Виды заземления и их назначения – советы электрика

Виды заземлений – какие бывают? Системы и назначение конструкции

Заземление – это намеренное соединение определенной части оборудования или электрической цепи с грунтом. Чаще всего, для заземления используется один или несколько штырей из металла необходимой длины и диаметра, забитых в грунт и соединенных вместе.

Конструкцию соединяют с кабелем, подключенному к заземляемому устройству. Штыри и провод, металлическая полоса, связывающая их, место установки заземления, оговорено по правилам монтажа электрических установок.

Электроустановки подразделяются:

1. С напряжением более 1 кВ с эффективно или глухо заземленной нейтралью.
2. С напряжением более 1 кВ с заземленной через резистор или изолированной нейтралью.
3. С напряжением менее 1 кВ с глухо заземленной нейтралью.
4. С напряжением менее 1 кВ с изолированной нейтралью.

С учетом технических особенностей электросетей и электрической установки, для ее работы может быть необходима какая-либо токоотводящая конструкция. Обычно, до проектирования электрического устройства, определяют перечень требования, в которых указывают необходимую конструкцию.

Сейчас в мире используют единую систематизацию подобных устройств, в которую входят три системы:

1. Система IT.
2. Система TT.
3. Система TN.

Эта аббревиатура расшифровывается так:

• Символ I — изолированный.
• Символ N — подключено к нейтрали.
• Символ T — заземление.

Системы TN

Такие конструкции отличаются наличием глухо заземленной нейтрали и подсоединением к ней всех способных проводить электроэнергию элементов сети.

Подключение к нейтрали производят используя нулевые проводники.

Электрошкафы, щиты и корпуса приборов, подключают к проводнику PEN. Выполняется это для создания короткого замыкания, при пробивании проводки на корпус, в результате чего, защитные автоматы обесточивают сеть, идущую на вышедший из строя участок сети, таким образом, предупреждая поражение током людей, находящихся поблизости.

Система с нулевым и расчлененным рабочим проводником

Система TN-S

Система TN-S для безопасности оборудована двумя, а не одним нулевым проводом, один из них служит как защитный провод, а второй используется в качестве нейтрального проводника, подключенного к глухо заземленной нейтрали. Эта конструкция сегодня является самой безопасной, способной эффективно защитить от удара электричеством.

Принцип работы этой конструкции состоит в том, что используют всего одну фазу для подачи рабочего напряжения и ноль.

Разводку производят проводом из трех жил, одна из которых служит как нуль и подключается к вводному проводу.

Система c проводом PEN и двумя нулями

Система TN и TN-C-S

Здесь характерно использование в определенном месте оборудования, соединенного с нулевым проводом, расщепляющимся на два проводника: PE и N, для последующего заземления оборудования.

Для бесперебойной работы, система TN-C-S после места раздвоения, оборудуется еще одним заземлителем.

Положительные свойства этой системы:

1. Простой переход на нее во время ремонта старых домов.
2. Простая конструкция защиты от молнии.
3. Возможность создания защиты проводки простыми автоматами от замыкания.

Минусы этой системы:

1. Риск перегорания нулевого провода вне здания, что грозит пробоем корпусов из металла электротоком.
2. Нужда в использовании оборудования для уравнивания потенциалов.
3. Сложность в создании действенной защиты внегородской черты.

Для частных, хозяйственных строений, ПУЭ советуют использовать совершенно другую систему — TT.

Независимые заземлители

Система TT

В конструкции системы TT есть два заземлителя:

1. Для источника электротока.
2. Для незащищенных металлических элементов системы.

Положительным свойством этой конструкции является повышенная работоспособность нулевого провода на промежутке от оборудования до места подачи напряжения и независимость PE провода.

Сложность может появиться только с использованием собственного заземлителя, так как непросто подобрать для него подходящий диаметр. Но такой минус компенсируется с помощью системы защитного отключения.

Система с изолированным нейтральным проводом

Система IT

В большинстве случаев, в такой конструкции, нейтраль изолируют от земли, или создают необходимое зануление IT, используя устройство со значительным сопротивлением.

В домашних условиях, устройства такого типа не нашли применения, они практически не используются, но позволяют их применять для питания специальных устройств, для которых необходима безопасность и максимальная стабильность при работе, к примеру, в лабораториях и лечебных учреждениях.

Технологии заземляющих устройств

Есть несколько способов изготовления контура заземления.

Чаще всего, используют две из них:

1. Модульно-штыревое заземление.
2. Традиционное заземление.

Конструкция модульного заземления

Для ее устройства используют стержни, из покрытого медью качественного металла. Их вертикально забивают в грунт на глубину около 1 м, диаметр стержней 14 мм. По краям стержня нарезают по 30 мм резьбы и так же покрывают ее медью.

Металлические части конструкции соединяют вместе латунными муфтами. По горизонтали их соединяют стальными полосами с латунными зажимами или используют для этого комплект медного провода. Также, устраивают соединение контура заземления и щитка-распределителя. Для защиты элементов заземления от коррозии, в комплект входит защитная паста.

Традиционное заземление

Изготавливают такую систему из черного металла: полос, труб, уголка. На 3 м в грунт, с промежутком 5 м вбивают треугольником три металлических электрода. Далее, электроды соединяют в общий контур, используя металлическую полосу и электросварку.

