Что должны обеспечивать заземляющие устройства

Заземляющие устройства

При повреждении изоляции металлические части электроустановок и оборудования, обычно не находящиеся под напряжением, могут оказаться под полным рабочим напряжением. Прикосновение к ним человека связано с опасностью поражения электрическим током.

Одной из мер защиты людей в этих случаях является заземление, т. е. преднамеренное присоединение к земле (через заземляющую проводку и заземлитель, например вбитые в землю трубы) металлических частей электрооборудования и электроустановок, которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции. Сущность этой меры защиты заключается в следующем.

При повреждении изоляции через место замыкания в землю протекает ток. По пути протекания тока создается падение напряжения между оказавшейся под напряжением металлической частью и землей, при этом наибольшее значение имеет » напряжение относительно земли » , т. е. напряжение между корпусом электроприемника и точками земли, находящимися вне зоны растекания токов в земле. Практически такие точки отстоят от сосредоточенного заземлителя на расстоянии 20 м и более (рис. 1).

Рис. 1. Кривая распределения напряжения относительно земли

Напряжение между двумя точками на пути протекания тока, к которым одновременно может прикоснуться человек (например, между корпусом электроприемника и тем местом, где стоит человек, или между ногами человека, идущего или стоящего в зоне растекания тока), называется «напряжением прикосновения» («шага»). Это напряжение будет всегда меньше «напряжения относительно земли».

В сетях с малыми токами замыкания на землю, т. е. там, где генераторы и трансформаторы работают с изолированной нейтралью или нейтралью, заземленной через компенсирующее сопротивление, безопасность персонала от прикосновения к металлическим частям, находящимся под напряжением, может быть достигнута путем выбора сопротивления заземления , при котором напряжение прикосновения будет находиться в допустимых пределах.

В сетях с большими токами замыкания на землю, т. е. там, где нейтраль трансформаторов или генераторов заземлена наглухо или через небольшое сопротивление, безопасность может быть обеспечена только путем возможно быстрого автоматического отключения поврежденного участка. Такое отключение должно осуществляться либо релейной защитой, либо аппаратами защиты (автоматическими выключателями или плавкими предохранителями ) . Соответствующим расположением заземлителей в целях выравнивания потенциалов можно добиться дополнительного снижения напряжений прикосновения и шага.

Заземляющие устройства , сооружаемые в основном для обеспечения условий безопасности персонала, должны удовлетворять также требованиям, обусловленным режимами сетей и защитой от перенапряжений.

Последовательное включение в заземляющий проводник заземляемых элементов установки не допускается , так как при изъятии какого-либо элемента установки для ремонта, замены и т. п. произойдет разрыв цепи заземления со всеми вытекающими отсюда последствиями.

При параллельном присоединении (т. е. посредством отдельных ответвлений) в этом случае сохраняется непрерывность цепи заземления (заземляющей магистрали). Заземление присоединенных к ней элементов установки не нарушается (рис. 2).

Рис. 2. Схемы присоединения заземленных электроприемников к заземляющей магистрали

Способы присоединения заземляющей проводки к заземляемым конструкциям, корпусам аппаратов, машин, к заземлителям и т. д., а также соединения заземляющих проводников между собой должны обеспечивать надежный контакт. Неудовлетворительное соединение может привести к нарушению функций, выполняемых заземляющим устройством.

Наибольшую надежность соединения обеспечивает сварка. Болтовое соединение применяется только в тех местах заземляющей проводки, где необходимо отсоединение от общей заземляющей сети, например при ремонтах или испытаниях. При наличии в этом случае сотрясений или вибрации должны быть приняты меры против ослабления контакта (контргайки, контрящие шайбы и т. п.).

Для обеспечения надежного соединения сболчиваемые поверхности тщательно зачищаются.

Сварка заземляющей проводки выполняется внахлестку с длиной шва, равной двойной ширине при прямоугольном сечении или шестикратному диаметру — при круглом сечении проводников.

Согласно Правилам устройства электроустановок при невозможности присоединения заземляющих проводников к трубопроводу (протяженный заземлитель) при помощи сварки допускается выполнение его при помощи хомутов, контактная поверхность которых должна быть облужена. Трубы в местах накладки хомутов должны быть зачищены.

