнение монтажа модульно штыревой системы не требует большой площади для монтажа контура заземления. При монтаже данного вида заземления достаточно около 0,5м2 , а кувалду заменяет перфоратор SDS макс с силой удара около 25 Дж и насадка.

Монтаж глубинных заземлителей может достигать 40 метров, но выполнить монтаж целого (неделимого) заземлителя на такую глубину невозможно. Именно поэтому монтаж модульно штыревой системы происходит с помощью отрезков (электродов) длиной 1,5м соединяемых между собой специальными резьбовыми муфтами. Сами электроды выполняются из высокопрочной стали и имеют покрытие из слоя меди, а на их концах имеется соединительная резьба.

Рис. Модульно-штыревая система заземления.

1. Насадка под вибромолот; 2. Муфта монтажная; 3. Зажим; 4. Муфта соединительная; 5. Стержень заземления; 6. Наконечник стальной.

При выполнении монтажа заземлителя бывают случаи, когда в глубине наконечник электрода упирается в камни или строительный мусор. В этом случае производится монтаж дополнительного вертикального заземлителя установленного в стороне от основного (2-3метра).  Основной вертикальный и дополнительный вертикальный заземлители должны быть соединены горизонтальным заземлителем, при этом контур заземления будет состоять уже из нескольких вертикальных электродов, соединённых между собой горизонтальным заземлителем.

Соединение вертикальных заземлителей должно быть выполнено медной полосой или медным одножильным проводом, а соединение вертикальных и горизонтальных заземлителей выполняется с помощью специальных зажимов. При установке зажима все места соединения смазываются специальной токопроводящей антикоррозийной пастой, а после установки зажим защищается от воздействия окружающей среды с помощью специальной гидроизоляционной ленты.

Замер параметров заземляющего устройства может быть произведен на каждом этапе монтажа, то есть через каждые 1,5 метра монтажа следующего заземлителя.

Монтаж модульно штыревого заземлителя необходимо производить двум  квалифицированным специалистам, а срок службы электродов заземлителя в активном грунте достигает 30 лет.

Из недостатков стоит отметить высокую стоимость материалов и монтажных работ.

Материалы, близкие по теме:

Грозозащита и заземление — разработка, монтаж и обслуживание в Иваново, Кинешме, Шуе, Вичуге, Фурманове, Тейково, Кохме, Родниках, Приволжске, Юже, Заволжске, Наволоках, Юрьевце, Комсомольске, Пучеже, Гаврилов Посаде, Плёсе

 

Не хотите разбираться в тонкостях — позвоните или напишите нам!

Бесплатно:

  • ✔ Составление сметы
  • ✔ Вызов специалиста
  • ✔ Рекомендации по выбору оборудования

Молниеприёмники

Категория молниезащиты зданий зависит от его назначения, степени огнестойкости, места расположения, класса зоны в соответствии с ПУЭ (РД 34. 21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений»). От категории зависит конструкция молниеприёмников и значение сопротивления растеканию заземляющего устройства:

 

  • 10 ом — Сопротивление заземлителя молниезащиты I и II категории.
  • 20 ом — Сопротивление заземлителя молниезащиты III категории.

 

Конструктивно молниеприёмники разделяются на три основных типа:

 

  • Штыревые молниеприёмники
  • Тросовые молниеприёмники
  • Молниеприёмные сетки

 

В зависимости от конфигурации защищаемого объекта, возможны комбинации молниеприёмников, например штыревые и сеточные. Ниже изображены примеры тросового и штыревого молниеотвода.

Тросовый и штыревой молниеотводы

 

Монтаж молниеприёмника

Требования РД

В соответствии с РД 34. 21.122-87 установка систем молниезащиты для жилых зданий не является обязательной, за исключением некоторых высотных и отдельностоящих:

 

— Жилые и общественные здания, высота которых более чем на 25 м больше средней высоты окружающих зданий в радиусе 400 м, а также отдельно стоящие здания высотой более 30 м, удаленные от других зданий более 400 м

— Отдельно стоящие жилые и общественные здания в сельской местности высотой более 30 метров

в местностях со средней продолжительностью гроз 20 часов в год и более (г. Иваново — 36 ч 04 мин).

 

Выбор — ставить или не ставить молниезащиту остаётся за вами. Ниже приведены фото последствий ударов молнии в жилые дома.

Нами разработаны онлайн калькуляторы для расчёта зон защиты стержневых и тросовых молниеотводов, с помощью которых можно самостоятельно рассчитать геометрические размеры молниеприёмников. Если здание сложной формы — расчёт производится для прямоугольника минимального размера, в который вписано здание.

Последствия ударов молнии

Устройства защиты от импульсных перенапряжений

Кроме непосредственной защиты от прямых ударов молнии существуют устройства защиты от их последствий в электрических сетях — УЗИП (устройства защиты от импульсных перенапряжений). Существуют три класса УЗИП в зависимости от максимального импульсного тока и рассеиваемой энергии (см. таблицу ниже), а также комбинированные (например УЗИП класса I+II, II+III).

 

Класс Назначение
I (В) Предназначены для защиты от прямых ударов молнии в систему молниезащиты здания (объекта) или воздушную линию электропередач (ЛЭП). Устанавливаются на вводе в здание во вводно-распределительном устройстве (ВРУ) или главном распределительном щите (ГРЩ). Нормируются импульсным током Iimpс формой волны 10/350 мкс.
II (С) Предназначены для защиты токораспределительной сети объекта от коммутационных помех или как вторая ступень защиты при ударе молнии. Устанавливаются в распределительные щиты. Нормируются импульсным током с формой волны 8/20 мкс.
III (D) Предназначены для защиты потребителей от остаточных бросков напряжений, защиты от дифференциальных (несимметричных) перенапряжений, фильтрации высокочастотных помех. Устанавливаются непосредственно возле потребителя. Нормируются импульсным током с формой волны 8/20 мкс.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений

 

Кроме УЗИП для защиты силовых цепей электрооборудования существует большое количество устройств для защиты слаботочных цепей — систем передачи данных, контрольных кабелей, телекоммуникационного оборудования, ЛВС. Ниже приведена типовая схема защиты при помощи УЗИП для системы заземления TN-CS, которая у нас наиболее распространена. Если расстояние между щитами меньше указанных на схеме, для нормальной работы устройств защиты необходима установка развязывающих дросселей.

Типовая схема защиты при помощи УЗИП

Заземление и заземлители

Необходимым условием работы молниезащиты является наличие сиcтемы заземления. Заземлители бывают естественными и искуственными. В качестве естественных заземлителей ПУЭ рекомендует использовать:

 

  1. Проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей;
  2. Обсадные трубы скважин;
  3. Металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей;
  4. Металлические шунты гидротехнических сооружений, водоводы, затворы и т. п.;
  5. Свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле. Алюминиевые оболочки кабелей не допускается использовать в качестве естественных заземлителей. Если оболочки кабелей служат единственными заземлителями, то в расчете заземляющих устройств они должны учитываться при количестве кабелей не менее двух;
  6. Заземлители опор ВЛ, соединенные с заземляющим устройством электроустановки при помощи грозозащитного троса ВЛ, если трос не изолирован от опор ВЛ;
  7. Нулевые провода ВЛ до 1 кВ с повторными заземлителями при количестве ВЛ не менее двух;
  8. Рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами.

 

В соответствии с РД 34.21.122-87:

 

  • В качестве заземлителей молниезащиты допускается использовать все рекомендуемые ПУЭ заземлители электроустановок, за исключением нулевых проводов воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ.
  • Железобетонные фундаменты зданий, сооружений, наружных установок, опор молниеотводов следует, как правило, использовать в качестве заземлителей молниезащиты при условии обеспечения непрерывной электрической связи по их арматуре и присоединения ее к закладным деталям с помощью сварки.

 

Лучше всего работы по монтажу устройств заземления производить в начале строительства при заливке фундамента, который при определённых условиях сам может служить надёжным заземлителем — этими условиями являются невысокое сопротивления грунта и обеспечение непрерывного электрического контакта в арматурном каркасе фундамента.

При невозможности использовать естественные заземлители, или их параметры по сопротивлению и сечениям не соответствуют нормам, используются искуственные заземлители. Нами производятся комплекты глубинного модульного заземления из нержавеющей стали длиной от 3 до 15 метров. С помощью онлайн калькулятора вы можете самостоятельно произвести расчёт заземления, состоящего из вертикальных заземлителей. Преимущества такого заземления — удобство монтажа, долговечность, слабое влияние глубины промерзания грунта.