Такое заземление имеет несколько отрицательных свойств (к примеру, трудоемкость создания контура и коррозия, разрушающая металл изделия), по этой причине, в наше время вместо нее стараются использовать более совершенный способ заземления.

Естественные заземляющие элементы

Чаще всего, их используют для заземления электрического оборудования. В качестве естественных заземлителей применяют металлические элементы различных ЖБ конструкций, к примеру, фундаменты подстанций и линий электропередач и фундаменты строений.

Дополнительно, для естественного заземления подключают части подземных коммуникаций, изготовленных из металла, к примеру, подходит броня кабелей и всевозможные трубопроводы, иногда допустимо подключать и наземные коммуникации, к примеру, подойдут для этой цели рельсовые пути.

Какие ЖБ изделия нельзя применять для заземления?

Не стоит подключать заземляющий провод к фундаментам, собранным из отдельных ЖБ элементов. Желательно связать прутья арматуры блоков, и только тогда допустимо подключать заземлитель. Иначе, лучше использовать искусственный заземлитель.

Для этого используют металлический проводник, вбитый вертикально или горизонтально в грунт. Иногда используют несколько таких проводников, связав их вместе. Важно, чтобы отдельные электроды контура, были вбиты на необходимую глубину.

Горизонтальный заземлитель желательно уложить на глубину 50 см, если грунт на участке легкий, то укладку электрода желательно производить на глубине 1 м. Важно то, что у горизонтальных проводников, сопротивление больше чем у вертикальных.

По этой причине, лучше использовать вертикальный заземлитель.

Толщина искусственных заземлителей:

1. Металлический прут — сечение 10 мм;
2. Оцинкованный металлический прут — сечение 6 мм;
3. Металлический уголок — толщина 4 мм, полка 75 мм;
4. Металлическая полоса — 4 мм;
5. Брак или БУ трубы — 3,5 мм толщина стенки;
6. Общее сечение проводников забиваемых в землю — 160 мм.

Заземление нейтрального проводника

В нашей стране, сети 6-35 кВ эксплуатируются с не глухо заземленной нейтралью. Использование таких сетей хорошо тем, что у них низкое значение токов замыкания на грунт, но при ОЗЗ, изготовленных из металла, в таких сетях повышается напряжение на целых фазах относительно земли до уровня линейного, что плохо в этом случае.

Коэффициент замыкания на грунт — отношение разницы потенциалов между землей и фазой при замыкании остальных фаз на землю к разнице между землей и фазой в сети.

Источник: https://househill.ru/kommunikacii/electrika/zazemlenie/osnovnie-vidi.html

Заземляющие устройства: заземление, виды и технические параметры

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.

Источник: http://www.KabelMontazh.ru/articles/view/zazemlyayushchie_ustrojstva/

Заземление частного дома

Заземление относится к одному из основных защитных мероприятий, обеспечивающих снижение напряжения прикосновения к электроустановке до безопасного уровня.

Физическая суть защитного заземления заключается в обеспечении неразрывного электрического контакта между частями электроустановок, не находящимися под напряжением в нормальном режиме с заземляющим устройством. Под неразрывностью в данном случае подразумевается отсутствие коммутационных аппаратов в цепи защитного нулевого провода.

Что такое заземлитель?

Основной частью заземляющего устройства является собственно заземлитель – металлическая конструкция, находящаяся под землёй и обеспечивающая электрический контакт устройства с грунтом. Заземлители подразделяют на искусственные и естественные.

К первым относятся конструкции, специально созданные для целей заземления и ни для чего, кроме этого не предназначенные. Естественными заземлителями считаются сооружения, также способные обеспечить электрический контакт с грунтом, но изначально предназначенные для других целей.

Это могут быть подземные части строительных конструкций, разнообразных ограждений и т.п.

Вопрос о целесообразности или необходимости постройки собственного заземлителя в частном доме должен рассматриваться комплексно с учётом нескольких факторов, среди которых:

• тип системы заземления, применяемой в питающей электросети;
• надёжность линии электроснабжения;
• дополнительные защитные меры, применяемые во внутренней электропроводке частного дома.

Основные системы заземления

Главным критерием, по которому осуществляется классификация применяемых систем заземления, является режим нейтрали и нулевого защитного провода.

Обмотки трёхфазных трансформаторов на стороне 0,4 кВ (а это именно тот уровень напряжения, который поступает к массовому потребителю) соединяются в звезду.

Такой вид соединения подразумевает объединение концов трёх обмоток в одну точку, которая и называется нейтралью. СтабЭксперт.

ру напоминает, что, в зависимости от того, в каком из двух основных режимов функционирует нейтраль трансформаторной подстанции, она может быть:

• глухо заземлённой, то есть, имеющей надёжный неразрываемый контакт с заземляющим устройством, расположенным на подстанции;
• изолированной, характеризующейся отсутствием электрического контакта с заземлителем, либо соединением с ним через большое сопротивление.

В соответствии с общепринятой классификацией существует три основные системы заземления:

• TN — нейтраль глухо заземлена на стороне источника питания (на подстанции), открытые части электрооборудования (в том числе на стороне потребителя) соединены с нулевым защитным проводом;
• TT — нейтраль так же глухо заземлена на подстанции, открытые части оборудования потребителя соединены с собственным заземляющим устройством;
• IT — на подстанции нейтраль изолирована, а со стороны потребителя оборудование заземлено.