Правилами устройства электроустановок также требуется, чтобы заземление оборудования, подвергающегося частному демонтажу или установленного на движущихся частях, выполнялось при помощи гибких проводников.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Что должны обеспечивать заземляющие устройства

ГОСТ Р 58882-2020

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА. СИСТЕМЫ УРАВНИВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛОВ. ЗАЗЕМЛИТЕЛИ. ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ ПРОВОДНИКИ

Grounding devices. Equation potentials systems. Grounders. Grounding conductors. Technical requirements

Дата введения 2021-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «Научно-производственная фирма. Электротехника: наука и практика» (ООО «НПФ ЭЛНАП»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 336 «Заземлители и заземляющие устройства различного назначения»

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на заземляющие устройства для объектов электроэнергетики (электрические станции и подстанции, линии электропередачи, распределительные пункты, переходные пункты и др.), электроустановок промышленных, жилых и административных зданий и сооружений, объектов связи и транспорта и устанавливает технические требования к системам выравнивания и уравнивания потенциалов, заземлителям и заземляющим проводникам, а также классификацию и типы заземляющих устройств.

Настоящий стандарт не распространяется на заземляющие устройства объектов связи и железнодорожного транспорта, если эти объекты не расположены на общей территории с электроустановками.

Настоящий стандарт обязателен к применению всеми организациями, осуществляющими проектирование, изготовление, приемку, испытания и эксплуатацию заземляющих устройств.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.030 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление

ГОСТ 12.1.038 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов

ГОСТ 10434 Соединения контактные электрические. Классификация. Общие технические требования

ГОСТ 21130 Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размеры

ГОСТ 24291 Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения

ГОСТ 30331.1 (IEC 60364-1:2005) Электроустановки низковольтные. Часть 1. Основные положения, оценка общих характеристик, термины и определения

ГОСТ Р 50571.5.54/МЭК 60364-5-54:2011 Электроустановки низковольтные. Часть 5-54. Выбор и монтаж электрооборудования. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов

ГОСТ Р 57190 Заземлители и заземляющие устройства различного назначения. Термины и определения

ГОСТ Р 58344 Заземлители и заземляющие устройства различного назначения. Общие технические требования к анодным заземлениям установок электрохимической защиты от коррозии

ГОСТ Р МЭК 60715 Аппаратура распределения и управления низковольтная. Установка и крепление на рейках электрических аппаратов в низковольтных комплектных устройствах распределения и управления

ГОСТ Р МЭК 62305-1 Менеджмент риска. Защита от молнии. Часть 1. Общие принципы

ГОСТ Р МЭК 62305-4 Защита от молнии. Часть 4. Защита электрических и электронных систем внутри зданий и сооружений

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 24291, ГОСТ 30331.1, ГОСТ Р 57190, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 вынос потенциала: Появление на коммуникациях, выходящих за пределы электроустановки, напряжений (по отношению к земле) выше допустимых значений.

3.2 гальваническая связь: Электрическое соединение двух объектов металлическим проводником с незначимо малым сопротивлением.

3.3 импульсный потенциал на заземляющем устройстве: Напряжение между какой-либо точкой заземляющего устройства и точкой на поверхности грунта, расположенной не ближе 20 м от рассматриваемой точки.

Примечание — Наибольший импульсный потенциал имеют точки, в которые вводится импульсный ток.

3.4 термическое воздействие: Нагрев заземляющих проводников и заземлителей протекающим по ним током электроустановки.

4 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

ВЛ — воздушная линия электропередачи;

ГЩУ — главный щит управления;

ЗУ — заземляющее устройство;

КЗ — короткое замыкание;

КЛ — кабельная линия электропередачи;

КРУ — комплектное распределительное устройство;

КРУЭ — комплектное распределительное устройство с элегазовой изоляцией;

ЛР — линейный разъединитель;

ОРУ — общеподстанционнное распределительное устройство;

ОПУ — общеподстанционный пункт управления;

РЗА — релейная защита и автоматика;

РПН — регулирование под нагрузкой;

РУ — распределительное устройство;

РЩ — релейный щит;

СИП — самонесущий изолированный провод;

ТСН — трансформатор собственных нужд;

ТН — трансформатор напряжения;

ТП — трансформаторная подстанция;

ТТ — трансформатор тока;

ЭС — электрическая станция;

ЭМС — электромагнитная совместимость.