Сравнение скорости коррозии углеродистой и нержавеющей стали

Воздействующая среда Потери в весе г/м2 день
Углеродистая сталь Нержавеющая сталь
Дистиллированная вода 6,15 0
Водопроводная вода 10,49 0
Известковая вода 0,99 0
Натрий хлористый 10%-й раствор 2,36 0,01
Речная вода 3,93 0,01
Морская вода 4,14 0

 

Глубинное модульное заземление

 

Для грунтов с высоким удельным сопротивлением (скальный грунт, песок, вечномерзлый грунт и пр. ) используют химические заземлители, представляющие собой медную или нержавеющую трубу с отверстиями, в которую засыпается смесь различных солей. Соли, приникая в окружающий грунт, повышают его электропроводность. Кроме того, соль предотвращает промерзание вечномерзлого грунта вокруг электрода. . В этих грунтах обычно затруднено или принципиально невозможно использование классического способа заземления. Такие заземлители требуют периодического обслуживания (соль постепенно вымывается из трубы).

Для особо ответственных применений, систем катодной защиты, рабочих заземлений линий электропередач постоянного тока используются графитовые электроды заземления, которые не подверженны коррозии и имеют очень низкую скорость растворения при электрохимических реакциях.

Расшифровка условных обозначений систем заземления

Первая буква – состояние нейтрали источника относительно земли: 

 

  • Т – заземленная нейтраль;
  • I – изолированная нейтраль.  

 

Вторая буква – состояние открытых проводящих частей относительно земли: 

 

  • Т – открытые проводящие части заземлены независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;
  • N – открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.

 

Последующие буквы после N – совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого защитного проводников:

 

  • S – нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены;
  • С – функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (PEN-проводник).

Основные разновидности систем заземления

 

ЗАЗЕМЛЕНИЕ TT — система, в которой нейтраль источника питания (PEN) глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземлённой нейтрали источника. Необходимо наличие УЗО.

 

ЗАЗЕМЛЕНИЕ TN-C-S — система, в которой функции нулевого защитного (PE) и нулевого рабочего (N) проводников совмещены в одном проводнике (PEN) в начале линии, начиная от источника питания, затем разделяются на PE и N в вводном распределительном устройстве (ВРУ). Рекомендуется при строительстве новых зданий и модернизации систем TN-C.

 

 

ЗАЗЕМЛЕНИЕ TN-C — система, в которой нулевой защитный (PE) и нулевой рабочий (N) проводники совмещены в одном проводнике (PEN) на всём её протяжении от трансформаторной подстанции до конечного потребителя. Не рекомендуется к применению в современных электроустановках.

 

ЗАЗЕМЛЕНИЕ TN-S — система, в которой нулевой защитный (PE) и нулевой рабочий (N) проводники разделены на всём её протяжении от трансформаторной подстанции до конечного потребителя. Наиболее современная и безопасная система заземления. Рекомендуется при строительстве новых зданий.

 


Мы предлагаем заказчикам полный комплекс услуг по разработке и монтажу систем электроснабжения и электроосвещения для торговых, административных, бытовых и промышленных объектов:

  • Проектные работы
  • Поставка и комплектация электротехнического оборудования
  • Монтаж технологического оборудования, распределительных щитов, приборов учета электрической энергии и систем автоматики
  • Электромонтаж внутренних электрических сетей и распределительных устройств
  • Монтаж электроосвещения
  • Системы бесперебойного электроснабжения
  • Системы защиты от повышенного напряжения в сети
  • Устройство систем заземления и молниезащиты

Сделать заявку или получить консультации по вопросам, связанным с разработкой, монтажом, эксплуатацией и техническим обслуживанием Вы можете по телефону: 8 (4932) 30-41-25, по электронной почте [email protected] ru или заполнив форму в разделе Вопрос-ответ.

Звоните, будем рады помочь!

Заземление и зануление электроустановок - Услуги электрика

Заземление предназначено для защиты человека от поражения электричеством в случае неисправности электроустановки. Оно представляет собой соединение корпуса с заземлителем, отводящим напряжение в землю.

Заземлитель состоит из металлической конструкции соединенной с проводниками. Он предназначен для обеспечения безопасного и беспрепятственного соединение электроустановки с землей для отведения тока.

Заземлители бывают естественными или специально сооруженными.
К естественным устройствам относится железобетон или металлические конструкции зданий. Им может стать защитный кожух кабеля, проложенного в земле, водопровод или иные трубопроводы, по которым транспортируют негорючие жидкости или газы. Естественным заземлителем может служить опора ЛЭП и даже железнодорожные рельсы.

Заземлители искусственного вида изготавливают из стального прута или арматуры толщиной не менее 12 мм. Это могут быть и стальные листы толщиной не мене 5 мм. Их вкапывают вертикально в землю квадратом, со стороной не менее 2,5 метров. Листы или прутья соединяются между собой посредством сварки. Для обеспечения более надежного контакта, подобная конструкция соединяется с проводником в двух местах.

Кроме того, заземление делится на защитный, либо рабочий тип. Заземление защитного типа предназначено для обеспечения безопасности рабочих. Оно исключает возможность удара током человека, при выходе из строя изоляции электроустановки. Так заземляют все электрооборудование и станки. Подобным способом защищаются распределительные щитки, трубопроводы или оплетка силового кабеля.

Рабочий тип заземления применяется при необходимости обеспечения дальнейшей эксплуатации оборудования, при неисправностях его электроизоляции. Подобным способом заземляют трансформаторы или генераторы напряжения. Кроме того рабочее заземление соединяют с молниеотводами.

Зануление – это соединение корпуса электроустановки с нулевым проводом. В случае пробоя ее электроизоляции, происходит короткое замыкание на корпус, из-за чего защитное устройство отключает подачу электроэнергии к поврежденному агрегату.

При занулении электроустановки используют рабочий и защитный рабочий проводник одинакового сечения. С помощью рабочего проводника производится подача питания к агрегату, а защитный проводник служит для создания короткого замыкания в случае аварии. Очень часто в качестве защитного проводника используются стальные трубопроводы, по которым проложены электрокабели.

Типы электродов

Часто эти стержни ударяются о камень и фактически разворачиваются сами по себе и всплывают на несколько футов от места установки.

Поскольку длина приводных штанг составляет от 8 до 10 футов, часто требуется лестница, чтобы добраться до вершины штанги, что может стать проблемой для безопасности. Многие падения произошли в результате того, что персонал пытался буквально «вбить» эти стержни в землю, когда они висели на лестнице на высоте многих футов над землей.

Национальный электрический кодекс (NEC) требует, чтобы длина приводных штанг была не менее 8 футов, а длина 8 футов должна находиться в непосредственном контакте с почвой.Обычно перед установкой ведомой штанги в землю копают лопатой на 18 дюймов. Наиболее распространенные стержни, используемые коммерческими и промышленными подрядчиками, имеют длину 10 футов. Эта минимальная длина требуется во многих промышленных спецификациях.

Распространенное заблуждение состоит в том, что медное покрытие на стандартный ведомый стержень было нанесено по электрическим причинам. Хотя медь, безусловно, является проводящим материалом, ее реальное назначение на стержне - обеспечить защиту от коррозии стали под ним.Может возникнуть множество проблем с коррозией, потому что медь не всегда является лучшим выбором для защиты от коррозии. Следует отметить, что оцинкованные ведомые стержни были разработаны для решения проблемы коррозии, которую представляет медь, и во многих случаях являются лучшим выбором для продления срока службы заземляющих стержней и систем заземления. Вообще говоря, оцинкованные стержни - лучший выбор для сред с высоким содержанием соли.

Дополнительным недостатком ведомого стержня с медным покрытием является то, что медь и сталь - два разных металла.При наложении электрического тока происходит электролиз. Кроме того, вбивание стержня в почву может повредить медную оболочку, позволяя коррозионным элементам в почве воздействовать на оголенную сталь и еще больше сокращать срок службы стержня. Окружающая среда, старение, температура и влажность также легко влияют на приводные штанги, что дает им средний срок службы от пяти до 15 лет в хороших почвенных условиях. Ведомые штанги также имеют очень небольшую площадь поверхности, что не всегда способствует хорошему контакту с почвой.Это особенно верно в каменистых почвах, в которых стержень будет касаться только краев окружающей скалы.

Хорошим примером этого является представление забитого стержня, окруженного большими шариками. Фактический контакт между шариками и ведомым стержнем будет очень малым. Из-за этого небольшого контакта поверхности с окружающей почвой сопротивление стержня относительно земли будет увеличиваться, что приведет к снижению проводимости и ограничению его способности справляться с сильноточными замыканиями.

