Монтаж защитного заземления

В случае внезапного нарушения изоляции проводника в каком-либо электроприборе его поверхность неожиданно может оказаться под напряжением. Прикоснувшись к нему, можно получить удар током. Поэтому основной защитой от поражения электричеством может являться только контур заземления. Это система, которая снимает напряжение с корпуса электроприбора и отводит ток за пределы здания.

Устройство контура заземления

Заземляющий контур — это защитное устройство, состоящее из нескольких металлических электродов, вертикально забитых в грунт на определенную глубину. Они соединены между собой горизонтальным заземлителем, который изготавливается из стальной полосы и с помощью сварки крепится к верхней части электродов. Собранный таким образом контур при помощи специального кабеля или стальной полосы соединяется с внутренней схемой заземления дома, которая выводится на наружную сторону стены здания.

Все металлические элементы внешнего заземления, находящегося в земле, охватывают определенную площадь соприкосновения с грунтом, который позволяет быстро рассредоточить электрический ток по всему контуру, обозначенному электродами.

Принцип действия защитной цепи

Правильно собранные в одну цепь заземляющие элементы защищают человека от внезапного удара током, а бытовые электроприборы — от поломки в случае пробоя напряжения на их корпус.

Это происходит таким образом. Во время короткого замыкания или утечки тока на обшивку прибора, с него снимается напряжение и через проводник отводится в грунт на заземляющее устройство. Поэтому, чтобы схема контура заземления работала четко, она выполняется строго по требованиям ГОСТа, где специально предусмотрены нормативы внешнего сопротивления всей цепи заземления с учетом таких факторов, как:

1. Вид почвы и его влажность.
2. Уровень подпочвенных вод.
3. Количество электродов, их размер и расположение в контурном заземлении.
4. Глубина погружения электродов.
5. Материал электродов и линейных заземлителей, соединяющих их между собой, и внутренним заземлением здания.

По геометрической форме вертикальные электроды, в соответствии с нормативами СНиП, должны забиваться в землю на определенную глубину, с одинаковым расстоянием друг от друга, и представлять собой равнобедренный треугольник.

Расчет профиля схемы

Для правильного функционирования системы защиты желательно произвести расчет ее сопротивления. Для этого нужно учитывать следующее:

1. Количество и параметры заземляющих электродов: длину, контактную площадь соприкосновения с землей и расстояние между собой.
2. Общую линейную длину горизонтальных заземлителей, соединяющих электроды и внутренний контур в доме.
3. Удельное сопротивление грунта.
4. Влажность грунта и его соленость.
5. Время года (температуру почвы).

Но как показывает практический опыт, ни одна расчетная методика полностью не учитывает приведенные факторы, а просто используется типичный образец конструкции ранее спроектированного и уже смонтированного контура.

Например, то, что является заземляющим контуром в частных домах, — это простая одноконтурная схема, собранная из трех вертикальных арматурных стержней, металлических уголков или труб, которые соединяются между собой полосой из стали.

Разновидности токоотводящих приспособлений

Наружный контур из искусственных элементов заземления подбирается согласно правилам ПУЭ. В нем четко дано определение основных видов контурных систем, которые могут быть:

1. Традиционными заземляющими конструкциями.
2. Глубинными модулями
3. Наружными заземляющими системами.

Следует подробнее остановиться на каждой из них.

Традиционные конструкции

Такое контурное заземление собирается из одного горизонтального металлического электрода и трех вертикальных стержней. Горизонтальный (линейный) электрод представляет собой металлическую полосу, а забитые вертикально в землю стержни делаются из толстой арматуры. Эти элементы должны иметь определенную, заранее рассчитанную для данной местности и здания длину.

К недостаткам традиционного заземления можно отнести:

1. Сложность монтажа.
2. Сильная коррозия. Большинство элементов контура собирается из непокрашенного черного металла, который из-за лучшего контакта с землей нельзя красить.
3. Влияние температурных перепадов и переменчивой влажности на верхнюю часть устройства.

Глубинные модули

Эта система заземляющего устройства изготавливается в заводских условиях и практически не имеет тех недостатков, которые существуют у традиционного заземления.