5 Классификация и типы заземляющих устройств, заземлителей и заземляющих проводников

5.1 ЗУ классифицируют по следующим признакам:

а) по назначению:

— ЗУ электроустановок напряжением до 1 кВ;

— ЗУ электроустановок напряжением выше 1 кВ;

— ЗУ взрыво- и пожароопасных объектов;

— ЗУ высоковольтных испытательных лабораторий;

— ЗУ электрохимической защиты;

б) по выполняемым функциям:

— защитное заземление — для обеспечения электробезопасности;

— помехозащитное заземление — для обеспечения электромагнитной совместимости оборудования;

— молниезащитное заземление — для отвода в грунт токов молнии;

— рабочее заземление — для обеспечения требуемых режимов и надежной работы электроустановки, системы или оборудования.

5.2 Заземлители классифицируют по следующим признакам:

а) по типу исполнения:

— искусственные и естественные;

б) по конструктивному исполнению:

— продольные и поперечные горизонтальные;

— вертикальные (или наклонные);

5.3 Заземляющие проводники классифицируют по назначению:

— проводники системы уравнивания потенциалов;

6 Общие технические требования

6.1 В случае противоречий требований настоящего стандарта требованиям нормативных документов, указанных в разделе 2, приоритетными являются требования настоящего стандарта.

6.2 ЗУ должно изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта и стандартов или технических условий на ЗУ конкретного типа по технологической документации, утвержденной в установленном порядке.

Заземлитель: что это такое, классификация, требования

Заземлитель (earth electrode) — это проводящая часть или совокупность электрически соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с локальной землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду (определение согласно ГОСТ 30331.1-2013 [1]). В некоторой нормативной документации наряду или вместо более корректного термина «заземлитель» используется другой термин — «заземляющий электрод».

Отдельно выделяют электрически независимый заземлитель, который представляет собой заземлитель, расположенный на таком расстоянии от других заземлителей, что электрические токи, протекающие между ними и Землёй, не оказывают существенного влияния на электрический потенциал независимого заземлителя.

При выполнении отдельного (независимого) заземлителя для функционального заземления по условиям работы информационного или другого чувствительного к воздействию помех оборудования должны быть приняты специальные меры защиты от поражения электрическим током, исключающие одновременное прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной разностью потенциалов при повреждении изоляции.

Рис. 1. Пример выполнения заземляющего устройства (на рисунке показаны в том числе вертикальные заземлители)

Классификация.

Заземлители классифицируют по следующим признакам:

по типу исполнения:

• искусственные
• естественные;

по конструктивному исполнению:

• продольные и поперечные горизонтальные;
• вертикальные (или наклонные);
• выносные;
• контурные горизонтальные;
• радиально расходящиеся.

В качестве естественных заземлителей могут быть использованы:

1. Металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;
2. Обсадные трубы буровых скважин;
3. Металлические трубы водопровода, проложенные в земле;
4. Подъездные рельсовые пути при устройстве стыковых соединителей между рельсами;
5. Заземлители опор ВЛ, соединенные с заземляющим устройством электроустановок при помощи грозозащитного троса ВЛ, если трос не изолирован от опор ВЛ;
6. Металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Оболочки кабелей могут служить единственными заземлителями при количестве кабелей не менее двух. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается.
7. Другие находящиеся в земле металлические конструкции и сооружения.

В качестве естественных заземлителей не рекомендуется использовать:

• трубопроводы горючих жидкостей;
• трубопроводы горючих или взрывоопасных газов и смесей;
• трубопроводы канализации и центрального отопления.

Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов в соответствии с указаниями МЭК 60364-4-41 (пункт 541.3.9).

При этом должны быть приняты меры, исключающие искрение в местах присоединения и на стыках труб при протекании электрического тока по трубопроводу.

Искусственные заземлители могут быть из черной или оцинкованной стали или медными. Оцинкованную сталь для заземлителей допускается применять, если площадь оцинкованной поверхности, находящейся в грунте, существенно больше площади поверхности заземляемой арматуры железобетонных фундаментов и других подземных, не изолированных от грунта, связанных с заземляющим устройством металлических сооружений [3].

Искусственные заземлители не должны иметь цветовой индикации.

Минимальные размеры заземлителей из наиболее распространенных материалов с точки зрения коррозионной и механической стойкости, проложенных в земле и замоноличенных в бетон приведены в таблице 1 (на основе таблицы 54.1 из [2]).