Шокирующая правда о заземляющих проводниках электродов

Выполняли ли вы какие-либо работы по обслуживанию в последнее время и заметили искру при подключении или повторном подключении проводника заземляющего электрода к заземляющему стержню в том, что выглядело как совершенно нормальное электрическое оборудование? Вы когда-нибудь отсоединяли провод заземляющего электрода от водопровода и получали удар током? Вы когда-нибудь замечали искрение или искрение на незакрепленном проводе заземляющего электрода в хозяйственной постройке, который подключен к отдельному заземляющему стержню? Если вы ответили «да» на любой из этих вопросов, скорее всего, причина в токах в проводе заземляющего электрода.

Хотя электрики часто связывают эти явления с «фантомными» токами или каким-то таинственным фазовым дисбалансом, причиной этого обычно является совсем другой источник. Часто проводники заземляющего электрода регулярно пропускают ток. Многие электрики предполагают, что ток в проводе заземляющего электрода может быть только во время неисправности. Это предположение обычно основывается на определениях, представленных в ст. 250 NEC, в частности, толкования и неправильные толкования 250.2.

Требования 250.2 говорят нам, что эффективный путь тока замыкания на землю - это: «Преднамеренно построенный, постоянный, электропроводящий путь с низким импедансом, спроектированный и предназначенный для передачи тока в условиях замыкания на землю от точки замыкания на землю в системе электропроводки. к источнику электропитания, что облегчает работу устройства защиты от сверхтоков или детекторов замыкания на землю в системах с заземлением с высоким сопротивлением ».

Хотя этот раздел Кодекса четко описывает функцию надлежащего соединения, особенно для низковольтных систем, использование слова «земля» в определении иногда создает впечатление, что провод заземляющего электрода является частью пути устранения неисправностей, и что токи носят временный характер, продолжаются только до тех пор, пока устройство защиты от сверхтока не откроет цепь. Исходя из этого предположения и на основании этой неправильной интерпретации, многие электрики предполагают, что в правильно функционирующей электрической системе токи в проводниках заземляющих электродов присутствуют только во время неисправностей - и только в течение очень короткого времени. Хотя дальнейшее изучение 250,4 (А) (5) должно прояснить, что землю не следует рассматривать как эффективный путь тока замыкания на землю, заблуждения сохраняются.

Корпус открытой нейтрали. В правильно функционирующей электрической системе нейтральный проводник несет ток дисбаланса системы.Для однофазной системы дисбаланс - это разница между токами в двух «горячих» ветвях трансформатора. Для 3-фазной системы ток нейтрали - это дисбаланс между всеми тремя горячими фазами. Чтобы прояснить этот момент, давайте рассмотрим пример, начав с обзора однофазной системы на 120/240 В.

Неуравновешенность токов должна вернуться через нейтральный провод обратно к трансформатору. Но если эта нейтраль разомкнута, ток дисбаланса будет искать другие пути, чтобы вернуться к нейтрали трансформатора. На главном сервисе нейтраль и земля подключаются через главную перемычку. Если путь заземления имеет достаточно низкое сопротивление, он может оказаться удовлетворительным обратным путем, и ток дисбаланса пройдет через основную перемычку заземления в заземляющий электрод. Поскольку нейтраль трансформатора заземлена в электросети, и поскольку основная перемычка соединяет нейтраль и заземляющий провод в рабочем состоянии, в соответствии с требованиями NEC, путь заземления обеспечивает полный возврат тока дисбаланса.

Часто первым ключом к поиску открытой нейтрали в вашей системе является измерение разности потенциалов при различных нагрузках в здании. При отсутствии нейтрального проводника (или обратного пути с высоким сопротивлением) ток дисбаланса не может вернуться обратно к источнику. Когда нейтраль разомкнута и обратного пути нет, вся система становится системой серии 240 В. В случае разомкнутой нейтрали, когда путь заземления имеет высокое сопротивление, разомкнутая нейтраль становится очевидной как разность напряжений между фазами. В случае открытой нейтрали с заземлением с низким сопротивлением открытая нейтраль может никогда не быть обнаружена. Токи могут продолжать свой путь в течение многих лет, пока ничего не подозревающий человек не откроет цепь заземления, потенциально подвергая его опасности.

Как правило, во время проекта модернизации службы вы, вероятно, отключите старый провод заземляющего электрода и замените его новым проводом, размер которого соответствует обновленным требованиям и новым требованиям к допустимой нагрузке. Вы также можете отсоединить провод заземляющего электрода во время обычных ремонтных работ или технического обслуживания электрической системы.Именно на этом этапе рабочего процесса вы можете подвергнуться опасному или потенциально смертельному удару ( Рис. 1 на странице C14).

Путь наименьшего сопротивления. Все мы, работающие в электротехнической промышленности, привыкли к фразе «ток проходит по пути наименьшего сопротивления». Но так ли это на самом деле? Некоторые люди приходят к выводу, что при наличии нескольких путей протекания тока ток только протекает по пути наименьшего сопротивления. Однако более точное описание тока, протекающего обратно к источнику, заключается в том, что большая часть тока проходит по пути наименьшего сопротивления, а меньший ток течет по путям с более высоким сопротивлением ( Рис. 2, на странице C16). При наличии нескольких обратных путей к источнику ток будет течь по всем путям, чтобы достичь места назначения, при этом большая часть тока протекает по пути наименьшего сопротивления.

Практически каждая электрическая система имеет несколько заземляющих электродов; заземляющие стержни, водопроводные трубы, строительная сталь и т. д., с проводником заземляющего электрода к каждому. Служба с несколькими проводниками заземляющего электрода, которые имеют более высокое сопротивление на одном из проводов и небольшой или нулевой измеряемый ток в нем, может все еще иметь значительный ток в других проводниках заземляющего электрода. Следовательно, измерение тока в проводе, идущем к заземляющему стержню, и подтверждение его безопасности не означает, что есть безопасный уровень тока в проводе, идущем к водопроводу.

Проблема вашего соседа теперь ваша проблема. Давайте посмотрим на другой пример. На этот раз вы работаете в здании или в доме, и вы уверены, что все в порядке. Смотришь на проводников служебного входа - разрывов не видишь. Все в хорошем состоянии, включая нейтральный провод и все соединения нейтрали. Вы убеждены, что, поскольку не было жалоб на колебания напряжения или какие-либо другие признаки разомкнутой нейтрали, проблемы с нейтралью в этом здании не существует.Вы даже доходите до измерения тока в нейтрали и убеждаете себя, что, поскольку в нейтральном проводе есть ток, не может быть открытой нейтрали. Это избавляет вас от опасений открыть проводники заземляющего электрода. Это безопасное предположение?

Даже если в здании, над которым вы работаете, может быть полностью непрерывная нейтраль, обратная к трансформатору, в соседнем доме или в здании где-то поблизости может быть открытая нейтраль. Если между зданием, в котором вы работаете, и зданием с разомкнутой нейтралью есть какой-то токопроводящий путь, ток может вернуться через этот путь. Металлическая водопроводная труба - хороший пример такого соединения. Ток может проходить «вверх» через заземляющий стержень или водопроводную трубу в здание, над которым вы работаете, из-за открытой нейтрали в соседнем здании. Рисунок 3 на странице C16 иллюстрирует это состояние. Металлическая водопроводная труба, обычная для зданий, имеет такое низкое сопротивление, что в здании с открытой нейтралью может не быть очевидным наличие проблемы. Ток выходит из здания с открытой нейтралью по металлическим трубам и возвращается обратно через проводники заземляющих электродов в вашем здании.Любой заземленный токопроводящий путь между зданиями может служить обратным путем для тока в здании с открытой нейтралью.

Заземленная коаксиальная оплетка в оболочке кабельного телевидения может также служить в качестве пути возврата тока дисбаланса нейтрали из здания с открытой нейтралью ( Рис. 4 ). Системы кабельного телевидения должны быть заземлены при входе в помещения согласно ст. 680 NEC. Поскольку соединительные блоки кабельного телевидения обычно заземляются непосредственно на те же заземляющие электроды, которые использует электрическая служба (или у них есть свой собственный отдельный заземляющий электрод, и этот электрод соединяется с заземляющим электродом электрической системы), это может стать обратным путем.Однако такая ситуация встречается довольно редко, поскольку обратный ток приводит к пережиганию коаксиального кабеля). Тем не менее, он все еще может существовать и создавать опасность.