К достоинству глубинной модульной системы относится:

1. Точность и качество всех элементов контура.
2. Длительная эксплуатация.
3. Благодаря тому, что электроды устанавливаются на большую глубину, погодные условия практически не влияют на работу заземления.
4. Отсутствие необходимости частого обслуживания контура.
5. Простота расчет сопротивления.
6. Несложный монтаж заземления.

После монтажа контура необходимо проверить все соединительные стыки заземления, а также его работу. Если монтаж произведен точно по расчетам сотрудников специализированной и лицензированной лаборатории, которые производили замер и расчет контурного сопротивления, модуль будет безупречно работать на протяжении долгих лет.

Наружное обустройство

Применяется для заземления трансформаторных подстанций и состоит из вертикальных и горизонтальных электродов. Заземляющий контур собирается из 4 стальных полос шириной 40−50 мм и толщиной 8−10 мм на расстоянии не ближе 1 м от стены строения.

Полосы укладываются на дно траншеи глубиной 500 — 700 мм от поверхности земли. При монтаже используется заранее приготовленный рабочий чертеж, который проектируется под определенное электрооборудование.

Кроме этого, горизонтальное заземление может быть смонтировано в котловане под фундаментом здания и опорами воздушных линий электропередач.

Также для наружного заземления электрооборудования могут использоваться естественные заземлители в виде металлических трубопроводов, обсадных труб, металлических и ж/б сооружений и других токопроводящих конструкций, тесно связанных с грунтом. К заземлителям можно отнести и оболочки свинцовых кабелей, а также нулевой рабочий провод, имеющий повторный заземлитель.

К контурному заземлению не подключаются только трубопроводы со взрывчатыми и легковоспламеняющимися веществами.

Монтаж заземляемого профиля

В соответствии с пунктом 1.7.111 ПУЭ практически все электроды, независимо от того, как они расположены в заземляемом контуре (горизонтально или вертикально), должны быть медными, оцинкованными или стальными. При этом их поверхность для лучшего отведения напряжения ни в коем разе нельзя покрывать краской или другими покрытиями.

Монтаж должен производиться по заранее подготовленным схемам, соответствующим ПУЭ. А работы по подготовке к монтажу заземляющего устройства, к которым относится рытье траншей, пробивка или бурение отверстий под электроды, установка закладных деталей в заливаемый бетоном фундамент, осуществляется на начальном этапе заземления.

Конструктивные параметры

Установка защитного заземления не является сложной. Кроме того, его можно довольно быстро сделать своими силами. Для этого следует просто приготовить:

1. Для вертикальных электродов — трубы или уголки с толщиной стенок не меньше 4 мм или металлические стержни диаметром от 14 мм.
2. Для вертикального заземления — стальную полосу с поперечным сечением 100х4 мм.
3. Для подвода заземления к дому — жесткий кабель сечением от 10 мм² (можно полосу сечением 30х2.5 мм).
4. Из инструментов понадобится лопата, большая кувалда, болгарка и сварочный аппарат.

Площадь заземления зависит от модели выбранного контура. Он может быть смонтирован по периметру всего здания, подсоединен к какой-либо подземной коммуникации, но самой распространенной схемой установки заземления является треугольная модель контура.

Полный комплект всех заземляющих элементов можно заказать в специализированных мастерских, где налажено производство медных электродов. Такие комплекты, имея небольшую стоимость, отличаются надежностью и долговечностью.

Порядок установки

При сборке элементов контура следует использовать только материалы, которые являются хорошими проводниками электротока. Сам монтаж защитной системы заземления производится таким образом:

1. В пределах 3−5 м от здания раскапывается площадка глубиной в пределах 500 мм и площадью примерно 2х2 м. После этого от выкопанной площадки, на той же глубине, к дому копается траншея. Она должна подходить к точке выхода внутреннего контура из стены дома.
2. На выкопанной площадке размечается равнобедренный треугольник, вершины которого должны располагаться на расстоянии 1−1.5 м друг от друга.


3. В размеченные точки при помощи кувалды забиваются металлические стержни (электроды). Для облегчения работы концы желательно заострить болгаркой.
4. Используя сварку, забитые в землю электроды соединяют между собой стальной полосой. После этого на ближней стороне полученного контура приваривается болт для крепления кабеля, идущего от расположенного в доме электрощита. Вместо кабеля можно уложить в траншею стальную полосу, которая приваривается к смонтированному заземлению, а болт приваривается уже на конце полосы выведенной на стену дома.
5. Все сварные соединения (швы) должны быть очищены от шлака, прогрунтованы и покрашены, иначе в земле под действием сырости они быстро разрушатся.
6. Выведенную из земли полосу желательно покрасить чередующимися полосками зеленого и желтого цвета.
7. Также перед засыпанием траншеи рекомендуется измерить сопротивление смонтированного заземления специальными приборами. Если оно будет недостаточным, следует забить дополнительный электрод и соединить его сваркой с основной заземляющей конструкцией. Сопротивление всей системы должно быть в пределах 4 Ом.
8. Траншея должна засыпаться чистым грунтом без остатков строительного мусора.
9. В расположенном в доме электрощите нужно установить дополнительную шину — РЕ (если она отсутствует) и соединить ее проводником с выводом от смонтированного заземляющего конура.
10. Все находящиеся в доме электроприборы соединить с шиной РЕ.

Правила устройства энергоустановок (ПУЭ)

Монтаж защитного заземления рекомендуется производить с учетом норм контура заземления ПУЭ, что обеспечит надежную защиту электроприборов и людей от поражения током.

Нормативы ПУЭ — это собирательная группа специализированных правовых актов, которые были утверждены Министерством энергетики еще при Советском Союзе. Данные ПУЭ описывают правила правильной закладки электропроводки в промышленных помещениях, жилых здания, частных домах и других объектах, а также разъясняют подключение различного электрооборудования и принцип их устройств.

ПУЭ содержат в себе требования по прокладке коммуникаций к электроустановкам, узлам, определенным энергосистемам и их отдельным элементам.

Проверка системы

Проверка сварных швов производится визуальным осмотром. Затяжка гаек проверяется при помощи гаечного ключа. Для замера сопротивления лучше пригласить специалиста из специализированной электролаборатории.

Но проверить сопротивление можно и собственными силами. Для этого берется переносная розетка и подключается одним проводом к фазе, а другим — к заземлению. После этого в розетку подключается какой-либо мощный электроприбор.

Практически контур считается правильным, если подключенный к фазе и заземлению прибор, мощность которого должна составлять 2 кВт, будет работать исправно, даже если напряжение в этом промежутке понизится в пределах 10 В.

Источник: chebo.pro

Что такое заземление

Заземление – это соединение заземлителя и электрической сети, либо молниеприемника, если речь идет о молниезащите в доме. Электроустановки по разным причинам могут выйти из строя. Это могут быть перегрузки в цепи, неисправности самого оборудования. Сами электроустановки защищаются различными аппаратами, а чтобы защитить людей от удара током, применяют заземление и зануление устройств, а также устройства молниезащиты.

Если пробки или автоматы не срабатывают, в электроустановке возникает пробой изоляции и повышенное напряжение на корпусе. Касание прибора способно привести к аритмии, параличу мышц и даже смерти. Поэтому техника безопасности требует, чтобы металлические части электроустановок были закрыты, а при повреждении изоляции от удара током защищало заземление и зануление. Как правила, все электрооборудование в жилом доме имеет напряжение до 1 кВ, поэтому к устройствам заземления для таких устройств имеются свои требования.

Если в корпусе возникает пробой, благодаря заземлению большая часть тока уйдет по заземляющей части. Вместе с проводниками заземлитель образует заземляющее устройство. Есть несколько типов заземления:

• молниезащита, состоящая из молниеприемника, молниеотвода и заземлителя в грунте;
• защитные, препятствующие удару током людей, если из фазного провода идет пробой на корпус электроустановки;
• рабочие, для нормального режима работы электроустановок в нормальных и аварийных условиях.

Также заземлители можно разделить на естественные и искусственные. Естественные – это металлоконструкции здания, трубопроводы. Искусственные – специально монтируемые конструкции (стальные полосы, уголковая сталь и другие).