— сплошная пластина,
— перфорированная пластина

В случае опасности коррозии заземляющих устройств следует выполнять одно из следующих мероприятий:

• увеличение сечения заземлителей и заземляющих проводников с учетом расчетного срока их службы;
• применение заземлителей и заземляющих проводников с гальваническим покрытием или медных.

Требования.

Типы, материалы и размеры заземлителей должны обеспечивать коррозионную и необходимую механическую прочность на весь срок службы.

С точки зрения коррозии, могут рассматривать следующие факторы: pH почвы, удельное сопротивление почвы, влажность почвы, блуждающие токи и токи утечки переменного и постоянного токов, химическое загрязнение и близость несовместимых материалов.

Минимальная толщина защитного покрытия должна быть больше для вертикальных заземлителей, чем для горизонтальных заземлителей, из-за большего механического воздействия при их заглублении.

Эффективность конкретного заземлителя зависит от характера грунта. Число заземлителей выбирают в зависимости от характера грунта и его сопротивления.

В приложении D [2] приведены методы оценки сопротивления заземлителей.

При выборе типа и глубины установки заземлителей должны быть учтены возможности механического повреждения и минимизации воздействия высыхания или промерзания грунта.

При применении в заземлителях разных материалов должна быть предусмотрена возможность возникновения электрической коррозии. Для внешних проводников (например, заземляющих) соединенных с замоноличенными в бетон фундаментными заземлителями, соединение, выполненное из стали горячего цинкования не должно быть в грунте.

В системе ТТ, где применяют катодную защиту и сторонние проводящие части электрооборудования непосредственно соединяют с металлическими трубами для огнеопасных жидкостей или газов, последние могут быть применены, как единственный заземлитель для данного оборудования.

Заземлители не должны быть непосредственно погружены в воду потока, реки, водоема, озера и т.п.

Если заземлитель состоит из частей, которые должны быть соединены вместе, соединение должно быть выполнено экзотермической сваркой, опрессовкой, зажимами или другим разрешенным механическим соединителем.

Возможность использования естественных заземлителей по условию плотности протекающих по ним токов, необходимость сварки арматурных стержней железобетонных фундаментов и конструкций и необходимость приварки анкерных болтов стальных колонн к арматурным стержням железобетонных фундаментов, а также возможность использования фундаментов в сильноагрессивных средах должны быть определены расчетом.

Использование естественных заземлителей в качестве элементов заземляющего устройства не должно приводить к их повреждению при протекании по ним токов короткого замыкания или к нарушению работы устройств, с которыми они связаны.

При включении в систему уравнивания потенциалов трубопроводов с горючими и взрывоопасными жидкостями, газами и смесями должны быть обеспечены меры, исключающие искрение в местах присоединения проводников уравнивания потенциалов (сварка) и во фланцах трубопроводов (шунтирующие перемычки).

При напряжении на заземляющем устройстве выше допустимого значения для снижения сопротивления должны быть установлены вертикальные заземлители или выносные заземлители.

Вертикальные заземлители должны быть установлены равномерно по периметру заземляющего устройства. Длина и число вертикальных заземлителей должны быть определены расчетом.

Выносной заземлитель сооружается в местах с низким удельным сопротивлением грунтов, недоступных для частого пребывания людей и животных.

Выносной заземлитель представляет собой горизонтальный контур с вертикальными заземлителями или без них, который выполняется в виде многоугольника с тупыми или скругленными углами и прокладывается на глубине не менее 1 м.

Соединение выносного заземлителя с заземляющим устройством электроустановки осуществляется с помощью горизонтальных заземлителей, а также ВЛ и КЛ. Удаленность выносного заземлителя от искусственного заземлителя при их соединении горизонтальными заземлителями не должна превышать 0,5 км, а при соединении ВЛ и КЛ — 2 км.

Число горизонтальных заземлителей должно быть не менее двух. Их прокладка осуществляется на глубине не менее 1 м. Число и сечение проводов или жил кабеля выбирают так, чтобы продольное сопротивление линии было менее сопротивления выносного заземлителя.

При устройстве выносного заземлителя должны быть предусмотрены меры по защите людей и животных от поражения электрическим током. Для этого необходимо, чтобы линия была изолирована от земли на напряжение не менее напряжения на заземляющем устройстве и исключена возможность прикосновения к проводнику, соединяющему линию с выносным заземлителем.