Текущий идет или уходит? Итак, теперь вы убедились, что в проводнике заземляющего электрода может протекать ток. В следующий раз, когда вы будете на работе, с помощью амперметра измерьте ток в заземляющем электрическом проводе, прежде чем размыкать это соединение. Если вы измеряете ток, как узнать, происходит ли это из-за того, что ток идет «вниз» в землю в этом здании, или ток идет вверх через провод заземляющего электрода в вашем здании и возвращается обратно к источнику через нейтраль?

К сожалению, установка амперметра на проводник только докажет, что в проводнике течет ток. Он не сообщает вам направление этого течения. Вы должны использовать закон Кирхгофа, чтобы определить направление тока. Закон Кирхгофа гласит, что все токи, входящие в соединение, равны токам, выходящим из соединения. Проще говоря, все токи должны уравновешиваться. Давайте рассмотрим пару примеров для пояснения.

Пример № 1. Вы работаете с однофазной сетью на 120/240 В. Вы измеряете 11А в черном проводе на главной сервисной панели. Вы измеряете 5А в красном проводе на главной сервисной панели.В однофазной сети ток нейтрали - это разница между двумя ножками трансформатора, которая в данном случае составляет 6 А. Следовательно, если вы измеряете 6 А в проводе заземляющего электрода и 0 А в нейтральном служебном входном проводе, вы можете быть относительно уверены, что нейтраль разомкнута, и ваше здание сбрасывает ток в альтернативный обратный путь (то есть в заземляющий электрод).

Пример № 2. Вы работаете с однофазной сетью на 120/240 В. Вы измеряете 11А в черном проводе на главной сервисной панели. Вы измеряете 5А в красном проводе на главной сервисной панели. Как и в первом примере, ток нейтрали будет разницей между двумя ножками трансформатора, которая составляет 6А. Однако на этот раз вы измеряете 8А в проводе заземляющего электрода. Как это может быть? Может ли система, над которой вы работаете, сбрасывать в землю больше тока, чем ток дисбаланса системы? Есть ли дополнительный фантомный ток 2А? Когда вы измеряете ток в нейтрали, вы обнаруживаете 14 А.Теперь вы действительно запутались. Применяя закон Кирхгофа к схеме, вы быстро понимаете, что 6А дисбаланса тока от системы, над которой вы работаете, объединяются с 8А, поступающим в эту систему откуда-то еще.

Заключительные мысли. Нейтральный ток вернется к источнику любым возможным способом. Этот обратный путь может проходить через проводник или соединение, которое вам может показаться маловероятным, например провод заземляющего электрода.

Поскольку электрические сети в некоторых районах страны устарели - и вероятность наличия открытой нейтрали более вероятна, а также в районах с высокой плотностью населения, где может существовать хотя бы одна открытая нейтраль, - токи нейтрали ищут пути возврата через то, что можно рассматривать нетрадиционные средства становятся более вероятными. В любом и во всех случаях опасность поражения электрическим током может существовать со всеми электрическими проводниками, включая проводники заземляющих электродов.

Осолинец - частный инженер-консультант из Уоррена, штат Нью-Джерси. Он имеет лицензию профессионального инженера и электрического подрядчика в штате Нью-Джерси.

На что следует обратить внимание

  • Никогда не предполагайте, что провод заземляющего электрода «мертв», иначе это может быть так.

  • Отсутствие тока в одном из проводов заземляющего электрода не означает, что где-то в системе отсутствует ток заземляющего электрода.Обработайте все точки подключения заземляющих электродов индивидуально.

  • Всегда предполагайте, что провод заземляющего электрода «горячий», и обращайтесь с ним как с таковым, пока не будет доказано обратное.

  • Даже если система, над которой вы работаете, может функционировать правильно и иметь хорошую нейтраль, опасное состояние все же может существовать, если в соседнем здании есть открытая нейтраль.

  • Даже если главный выключатель в здании, в котором вы работаете, разомкнут, до тех пор, пока нейтраль обеспечивает путь для этого несбалансированного тока, ток может течь вверх через заземляющие электроды и обратно через нейтраль.

  • Ток может поступать в систему, над которой вы работаете, из локальной неисправной системы.

  • Нейтраль в здании, над которым вы работаете, рассчитана на собственную службу, а не на дополнительный ток от другой службы. Если в соседнем здании есть обрыв или неисправная нейтраль, это может повлиять на систему, над которой вы работаете.

Различные типы конструкций заземления - Подробнее

Внешняя система заземления здания относится только к методу внешнего заземления здания.Обычно используется вместе с одноточечной системой заземления.

Система заземления Halo (HGS) - это философия заземления, согласно которой все неэлектрические металлические компоненты должны иметь короткие отрезки заземляющих проводов от металлических предметов, не создающих скачков напряжения, до системы заземления Halo (HGS) в целях безопасности персонала. Система заземления Halo (HGS) иногда называется системой внутреннего заземляющего кольца. Система Halo Ground (HGS) когда-то широко использовалась в залах радиооборудования.

Система заземления Halo (HGS) обычно состоит из неизолированного одножильного или многожильного провода сечением минимум 2 AWG, проложенного по внутреннему периметру стен здания или помещения. Система заземления Halo (HGS) обычно подключается в каждом углу здания или комнаты к внешней системе заземляющих электродов через отдельный провод заземляющего электрода.

Система громоотвода (LRS) - это метод размещения металлического стержня выше здания, чтобы притягивать к нему молнию и направлять ее на землю.Эта система используется вместе с системой заземления внешнего здания.

Многоточечная наземная система (MPGS) иногда называют интегрированной наземной системой (IGS). Многоточечная система заземления (MPGS) - это философия заземления, согласно которой все основные компоненты системы защиты здания должны быть спроектированы и подключены к как можно большему количеству компонентов заземления. Эти компоненты состоят из проводов заземляющих электродов, заземляющих проводов, заземленных проводов и случайных соединений.Эти заземляющие проводники и случайные соединения предназначены для создания нескольких путей сопротивления / импеданса. Это позволяет любому уровню напряжения, который будет создаваться как ток, течет или возвращается к своему источнику по этим множественным путям. Это должно снизить опасность для персонала и защитить оборудование.

Заземляющие проводники и их заземленные компоненты не требуют изоляции от случайного контакта с другими заземляющими проводниками или заземленными компонентами. Чем больше количество случайных точек соприкосновения между различными заземляющими проводниками и компонентами в многоточечной системе заземления (MPGS), тем лучше, потому что таким образом создаются контуры заземления.

Система одноточечного заземления Система одноточечного заземления (SPGS) - это философия заземления, которая требует, чтобы все основные компоненты системы защиты здания были спроектированы и подключены к единой контрольной точке заземления. Эти компоненты состоят из заземляющих электродов, проводов заземляющих электродов, заземленных проводов и заземляющих проводов. Эти проводники предназначены для создания пути наименьшего сопротивления / импеданса. Это позволяет любому напряжению, создаваемому как ток, течь или возвращаться к своему источнику по надлежащему обозначенному пути.

Реализация философии единой точки заземления (SPGS) проста, но очень сложна. Обозначенные заземляющие проводники методично подключаются по всей системе защиты здания в пределах обозначенных зон к единой контрольной точке заземления, главной шине заземления (MGB).

Заземляющие проводники и их заземленные компоненты должны быть изолированы от любого непреднамеренного контакта с другими заземляющими проводниками и заземленными компонентами, за исключением единственной контрольной точки заземления, главной шины заземления (MGB).Любые непреднамеренные точки соприкосновения между различными заземляющими проводниками и компонентами создают контуры заземления в системе одноточечного заземления (SPGS) и являются нарушением системы одноточечного заземления (SPGS).

Система одноточечного заземления (SPGS) идентифицирует каждый проводник на шине заземления по типу проводника или типу работы, для которой он предназначен. Система называется системой PANI . Шина разделена на секции, и только один тип проводов размещается в этой секции шины заземления.Ниже приведены некоторые описания проводников. Затем каждый проводник будет помещен в соответствующую часть заземляющей шины слева направо. Примеры: все P, , все A, , все N, , а затем все I.