Наибольшее распространение имеет система TN, которая распадается на три разновидности, отличающиеся способом организации защитного нулевого провода:

• TN-C — характеризуется совмещением рабочего и защитного нулевых проводов на всём протяжении;

Схема TN-C.

• TN-S — в этой подсистеме защитный и рабочий нулевые провода разделены от заземлителя на подстанции до распределительного устройства потребителя;

Схема TN-S.

• TN-C-S — разделение защитного и рабочего нулевых проводов происходит на некотором удалении от заземлителя на подстанции.

Схема TN-C-S.

Таким образом, при трёхфазном питании к потребителю в зависимости от системы заземления приходит либо четыре провода (A, B, C, PEN) в случае подсистемы TN-C, либо пять (A, B, C, N, PE), при подсистеме TN-S или TN-C-S.

Пуэ и заземление

Строительство заземляющего устройства для выполнения заземления электроустановок потребителя непосредственно на его территории является обязательным в случаях, когда используется система TT или IT. Это вытекает из самого определения этих систем заземления.

Что касается подсистем семейства TN, «Правила Устройства Электроустановок» (ПЭУ) предписывают обязательное наличие заземлителя на стороне потребителя в следующих случаях (п.1.7.102):

• если электропитание потребителя осуществляется воздушной линией электропередачи (ЛЭП) или ответвлением от неё, имеющими длину более 200 м;
• если в электроустановках потребителя используются автоматические средства защиты от косвенного прикосновения, производящие отключение питания.

В обоих приведённых случаях ПУЭ указывает на необходимость повторного заземления PEN-провода.

Именно, повторное заземление мы сегодня и рассмотрим.

Поскольку в правилах речь идёт именно о PEN-проводе, можно сделать вывод, что данное требование относится только к подсистеме TN-C. То есть, буква правил непосредственно не требует обустройства повторного заземляющего устройства в случаях, когда нулевой провод имеет явное разделение на N и PE – проводники (TN-S и TN-C-S).

Для того, чтобы разобраться, повысится ли уровень безопасности при постройке повторного заземляющего устройства в случаях, когда ПУЭ не предписывает этого явно, рассмотрим роль этого мероприятия в обеспечении безопасности.

Влияние заземления на уровень электробезопасности

Поражение человека или животного электрическим током происходит вследствие прямого или косвенного прикосновения. Прямым называется прикосновение к токоведущим частям электроустановки, электроприбора, находящимся под напряжением (оголённые провода, шины и т.п.).

Косвенное прикосновение заключается в непосредственном контакте с частью оборудования или прибора, которая в нормальном режиме не находится под напряжением, а оказалась под его воздействием в результате нарушения изоляции, то есть вследствие повреждения оборудования.

Защитой от прямого прикосновения служит сама конструкция электроустановки, электроприбора или устройства, делающая невозможным случайное прикосновение к токоведущим частям. В частности, прямому прикосновению препятствуют кожухи и корпуса электрооборудования, в том числе бытовых электроприборов – холодильников, стиральных машин и т.п.

Наверняка многие знакомы с иногда возникающим ощущением пощипывания или удара током при прикосновении мокрыми руками к корпусу стиральной машины или электроплиты.

Этот факт должен настораживать, так как указывает на то, что изоляция электроприбора нарушена, а эффективная защита от этой угрозы отсутствует, или не работает.

Современное бытовое электрооборудование предназначено для подключения к трёхпроводным розеткам, к которым кроме фазного провода и рабочего нулевого подведён защитный нулевой провод (PE).

Такое подключение препятствует появлению фазного напряжения на наружных частях устройств, вызывая в этих случаях короткое замыкание и отключение электропитания токовой защитой.

На практике же внутренняя разводка многих жилых помещений выполнена по старинке в двухпроводном варианте, то есть, без провода PE или PEN.

Выход один – выполнять монтаж электропроводки тремя проводами в соответствии с современными требованиями.

Узо и заземление

Следующим шагом на пути повышения уровня безопасности является установка специальных устройств защитного отключения (УЗО), принцип действия которых основан на фиксации токов утечки, возникающих при нарушении внутренней изоляции электроприборов. Для функционирования этого прибора также необходимо наличие отдельного PE-провода.

Так выглядит УЗО.

Принцип действия УЗО основан на сравнении токов в фазном и рабочем нулевом проводах, питающих электроприбор. При снижении уровня изоляции, возникает ток утечки, протекающий через корпус бытовой техники, защитный контакт розетки в PE-провод. СтабЭксперт.ру напоминает, что в этом случае возникает разность токов фазы и рабочего нуля, на что и реагирует УЗО.

Таким образом, УЗО определяет начальную стадию деградации изоляции, благодаря чему производит отключение заблаговременно. При отсутствии УЗО отключение автоматического выключателя происходит только по факту короткого замыкания, как было сказано выше. Недостатки такой системы очевидны и заключаются в следующем:

• при замыкании фазного провода на корпус прибора возникают перегрузки всей внутренней электропроводки в результате короткого замыкания;
• на начальных стадиях повреждения изоляции токовая защита не срабатывает, поэтому возможна длительная работа неисправного оборудования, при которой существует вероятность поражения человека электрическим током.

Обрыв нуля

Теперь рассмотрим случай повреждения нулевого провода питающей линии электропередачи в подсистеме TN-C.