Заземляющие устройства: заземление, виды и технические параметры

Назначение и принцип работы ЗУ

Заземляющее устройство (ЗУ) — это совокупность заземлителя и заземляющих проводников которые соединяют землю с электрическими приборами, машинами и электроустановками.

Главная задача ЗУ – создание надежного соединения для отвода напряжения с элементов, которые могут попасть под высокое напряжение.

Причиной тому чаще всего служат:

• молния;
• вынос потенциалов;
• вторичная индукция из-за влияния близко находящихся токоведущих частей.

Роль земли может выполнять грунт или вода в крупных водоемах и реках, каменноугольные выработки, и иные природные или рукотворные объекты с похожими свойствами.

Разделяют три вида заземления:

• рабочее зазмеление необходимо для нормального функционирования прибора или установки, которое пропускает через себя рабочий ток, составляющий часть тока в фазе трехфазной системы или в одном из полюсов постоянного тока;
• зануление заземление — нейтраль трехфазного генератора или трансформатора заземлена и от нее проложен нулевой провод, выполняющий одновременно функции рабочего и защитного зануления;
• заземление безопасности — главной задачей является уменьшение шагового напряжения и обеспечение электробезопасности. Это осуществляется путем снижения сопротивления каждого отдельного заземлителя и равномерным распределением потенциала по всей площади;

В трехфазных сетях с напряжением менее 1000 Вольт при наличии изоляции нейтрали в обязательном порядке требуется защитное заземление, и независимо от режима изоляции в сетях от 1000 Вольт.

Виды ЗУ

В качестве заземляющего устройства может использоваться объекты естественного происхождения либо искусственные заземлители.

К первым относятся:

• конструкции домов и помещений, осуществляющие соединение с землей;
• фундаменты из железобетона — при наличии вокруг влажных грунтов (глинистые, суглинки и др.);
• подземные трубы различных систем, кроме теплотрасс и слущащих для транспортировки горючих материалов;
• оболочки кабеля из свинца.

Следует учитывать, что значение R (сопротивление) у естественных заземлителей можно узнать только путем проведения контрольных замеров, и если естественные элементы заземления будут иметь приемлемые показатели сопротивления, то конструировать что-то еще не нужно будет.

В качестве искусственных заземляющих устройств применяются элементы представляющие собой:

• стальные трубы от 3 см в диаметре и от 2 метров длинной;
• стальные полосы или угловая сталь не тоньше 0,4 см и длинной от 2 метров;
• длинные (до 10 м) стальные прутья диаметром от 1 см;
• обрезки труб из стали, рельс;
• металлические цепи, тросы.

Выбирая размеры электрода, обязательно учитывайте:

• значение сопротивления заземлителя при наименьшей массе — уровень сопротивления зависит в основном от длины электрода, и в наименьшей степени от его поперечного сечения;
• механическую устойчивость к подземной коррозии — показатель устойчивости к коррозии зависит от толщины и площади соприкосновения с грунтом.

Имея одинаковые сечения, в качестве более долговечных электродов служат круглые стержни. Для предотвращения коррозии в агрессивных щелочных и кислых почвах, используют медные, омедненные или оцинкованные материалы. На любых типах почв нельзя использовать алюминий, из-за окисления и последующей изоляции его поверхности.

Монтируют вертикальные электроды таким образом, чтобы верхний конец находился около поверхности грунта или глубже на 50-80 см — данный вариант обеспечивает более стабильную и эффективную защиту из-за небольших изменений удельного сопротивления грунта в разные периоды. Если одного электрода недостаточно для достижения необходимых технических параметров сопротивления растеканию, тогда устанавливают несколько электродов подряд или по периметру. Лучшую прочность во время углубления показывают трубы и уголки.

Вертикальные элементы чаще всего соединяются стальными стержнями, приваренными к верхним концам, реже с помощью пластин или колец.