Рамки для радиосвязи
Шина заземления на входе телефонного кабеля (CEGB)
Экраны на входе телефонного кабеля
Корпус трансформатора внутри здания

Вход питания переменного тока с заземленной нейтралью (MGN)
Система заземления здания (BEGS)
Строительные конструкции Сталь (BSS)
Изолированное заземление оборудования переменного тока (ACEG)
Металлическая система кабелепровода
Обсадная труба

Внутриофисная кабельная экранирующая планка (IOCSB)
Внутриофисные кабельные экраны
Главная распределительная рама (MDF)
(-) Ссылка в постоянном токе Электростанция с отрицательным заземлением
(+) Опорный сигнал в электростанции постоянного тока с положительным заземлением
Шкафы для хранения
Передаточные рамы
Рабочие столы

(I) - Изолированное заземление (IGP) Заземление оборудования

Изолированное наземное оборудование переменного тока Заземление (ACEG)
Изолированные кабельные трассы заземления
Изолированная шина заземления рамы (IGP-FRB)
Изолированный журнал заземления Возвратная шина ic (IGP-LRB)
Изолированная заземляющая пластина с металлическими кабелепроводами
Изолированная заземляющая шина (IGPB) должна иметь четкую трафаретную маркировку и быть изолированной от ее опоры в изолированной заземляющей пластине (IGP)

Эта изолированная заземляющая шина (IGPB) становится «окном» к фактической основной планке заземления (MGB). Изолированная заземляющая шина (IGPB) ДОЛЖНА иметь правильно проложенный, соединенный заземляющий провод и размер, подключенный непосредственно к главной заземляющей шине (MGB).

Зоны изолированной поверхности земли (IGP) должны быть четко и постоянно обозначены на полу или другим легко узнаваемым способом. Подойдет краска или лента отличительного цвета, например, оранжевого.

Назначение изолированной заземляющей плоскости (IGP) - изолировать все чувствительное к напряжению оборудование внутри изолированной заземляющей плоскости (IGP) от любого события напряжения, происходящего за пределами изолированной заземляющей плоскости (IGP).Это предотвратит любое событие за пределами изолированной заземляющей плоскости (IGP), которое не приведет к отключению в любой форме обслуживания чувствительного к напряжению оборудования внутри изолированной заземляющей плоскости (IGP).

В большинстве зданий используется изолированный слой заземления (IGP) для изоляции чувствительного к напряжению оборудования, такого как цифровой коммутатор, от остального оборудования в здании.

Ufer Ground System - это философия заземления, используемая Национальными электротехническими правилами (NEC) для системы заземляющих электродов.Все заземляющие электроды, окружающие обслуживаемое здание или сооружение, должны быть соединены вместе для образования системы заземляющих электродов.

Провод заземляющего электрода можно подключить к любому подходящему заземляющему электроду, имеющемуся в системе заземляющих электродов. Основной провод заземляющего электрода должен быть рассчитан на самый большой проводник заземляющего электрода среди всех имеющихся заземляющих электродов.

Этот провод заземляющего электрода может быть соединен с помощью необратимых соединителей компрессионного типа, указанных для этой цели, или с помощью экзотермического процесса сварки.

го 95 правило 59.4

го 95 правило 59.4

Общий заказ 95

Подробные требования к строительству линий подачи
(цепи классов H, L и T)

59,4 Заземление

A. Материал и размер

(1) Заземляющие проводники: Заземляющие провода общей нейтрали. система должна соответствовать каждому из следующих требований:

a) Заземляющий провод от каждого заземляющего стержня до основания столба не должно быть ниже 1 фута ниже поверхности земли.

б) Заземляющий провод от каждого заземляющего стержня до основания столба не должен иметь меньшую токоподъемность и механическую прочность, чем заземляющий провод. от основания полюса до общего нулевого проводника.

c) ​​ Заземляющий провод от заземляющего стержня к общему нейтральному проводу должны быть непрерывными, если только подходящие электрические компрессионные соединения не использовал.

d) Заземляющий провод должен иметь минимальную допустимую нагрузку, эквивалентную № 4 AWG медь.

Примечание: от сентября 11 декабря 1974 г. Постановлением № 83420; 6 ноября 1992 г., редакция SU15.

(2) заземляющие стержни (заземляющие электроды): заземляющие стержни на общей нейтрали системы должны соответствовать каждому из следующих требований:

a) Заземляющие стержни должны представлять собой цельные коррозионно-стойкие металлические стержни или трубы. (или эквивалент по физическим и электрическим свойствам).

b) Стержни заземления должны быть не менее 5/8 дюйма в диаметре на 8 футов в диаметре. длина.

c) ​​ Стержни заземления должны вбиваться в землю так, чтобы один конец заземления стержень находится на глубине не менее 8 футов от поверхности земли.

d) Пластины или обертки Polebutt не должны использоваться вместо вышеупомянутые заземляющие стержни, трубы или электроды в дополнение к ним.

e) На ответвлениях, отходящих от сети, где металлические пути возврата недоступны, приводной заземляющий стержень (и), труба (и) или эквивалент должен находиться на расстоянии не менее 24 дюймов от поверхности опоры. Это 24 дюйма зазор не распространяется на заземляющий провод между заземляющими стержнями.

f) Если установлены два или более таких стержня, они должны быть расположены в не менее 6 футов центров.

Примечание: Пересмотрено постановлением № 70489 от 29 марта 1966 г .; август 9 декабря 1966 г. Постановлением № 71094; Решением № 83420 от 11 сентября 1974 г . ; 6 ноября 1992 г. Постановлением SU15.

Б.Нейтральные проводники

(1) Расположение: Сеть с общей нейтралью должна быть заземлена. с интервалами не более 1000 футов. О расширении ответвлений от сети, где пути обратного контура недоступны, общая нейтраль проводник должен быть заземлен с интервалом не более 500 футов. Для каждого трансформатора, установленного в ответвленной цепи без возврата контура, трансформатор должен быть расположен так, чтобы было одно или несколько заземлений, комбинированного сопротивления не более 3.5 Ом.

Примечание: Пересмотрено 29 марта 1966 г. 70489; 9 августа 1966 г. Постановлением № 71094; Постановлением от 6 ноября 1992 г. SU15.

(2) Сопротивление: Если используется общая нейтраль, сопротивление непрерывной металлической нейтральной сетки к земле в любой точке не должны превышает 3.5 Ом в любое время.

ИСКЛЮЧЕНИЕ: Если после определенных усилий не обнаружено возможно, чтобы удовлетворить вышеуказанное требование, следующее альтернативное требование примем:

Сопротивление между любой точкой сплошной металлической нейтральной сетки и заземление на подстанции обычно не должно превышать 1 ом. Однако, если сопротивление превышает 1 Ом, оно должно быть ниже заземление любого отдельного заземления в сети, но ни в коем случае не должно оно должно быть больше 2 Ом.

(3) Измерение сопротивления: Измерение сопротивления любым подходящим метод признан.

Примечание: По требованиям правила 59.4B2, когда сопротивление превышает 1 Ом, но должно быть меньше 2 Ом, подходящие соединения заземляющих стержней и наглядные расчеты, вместо измерения сопротивления нейтрального проводника.

C. Трансформаторы

Заземляющие провода трансформаторов в системах с общей нейтралью должны соответствовать в соответствии с требованиями Правила 59.4A1 .

В системах с общей нейтралью с трансформаторами, установленными в ответвленной цепи без общего возврата нейтрального контура каждый трансформатор должен быть расположен так что будет одно или несколько оснований для комбинированного сопротивления, не превышающего чем 3.5 Ом.

Трансформаторная установка, расположенная на участке сети общей нейтрали. система не требует независимого заземления при наличии заземления, имеющий сопротивление не более 3,5 Ом к общему нейтральному проводнику либо на полюсе трансформатора, либо на соседнем полюсе.

Примечание: с изменениями 29 марта 1966 г.70489; 9 августа 1966 г. Постановлением № 71094; 6 ноября 1992 г. Постановлением SU15.

Заземляющее кольцо против заземляющего электрода, какой из них использовать?

Правильная установка расходомерной трубки имеет решающее значение для правильного удельного веса магнитных расходомеров. В случае металлических технологических трубопроводов правильно установленная расходомерная трубка означает, что не требуются дополнительные заземляющие кольца или электроды. Для неметаллических труб или футеровок требуется метод заземления на раствор, и особое внимание следует уделять заземляющему кольцу или соединениям и размещению электродов.Ниже приведены некоторые советы по правильному подключению SG к датчику магнитного потока.

Соединение SG с металлической технологической трубой
Расходомерные трубки фланцевого типа: Наиболее распространенный метод передачи соединения SG от самого процесса на корпус / кожух магнитной расходомерной трубки - через фланцевую металлическую технологическую трубу без футеровки, прикрепленную болтами к фланцевому магнитному расходомерная трубка (рисунок 1).

Когда металлические фланцы на каждой стороне магнитной расходомерной трубки прикручены болтами к металлическим фланцам магнитной расходомерной трубки, выполняется соединение SG.Он проходит на корпус / корпус магнитной расходомерной трубки и, в конечном итоге, на датчик магнитного потока. В этом сценарии монтажа «металл-металл» не требуются ни заземляющие кольца, ни заземляющие электроды.