Поскольку, в данной ситуации, рабочий и защитный нули совмещены, то происходит полная потеря связи сети потребителя с заземляющим устройством на подстанции.

Фазное напряжение 220 вольт в электроустановках потребителя при этом будет отсутствовать, но опасность попадания корпусов бытовой техники под напряжение остаётся.

Итак, если повреждение внутренней изоляции бытового электроприбора происходит в условиях отсутствия связи с «землёй» на подстанции, ситуация развивается следующим образом:

• условий для срабатывания токовых защит не создается, так как ток не протекает ввиду отсутствия нуля;
• УЗО при его наличии также не срабатывает;
• при одновременном прикосновении к корпусу повреждённого прибора и любому естественному заземляющему устройству (трубы отопления, водоснабжения, канализации и т.п.), человек оказывается под воздействием смертельного фазного напряжения.

В этом случае наличие повторного заземления на стороне электроустановок потребителя (например, во дворе частного дома) способно обезопасить человека. При наличии повторного заземления успешно сработают токовые защиты и УЗО, если оно присутствует.

Из сказанного следует, что повторное заземление в частном доме обеспечивает более надёжную защиту от косвенного прикосновения.

Отсюда вывод: при формировании распределительного устройства частного дома целесообразно построить повторное заземляющее устройство, даже если в данных условиях ПУЭ явно этого не предписывает.

Контур заземления

Для обустройства заземления прежде всего необходимо определить подходящее место для монтажа заземляющего контура – т.е. совокупности соединённых между собой заземлителей, образующих некоторую геометрическую фигуру.

Какой материал разрешен?

Для монтажа заземляющего контура в соответствии с ПУЭ могут применяться следующие материалы:

• сталь чёрная;
• сталь, покрытая защитным слоем цинка;
• медь.

Сечение

Установлены следующие ограничения по сечениям и размерам для различных материалов, из которых изготавливаются элементы заземлителей, проложенных в земле.

Профили из чёрной стали.

Прутки круглого сечения для вертикальных элементов заземлителей должны иметь диаметр не менее 16 мм, при использовании их в качестве горизонтальных заземлителей – не менее 10 мм.

Профили прямоугольной и угловой формы с площадью поперечного сечения от 100 мм2 и толщиной стенки от 4 мм. Трубы из чёрной стали используются с диаметром не менее 32 мм с толщиной стенки от 3,5 мм.

Оцинкованная сталь. Диаметр вертикальных элементов круглого сечения должен составлять 12 мм и более, то же для горизонтальных конструкций – от 10 мм.

Для прямоугольного профиля установлена минимальная площадь поперечного сечения 75 мм2 при толщине стенки не менее 3 мм.

Могут применяться оцинкованные трубы с минимальным диаметром 25 мм и толщиной стенки не менее 2 мм.

Также может использоваться медный многопроволочный канат, имеющий общую площадь сечения от 35 мм2, при этом диаметр каждой проволоки должен составлять не менее 1,8 мм.

Что такое штыри заземления?

В большинстве случаев заземлитель выполняется при помощи металлических штырей – электродов, забиваемых в грунт с последующим их соединением между собой металлическим профилем. После сооружения конструкцию соединяют с вводно-распределительным устройством частного дома посредством кабеля или металлического профиля.

Глубина забивания штырей – электродов зависит от глубины промерзания грунта и его насыщенности водой. При более высоком залегании грунтовых вод требуется меньшая глубина расположения электродов. Контур заземления размещается на расстоянии от дома не менее 1 м, дальше 10 м его также как правило, не оборудуют.

Какой формы должен быть контур?

Электроды обычно размещаются в ряд или образуют некоторую геометрическую фигуру. Такой фигурой может быть треугольник, квадрат или прямоугольник. Это определяется размерами и формой площадки, отведённой для постройки заземляющего устройства.

Представляет определённый интерес вариант расположения заземляющего контура вокруг дома, по его периметру.

Это может быть удобным при необходимости впоследствии выполнить монтаж заземляющей полосы внутри отдельных помещений, например в гараже, мастерской и т.п.

Безусловным чемпионом по частоте применения является контур заземления, имеющий форму равностороннего треугольника, в вершинах которого забиваются электроды, соединяющиеся между собой стальным профилем.

Монтаж

Учитывая опыт монтажников, занимающихся постройкой контуров заземления частных домов, можно рекомендовать следующую последовательность действий при выполнении этой работы:

• выкапывается траншея в виде треугольника со стороной 3 метра, либо прямую траншею длиной 4 – 5 метров. Ширина траншеи может быть от 30 до 50 сантиметров, глубина от полуметра до метра;
• если выбрана форма треугольника, в его вершины забиваются электроды круглого или углового профиля. Длина электродов – 2,5 – 3 метра. Если грунт не позволяет забить штыри на такую глубину, отверстия под них можно пробурить;
• в случае линейного контура забивают 4 – 5 электродов с расстоянием между ними порядка метра;
• концы забитых в грунт электродов соединяются между собой путём приваривания стального профиля;
• подключение заземления: соединение контура с шиной PE в домовом распределительном устройстве осуществляется стальной полосой, приваренной к элементам заземлителя.

Видео

Теория монтажа.

Готовые комплекты

Чтобы ничего не придумывать и не рисковать, разработаны специальные комплекты, а так же в рознице есть все компонеты по-отдельности.

ФотоНазначение компонента

Электрод из нержавеющей стали (он же – заземлитель, он же – штырь заземления), ГОСТ Р 50571.5.54-2011 и МЭК 60364-5-54:2002

Муфта для соединения электродов

Ударная (или удароприменая) головка, служит для передачи ударного усилия, при вбивании заземлителя

Наконечник для прохождения грунта

Зажим для подключения проводника к электроду

Гидроизоляционная лента для защиты болтовых соединений от коррозии (в грунте)

Графитовая токопроводящая паста для контактных соединений

Стоимость подобного минимального набора варьируется от ~4 000 руб. до ~65 000 руб., все зависит от материала и перечня.

Сопротивление заземления

Главным требованием, предъявляемым к заземляющему устройству, является сопротивление заземления. Правилами нормируется, как общее сопротивление растеканию всех повторных заземлителей, установленных на одной линии электропередач, так и сопротивление растеканию отдельного повторного заземляющего устройства.

Так, для воздушной линии электропередач 380 вольт (0,4 кВ) общее сопротивление повторных заземлителей не должно быть более 10 Ом. Сопротивление отдельного повторного заземления для линии 0,4 кВ не может быть больше 30 Ом.

Замеры и протокол

Замеры сопротивления заземления выполняют специализированные организации, имеющие соответствующие лицензии. После проведения замеров заказчику выдаётся протокол на специальном бланке с печатью организации, выполняющей работы.

Для полноценной защиты от косвенного прикосновения, кроме выполнения заземления частного дома необходимо установить устройство защитного отключения (УЗО).

Источник: https://stabexpert.ru/zashita/zazemlenie-doma.html

Виды и контурное устройство заземления

Заземление – система защитного контура, для предотвращения поражения током при замыкании фазы на корпус. Назначение, виды и способы его монтажа – это основные вопросы, стоящие перед каждым собственником жилья и производственного помещения.

Заземляющее устройство – это конструкция, оснащенная заземлителем и заземляющими проводниками.

Виды заземления в зависимости от удаления объекта от защитного контура

По этой характеристике, виды заземляющих устройств подразделяют:

• выносное;
• контурное устройство.

Разберем каждое из них подробнее.

Выносное устройство

При этом типе, расположение заземлителя производится за пределами помещения.

Выносное (сосредоточенное) защитное устройство монтируют при невозможности оснащения контура на участке со скальным, каменистым грунтом, либо при наличии за участком наиболее подходящего для заземления качества земли.

Разброс производственного оборудования на значительном расстоянии друг от друга – это еще одна причина установки выносной системы.

Такой вид защиты монтируют для обслуживания объектов с малыми токами короткого замыкания (не более кВ). Потенциальное напряжение при касании поврежденного участка цепи не меньше потенциала заземлителей.

Контурное устройство

Заземляющие электроды располагаются равномерно, по границам контура обслуживаемого участка и на нем самом. Поэтому, второе название этого типа – распределенное.

При таком способе установки заземлителей, безопасность использования приборами обеспечивается понижением потенциалов на каждом заземлителе и потенциалы их выравниваются. Такой метод позволяет понижать пиковый ток КЗ.

Каждый метод заземления, при долгой эксплуатации, может повысить сопротивление контура. Для раннего обнаружения неисправности, необходимо периодически осматривать контур и подтягивать гайки на креплении проводов.

Обустройство повторного заземления

Данный метод позволяет понижать опасное для человека значение тока замыкания и других повреждений проводки и электрических приборов. При этом, повторное заземление – это отдельно расположенная и независимая от основного контура система заземлителей.

Установка предусматривает срабатывание в аварийной ситуации ближайшего автомата защиты. Наиболее часто, повторным способом, обустраивается старое здание с устаревшей двухжильной алюминиевой проводкой. Проводку ведут к каждому потребителю от места сварки концевого контакта на основании контура. На корпус щита провода закреплены с помощью болтов и гаек с гроверами.

Виды заземления в зависимости от подведения проводки

До проведения работ по электропроводке здания, необходимо сделать выбор способа подключения к внутридомовой сети провода земли и вида контура защиты. Приведем расшифровку аббревиатур, применяемых в названии видов подводки кабеля:

• I – изолированная проводка;
• N – обозначает подключение к нейтральному проводу;
• Т – символ, обозначающий подключение к заземляющему проводу.

Принята мировая система заземления, в которую входят три основных вида.

IT- система

Практически неприменяемая система в жилищном строительстве. При ней используют сопротивление с большим номиналом или через воздушную прослойку. Применяется этот вид заземления в лабораторных и лечебных помещениях. Служит для обеспечения большого уровня защиты для оборудования и приборов, требующих при обслуживании значительного уровня безопасности и стабильности.

По правилам ПУЭ, для частного хозяйственного строительства, можно использовать систему с независимыми заземлителями.

Система ТТ

Провода подводят к щитовой, на вводе в здание с двумя заземлителями. Наиболее часто применяют для обслуживания систем источников напряжения в сети и на металлическом покрытии системы без изоляции. Значительные показатели работы нулевой проводки на расстоянии от трансформаторов тока до потребителя электроэнергии.

При монтаже может возникнуть сложность, связанная с подбором диаметра проводки для обеспечения безопасности самого заземления. Для этих целей в данный вид подведения провода, устанавливается система отключения.

TN-система

Это, наиболее распространенный вид проведения заземляющего проводника с заземлением нейтрального провода, позволяет подключать к нейтрали всех потребителей тока данного здания. Подключается все оборудование к заземлению через провода ноля.

Все токопроводящие корпуса оборудование и приборы в электрощитовых и других потребителей, при коротком замыкании на корпуса, выключаются от сети с помощью автоматов и предохраняют человека, находящегося в помещении от поражения электротоком.

Она подразделяется на следующие вида:

1. Система TN – 5. Вид подведения заземления и нулевого провода двумя отдельными проводниками. Такой способ на сегодняшний день является наиболее безопасной для человека. Проводку от источника питания, при этом способе, ведут с использованием трехжильного медного провода с соответствующим сечением для данного здания и количества потребителей. Как правило, для подведения фазы используют коричневый или черный проводник, ноль подводят голубым или синим проводом, а для подведения заземления используется желто-зеленый цвет изоляции.
2. Система TN-C-S, в ней подводятся к электрощиту два провода, а именно провод нейтрали и провод фазы. И уже в щитке производят разделение ноля на два проводника, один из которых ноль, а второй провод заземления. Для обеспечения надежной и безопасной защиты в щитке требуется устанавливать дополнительный автомат отключения после разводки проводников.

При использовании медных многожильных проводников в проводке старого здания, не оснащенного защитным контуром, появляется оснастить электросеть надежной защитой.

Такая система хорошо предохраняет проводку и бытовые приборы при попадании молнии. При установке УЗО повышается уровень безопасности человека. К минусам можно отнести — установка дополнительного оборудования и снижение безопасности при обслуживании загородного дома.

В итоге приведем основные пункты статьи.

Для проведения работ по изготовлению контура заземления используются различные заземлители из искусственных или натуральных металлов. Исходя из пункта 1,7,109 Правил установки, могут быть использованы железобетонный или металлический участок здания, находящиеся в земле защитные оболочки кабелей, погружаемые в скважины трубы и другие.

Нельзя подключать провода заземления к газовым трубопроводам, трубам канализации, отопительным трубопроводам. Но для выравнивания потенциалов тока, данные участки можно использовать.

Заземлители (заземляющие колья, забиваемые в землю для создания контура заземления) обязательно выполняются из меди, оцинкованного или черного металла. Все значения размеров заземлителей и других составляющих контура, приведены в пунктах ПУЭ.

Горизонтальная перемычка контура заземления должна быть заглублена в грунт не менее полуметра, в случае легкого грунта заглублять его следует не менее метра. Горизонтальные перемычки на сопротивление контура влияют больше чем вертикальные заземлители.

При необходимости устанавливается повторный контур заземления электрической сети.

Заземление не сможет заменить автоматический разрыватель цепи и УЗО, а они не смогут выполнить работу заземления.

Источник: https://EvoSnab.ru/ustanovka/zemlja/vidy-sistem-zazemlenija

Заземление электроустановок: виды, правила и технология

Заземление электроустановок необходимо для их безопасной эксплуатации. Если заземлительная система отсутствует или установлена неправильно, резко повышается вероятность травматизма и выхода из строя электрооборудования.

Система заземления представляет собой совокупность заземляющего контура и проводников, позволяющих безопасно отвести ток в грунт. Существует два типа заземлителей — естественные и искусственные.

Естественные заземлители представляют собой металлические конструкции, основное предназначение которых не связано с обеспечением электробезопасности.

Согласно ПУЭ, к естественным заземлителям относятся:

1. Каркасы сооружений (из железобетона или чистого металла), имеющие контакт с почвой.
2. Водопроводные трубы, находящиеся под землей. Запрещено использовать для заземления нефте- и газопроводы, а также любые другие трубопроводы, предназначенные для транспортировки горючих веществ.
3. Опоры ЛЭП.
4. Нетоковедущие железнодорожные пути (только при условии наличия сварных соединений между рельсами).

Искусственный заземлитель — это конструкция, сооруженная специально для защиты от тока. В качестве искусственных заземляющих устройств используют:

• неокрашенные металлические пруты (минимальный диаметр — 10 миллиметров);
• стальной уголок (толщиной от 4 миллиметров);
• листы стали (толщина — от 4 миллиметров и сечение в разрезе — свыше 48 квадратных миллиметров).

Для сооружения искусственных заземлительных систем пруты закапывают или вбивают в почву. Длина электрода не должна быть меньше 2,5 метров. После установки проводников в землю, их сваривают между собой. Надземная часть заземлительного контура должна находиться на определенном расстоянии от земли (не менее 50 сантиметров).

По предназначению оборудование принято делить на две разновидности — защитную и рабочую. Защитные заземлительные устройства обеспечивают безопасность жильцов или персонала и предотвращают риск поражения тока из-за случайного касания корпуса электрической установки.

Защитное заземление обустраивается для:

• всего электрооборудования и машин, не установленных на глухозаземленных опорах;
• электрических шкафов, металлических коробов распредщитов;
• трубопроводов с силовыми кабелями;
• оплеток силовых кабелей.

Рабочие заземлительные устройства применяют в случаях, когда, несмотря на повреждение изоляционного слоя и последовавшего за этим пробоя на корпус, необходима бесперебойная работа оборудования. К примеру, рабочим заземлением оснащают нули трансформаторов и электрогенераторов. Также рабочим считается заземление молниеотводов.

к содержанию ↑

Маркировка заземлительных систем

Заземлительные устройства отличаются схемой соединения и количеством проводников. Выделяют такие системы:

В названии заземления первая буква указывает на разновидность источника питания:

• T — нейтраль источника электропитания стыкуется с грунтом;
• I — токоведущие элементы не контактируют с землей.

Вторая буква информирует о способе заземления открытых токопроводящих элементов электрической установки:

• N — прямой контакт с местом заземления источника питания;
• T — непосредственная связь с грунтом.

Буквы после дефиса сообщают информацию о методе обустройства защитного проводника (PE) и нуля:

• C — задачи проводников выполняются одним проводником PEN;
• S — функции проводников выполняются несколькими проводящими устройствами.

к содержанию ↑

Система заземления TN-C

Заземление электроустановок типа TN-C применяется в трехфазных четырехпроводных и однофазных двухпроводных электросетях. Чаще всего подобные заземлительные системы встречаются в сооружениях старой постройки. Преимущества TN-С состоят в простоте и доступности системы. Однако уровень безопасности системы оставляет желать лучшего. Поэтому в современных зданиях TN-C не используется.

к содержанию ↑

Система заземления TN-C-S

Защитное заземление электроустановок TN-C-S чаще всего применяется при проведении реконструкций старых электросетей с объединенными рабочими и защитными проводниками на вводе.

Таким образом, чтобы установить в здании систему TN-C-S, в нем должно существовать более старое заземление — TN-C-S.

Усовершенствованная система также отличается простотой установки и эксплуатации, но при этом более надежна.

Система заземления TN-S

В TN-S рабочие и нулевые проводники располагаются по отдельности. При этом нуль (PE) объединяет все токоведущие элементы электрической установки.

Во избежание повторного заземления обустраивают трансформаторную подстанцию с основным заземлением.

Достоинствами TN-S считаются небольшая длина проводника от кабельного входа в установку до системы заземления, а также низкая вероятность электромагнитных помех.

к содержанию ↑

Система заземления TT

Данный тип заземления характерен тем, что все токоведущие компоненты имеют непосредственный контакт с землей. При этом заземлители установки электрически не связаны с заземлителем нейтрали электроподстанции.

Система заземления IT

Характерная особенность заземления IT — изолированность нейтрали от грунта или ее заземления через элементы с высоким сопротивлением. В результате такого решения удается значительно уменьшить воздействие тока утечки на корпус. IT применяют в строениях, работающих в условиях жестких требований по электробезопасности.

к содержанию ↑

Правила заземления электродвигателя

По установленным нормативам электрические двигатели подлежат обязательному заземлению. Данное требование не распространяется на ситуации, когда корпус электродвигателя смонтирован на металлической основе, имеющей контакт с грунтом через металлические элементы или заземляющий проводник. Во всех других ситуациях корпус двигателя соединяют проводником с заземлительным контуром.

Все электрические устройства должны иметь выделенные соединения с контуром заземления. Последовательное объединение двигателей с контуром не допускается, поскольку при нарушении любого из соединений вся цепь потеряет функциональность.

Чтобы правильно установить защитный заземлитель, понадобится дополнительный заземляющий элемент в силовом кабеле. Один конец проводника присоединяют к клеммной коробке электрического двигателя, а второй — к корпусу шкафа, где находится блок управления электроустановкой.

При пробое между проводником заземления и токопроводом возникает короткое замыкание, в результате чего размыкается защитное или коммутирующее устройство.

Сечение проводника для заземления должно соответствовать нормативам, указанным в ПУЭ (приведены в таблице ниже).

к содержанию ↑

Заземление сварочных аппаратов

Кроме корпуса сварочного аппарата заземлению подлежит один из выводов вторичной обмотки оборудования (ко второму подключается держатель электродов). Заземляемый вывод вторичной обмотки обозначают графически и оснащают стационарным выведенным фиксатором (для надежной стыковки с заземлителем).

Уровень переходного сопротивления заземлительного контура не должен быть выше 10 Ом. Если нужно поднять электропроводимость контура, контактную площадь делают больше стандартной.

Как и в случае с другими электроустановками, последовательное объединение сварочного оборудования не разрешается. Каждый аппарат должен иметь выделенное соединение с магистралью заземления здания.

к содержанию ↑

Правила расчета

Заземление электроустановок должно осуществляться после предварительных расчетов.

Планирование позволяет установить характеристики контура, в том числе его разновидность, геометрическую форму, площадь, размеры, количество электродов и дистанцию между ними.

Все указанные данные, в совокупности с показателем токопроводимости земли, имеют непосредственное влияние на общее сопротивление системы.

к содержанию ↑

Правила для переносных установок

В некоторых ситуациях допускается отказ от местного заземлителя для электрооборудования, оснащенного автономными источниками питания с нейтралью, не вступающей в контакт с грунтом.

Обычно переносное заземление используется для защиты установок, не питающих другое оборудование.

При этом источники питания должны иметь собственные заземлители, а все элементы установки — стыковаться с корпусом источника электропитания.

Работы по заземлению мобильных электрических установок выполняют в соответствии с требованиями к напряжению или сопротивлению. Показатель сопротивления не должен превышать 25 Ом.

Устройства с автономными источниками электропитания и изолированными нейтралями всегда контролируются по уровню сопротивления изоляции.

Кроме того, нужно обеспечить постоянный доступ для проведения проверок работоспособности изоляции.

К монтажу переносных систем в электрических установках с напряжением свыше 1000 вольт допускаются исключительно специалисты, обладающими группой электробезопасности не меньше четвертой. Для установок с напряжением менее 1000 вольт необходима третья или выше группа электробезопасности.

к содержанию ↑

Заземление электроустановок на предприятиях

На производстве нередко возникают ситуации, когда напряжение в корпусе вышедшего из строя оборудования отмечается не только между открытыми участками агрегата и грунтом, но и между корпусами разных устройств. Также напряжение фиксируют между корпусом оборудования и различными элементами сооружения, трубами и другими металлическими частями.

Для защиты оборудования используются обширные системы, включающие и связывающие между собой элементы установок, способные производить ток, а также металлические элементы технологических устройств и всего сооружения в целом. Задача проводимых мероприятий состоит в выравнивании потенциалов всех элементов цехов. В результате все заземляемые станки на предприятии входят в единую систему.

Защита необязательна для приборов с номинальным напряжением до 42 вольт переменного тока и до 100 вольт постоянного.

к содержанию ↑

Технология заземления

Предпочтение при организации защиты отдается естественным заземлителям. Не допускается использование алюминия (кабельные оболочки, неизолированные провода), поскольку этот материал подвергается окислению в грунте, а окись — отличный изолятор.

Если нет естественных заземлительных элементов, изготавливают искусственные. Электроды (прутки, полосы, уголки или трубы) устанавливают по вертикали в грунт на глубину 2,5–3 метра. Причем верхний конец штыря должен быть выше уровня земли на 60–70 сантиметров. Установленные штыри соединяют между собой стальной полоской (толщина не меньше 4 миллиметров).

Электрод должен соответствовать определенным параметрам:

• диаметр трубы — 30–50 мм и толщина стенок — 3,5 мм;
• диаметр стержня — 10–123 мм;
• толщина угловой стали — от 4 мм.

Если систему устанавливают в агрессивной среде (кислые или щелочные почвы), в качестве конструкционного материала выбирают медь или оцинковку.

В помещениях проводку для заземления прокладывают в виде магистралей. Ее располагают таким образом, чтобы она была доступна для контроля, но при этом защищена от повреждений механического характера. Если в помещении происходит выделение едких газов, проводку прокладывают по стенам с использованием скоб.

к содержанию ↑

Проверка заземляющих устройств

Чтобы поддерживать заземляющие устройства в надлежащем техническом состоянии, необходимы регулярные проверки оборудования. В перечень проверочных мероприятий входят следующие действия:

1. Внешний осмотр наземной части оборудования.
2. Тестирование наличия электроцепи между заземляющим устройствам и подзащитными компонентами.
3. Замер сопротивления контура.
4. Мониторинг пробивных трансформаторных предохранителей.
5. Тестирование надежности соединений с естественными заземлительными устройствами.
6. Замеры сопротивления петли фаза–ноль.
7. Измерение удельного сопротивления земли для опор линий электропередачи, если напряжение превышает 1 кВт.
8. Вскрытие почвы в отдельных местах для визуального контроля за элементами системы.

Проверка присутствия электроцепи между заземлением и защищаемым электрооборудованием осуществляется для подтверждения непрерывности и надежности системы. В ней недопустимы обрывы или некачественные контакты.

В простых сетях (без больших разветвлений) сопротивление переходных контактов замеряют непосредственно между защитным и защищаемым элементом системы.

Для сложных сетей используется другая тактика: вначале делается замер между заземлителем и отдельными частями магистрали, а уже затем — между участками и заземленными элементами.

Для измерений используют специальный аппарат — омметр (например, М-372). Также применяют измерительные мосты (типы приборов — УМВ, МMB, MBУ) или измерительное устройство типа МC-08. Непосредственно замеры сопротивления заземляющего контура выполняют измерителями М-416б ИСЗ-01, МС-08, М-1103.

Чтобы защитить электросети (до 1 кВт) с отведенной от земли нейтралью от перенапряжений, трансформаторы оснащают пробивными предохранителями.

Надежность функционирования предохранителей зависит от правильности сборки и регулярного контроля за их техническим состоянием.

В связи с этим проверка предохранителей проводится как при пусковых работах, так и при ремонте оборудования или перестановке данных устройств. Также предохранители проверяются при наличии предположения об их возможном срабатывании.

В случае повреждения участка и если показатель тока однофазного замыкания 1К соответствует следующему ниже условию, сеть отключается.

Чтобы определить ток однофазного замыкания, делают замер полного сопротивления электроцепи однофазного замыкания на корпус устройства или грунт. Самым простым способом измерения считается замер сопротивления петли ноль–фаза. Для этого используют вольтметр и амперметр.

Все устройства, используемые для измерений, должны иметь технический паспорт. В документе указывается схема заземления, результаты последних замеров и проверок состояния системы, данные о действиях, осуществленных при проведении ремонтных работ и внесенных изменениях.

Заземление электроустановок: виды, правила и технология

Источник: https://220.guru/electroprovodka/zazemlenie-molniezashhita/sistemy-zazemleniya-elektroustanovok.html