Технические параметры устройств заземления в различных видах электрических установок

От 1000 Вольт при больших токах замыкания

В этом случае для наибольшего сопротивления заземляющих устройств требуется менее 0,5 Ом, однако этим не обеспечивается достаточное напряжение касания и шага токозамыкания 1-2 кА. Поэтому дополнительно выполняются следующие действия:

• должно быть быстрое отключение на случай замыкания в землю;
• выравниваются потенциалы по периметру территории местонахождения установки и в ее пределах. Для этого по всей площади от 50 см глубиной закладывают сетку, состоящую из проводников выравнивания для равномерного растекания тока. Продольные части укладываются параллельно осей электрооборудования на дистанции 80 — 100 см от его основания либо фундамента. Затем укладывают поперечные детали и шаг соединения до 6 м. Крайние части сетки, через которые уходит большое количество тока, укладывают глубже на 30-50 см.
• Такое же выравнивание осуществляют рядом с входами на территорию электрической установки укладкой дополнительно нескольких полос с их постепенным заглублением — расстояние от заземлителя 100 и 200 см соответственно, а глубина закладки 100 и 150 см.
• Дистанция от периметра контура до ограждения должно превышать 3 м, тогда ограждение можно не заземлять. Подходы, входы и въезды есть смысл делать в виде асфальтовых или гравийных покрытий, из-за их малой проводимости.
• Чтобы избежать выноса за границы местонахождения потенциала, разрешается присоединять приемники вне территории установки к трансформаторам смонтированным в нее можно лишь при условии изоляции их нейтрали.

Больше 1000 Вольт при небольших токах замыкания

Когда проводится значение R для таких установок, требуется менее 10 Ом. Рассчитать его можно с помощью формулы:

В качестве расчетного используется:

• показатель тока сработки релейной защиты обязательно гарантирующей обесточивание замыкания на землю;
• емкость предохранителей.

Необходимо превышение в 1,5 и 3 раза минимального эксплуатационного тока замыкания соответственно над уровнем срабатывания реле или номинальным током предохранителей.

До 1000 Вольт — нейтральный проводник заглушен в землю

Уровень сопротивления заземляющих устройств менее 4 Ом. Когда общая мощность источников и преобразователей напряжения не доходит больше 100 кВА, тогда достаточно уровеня менее 10 Ом.

Заземляемые детали делаются надежно связанными с проводниками заземления или нуля источника электричества.

На воздушных линиях этот контакт делается специально прокладываемым параллельно фазам проводом. В этом случае необходимо сделать повтор заземления нуля с интервалом 250 м, и обязательно в конечной точке линии. Для каждого повтора R меньше 10 Ом.

Если мощность всех источников и трансформаторов в сумме меньше 100 кВА, и для этой сети разрешено R главного ЗУ 10 Ом, то для повторных этот показатель необходим менее 30 Ом в количестве больше двух.

До 1000 Вольт — нейтраль в изоляции

Как в предыдущем пункте, требуется получить уровень R заземляющих устройств менее 4 Ом. Когда же сумма мощности генераторов и преобразователей до 100 кВА, показатель нужен меньше 10 Ом.

Наибольшее значение при касании может быть до 40 В. Из-за этого электробезопасность частей, которые могут оказаться под напряжением в таких сетях значительно выше.

Главные документы с требованиями к заземлению

Организация защитного заземления на стороне потребителя относится к обязательным процедурам, регламентируемым действующими нормативными актами и государственными стандартами (ГОСТ). Основные документы, определяющие порядок производимых при этом работ и содержащие основные требования к заземлению – это Правила устройства электроустановок (ПУЭ) и ПТЭЭП. Соответствующими положениями этих правил также оговариваются условия организации и проведения ТО заземляющих систем (включая их электрические испытания).

Требования к заземляющим устройствам (ЗУ)

Согласно требованиям нормативов любые действующие электроустановки должны защищаться специальным заземляющим контуром (ЗК), в состав которого входит такая обязательная составляющая, как заземлитель.

Последний представляет собой сборную конструкцию из металлических элементов, обеспечивающих надёжный контакт с землёй и способствующих растеканию тока в неё.

Это сооружение (часть заземления), как правило, изготавливается из отдельных токопроводящих элементов (металлических прутьев, трубных заготовок или стандартных профилей), погружаемых в грунт на определённую глубину.

Правилами обустройства таких конструкций предполагается, что для их изготовления могут применяться только сталь или медь, но никак не алюминий или другие металлы.

Этими же правилами оговариваются и возможные варианты конструкций заземлителя, а также устанавливается соответствие их показателям, нормируемым по ПУЭ.

Сопротивление

Одним из основных показателей эффективности работы заземления является электрическое сопротивление всей системы в целом, которое согласно пункту 7.1.101 ПУЭ (издание седьмое от 2016 года) не должно превышать следующих значений:

• для трансформаторных подстанций 6-35 киловольт и питающих генераторов – не более чем 4 Ома;
• для жилых объектов с питающими напряжениями 220 или 380 Вольт – не более 30-ти Ом.

Сопротивление заземления может регулироваться специальными методами, предполагающими выполнение следующих операций:

• увеличение эффективной площади соприкосновения металлоконструкции с почвой за счёт включения в её состав требуемого количества дополнительных элементов;
• повышение удельной проводимости в зоне размещения контура заземления путём добавления в грунт растворённых в воде соляных составов;
• сокращение длины участков трасс, по которым заземляющие проводники прокладываются от защищаемого оборудования и распределительного шкафа с ГЗШ в сторону ЗУ.

Помимо этого защитные свойства системы заземления зависят и от характеристик грунта в месте обустройства заземлителя.

Свойства грунта

Ещё одним показателем эффективности работы заземления является величина тока стекания в грунт, которая также закладывается в нормативные ограничения, оговариваемые соответствующими пунктами ПУЭ. Значения этого параметра определяются составом почвы в месте расположения заземлителя, а также зависят от её влажности и температуры.

Практически установлено, что оптимальные условия, обеспечивающие эффективное распределение токов стекания и позволяющие упростить размещаемую в земле конструкцию заземления, создаются в особых грунтах.

Это почвы, содержащие глину, суглинок или торфяные составляющие. При наличии указанных компонентов и высокой влажности почвы условия для растекания тока в месте обустройства заземлителя считаются идеальными.

Заземляющие системы (ЗС)

Согласно основным положениям ПУЭ, заземление электроустановок и рабочего оборудования может быть организовано несколькими способами, зависящими от схемы включения нейтрали на трансформаторной подстанции.

По этому признаку различают несколько видов систем заземления, обозначаемых в соответствии с общепринятыми правилами. В основу их классификации заложено сочетание латинских значков «T» и «N», что означает заземлённую на подстанции нейтраль трансформатора.

Добавляемые к этому обозначению буквы «S» и «C» являются сокращениями от английских слов «common» – общая прокладка и «select» – раздельная. Они указывают на способ организации заземляющего проводника на всём протяжении питающей линии от подстанции до потребителя (в первом случае – совмещённый PEN, а во втором – раздельные PE и N).

Объединённое через дефис «C-S» означает, что на некоторой части трассы заземляющий проводник совмещён с рабочим «нулём», а на оставшемся её участке они прокладываются раздельно.

Для мобильного оборудования

Существуют и другие системы организации защитного заземления оборудования (TT и IT, например), использующие нейтральный проводник в качестве «нулевого» и предполагающие обустройство повторного ЗУ на стороне потребителя.

В первом случае нейтраль на подстанции глухо заземлена, а во втором – вообще никуда не подсоединяется. Эти варианты включения нейтрали используются редко и лишь в тех случаях, когда требуется сделать повторное заземление мобильных электроустановок (при условии что на стороне генератора сделать это очень сложно).

Согласно ГОСТ 16556-81 для передвижного электрооборудования используется рассмотренная выше система IT, при реализации которой на стороне потребителя организуется повторное заземление. Этим стандартом оговариваются технические характеристики и параметры ЗУ, которое временно устраивается в зоне предстоящих работ.

Знаковая и цветовая маркировка элементов ЗС

В соответствии с требованиями ГОСТа Р 50462 проводники и шины электросетей с заземленной нейтралью должны обозначаться маркировкой «РЕ» с добавлением штриховой линии из перемежающихся жёлтых и зелёных полосок на концевых участках трассы. Одновременно с этим шины рабочего «нуля» обозначаются голубым цветом и маркируются как «N».

В тех схемах, где нулевые рабочие проводники используются в качестве элемента защитного заземления с подключением на заземляющее устройство, при их обозначении используется голубой цвет.

Одновременно с этим им присваивается маркировка «PEN» и добавляются чередующиеся желтые и зеленые штрихи на конечных участках схемных обозначений.

Необходимо отметить, что строгое соблюдение всех положений и требований ГОСТа и ПУЭ позволит потребителю организовать безопасную эксплуатацию имеющегося в его распоряжении оборудования.

УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Согласно требованиям ПУЭ любая электроустановка должна иметь защиту от воздействия на человека электрического напряжения при случайном попадании его на корпус устройства.

Одним из решений этой задачи является устройство защитного заземления, обеспечивающее пути стекания аварийного тока в землю.

Основное назначение защитного заземления – снижение опасности поражения током пользователей, обслуживающих действующие электроустановки и работающих с бытовыми электроприборами.

Наиболее вероятная причина попадания на корпус электроустановки напряжения – повреждение изоляции внутренней электрической разводки бытовой техники. Особо опасен случай, когда оголенные части проводов касаются стального корпуса прибора или электроустановки.

Для этого требуется обеспечить электрический контакт корпусов электрических приборов с конструкцией, называемой заземляющим устройством (ЗУ). Если этого не сделать, то случайное прикосновение к незаземленному токопроводящему корпусу при аварии равноценно прямому контакту с фазной шиной.

При наличии защитного заземления высокий потенциал снижается до безопасного для пользователя уровня.

Чем отличается рабочее заземление от защитного?

Для понимания принципиальной разницы потребуется разобраться с таким понятием, как «рабочее заземление». Его назначение – обеспечение работы электрооборудования и защитных функций оно не предполагает.

Защитное, как было сказано выше, предназначено для уравнивания опасных потенциалов на корпусе электроустановки с «землей», то есть предотвращает возможность поражения человека электрическим током.

В зависимости от технических решений различают системы:

• TN (TN-C, TN-S, TN-C-S);
• TT;
• IT.

Для реализации защитных функций используется отдельный проводник (он на схемах обозначается как как PE и маркируется желто-зеленым цветом).

При объединении с рабочим заземлением, задачи обеспечения безопасности и работоспособности оборудования решают применением совмещенного проводника (обозначается как PEN, имеет голубой (синий) цвет по всей длине и жёлто-зелёную маркировку на концах).

ТРЕБОВАНИЯ ПУЭ К ОБУСТРОЙСТВУ И КАЧЕСТВУ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Для реализации такой защиты от поражения электрическим током требуется обеспечить надежный контакт корпуса электроустановки с землей.

При его наличии опасный для человека токовый заряд стекает в грунт через заземляющее устройство, сопротивление которого значительно ниже, чем у человеческого тела.

ВИДЫ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Согласно требованиям ПУЭ, корпуса электрооборудования для обеспечения безопасности обязательно заземляются. Для этого используются различные виды заземлителей.

В качестве готовых допускается использовать:

• уложенные в землю металлоконструкции, непосредственно соприкасающиеся с ней;
• металлические кожуха и оболочки кабелей, укладываемых в грунте с конкретными целями;
• металлические трубопроводы (кроме газовых коммуникаций и нефтепроводов);
• ж/д рельсы.

Использование готовых конструкций в качестве заземлителей заметно упрощает и удешевляет процесс обустройства всей системы.

Специально монтируемые заземляющие устройства применяются когда нет возможности задействовать уложенные под землей трубы, кабельные коммуникации или элементы металлоконструкций.

Они представляют собой различные конструктивные элементы, размещаемые в грунте на определенной глубине и обеспечивающих надежный контакт с почвой.

Самый простой вариант такого заземлителя стальной стержень длиною не менее 2,5 метров. После его заглубления к оголовку крепится толстая медная жила (стальная полоса), подключаемая к системе заземления.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Основное требование к заземлителю, независимо от его типа – обеспечить условия для стекания опасных для человека зарядов в почву. Его функциональность оценивается сопротивлением растекания (чем оно меньше – тем более эффективно действует заземление).

Основными составляющими при этом являются сопротивления:

• самого заземлителя;
• переходное (контактное) между заземлителем и грунтом;
• грунта в месте контакта с заземляющим устройством.

Согласно ПУЭ сопротивление типового устройства, обустраиваемого на потребительской стороне, не должно превышать 30 Ом. При особых условиях эксплуатации оборудования (на силовых подстанциях, в частности) оно нормируется на уровне не более 4 Ом.

Достигнуть нормируемых показателей удается за счет принятия специальных мер. Как правило, они сводятся к следующим приемам:

• увеличение площади контакта элементов искусственных заземлителей с грунтом;
• улучшение проводимости грунта (за счет увлажнения или добавления химикатов).

Кроме того, требованиями ПУЭ предписывается периодические замеры сопротивления заземления на соответствие действующим нормам.

© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.