Расходомерные трубки бесфланцевого типа: расходомерные трубки бесфланцевого типа не имеют собственных фланцев. Следовательно, когда магнитная расходомерная трубка пластинчатого типа устанавливается между металлическими технологическими трубопроводами без футеровки с фланцами, надлежащий метод подачи SG на расходомерную трубку заключается в присоединении поставляемых проводов SG, которые поставляются с расходомерной трубкой. Обязательно подключите эти провода к металлическим фланцам технологической трубы с каждой стороны вафельной расходомерной трубки (Рисунок 2).

В этом сценарии установки заземляющие кольца не требуются. Обратите внимание на то, что заземляющие электроды недоступны на пластинчатых магнитных расходомерах; должны использоваться прилагаемые провода.

Соединения SG с технологической трубой из неметалла / пластика / ПВХ / футеровки
Расходомерные трубки фланцевого типа: при установке расходомерных трубок фланцевого типа между неметаллическими, пластиковыми, ПВХ или футерованными технологическими трубопроводами, SG должен проходить к корпусу расходомерных трубок / через какой-либо путь, кроме болтов фланца технологического трубопровода.В таких сценариях установки требуются либо заземляющие кольца, либо заземляющие электроды (рисунок 6).

Выбор компонентов, используемых для электрического заземления

Общая эффективность любой системы заземления будет определяться отдельными компонентами, которые используются для построения системы, и способом подключения компонентов . . Целью этой статьи будет обзор выбора этих компонентов и методов, с помощью которых они должны быть связаны между собой.

Следует проявлять особую осторожность при выборе всех следующих компонентов заземления:

  • Заземляющие провода
  • Электроды заземления
  • Разъемы

Компоненты заземления

Заземляющие проводники

NEC содержит требования как к заземляющим проводам оборудования (EGC), так и к проводам заземляющего электрода (GEC).

Напомним, что EGC используется для соединения нетоковедущих металлических частей оборудования, кожухов, кабельных каналов и т. Д., к заземленному проводу системы и / или проводнику заземляющего электрода на службе или источнике отдельно производной системы. GEC, с другой стороны, используется для подключения заземляющего электрода к EGC и / или заземленному проводнику в службе или источнике отдельно производной системы.

Проводники заземления оборудования

Материалы:

Раздел 250-91 (b) перечисляет 11 компонентов, которым разрешено использовать в качестве заземляющего провода оборудования как для ответвлений, так и для фидеров.Допустимые элементы - медный или другой устойчивый к коррозии провод.

EGC могут быть как сплошными, так и многожильными; изолированные, закрытые или голые; и в виде провода или шины любой формы, жесткого металлического кабелепровода, промежуточного металлического кабелепровода, электрических металлических трубок, гибких металлических трубопроводов, в которых кабелепровод и фитинги указаны для заземления, брони кабеля переменного тока типа, медной оболочки Кабель с минеральной изоляцией и металлической оболочкой, металлическая оболочка или комбинированная металлическая оболочка и заземляющие проводники кабеля типа MC, кабельные лотки, как разрешено в Разделах 318-3 (c) и 318-7 NEC, каркас кабельной шины, как разрешено в Раздел 365-2 (a) NEC, другие электрически сплошные металлические кабельные каналы, перечисленные для заземления.

Установка:

Независимо от того, какой тип EGC выбран, в Разделе 300-3 (b) NEC требует, чтобы все проводники цепи, включая EGC, находились в одной и той же кабелепроводе, кабельном лотке, желобе, кабеле или шнуре. .

Целью этого требования является обеспечение того, чтобы полное сопротивление EGC оставалось на минимально возможном значении. Когда проводники цепи проложены параллельно, как это разрешено разделом 310-4 NEC, заземляющие проводники оборудования также должны быть проложены параллельно.В этих параллельных установках EGC должен быть полноразмерным проводником в зависимости от номинального тока устройства защиты от сверхтоков, защищающего проводники цепи.

В Разделе 250-92 (c) NEC также требует, чтобы EGC был установлен со всеми применимыми положениями Кодекса для выбранного типа EGC. Другими словами, если жесткий металлический кабелепровод (RMC) используется в качестве EGC, как разрешено в Разделе 250-91 (b) (2), RMC должен быть установлен таким образом, который соответствует всем требованиям для RMC, содержащимся в Статье 346 NEC.

Установщики электрических систем должны понимать, что при установке системы кабельных каналов, такой как RMC, и ее использования в качестве EGC, каждая длина кабелепровода является частью общей системы заземления оборудования. По этой причине любые заделки в коробках или муфтах должны быть затянуты гаечным ключом, чтобы обеспечить путь заземления с низким импедансом.

Размер:

Когда заземляющий провод оборудования является отдельным проводом, как разрешено 250-91 (b) (1), размер EGC определяется номиналом или настройкой устройства защиты от перегрузки по току (предохранитель или автоматический выключатель). перед оборудованием, трубопроводом и т. д.

Таблица 250-95 NEC содержит минимальные размеры для алюминиевых, покрытых медью алюминиевых и медных заземляющих проводов оборудования. В таблице указаны размеры для цепей от 15 до 6000 ампер. Значения, перечисленные в таблице, основаны на максимальной длине проводника цепи 100 футов.

Для проводов длиной более 100 футов может потребоваться корректировка размера EGC. Раздел 250-95 требует, чтобы там, где размер незаземленных проводов цепи был увеличен с учетом падения напряжения, заземляющие проводники оборудования цепи также должны быть отрегулированы пропорционально.

Проводники заземляющих электродов

Материалы:

Допускается выполнение заземляющего электрода из меди, алюминия или алюминия с медным покрытием. Алюминий с медным покрытием состоит минимум из 10% меди, которая металлургически связана с алюминиевым сердечником.

GEC может быть одножильным или многопроволочным, и он может быть изолированным, закрытым или неизолированным. Твердые проводники обеспечивают меньшую площадь поверхности для коррозии и впоследствии используются при установке в коррозионных местах.Однако с многожильными проводниками в целом легче работать, поэтому они используются чаще.

Для многожильных проводников заданного размера, чем больше количество жил, тем меньше каждая жилка и тем больше гибкость проводника. Медь, безусловно, является наиболее распространенным выбором для заземляющих проводников электродов, но алюминий с медным покрытием может использоваться для снижения вероятности повторной кражи медного GEC.

Основным недостатком использования алюминия является ограничение установки во влажных или влажных местах.См. Положения по установке ниже.

Установка:

Как правило, проводники заземляющих электродов необходимо монтировать на одной непрерывной длине, без стыков и стыков. Однако, как отмечалось выше, GEC может быть соединен с помощью необратимых соединителей компрессионного типа, перечисленных для использования, или с помощью процесса экзотермической сварки (CADWELD).

Также, как отмечалось выше, GEC может быть установлен непосредственно на конструкции здания, если он имеет размер 6 AWG или больше, и не подвергается физическим повреждениям.Если GEC будет подвергаться физическому повреждению, его следует установить в кабельном канале или кабельной броне для защиты.

Раздел 250-92 (а) запрещает использование алюминиевых или покрытых медью алюминиевых заземляющих электродных проводников, когда они установлены в непосредственном контакте с кладкой, землей или там, где они подвержены коррозионным условиям.

Еще одним важным ограничением для алюминиевых или покрытых медью алюминиевых GEC является запрет на их использование на открытом воздухе в пределах 18 дюймов от земли.Это требование фактически исключает использование алюминия или алюминия с медным покрытием для подключения к «заводским» электродам, установленным на открытом воздухе.

Размер:

Размер проводника заземляющего электрода зависит от размера самого большого проводника служебного входа, который питает здание или сооружение. Когда сервисные провода устанавливаются параллельно, размер GEC основан на размере эквивалентной площади одного проводника.

Например, если 3-фазная, 4-проводная сеть состоит из двух параллельных проводников по 500 тыс. Куб. Мил на фазу, размер GEC будет основан на эквивалентной площади одной фазы, 1000 тыс. Куб. Миль (500 тыс. Куб. 2 проводника).В таблице 250-94 NEC указаны минимальные размеры проводов заземляющих электродов из алюминия, алюминия с медным покрытием и меди.

В таблице указаны размеры для цепей из меди № 2 AWG и алюминия № 1/0 AWG до 1100 тыс. Куб. М меди и 1750 тыс. Куб. См алюминия или алюминия, плакированного медью. Проектировщики и установщики электрических систем должны учитывать, что независимо от размера обслуживания, от GEC никогда не требуется, чтобы он был больше, чем медный провод сечением 3/0 AWG или алюминиевый провод с медным покрытием или алюминиевый провод сечением 250 тыс. См.