Зануление делается для того, чтобы пробой изоляции вызывал быстрое срабатывание пробок, перегорание плавких предохранителей. По правилам безопасности, выполняется оно обычно в электроустановках с глухозаземленной нейтралью, если напряжение в нем меньше 1 кВ. При оснащении оборудования до 1 кВ разделяющим трансформатором, в нем вторичное напряжение будет не больше 380 В, а при понижающем трансформаторе – не больше 42 В.

Есть единая классификация систем заземления электроустановок до 1 кВ, принятая почти во всем мире. Согласно ей, в оборудованиях с напряжением до 1 кВ используются три системы заземления: TN, TT, IT.

В системе TN источники бывают с глухозаземленной нейтралью, а части корпуса электроустановок соединены с ней нулевыми защитными проводниками. В сельской местности популярна система ТТ для устройств с напряжением меньше 1 кВ. Заземление в этой системе не связано с источником питания, а делается на вводе в здание. Система IT редко используется в жилых зданиях, при наличии электроустановок до 1 кВ.

По правилам эксплуатации электроустановок, заземление и зануление должно присутствовать в двух случаях:

1. если переменное напряжение больше 42 В, а постоянное – больше 110 В, в наружных и особо опасных электроустройствах;
2. если в любых электроустановках переменное напряжение выше 380 В, постоянное – больше 440 В.

Установка заземления в частных домах регламентируется такими нормативными документами и перед сдачей здания в эксплуатацию понадобиться сделать измерения сопротивления заземляющих устройств:

1. ПУЭ – правила устройства электроустановок;
2. ПТЭЭ – правила технической эксплуатации электроустановок;
3. ПТБЭ – правила техники безопасности.

Монтаж заземляющих приборов

Если вы приобрели частный дом без электрозащиты, или строите новое здание, нужно сделать монтаж заземляющих устройств для электрооборудования, так и молниезащиту. Контур защитного заземления – это внутренняя и наружная системы. Внутри здания устанавливается распределительный щит, где объединяются две трассы. А внешняя часть системы должна состоять из электродов, вкопанных в грунт и связанных между собой металлическими пластинами. Этот искусственный заземлитель должен быть подведен к основному щиту.

Внутреннее защитное заземление – это отдельные проводники, идущие от мощных энергоустановок. Они соединяются в шину внутри щита. Медный кабель соединяют шину и пластину болтовым соединением.

Сначала надо определиться со схемами заземления. В настоящее время используют два вида схем:

1. линейная, где штыри вкопаны последовательно в одну линию. Схема не особо надежна, так как при выходе из строя одного соединения, вся система перестанет работать;
2. замкнутая, треугольная. Замкнутая схема более надежна, так как при повреждении перемычки между штырями, схема продолжит работать.

Приведем пошаговую инструкцию, как сделать монтаж защитного заземления. Перед монтажом понадобится набор следующих инструментов и оборудования: штыковая лопата, сварочный аппарат, болгарка, перфоратор, гаечные ключи и кувалда. Из материалов надо подготовить:

• медный провод не меньше 6 мм кв. в сечении;
• уголок из нержавеющей стали не менее 2 метров либо прямоугольный профиль с сечением 150 мм кв.;
• нержавеющая полоса от крыльца до системы, 40*4 мм;
• болты М10 или М8;
• три металлические полосы (ширина 4 см, толщина 0,5 см, длина 120 см).

Сразу надо определиться с местом, где будет делаться заземляющий контур. При пробое в электропроводки в месте заземления не должны быть людей или животных. Советуют разместить отвод за домом вдоль забора, но не дальше метра от фундамента.

Порядок действий несложный. Сначала прокапывается треугольник, глубиной в полметра, со сторонами в 1,2 м. от него ведется траншея к крыльцу дома. Электроды забиваются в землю на 2 метра, верхушки оставляются для будущей сварки. Приварить надо пластину в виде треугольного металлического каркаса. Еще одна пластика кладется в ведущую к дому траншею, прихватывается к ближайшей верхушке конструкции одним концом. Далее медный кабель болтом присоединяется к пластине и все засыпается землей.

Этот провод заводится в щит, где подключается к ГЗШ (то есть, заземляющей главной шине). К шине ведется заземляющий проводник от линии электросети, и на шину заземления РЕ. Надо обязательно сделать перемычку между нулевой шиной и ГЗШ. Осталось только к шине РЕ подключить проводники, ведущие на розетки и осветительные приборы.

Молниезащита делается ещё проще. Состоит она из молниеприемника на крыше, токоотвода и заземлителя в грунте. Их по порядку соединяют сваркой или болтами (что менее надежно). Простейший вариант молниезащиты – две заостренных арматуры, ведущие вверх от концов конька крыши на полтора метру. С заземляющим контуром их надо соединить стальной шиной или толстой проволокой. Шина не должна быть шире 6 см. Все детали молниезащиты сварным соединением ведутся к заземлителю. Его лучше выполнить из труб или полос, вкопанных в землю.

После монтажа заземлителя, чтобы проверить его соответствие нормативам, надо провести измерение сопротивления. По правилам, если в здании есть устройства с напряжением до 1 кВ и глухозаземленной нейтралью, сопротивление заземлителя должно быть не больше 2, 4, 8 Ом при напряжениях 660, 380, 220 В (трехфазного тока), либо 380, 220, 127 В (однофазного тока).

Измерение и проверка заземления состоит из трех этапов: визуального осмотра соединений, измерения удельного сопротивления грунта и сопротивления заземляющего контура. Проводится измерение сопротивления с помощью мегомметров. Сначала к двум точкам (объекта и ближайшего заземлителя) подсоединяют контакты прибора и снимают показания. Затем один электрод погружают в грунт, а второй – к заземляющему контуру, чтобы выполнить измерения грунтового сопротивления.

После первого измерения и сдачи дома в эксплуатацию, периодически надо проверять состояние заземляющих устройств. Из-за погодных условий или удара молнии соединения в молниезащите могут выйти из строя. Визуальный осмотр надо делать раз в год, а измерения сопротивления – каждые три года. Также внеочередные измерения сопротивления в молниезащите выполняются после удара молнии.

Источник: otoke.ru

Устройство заземления

Защитное заземление — это преднамеренное соединение с землей металлических частей электроустановки, не находящихся под напряжением (рукояток приводов разъединителей, кожухов трансформаторов, фланцев опорных изоляторов, корпусов измерительных трансформаторов и т.п.).

Монтаж заземляющих устройств состоит из следующих операций: установки заземлителей, прокладки заземляющих проводников, соединения заземляющих проводников друг с другом присоединения заземляющих проводников к заземлителям и электрооборудованию.

Вертикальные заземлители из угловой стали и отбракованных труб погружают в грунт забивкой или вдавливанием, из круглой стали — ввертыванием или вдавливанием. Эти работы выполняют с помощью механизмов и приспособлений, например: копра (забивка в грунт), приспособления к сверлилке (ввертывание в грунт стержневых электродов), механизма ПЗД-12 (ввертывание в грунт электродов заземления).

Для устройства заземления наиболее распространены электрозаглубители, имеющие стандартную электросверлилку и редуктор, понижающий частоту вращения ниже 100 об/мин и соответственно увеличивающий крутящий момент на ввертываемом электроде. При пользовании этими заглубителями к концу электрода приваривают наконечник-забурник, обеспечивающий рыхление грунта и облегчающий погружение электрода. Выпускаемый промышленностью наконечник представляет собой заостренную на конце и изогнутую по винтовой линии стальную полосу шириной 16 мм. В монтажной практике применяются и другие типы наконечников для электродов.

При устройстве заземления вертикальные заземлители должны закладываться на глубину 0,5 — 0,6 м от уровня планировочной отметки земли и выступать от дна траншеи на 0,1 — 0,2 м. Расстояние между электродами 2,5 — 3 м. Горизонтальные заземлители и соединительные полосы между вертикальными заземлителями укладывают в траншеи глубиной 0,6 — 0,7 м от уровня планировочной отметки земли.

Все соединения в цепях заземлителей выполняют сваркой внахлестку; места сварки покрывают битумом во избежание коррозии. Траншею роют обычно шириной 0,5 и глубиной 0,7 м. Устройство внешнего заземляющего контура и прокладку внутренней заземляющей сети производят по рабочим чертежам проекта электроустановки.

Вводы в здание заземляющих проводников выполняют не менее чем в двух местах. После монтажа заземлителей составляют акт на скрытые работы, указывая на чертежах привязки заземляющих устройств к стационарным ориентирам.

Заземляющие магистральные проводники прокладывают по стенам на расстоянии 0,5—0,10 м от поверхностей на высоте 0,4—0,6 м от уровня пола. Расстояние между точками крепления 0,6 —1,0 м. В сухих помещениях и при отсутствии химически активной среды допускается прокладка заземляющих проводников вплотную к стене.

Заземляющие полосы к стенам крепят дюбелями, которые пристреливают строительно-монтажным пистолетом либо непосредственно к стене, либо через промежуточные детали. Широко применяют также закладные детали, к которым приваривают полосы заземления. Пистолетом типа ПЦ можно пристреливать детали из листовой или полосовой стали толщиной до 6 мм в основания из бетона (марки до 400), кирпича и др.

В сырых, особо сырых помещениях и в помещениях с едкими испарениями (с агрессивной средой) заземляющие проводники приваривают к опорам, закрепленным дюбелями-гвоздями. Для создания зазора между заземляющим проводником и основанием в таких помещениях используют штампованный держатель из полосовой стали шириной 25 — 30 и толщиной 4 мм, а также кронштейн для прокладки круглых заземляющих проводников диаметром 12 — 19 мм. Длина нахлестки при сварке должна быть равна двойной ширине полосы для прямо угольных полос или шести диаметрам для круглой стали.

К трубопроводам заземляющие проводники присоединяют при наличии на трубах задвижек или болтовых фланцевых соединений выполняют обходные перемычки.

Части электроустановок, подлежащие заземлению, присоединяют к заземляющим магистралям отдельными ответвлениями. Стальные заземляющие проводники присоединяют к металлоконструкциям сваркой, к оборудованию — под возможно, сваркой. заземляющий болт или, где проводники присоединяют к медными проводниками с креплением проволочным бандажом и пайкой. Вокруг подстанции обычно делают общий заземляющий контур, к которому приваривают заземляющие проводники внутренней части подстанции. Отдельные элементы электрооборудования присоединяют к заземляющим проводникам параллельно, а не последовательно, иначе при обрыве заземляющего проводника часть оборудования может оказаться незаземленной.

На подстанциях заземляют все элементы электрооборудования и металлические конструкции. Силовые трансформаторы заземляют гибкой перемычкой, изготовленной из стального троса. Перемычку с одной стороны приваривают к заземляющему проводнику, с другой — присоединяют к трансформатору с помощью болтового соединения. Разъединители заземляют через раму, плиту привода и опорный подшипник; корпус вспомогательных контактов — присоединением к шине заземления.

Если разъединители и приводы смонтированы на металлических конструкциях, то заземление выполняют путем приваривания к ним заземляющего проводника.

Предохранители на 6 — 10 кВ заземляют путем присоединения заземляющего проводника к фланцам опорных изоляторов, раме или металлической конструкции, на которой они установлены.

Источник: ElectricalSchool.info

Виды заземления

Также к устройствам заземления подсоединяют токоведущие элементы электрических приборов, для того чтобы оборудование могло продолжать функционировать как при обычных (нормальных), так и при возможных аварийных ситуациях (случаях). Поэтому заземление можно разделить на две группы: рабочие заземление и защитное заземление. Заземление защиты служит для того, чтобы снизить, выровнять напряжение касания и шага в месте растекания тока, а также в момент замыкания тока на грунт в момент растекания, снизить напряжение на оборудовании, которое заземляется. Сопротивление будет зависеть от типа заземления, влажности и структуры грунта и от того, как глубоко в землю будет заложено устройство заземления.

Источник: energy-systems.ru

Другие статьи по теме:

Виды заземляющих устройств Провод заземления Можно ли использовать ноль как заземление Заземление многоквартирного дома снип Прибор для измерения заземления Провод для заземления