Системы заземления

Заземление является неотъемлемой частью всех энергетических систем. Представляет собой основную меру предотвращения поражения электротоком. Электрическая сеть с использованием защитного заземления обеспечивает безопасность:

• человека при обслуживании электроустановок;
• работы электроприборов.

Для обеспечения стабильной работы электросетей необходимо знать, какая система заземления должна быть внедрена в каждом конкретном случае.

Системы заземления, виды, особенности и требования к ним описаны в Правилах устройства электроустановок.

По способу действия разделяют на два типа:

• Естественное. Стационарные металлоконструкции, заглубленные в землю постоянно (железобетонные фундаменты строений и др.). Регулировать величину сопротивления таких ЗУ невозможно, поэтому их применение в качестве единственного заземления электроустановок недопустимо.
• Искусственное. Намеренное соединение электрооборудования с заземляющим устройством.

Устройство ЗУ

Все ЗУ состоят из: заземлителя (одной металлоконструкции либо сложной системы), контура, заземляющего проводника (ЗП), который соединяет электроустановку с контуром.

Заземлителем называется токопроводящая часть – множество соединенных между собой проводников, которые имеют прямой контакт с землей. Выполняется из стали либо из меди.

Нормы для отдельно взятых электроустановок регламентируется действующим ПУЭ. Качество системы заземления определяется величиной сопротивления (чем ниже значение, тем эффективнее система).

Классификация искусственного заземления

1. ЭУ до 1 кВ:

• с изолированной нейтралью;
• с глухозаземленной нейтралью.

2. ЭУ выше 1 кВ:

• с глухозаземленной (эффективно заземленной) нейтралью,
• с изолированной (заземленной) на дугогасящий реактор нейтралью.

Применение каждой системы зависит от особенностей электросети, количества и характера электроустановок и др. Выбор типа сети для электроустановок устанавливает местная энергоснабжающая организация (в техусловиях обязательно указывается тип системы заземления).

Системы заземления в сетях до 1 кВ

• TN-сеть с глухозаземленной нейтралью – заземляющий контур соединен непосредственно с нулем на ПС. ЭУ соединены с нейтралью на трансформаторе нулем.

Условие работоспособности данного вида заземления – величина тока между токопроводящей частью и фазой при КЗ должна быть больше, чем номинальный ток срабатывания коммутационного аппарата за допустимое время.

Системы TN разработаны для защиты оборудования при случайном прикосновении к поверхности неисправной изоляции.

Преимущества:

• При повреждении целостности изоляционных покрытий (при возникновении больших токов) срабатывает защита.
• При повреждении оборудования образуются низкие величины напряжения на токопроводящих частях, что уменьшает вероятность поражения электротоком.

Различают подвиды TN-системы:

• TN-С. Подвид системы с глухозаземленной нейтралью, в которой защитный и рабочий ноль совмещен в PEN-проводнике по всей длине линии электропередачи (защитное зануление).
• TN-S. В таком исполнении защитный и рабочий ноль электросети разделен по всей ее длине. Является наиболее безопасной, но и дорогостоящей системой. Редко применяется для электроустановок, удаленных от источника питания сети (в виду большого удорожания строительства).
• TN-С-S – подвид системы с глухозаземленной нейтралью. Является гибридом TN-С и TN-S систем, т.е. совмещение PE- и N-проводников происходит лишь на части ЛЭП. Обычно совмещение происходит до вводно-учетного устройства электроустановок. Является самым популярным видом, т.к. обеспечивает высокую надежность работы энергосистемы по разумной цене.

Какую систему выбрать?

В бытовых сетях целесообразно применение системы с глухозаземленной нейтралью (TN).

Применение TN-С-заземления запрещено, поэтому при модернизации старых электропроводок выбирают TN-С-S и TN-S исполнения. Т.к. сооружение TN-S требует значительных капиталовложений, TN-С-S остается самой применяемой из сопоставления цены и качества.

IT-система (изолированная нейтраль). Ноль имеет заземление через приборы с большим сопротивлением. В настоящее время применяется редко.

TT-система (заземленная нейтраль). Является лучшим решением для заземления мобильных электроустановок (бытовки, строительные вагончики и др.). В схеме обязательно наличие УЗО и контура заземления с сопротивлением 4 Ом для сетей 0,4 кВ.

Рабочий ноль в данной системе имеет заземление, а токопроводящие части заземлены независимым контуром заземления (не связанным с нулем).

При модернизации старых систем заземления существует вероятность некоторых трудностей. Потенциал может находиться на поверхности электроприборов при отгорании нулевого проводника и образовавшегося перекоса фаз. При ошибочном подключении фазного провода вместо нулевого, также может находиться потенциал на поверхности приборов.

В частном доме заменить TN-С проводку на TN-С-S не составит труда. Необходимо соорудить эффективный контур заземления и правильно подключить его к проводке (к ШВУ). В многоквартирных домах переделывать схему таким образом запрещено.

Если в бытовой электросети не предусмотрен контур заземления, то соединение защитного и рабочего нуля запрещено. В схемы для предотвращения  поражения электротоком человека следует включать электроустройства защитного отключения или дифференциальные автоматы.

Для защиты электросети необходимо применять устройства защитного отключения нескольких уровней: общедомового на 100 или 300 мА для предотвращения пожаров, групповые и отдельные УЗО на 30 мА, и УЗО на 10 мА для защиты от поражения электротоком в детских комнатах и помещениях с повышенной влажностью.

Принцип работы системы заземления

Работает за счет:

• стабилизации напряжения до условно безопасной величины;
• установки устройства защитного отключения;
• для электросетей с глухозаземленной нейтралью срабатывание защиты при попадании фазы на заземленный элемент.

Наиболее работоспособным является применение системы заземления в совокупности с устройством защитного отключения. При такой схеме аварийный участок электросети отключается за кратчайшее время. Также в цепи не наблюдается возникновение опасных потенциалов.

Системы заземления при неисправности сети

Наиболее часто встречающаяся неисправность – возникновение фазного напряжения на корпусе электрооборудования из-за нарушения целостности защитных кожухов. При наличии импульсных источников вторичного электропитания при отсутствии защитного заземления на корпусах приборов может находиться напряжение. Защиту от поражения электротоком в таких случаях можно произвести различным присоединением приборов к электропроводке.

Типы присоединения электроприборов к сети:

• Есть заземление, отсутствует устройство защитного отключения. При протекании больших токов срабатывает расцепитель. Не является мерой, полностью обеспечивающей защиту организма от поражения электрическим током. При больших значениях номинального тока коммутационных аппаратов (25 А, например) на предохранителях при обычном сопротивлении (4 Ом), потенциал может составлять 0,1кВ, что является смертельно опасным.
• В сети нет заземления, но присутствует УЗО (ДА). При протекании потенциала на поверхности прибора, УЗО сработает лишь в том случае, если в цепи появится ток утечки (прикосновение к неисправному устройству). Пострадавший получает удар током от 10 до 30 мА на время срабатывания УЗО.
• Есть заземление и устройство защитного отключения. Является наиболее безопасной схемой, т.к. при возникновении потенциала электроток идет по заземляющему проводнику в землю. При этом происходит немедленное срабатывание УЗО (на отходящей линии, группового или на вводе в дом). При этом, если какой-нибудь элемент выйдет из строя, электросеть будет частично исправна.

Наиболее часто встречающиеся ошибки в реализации систем заземления:

• Использование непредназначенных для заземления PE-проводников. Применение в качестве заземляющего проводника металлических труб недопустимо, т.к. в инженерных системах часто используют вставки из пластиковых трубопроводов. Кроме этого, соединение труб может быть неисправно из-за коррозии или на участке инженерной сети могут проводиться ремонтные работы, что приводит к неэффективности СУП и вероятности поражения электрическим током при прикосновении к токопроводящим поверхностям.
• Объединение PE- и N-проводников на недопустимых для этого участках (за точкой разделения). Это приводит к беспричинным отключениям УЗО, а также присутствию токов на PE-проводнике.
• Разделение PEN-проводника в бытовой электросети, т.к. PE-проводник все равно остается связанным с рабочей нулевой жилой – сохраняется фазный потенциал, который также может присутствовать на корпусе проводника. При перестановке местами фазных жил, при разрыве (отгорании) нулевого провода появляется опасность поражения электрическим током при прикосновении к токопроводящим поверхностям электроприборов.
• Заземление низковольтных (телефонных кабелей, телевизионных и интернет сетей) отдельно от общего. При наличии двух и более заземляющих устройств может возникнуть разность потенциалов из-за разных токов на цепях. Это увеличивает вероятность поражения электротоком и выхода из строя слаботочных сетей. Система уравнивания потенциалов предотвращает подобные аварийные ситуации.

Системы уравнивания потенциалов

При возникновении аварийной ситуации, когда ЗУ находится под напряжением, его сопротивления недостаточно для обеспечения безопасности людей. СУП предназначены для защиты от ударов электротоком, когда он наведен на заземляющее устройство.

Система соединяет воедино все точки электросети, а также доступные для контакта металлоконструкции здания, инженерные коммуникации (трубы водо,- и теплоснабжения и др.), системы молниезащиты.

Присоединение с заземлителями выполняют отдельными защитными PE-проводниками. Допускается организация СУП в составе системы внутреннего электроснабжения.

Выделяют две системы уравнивания потенциалов: основную и дополнительную.

Состав основной системы уравнивания потенциалов:

• Главная заземляющая шина. Установка предполагается в вводно-учетных и распределительных щитах. От нее отходят PE-проводники групповых отходящих фидеров и проводники уравнивания потенциалов ко всем металлоконструкциям жилища.
• Контур заземления. От него проложена стальная полоса заземления к главной заземляющей шине.
• «Сетка» заземляющих проводников.
• ЗП. Элемент системы, которым присоединяют отдельные части в единую систему.

Для соединения отдельных элементов СУП используют радиальную схему, т.е. для каждой части здания (ВРУ) должен предусматриваться отдельный проводник.

Дополнительная СУП применяется для обеспечения безопасности во влажных помещениях.

Состав:

• соединительные элементы;
• коробка уравнивания потенциалов.

Порядок монтажных работ:

• согласовать расположение коробки;
• соединить шинку ВРУ с шинкой КУП, материал проводника – медный;
• присоединение к системе всех металлических элементов, которые находятся в комнате (труб горячего и холодного водоснабжения, отопления, стоков, ванны), а также бытовых розеток и выключателей;
• затем происходит соединение защитных проводников с шиной PE КУП;
• завершающим этапом является проверка целостности проводников и замеры электрического сопротивления.

elquanta.ru

Виды систем

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 защитное заземление с занулением. 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.

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.

otoke.ru

Задачи для заземляющих систем

Главные задачи систем безопасности, работающих на принципе заземления:

1. Безопасность для жизни человека, с целью защиты от поражения электрическим током. Предусматривает альтернативный путь прохождения аварийного тока, чтобы он не нанес повреждение пользователю.
2. Защиты зданий, машин и оборудования в условиях сбоя электросети, чтобы открытые токопроводящие части оборудования не достигли смертельного потенциала.
3. Защита от перенапряжения из-за удара молнии, который может привести к опасным высоким напряжениям в электрической распределительной системе или от непреднамеренного контакта человека с линиями высокого напряжения.
4. Стабилизация напряжения. Существует много источников электроэнергии. Каждый трансформатор можно рассматривать, как отдельный источник. У них должна быть общая доступная точка сброса негативной энергии. Земля является единственной такой токопроводящей поверхностью для всех источников энергии, поэтому она была принята в качества универсального стандарта для сброса тока и напряжения. Если бы не было такой общей точки, то чрезвычайно трудно было бы обеспечить безопасность в энергосистеме в целом.

Требования к системе заземления:

• Она должна иметь альтернативный путь для протекания опасного тока.
• Отсутствие опасного потенциала на открытых токопроводящих частях оборудования.
• Должна иметь низкий импеданс, достаточный для обеспечения необходимого тока через предохранительное устройство, чтобы он отключил питание (<0,4 сек).
• Должна иметь хорошую коррозионную стойкость.
• Должна быть способной рассеивать большой ток короткого замыкания.

Описание систем заземления

Процесс соединения металлических частей электрических аппаратов и оборудования с массой земли металлическим устройством, имеющим незначительное сопротивление, называется заземлением. При заземлении токоведущие части приборов непосредственно соединены с землей. Заземление обеспечивает обратный путь для тока утечки и, следовательно, защищает оборудование энергосистемы от повреждений.

Когда неисправность возникает в оборудовании, во всех трех его фазах образуется дисбаланс тока. Заземление разряжает ток повреждения на землю и, следовательно, восстанавливает рабочий баланс системы. У этих защитных систем есть несколько преимуществ, таких как устранение перенапряжения через разрядку ее на землю. Заземление обеспечивает безопасность оборудования и повышает надежность обслуживания.

Метод зануления

Зануление означает подключение несущей части оборудования к земле. Когда неисправность возникает в системе, создается опасный потенциал на внешней поверхности оборудования, и любой человек или животное, случайно прикоснувшись к поверхности, могут получить удар током. Зануление сбрасывает опасные токи на землю и, следовательно, нейтрализует токовый удар.

Оно также защищает оборудование от молниеносных ударов и обеспечивает путь разряда от разрядников и других гасящих устройств. Это достигается путем соединения частей установки с землей заземляющим проводником или электродом в тесном контакте с почвой, размещенной на некотором расстоянии ниже уровня грунта.

Разница между заземлением и занулением

Одним из основных различий между заземлением и занулением является то, что при заземлении несущая токопроводящая часть соединена с землей, тогда как при занулении поверхность приборов соединяются с землей. Другие различия между ними объясняются ниже в виде сравнительной таблицы.

Сравнительная таблица

Защитные провода TN

Данные типы систем заземления имеют одну или несколько непосредственно заземленных точек от источника энергии. Открытые проводящие части установки подключаются к этим точкам с помощью защитных проводов.

В мировой практике используется двухбуквенный код.

Используемые буквы:

• T (французское слово Terre означает «земля») — прямое соединение точки с землей.
• I — ни одна точка не подключена к земле из-за высокого импеданса.
• N — прямое подключение к нейтрали источника, который, в свою очередь, подключен к земле.

Основываясь на сочетании этих трех букв, существуют виды систем заземления: TN, TN-S, TN-C, TN-CS . Что это означает?

В системе заземления типа TN одна из точек источника (генератор или трансформатор) подключается к земле. Эта точка обычно является точкой звезды в трехфазной системе. Корпус подключенного электрического устройства подключается к земле через эту точку заземления со стороны источника.

На рисунке выше: PE — Акроним для Protective Earth — это проводник, который соединяет открытые металлические части электрической установки потребителя с землей. N называется нейтральным. Это проводник, соединяющий звезду в трехфазной системе с землей. По этим обозначениям на схеме, сразу понятно, какая система заземления относится к системе TN.

Нейтральная линия TN-S

Это система, имеющая отдельные нейтральные и защитные проводники по всей схеме электроустановок.

Защитный проводник (PE) представляет собой металлическое покрытие кабеля, питающего установки или отдельный проводник.

Все открытые проводящие части с установкой подключены к этому защитному проводнику через основную клемму установки.

Система TN-C-S

Это типы систем заземления система, в которых нейтральные и защитные функции объединены в один проводник системы.

В системе заземления нейтрали TN-CS, также известной как Protective Multiple Earthing, проводник PEN называется объединенным проводником нейтральной и заземленной частей.

Проводник PEN системы питания заземлен в нескольких точках, а заземляющий электрод расположен на месте установки потребителя или рядом с ним.

Все открытые проводящие части с установкой соединены проводником PEN с помощью главной заземляющей клеммы и нейтральной клеммы и связаны друг с другом.

Защитная схема TT

Это система защитного заземления, имеющая одну точку источника энергии.

Все открытые проводящие части с установкой, которые соединены с заземленным электродом, электрически не зависят от источника земли.

Изолирующая система IT

Система защитного заземления, не имеющая прямого соединения между токоведущими частями и землей.

Все открытые проводящие части с установкой, которые соединены с заземленным электродом.

Источник либо подключен к земле через сознательно введенный импеданс системы, либо изолирован от земли.

Конструкции защитных систем

Соединение между электроприборами и устройствами с заземляющей пластиной или электродом через толстый провод с низким сопротивлением для обеспечения безопасности называется заземлением или занулением.

Система заземления или зануления в электрической сети работает в качестве меры безопасности для защиты жизни людей, а также оборудования. Основная цель — обеспечить альтернативный путь для прохождения опасных потоков, чтобы можно было избежать несчастные случаи из-за поражения электрическим током и повреждения оборудования.

Металлические части оборудования заземлены или подключены к земле, и если по какой-либо причине изоляция оборудования не срабатывает, то высокие напряжения, которые могут присутствовать во внешнем покрытии оборудования, будут иметь путь сброса на землю. Если оборудование не заземлено, это опасное напряжение может быть передано любому, кто его коснется, что приведет к поражению электрическим током. Цепь замыкается, и предохранитель немедленно срабатывает, если токоведущий провод касается заземленного корпуса.

Существует несколько способов исполнения системы заземления электроустановок, таких как заземление провода или полосы, пластины или штока, заземление занулением или через водопровод. Наиболее распространенными методами являются зануление и устройство пластины.

Заземляющий мат

Заземляющий мат изготавливается путем соединения количества стержней через медные провода. Это уменьшает общее сопротивление схемы. Эти системы электрических заземлений помогают ограничить потенциал земли. Заземляющий мат в основном используется в месте, где должен быть испытан большой ток повреждения.

При проектировании заземляющего мата принимаются во внимание следующие требования:

1. В случае неисправности напряжение не должно быть опасным для человека при касании токопроводящей поверхности оборудования электрической системы.
2. Постоянный ток короткого замыкания, который может протекать в заземляющий мат, должен быть довольно большим для работы защитного реле.
3. Сопротивление грунта низкое, чтобы ток утечки протекал через него.
4. Конструкция заземляющего мата должна быть такой, чтобы ступенчатое напряжение было меньше допустимого значения, которое будет зависеть от удельного сопротивления грунта, необходимой для изоляции неисправной установки от человека и животных.

Электродная противотоковая защита

При такой системе заземления здания любой провод, стержень, труба или пучок проводников помещается горизонтально или вертикально в грунт рядом с защитным объектом. В распределительных системах заземляющий электрод может состоять из стержня длиной около 1 метра и располагаться в вертикальном положении в земле. При изготовлении подстанций используется заземляющий мат, а не отдельные стержни.

Трубный контур токозащиты

Это наиболее распространенная и лучшая система заземления электроустановок по сравнению с другими системами, подходящими для тех же условий земли и влаги. В этом способе оцинкованная сталь и перфорированная труба с расчетной длиной и диаметром расположены вертикально на постоянно влажной почве, как показано ниже. Размер трубы зависит от текущего тока и типа почвы.

Как правило, размер трубы для системы заземления дома имеет диаметр 40 мм и 2,5 метра в длину для обычной почвы или большей длины в случае сухой и каменистой почвы. Глубина, при которой труба должна быть зарыта, зависит от влажности грунта. Обычно труба располагается вглубь на 3,75 метра. Дно трубы окружено небольшими кусками кокса или древесного угля на расстоянии около 15 см.

Альтернативные уровни угля и соли используются для увеличения эффективной площади земли и, соответственно, для уменьшения сопротивления. Другая труба диаметром 19 мм и минимальной длиной 1,25 метра соединена в верхней части трубы GI через редуктор. Летом уменьшается влажность почвы, что приводит к увеличению сопротивления земли.

Таким образом, выполняются работы по цементному бетонированному основанию, чтобы поддерживать доступность воды летом и иметь землю с необходимыми защитными параметрами. Через воронку, соединенную с трубой диаметром 19 мм, можно добавить 3 или 4 ведра воды. Провод заземления либо GI, либо полоса провода GI с достаточным поперечным сечением для безопасного удаления тока переносится в трубу GI диаметром 12 мм на глубине около 60 см от земли.

Пластинчатое заземление

В этом устройстве системы заземления заземляющая пластина из меди размером 60 см × 60 см × 3 м и оцинкованного железа размером 60 см × 60 см × 6 мм погружается в землю с вертикальной поверхностью на глубине не менее 3 м от уровня земли

Защитная плита вставляется во вспомогательные слои древесного угля и соли с минимальной толщиной 15 см. Провод заземления (GI или медный провод) плотно крепится болтами к заземляющей пластине.

Медная пластина и медная проволока обычно не используются в защитных схемах из-за их более высокой стоимости.

Подключение заземления через водопровод

В этом типе GI или медный провод соединяются с водопроводной сетью с помощью стальной связующей проволоки, которая закрепляется на медном свинце, как показано ниже.

Водопровод состоит из металла и расположен ниже поверхности земли, т. е. непосредственно соединен с землей. Поток тока через GI или медный провод непосредственно заземляется через водопровод.

Расчет сопротивления заземляющего контура

Сопротивление одиночной полосы стержня, зарытого в землю, составляет:

R = 100xρ / 2 × 3,14 × L (loge (2 x L x L / W x t)), где:

ρ — устойчивость почвы (Ω ом),

L — длина полосы или проводника (см),

w — ширина полосы или диаметра проводника (см),

t — глубина захоронения (см).

Пример: Рассчитайте сопротивление заземляющей полосы. Провод диаметром 36 мм длиной 262 метра на глубине 500 мм в грунте, сопротивление земли составляет 65 Ом.

R — сопротивление заземляющего стержня в Вт.

r — Сопротивление грунта (Омметр) = 65 Ом.

Измеритель l — длина стержня (см) = 262 м = 26200 см.

d — внутренний диаметр стержня (см) = 36 мм = 3,6 см.

h — глубина скрытой полосы / стержня (см) = 500 мм = 50 см.

Сопротивление заземляющей полосы / проводника (R) = ρ / 2 × 3,14 x L (loge (2 x L x L / Wt))

Сопротивление заземляющей полосы / проводника (R) = 65 / 2 × 3,14 x 26200 x ln (2 x 26200 x 26200 / 3,6 × 50)

Сопротивление заземляющей полосы / проводника (R) = 1,7 Ом.

Для вычисления количества заземляющего стержня можно применять правило большого пальца.

Примерное сопротивление электродов Rod / Pipe можно рассчитать, используя сопротивление стержневых/трубных электродов:

R = K x ρ / L, где:

ρ — сопротивление земли в Омметре,

L — длина электрода в измерителе,

d — диаметр электрода в измерителе,

K = 0,75, если 25 <L / d <100.

K = 1, если 100 <L / d <600.

K = 1,2 o / L, если 600 <L / d <300.

Число электродов, если найти формулу R (d) = (1,5 / N) x R, где:

R (d) — требуемое сопротивление.

R — сопротивление одиночного электрода

N — количество электродов, установленных параллельно на расстоянии от 3 до 4 метров.

Пример: рассчитать сопротивление заземляющей трубы и количество электродов для получения сопротивления 1 Ом, резистивность грунта от ρ = 40, длина = 2,5 метра, диаметр трубы = 38 мм.

L / d = 2,5 / 0,038 = 65,78, так что K = 0,75.

Сопротивление электродов трубы R = K x ρ / L = 0,75 × 65,78 = 12 Ω

Один электрод — сопротивление — 12 Ом.

Для получения сопротивления 1 Ом общее количество требуемых электродов = (1,5 × 12) / 1 = 18

Факторы, влияющие на сопротивление земли

Код NEC требует минимальной длины заземляющего электрода длиной 2,5 метра для контакта с почвой. Но есть некоторые факторы, которые влияют на сопротивление земли защитной системы:

1. Длина/глубина заземляющего электрода. Увеличение длины вдвое снижает сопротивление поверхности до 40 %.
2. Диаметр заземляющего электрода. Удвоенное увеличение диаметра заземлителя снижает сопротивление грунту только на 10 %.
3. Количество заземляющих электродов. Для повышения эффективности устанавливаются дополнительные электроды на глубину основных заземляющих электродов.

Строительство защитных электросистем жилого дома

В настоящее время земляные конструкции являются предпочтительным методом заземления, особенно для электрических сетей. Электричество всегда следует по пути наименьшего сопротивления и отводит максимальный ток от цепи в заземляющие ямы, предназначенные для уменьшения сопротивления, в идеале до 1 Ом.

Для достижения этой цели:

1. Площадь 1,5 м х 1,5 м выкапывается на глубину до 3 м. Яма наполовину заполняется смесью древесного угольного порошка, песка и соли.
2. GI-пластина 500 мм х 500 мм х 10 мм помещается в середину.
3. Устанавливают соединения между заземляющей пластиной для системы заземления частного дома.
4. Остальная часть ямы заполняется смесью угля, песка, соли.
5. Для подключения заземляющей пластины к поверхности можно использовать две полосы GI с поперечным сечением 30 мм х 10 мм, но предпочтительной является 2,5-дюймовая труба GI с фланцем в верхней части.
6. Кроме того, верхняя часть трубы может быть покрыта особым устройством, чтобы предотвратить проникновение грязи и пыли и засорение заземляющей трубы.

Монтаж системы заземления и преимущества:

1. Древесный угольный порошок является отличным проводником и предотвращает коррозию металлических деталей.
2. Соль растворяется в воде, что значительно увеличивает проводимость.
3. Песок позволяет пропускать воду через всю яму.

Чтобы проверить эффективность ямы, убедитесь, что разность напряжений между ямой и нейтралью сетевого питания составляет менее 2 вольт.

Сопротивление ямы должно поддерживаться на уровне менее 1 Ом, расстояние до 15 м от защитного проводника.

Электрический удар

Электрический удар (электрошок) возникает, когда две части тела человека контактируют с электрическими проводниками цепи, которая имеет разные потенциалы и создает разницу потенциалов по всему телу. Тело человека имеет сопротивление, и когда оно соединено между двумя проводниками при разном потенциале, цепь образуется через тело, и будет поступать ток. Когда человек контактирует только с одним проводником, цепь не образуется, и ничего не происходит. Когда человек контактирует с проводниками цепи, независимо от того, какое в нем есть напряжение, всегда имеется вероятность получения травмы от электротока.

Оценка риска удара молнии для жилых домов

Некоторые дома имеют больше шансов привлечь молнию, чем другие. Они увеличиваются в зависимости от высоты здания и близости к другим домам. Близость определяется как тройное расстояние от высоты дома.

Для того, чтобы определить, насколько уязвимым является жилой дом для ударов молнии, можно использовать такие данные:

1. Низкий риск. Одноуровневые частные жилые дома в близком окружении других домов одинаковой высоты.
2. Средний риск. Двухуровневый частный дом, окруженный домами с подобными высотами или окруженный домами меньших высот.
3. Высокий риск. Изолированные дома, которые не окружены другими структурами, двухэтажными домами или домами с меньшей высотой.

Независимо от вероятности удара молнии, правильное использовании важных компонентов молниезащиты поможет защитить любой жилой дом от таких повреждений. Системы молниезащиты и заземления требуются в жилом доме, чтобы удар молнии отводился в землю. Система обычно включает в себя заземленный стержень с медным соединением, который установлен в грунте.

При установке схемы молниезащиты в доме выполните следующие требования:

1. Наземные электроды должны иметь длину не менее половины 12 мм и на 2,5 м в длину.
2. Рекомендуется использовать медные соединения.
3. Если на участке системы каменистая почва или расположены инженерные подземные линии, запрещается использование вертикального электрода, необходим только горизонтальный проводник.
4. Он должен быть углублен на расстоянии не менее 50 см от земли и простираться не менее чем на 2,5 м от дома.
5. Системы заземления частного дома должны быть взаимосвязаны с использованием проводника того же размера.
6. Соединительные элементы для всех подземных систем металлических трубопроводов, таких как водопроводные или газовые трубы, должны быть расположены в пределах 8 м от дома.
7. Если все системы уже были соединены до установки молниезащиты, требуется только привязать ближайший электрод к системе водопроводов.

Все люди, живущие или работающие в жилых, общественных зданиях постоянно находятся в тесном контакте с электрическими системами и оборудованием и должны быть надежно защищены от опасных явлений, которые могут возникнуть из-за коротких замыканий или очень высоких напряжений от разряда молнии.

Для достижения этой защиты системы заземления электрических сетей должны быть спроектированы и установлены в соответствии со стандартными государственными требованиями. По мере развития электротехнических материалов требования надежности защитных устройств повышаются.

fb.ru

Другие статьи по теме:

Заземление в щитке частного дома Естественный заземлитель Защитное заземление это Проверка контура заземления Какая периодичность проверки молния защиты Зануление электроустановок