Причина этого ограничения заключается в том, что заземляющий электрод не может рассеивать в землю больше тока, чем может нести эти проводники. Таким образом, даже если размер проводника будет увеличен, эффективность системы заземляющих электродов не улучшится.

Могут быть особые применения, в которых проектный персонал имеет слишком большой размер проводника заземляющего электрода из-за размера помещения или характера оборудования, которое может использоваться на объекте.Для крупных объектов, где используется наружное оборудование и открытые проводники, необходимо учитывать доступный ток короткого замыкания и максимальное время отключения. IEEE Std 80 дает руководство по выбору размера и материала проводника.

Электрод заземления

Доступно много различных типов заземляющих электродов, некоторые из которых являются «натуральными», а некоторые «изготовленными». К естественным типам относятся металлические подземные водопроводные трубы, металлический каркас здания (если он эффективно заземлен), медная проволока или арматурный стержень в бетонных фундаментах или подземных сооружениях.

«Сделанные» электроды устанавливаются специально для улучшения заземления системы. Изготовленные электроды включают стержни или трубы, вбитые в землю, металлические пластины, закопанные в землю, или кольцо из медной проволоки, окружающее конструкцию. Обратите внимание, что подземный газопровод не разрешается использовать в качестве заземляющего электрода. Точно так же алюминиевые электроды запрещены NEC.

Могут применяться и другие правила для указанных выше электродов. На момент написания этой статьи действовали следующие:

Правило № 1

Все электроды водопровода должны контактировать с землей на расстоянии не менее 10 футов и должны быть дополнены дополнительным электродом, как указано выше. (Если водопроводная труба будет отсоединена или если позже будет установлена ​​часть пластиковой трубы, дополнительный электрод все равно будет действовать.)

Правило № 2

Медный провод в бетонном фундаменте или нижнем колонтитуле должен быть # 4 AWG или больше и должен иметь длину не менее 20 футов, если он будет использоваться в качестве заземляющего электрода. Если используются арматурные стержни, они должны быть 1/2 дюйма (# 4) или больше, голые или с покрытием из электропроводящего материала и длиной не менее 20 футов. Фундамент должен непосредственно контактировать с землей.

Электроды этого типа обычно называют «уфер-заземлением». (Пластиковый лист нельзя использовать для отделения бетона от земли.) На рисунке 1 показан медный провод №4 AWG или большего размера, вставленный в бетонный фундамент. На рис. 2 показан арматурный стержень №4 (1/2 дюйма) или больше, заложенный в бетонный фундамент. Соединения CADWELD используются для создания постоянных соединений с медным проводом или арматурой.

Правило № 3

Кольцо заземления из медного провода, окружающее здание или сооружение, должно быть # 2 AWG или больше, не менее 20 футов (6 м) в длину и находиться под землей не менее чем на 2 1/2 фута (.76 м) в земле.

Правило № 4

Стержневые или трубчатые электроды должны быть не менее 8 футов в длину и не менее 8 футов в контакте с землей, устанавливаться вертикально, за исключением тех мест, где встречаются камни, в этом случае они могут быть установлены под углом 45 o или закопаны в земле. траншея 2 1/2 фута глубиной. Верхний конец штанги или трубы должен быть заподлицо или ниже уровня земли, если только верхний конец и соединитель не защищены от повреждений.

Трубные электроды должны иметь торговый размер 3/4 дюйма или больше, а их внешняя поверхность должна быть оцинкована или иметь другое металлическое покрытие для защиты от коррозии.Стержневые электроды должны быть диаметром 5/8 дюйма из железа или стали. Стержни из нержавеющей стали менее 5/8 дюйма и стержни из цветных металлов, включая стальные стержни, плакированные медью, должны быть указаны в списке и диаметром не менее 1/2 дюйма.

Правило № 5

Пластинчатые электроды должны быть не менее 1 квадратного фута (0,093 квадратного метра) и толщиной 1/4 дюйма (6,3 мм), если они стальные, или 0,06 дюйма (1,5 мм), если они цветные. Обратите внимание, что толщина пластины, требуемая NEC, отличается от толщины, необходимой для защиты от молнии. Глубина залегания кодом не указывается.Если он используется, мы рекомендуем, чтобы для достижения наилучших характеристик он был установлен на краю и так, чтобы верх был как минимум на 18 дюймов (460 мм) ниже уровня земли. Пластинчатые электроды, однако, не так эффективны, как большинство других типов электродов, и обычно используются только в особых условиях, когда нельзя использовать электроды других типов.

Рекомендуемая практика заключается в установке электродов и соединительных проводов на 18 дюймов (460 мм) за водосточной линией крыши. Это обеспечивает дополнительную влажность для снижения сопротивления.

Электроды, используемые для заземления систем молниезащиты, не должны быть такими же, как и электроды заземления электрической системы, но электроды обеих систем должны быть соединены вместе. Все заземляющие электроды должны быть соединены не только в соответствии с требованиями NEC, но и для безопасности всех, кто может соприкасаться с электрической системой.

Отдельные и изолированные системы заземления опасны и недопустимы! Хотя для многих электронных систем когда-то были предусмотрены отдельные и изолированные наземные системы, было показано, что такая практика искажает данные, повреждает оборудование и, кроме того, может быть чрезвычайно опасной.

Стержни заземления

Заземляющие стержни обычно выпускаются из стали с медным покрытием или из оцинкованной стали. Также используются твердая нержавеющая сталь, твердая медь и иногда гладкая сталь. Также доступны стержни с приваренным на заводе пигтейлом (рис. 3). Хотя стальные стержни с медной связкой имеют немного меньшее электрическое сопротивление, чем оцинкованные или простые стальные стержни, их выбирают не из-за их более низкого электрического сопротивления, а из-за их устойчивости к коррозии.

Медь - более благородный металл, чем сталь, и поэтому в большинстве почв противостоит коррозии намного лучше, чем сталь или даже оцинкованная сталь.(Рис. 3)

Однако, когда медь электрически соединяется со сталью в присутствии электролита, сталь подвергается коррозии, чтобы защитить медь. Поскольку соотношение стали и меди в системе заземления обычно велико, степень коррозии стали обычно настолько мала, что ею можно пренебречь.

Однако в случаях, когда отношение стали к меди невелико, необходимо учитывать аспект коррозии, например, как в опоре, имеющей как заземляющий стержень, так и анкерную растяжку.Они могут быть электрически связаны. Если анкер оттяжек является стальным, а электрод представляет собой стержень с медной связкой, следует использовать изолятор в растяжке, чтобы разорвать электрическое соединение. В противном случае может возникнуть гальваническая коррозия анкера оттяжки.

Если удельное сопротивление грунта очень высокое, вокруг заземляющего стержня используется засыпной материал, чтобы снизить сопротивление системы. При выборе используемого материала необходимо соблюдать осторожность. Он должен быть из материала, совместимого с заземляющим стержнем, проводником и материалом соединения.

Рис: 4

Часто один заземляющий стержень не обеспечивает сопротивления заземления, требуемого для конкретной установки. NEC требует, чтобы сопротивление заземления с одним стержневым, трубным или пластинчатым электродом составляло 25 Ом или меньше. Если оно превышает 25 Ом, требуется второй электрод, подключенный к первому электроду и разделенный на 6 футов или более. Сопротивление двух электродов не должно соответствовать требованиям к максимальному сопротивлению 25 Ом.

Чаще всего максимальное сопротивление указывается в спецификациях работы.Это может быть 5 Ом, а иногда даже 1 Ом. В зависимости от удельного сопротивления земли на площадке получение низкого сопротивления может быть затруднено.

Есть несколько способов снизить сопротивление заземления системы:

Используйте несколько стержней

Если поверхностный слой почвы (верхние 8-10 футов) не имеет относительно низкого сопротивления, использование нескольких стержней может быть неэффективным. Несколько стержней следует разделять на расстоянии 8–10 футов для максимальной эффективности и экономии, требующих большей площади, которая может быть недоступна.

Используйте стержни с глубоким приводом

Многие участки с высоким сопротивлением имеют почву с высоким удельным сопротивлением на верхних уровнях (например, каменистую поверхность), но с более низким удельным сопротивлением на более низких уровнях. Стержни с глубоким забиванием достигают этого слоя с низким удельным сопротивлением.

Иногда необходимо проехать от 100 до 150 футов, чтобы достичь этого слоя с низким удельным сопротивлением. Поскольку неразрезной стержень не может быть установлен, необходимо тщательно изучить метод соединения секций стержня. Доступные методы: резьбовые муфты, компрессионные (безрезьбовые) и сварные.

Рис: 5

Хотя сварные соединения более дорогие, они гарантируют, что муфты не станут элементом с высоким сопротивлением на пути тока в течение срока службы системы. Одно слабое соединение сделает бесполезными все нижние секции штанги.

Также доступно соединение, представляющее собой комбинацию винтовой и сварной муфты. После установки винтовой муфты выполняются два соединения CADWELD для приваривания муфты как к верхнему, так и к нижнему стержню.(Рис.6)

Рис: 6

Испытания показали, что при использовании стержней с глубоким приводом для достижения грунтов с низким сопротивлением расстояние между стержнями не должно превышать 10 футов для максимальной эффективности. Вероятно, это связано с тем, что только нижние 10 футов стержня находятся в почве с более низким сопротивлением.

Используйте материал для улучшения грунта

Доступны несколько материалов для снижения сопротивления установленного стержневого электрода. Они размещаются вокруг стержня, установленного в прорезанном отверстии.Хотя их удельное сопротивление выше, чем у металлического стержня, их удельное сопротивление ниже, чем у окружающей почвы. Это, по сути, увеличивает диаметр стержня.

Ниже приведены некоторые из материалов, обычно используемых в качестве материалов для улучшения грунта, а также их удельное сопротивление;

  • бетон: от 3000 до 9000 Ом-см (30-90 Ом-м)
  • бентонит (глина): 250 Ом-см. (2,5 Ом-м) (сжимается и теряет контакт как со стержнем, так и с землей при высыхании)
  • GEM ™: 12 Ом-см (0.12 Ом-м) или меньше. (Постоянный, схватывается как бетон, не усаживается и не проникает в почву)

Используйте заземляющий электрод химического типа

Доступны несколько производителей химических типов заземляющих электродов. По сути, они представляют собой медную трубу с отверстиями в ней. Труба заполнена солью, например сульфатом магния. Соль медленно вымывается из отверстий трубы, проникая в почву. Соли необходимо периодически заменять, чтобы электрод оставался эффективным.Кроме того, Агентство по охране окружающей среды (EPA) может возражать против добавления солей в почву.

Используйте соль вокруг стержня

Добавление соли в траншею вокруг заземляющего стержня - недорогой метод добавления соли в почву. Соли необходимо периодически обновлять. EPA также может возражать против этого метода. Некоторые соли могут вызвать коррозию заземляющих проводов. Такой подход к снижению сопротивления заземления не рекомендуется.

Подключения

Соединения с заземляющим стержнем могут иметь такое же значение, как и сам стержень.(Разъемы обсуждаются далее в следующем разделе.) Часто большой проводник подключается к одному или двум заземляющим стержням. Во многих случаях это несоответствие, поскольку стержень не может пропускать такой же ток, как проводник.

В таблице -1 приведены эквивалентные сечения медных проводников для стержней различных размеров на основе формул плавления.

Стол: 1

Также необходимо учитывать ток, протекающий в стержнях. Если ток нагревает окружающую почву до 100 ° C или выше, влага испаряется и удельное сопротивление почвы увеличивается. Максимальный ток короткого замыкания за одну секунду для заземляющего стержня 5/8 ”x10’ в 100 Ом-метровом грунте составляет 27 ампер, чтобы ограничить температуру до 60 o C. (Ref IEEE Std 80-1986)

В областях, где количество доступной земли ограничено, а удельное сопротивление почвы высокое, использование нескольких стержней с соединительными проводниками снизит сопротивление системы. Когда этого недостаточно, следует рассмотреть возможность использования GEM вокруг стержней или проводов, или обоих. (Рис.4)

Разъемы

Для большинства коннекторов есть выбор "хорошо - лучше - лучше".Этот выбор зависит от требуемого срока службы, ожидаемой коррозии, ожидаемого уровня тока (молнии и повреждения) и общей стоимости установки. Заземляющие соединения несут небольшой ток или не пропускают его, пока не произойдет сбой. Тогда токи могут быть очень высокими, и вероятность обнаружения поврежденного разъема мала, поскольку многие из них скрыты.

Результат - деградация или отказ системы. Для разъемов, спрятанных за стенами или в земле, невозможно определить, не испортилось ли что-нибудь.Отказ хотя бы одной точки подключения в сети заземления может быть опасным, но оставаться незамеченным в течение многих лет.

Соединители

перечислены в Таблице 2 с указанием относительной стоимости, времени установки, применимых тестов и кодов, а также рекомендаций, в которых, по мнению автора, их не следует использовать. Окончательное решение остается за дизайнером!

Стол: 2

Рис: 7

У вас проблемы с заземлением? Поделись с нами.

Артикул: erico

Читать дальше:

Ресурсы заземления

Что такое сопротивление заземления?

Сопротивление заземления - это измерение проводящего соединения между системой заземления и землей.

После того, как вы установили систему заземления, Baseline требует, чтобы вы измерили сопротивление земли, чтобы доказать, что каждая точка заземления соответствует спецификациям Baseline. Желательны значения сопротивления от 5 до 10 Ом и не более 25 Ом. Вы должны измерять систему не реже одного раза в год, чтобы показания сопротивления оставались постоянными.

На сопротивление заземления влияют следующие факторы:

  • Тип заземляющего электрода
  • Контакт с почвой
  • Удельное сопротивление грунта
  • Контактное сопротивление
  • Проводник / соединение

Удельное сопротивление почвы

Удельное сопротивление почвы - это мера того, насколько почва сопротивляется потоку электричества (или, наоборот, мера способности земли проводить электричество).

Существует прямая зависимость между сопротивлением грунта и удельным сопротивлением грунта, т. Е. Более низкое удельное сопротивление грунта приводит к более низкому сопротивлению грунта.

Удельное сопротивление почвы является ключевым фактором, определяющим, каким будет сопротивление системы заземляющих электродов и на какую глубину необходимо установить электроды, чтобы получить низкое сопротивление заземления. Удельное сопротивление почвы сильно различается по всему миру и меняется в зависимости от сезона.

На удельное сопротивление почвы влияют следующие факторы окружающей среды:

  • Влажность
  • Содержание электролита (минералы и растворенные соли)
  • Температура

Что такое заземляющий электрод?

Проверка сопротивления заземления

Сопротивление заземления можно (и нужно) измерить с помощью трехточечного тестера сопротивления заземления и 62% -ного метода (также известного как «Упрощенный тест на падение потенциала»).

ресурсов

Проверка удельного сопротивления грунта

Проверка удельного сопротивления почвы не всегда требуется, но она может быть очень эффективным и экономичным инструментом. Тест может помочь вам определить глубину стержня, необходимую для достижения желаемого сопротивления заземления.

Удельное сопротивление почвы можно проверить с помощью 4-полюсного измерителя сопротивления заземления по методу Веннера.

Проверка заземления ирригационного провода

Мы рекомендуем вам проверить заземление оросительного провода на вашем участке с помощью накладного тестера сопротивления заземления.Следуйте процедурам, соответствующим типу используемого вами тестера.

ресурсов

Советы по установке заземляющих стержней

  • Увеличение глубины, на которую забивается шток, может существенно снизить сопротивление. Удвоение глубины стержня снижает его эффективное сопротивление на целых 40 процентов.
  • Увеличение диаметра стержня НЕ существенно снижает его сопротивление - фактически, удвоение диаметра снижает сопротивление менее чем на 10 процентов.
  • Для оценки глубины стержня, необходимой для достижения необходимого сопротивления, можно использовать испытание на удельное сопротивление почвы и номограмму заземления.
  • Заземляющий стержень, вбитый в каменистую почву, будет касаться только краев окружающей скальной породы, что не обеспечивает необходимого тесного контакта. Примите меры для обеспечения и поддержания интимного контакта. Также имейте в виду, что заземляющие стержни могут оказаться непрактичными на рабочих площадках с каменистой почвой.
  • Когда заземляющий стержень вбивается в уплотненную или каменистую почву, «грибовидность» может образоваться как на верхней части стержня, так и на конце, который вбивается в почву.Втулка заземляющего стержня может предотвратить образование грибов на верхней части заземляющего стержня. Однако, если конец заземляющего стержня выступает в виде грибов, вам может потребоваться усовершенствованный приводной стержень, который устанавливается вместе со стандартным бурильным молотком.
  • После вбивания заземляющего стержня в почву дайте почве осесть, чтобы устранить воздушные карманы.

Советы по установке пластин заземления

  • Чтобы определить расстояние от двухпроводного тракта, на котором должна быть установлена ​​пластина заземления, измерьте расстояние по диагонали от одного угла пластины заземления до противоположного угла.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *