Зачем нужно заземление для дома

Согласно нормам техники безопасности (ТБ) любое работающее электрооборудование должно быть надёжно защищено от возможности попадания опасного потенциала на его корпус. Для выполнения этого требования все металлические и электропроводящие части оборудования должны быть электрически связаны с землёй (заземлены). Так происходит защита человека, животных и электрических приборов от случайных утечек тока.

Назначение и контролируемые параметры

Основное назначение заземления – обеспечение надёжного соединения электропроводящих частей устройств и приборов с металлической конструкцией особой формы, имеющей надёжный контакт с грунтом.

Профессионалы называют это сооружение заземлителем. Он представляет собой набор металлических заготовок (труб, отрезков арматуры или профилей), соединённых между собой методом сварки.

Надёжность функционирования такой системы зависит от общего сопротивления цепочки заземления, образуемой соединительными шинами и самой конструкцией заземлителя. Чем меньше значение этой величины – тем более безопасной будет эксплуатация оборудования или приборов, для которых предусматривается защита.

В процессе обустройства заземляющего контура подбором соответствующей формы конструкции стараются искусственно увеличить площадь контакта её элементов с землёй.

Того же эффекта удаётся достичь, если умышленно повысить процентное содержание солей в почвах, имеющих непосредственный контакт с металлическими частями заземлителя. Указанные меры способствуют снижению сопротивления стеканию тока в землю, что гарантирует надёжность работы всего контура заземления в целом.

С целью контроля значения этого показателя организуется техническое обслуживание заземляющих систем, предполагающее обязательный замер указанного параметра.

При обнаружении значительных отклонений от требований ПУЭ производится изъятие и ремонт заземляющих устройств, по окончании которого сопротивление растеканию проверяется повторно.

Подобные же действия предпринимаются и в тех случаях, когда необходимо повысить эффективность защиты особо опасных участков электрооборудования.

Принцип работы

Принцип действия заземления заключается в снижении потенциала оказавшейся под напряжением точки соприкосновения с токопроводящей частью до уровня, безопасного для человека.

Фактически, в момент попадания опасного напряжения на корпус оборудования, близкий к нулю потенциал заземлителя переносится в эту точку и на какое-то время создаёт безопасные для работы условия.

За это время должно сработать автоматическое устройство защиты от утечек (УЗО) и окончательно отключить линию питающего напряжения, на которой возникла аварийная ситуация.

В процессе изготовления заземляющего устройства должны выполняться особые требования, обеспечивающие надёжный контакт металлических поверхностей с частицами почвы.

Для повышения электропроводности вокруг погружаемой в землю металлической конструкции заземления создаётся зона с высокой удельной проводимостью. Проводимость повышается за счёт непосредственного химического воздействия на почву. Одним из вариантов такого воздействия является применение упоминавшейся ранее соли.

Все рассмотренные меры способствуют тому, что заземлённое основание защитной конструкции обеспечивает надёжное стекание тока в почву.

Помимо преднамеренного соединения корпусов электрооборудования с заземлённой конструкцией, рассмотренный выше принцип реализуется и в ряде аварийных ситуаций, связанных с непосредственным замыканием фазы на землю.

Обустройство в частном доме

Отдельные владельцы загородного жилья нередко задаются вопросом о том, а нужно ли заземление в деревянном доме? Ответ на него можно найти в основных положениях действующих нормативов (в ПУЭ, например), где указанная защитная мера оговаривается как обязательная.

Более того, оказывается, что изготовить надёжную заземляющую конструкцию в частном доме намного проще, чем в городском многоквартирном строении.

И действительно, для обустройства заземления в загородной местности достаточно выбрать неподалёку от дома удобное для размещения заземлителя место и подвести к нему медную шину.

Сделать это в городских условиях не представляется возможным, поскольку наличие надёжного заземлителя в границах дома не предусматривается строительными нормативами (СНиП).

В указанной ситуации остаётся довольствоваться заземлением на стороне питающей подстанции, удалённой на значительные расстояния и не обеспечивающей по этой причине требуемой эффективности защиты.

Длительная эксплуатация электрооборудования в границах загородного дома без заземления чревата большими неприятностями для его хозяина. Опасность ситуации объясняется тем, что в любой момент возможно попадание высокого потенциала на металлические части бытовой техники (как правило, вследствие пробоя изоляции проводки).

Довольно часто в загородных хозяйствах используется силовое оборудование, работающее от трёхфазного источника питания, эффективное заземление питающих цепей которого считается обязательным.

Ремонт заземляющих устройств (ЗУ)

В процессе длительной эксплуатации заземления наблюдается коррозия отдельных узлов металлической конструкции и частичное отклонение электрических параметров от номинала.

Чаще всего это случается по причине разрушения защитного покрытия заземления под воздействием грунтовых солей с последующим коррозийным разрушением самого металла.

Устройство заземления в таком состоянии уже непригодно к длительной эксплуатации в качестве снижающей опасный потенциал конструкции, поскольку сопротивление поражённых ржавчиной мест существенно возрастает. Одновременно с этим снижаются токи утечки на землю, вследствие чего заземляющий контур теряет часть своих защитных свойств.

Любой специалист в подобной ситуации вправе заявить, что такое устройство нуждается в капитальном ремонте, предполагающем замену его поражённых частей на новые детали.

При этом возможен вариант, согласно которому часть разрушенных элементов заземления и мест сварки может быть восстановлена без их замены. Для этого необходимо проделать следующие операции:

• сначала обнаруженные следы ржавчины на металлических частях заземления тщательно очищаются посредством наждачной бумаги или химическим путём;
• вслед за этим очищенные от ржавчины места обезжириваются растворителем подходящего типа;
• после высыхания растворителя на поверхность металла наносится слой грунтовки ГФ-18;
• и в заключении, когда грунтовка полностью просохнет – подготовленные поверхности окрашиваются защитной эмалью чёрного цвета.

При использовании химических методов очистки на поражённые места накладывается кусочек мягкой ткани, смоченный в специальном растворе, предназначенном для удаления следов коррозии.

По завершении ремонта вся конструкция заземляющего контура подвергается контрольному обследованию, в процессе которого производится измерение его электрического сопротивления.

Для этих целей используются специальные контрольные устройства, называемые измерителями заземления (тип М416).

Область применения таких приборов распространяется не только на устройства заземления. С их помощью можно контролировать любые низкоомные цепи, а также с высокой точностью определять коэффициент удельного сопротивления грунта в точке заземления (ρ).

Техническое освидетельствование систем заземления

В целях контроля текущего состояния УЗ его конструкция периодически проверяется на предмет соответствия характеристик нормативным требованиям.

Указанная проверка предполагает проведение следующих операций:

• визуальный осмотр открытых частей устройства;
• обследование контактов между отдельными составляющими контура заземления;
• измерение его активного сопротивления;
• выборочное обследование размещённых в земле частей заземлителя со вскрытием грунта в этих местах.

В случае необходимости при испытаниях УЗ специалистами измеряется напряжение прикосновения и другие параметры распределительных заземляющих цепей.

Помимо этого, в комплект эксплуатируемого УЗ должен входить паспорт, в котором обязательно указывается дата ввода изделия в эксплуатацию, его рабочая схема, а также информация о текущем техническом состоянии системы.

Визуальное обследование открытых частей УЗ, как правило, проводится в соответствии с заранее утверждённым графиком ТО.

Для устройств, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности, а также подвергающихся постоянным механическим воздействиям периодичность проведения таких проверок должна оговариваться особо.

Подводя итоги всему сказанному, можно отметить следующую особенность работы конструкции заземления. С целью повышения эффективности защиты от поражения электричеством в питающих цепях обязательно наличие заземляющего устройства. Оно реагирует на малейшие утечки тока на землю через тело человека.

При этом связка «заземление плюс зануление» металлических корпусов приборов и оборудования позволяет достичь высокой эффективности защиты. Устройство заземления обеспечивает мгновенность отключения питания при случайном повреждении или пробое изоляции.

185. Защитное заземление. Назначение, принцип действия и область применения.

Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, т.е. при замыкании на корпус.

Принцип действия защитного заземления – снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус. Это достигается уменьшением потенциала заземленного оборудования, а также выравниванием потенциалов за счет подъема потенциала основания, на котором стоит человек, до потенциала, близкого по назначению к потенциалу заземленного оборудования.

Область применения защитного заземления – трехфазные трехпроводные сети напряжением до 1000В с изолированной нейтралью и выше 1000В с любым режимом нейтрали.

 

 

Рис.1 Принципиальные схемы защитного заземления:

а – в сети с изолированной нейтралью до 1000В и выше

б – в сети с заземленной нейтралью выше 1000В

1 – заземленное оборудование;

2 – заземлитель защитного заземления

3 – заземлитель рабочего заземления

r_в и r_о – сопротивления соответственно защитного и рабочего заземлений

I_в – ток замыкания на землю

 

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя – металлических проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей, и заземляющих проводников, соединяющих заземляемые части электроустановки с заземлителем. Различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное.

Выносное заземляющее устройство характеризуется тем, что заземлитель его вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки.

Данный тип заземляющего устройства применяют лишь при малых значениях тока замыкания на землю и, в частности, в установках напряжением до 1000В, где потенциал заземлителя не превышает допустимого напряжения прикосновения. Преимуществом такого типа заземляющего устройства является возможность выбора места размещения электродов с наименьшим сопротивлением грунта.

Контурное заземляющее устройство характеризуется тем, что его одиночные заземлители размещают по контуру площадки, на которой находится заземляемое оборудование, или распределяют по всей площадке по возможности равномерно.

Безопасность при контурном заземлителе обеспечивается выравниванием потенциала на защищаемой территории путем соответствующего размещения одиночных заземлителей.

Внутри помещений выравнивание потенциала происходит естественным путем через металлические конструкции, трубопроводу, кабели и подобные им проводящие предметы, связанные с разветвленной сетью заземления.

Защитному заземлению подлежат металлические нетоковедущие части оборудования, которые из-за неисправности изоляции могут оказаться под напряжением и к которым возможно прикосновение людей. При этом в помещениях  с повышенной опасностью и особо опасных по условиям поражения током, а также в наружных установках заземление является обязательным при номинальном напряжении электроустановки выше 42В переменного и выше 110В постоянного тока, а в помещениях без повышенной опасности – при напряжении 380В и выше переменного и 440В и выше постоянного тока. Лишь во взрывоопасных помещениях заземление выполняется независимо от назначения установки.

Различают заземлители искусственные, предназначенные исключительно для целей заземления, и естественные – находящиеся в земле металлические предметы для иных целей.

Для искусственных заземлителей применяют вертикальные и горизонтальные электроды. В качестве вертикальных электродов используют стальные трубы диаметром 3…5см и стальные уголки размером от 40*60 до 60*60мм и длиной 2,5…,м.

В качестве естественных заземлителей можно использовать: проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов, а также трубопроводов, покрытых изоляцией для защиты от коррозии. Естественные заземлители обладают, как правило, малым сопротивлением растеканию тока, и поэтому использование их для целей заземления дает большую экономую. Недостатками естественных заземлителей является доступность их неэлектротехническому персоналу и возможность нарушения непрерывности соединения протяженных заземлителей.

В начало

Что такое защитное заземление и как его устраивать. Часть 3.

Часть 3

МАРК РОМАНОВИЧ НАЙФЕЛЬД

1959 год
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО, МОСКВА / ЛЕНИНГРАД

В брошюре приводятся основные понятия о назначении защитных заземлений в электрических установках переменного тока напряжением до 35 кв и их устройстве. Приводятся краткие сведения по расчету и эксплуатации заземляющих устройств.
Брошюра предназначена для квалифицированных рабочих-элетриков, окончивших 7—10 классов средней школы.

СОДЕРЖАНИЕ

Часть 1

1. Введение

2. Защитное заземление в сети c изолированной нейтралью

3. Заземляющее устройство

4. Напряжение шага. Напряжение прикосновения. Выравнивание потенциалов

5. Защитное заземление в сети с заземленной нейтралью (зануление)

6. В каких случаях требуется заземление

 

Часть 2

7. Сопротивления заземляющих устройств

8. Влияние характера грунта и его состояния на сопротивление растеканию заземлителей

9. Естественные заземлители и заземляющие контуры

10. Заземляющие проводники

 

Часть 3

11. Прокладка заземляющих проводников, соединения и присоединения

12. Пример расчета заземляющего устройства

13. Правильная эксплуатация — основа безопасности

14. Измерение сопротивления заземляющих устройств

---

11. ПРОКЛАДКА ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ ПРОВОДНИКОВ, СОЕДИНЕНИЯ И ПРИСОЕДИНЕНИЯ

Заземляющие проводники должны обеспечивать безопасность людей, между тем нарушение непрерывности цепи заземления не нарушает нормальной работы установки и может оставаться в течение длительного срока незамеченным. Поэтому для обеспечения надежности заземляющей проводки «Правила» предписывают принимать ряд мер:

1. Во избежание разрыва цепи заземления или зануления в ней не должны устанавливаться рубильники, выключатели или предохранители (за исключением случаев, когда вместе с фазными отключаются заземляющие проводники).

Например, установка выключателя или предохранителя в цепи занулепия (рис. 12) может привести к поражению

Рис. 12. Ток поражения при установке выключателя или предохранителя в нулевом проводе.	Рис. 13. Зануление корпуса светильника.

при прикосновении к зануленному корпусу, даже когда исправна изоляция. Это произойдет, если перегорит вставка предохранителя или будет отключен выключатель.

Как показано на рис. 13, при неправильном присоединении и возможном обрыве заземляющего проводника (отмечено на рисунке) последствия могут быть такими же, как и в случае, приведенном на рис. 12, т. е. корпус светильника получит через нить лампы то же напряжение, что и фазный провод.

В трехпроводной сети с изолированной нейтралью заземление светильников выполняется отдельным проводником (рис. 14).

На рис. 15 показано включение ламповых патронов. Помимо случаев неправильной установки выключателя, здесь могут иметь место неправильные присоединения фазного провода к винтовой гильзе патрона, что не должно допускаться, так как во многих конструкциях гильза недостаточно закрыта от случайного прикосновения.

 

2. Зануление электроприемников может быть осуществлено одним из следующих способов:

а) отдельно проложенным медным или алюминиевым зануляющим проводником;

б) присоединением к нулевому проводу;

Рис. 14. Заземление корпуса светильника в трехпроводной сети.	Рис. 15. Включение ламповых патронов.

в) присоединением к магистрали зануления полосовой сталью либо с использованием стальных труб электропроводки, металлических оболочек кабелей (при достаточной их проводимости) и т. п.

В связи с возможностью обрыва нулевого провода, из-за чего электроприемники могут остаться незаземленными, «Правила» предписывают устраивать повторные заземления нулевого провода.

Рис. 16. Присоединение заземляющих проводников к магистрали заземления.

Повторные заземления устраиваются на вводах в здания (снаружи или внутри зданий) и воздушных линиях через каждый километр.

Общий вид сети с занулением показан на рис. 17.

3. Заземляющие проводники должны быть защищены от механических и химических воздействий. Механическая прочность обеспечивается соответствующим выбором сечений, а также защитой в местах пересечений в земле с другими коммуникациями (трубопроводы, кабели и т. п.). Защита от химических воздействий может осуществляться соответствующими покрытиями или окраской. С этой

Рис. 17. Общий вид сети с занулением электрооборудования.

целью заземляющие проводники прокладываются па некотором расстоянии от стен (рис. 18).

4. Заземляющие проводники, за исключением стальных труб скрытой проводки, оболочек кабелей в земле и т. п., для возможности осмотра целости проводки должны прокладываться в помещениях открыто; не должна допускаться прокладка их скрыто в фундаментах машин, стенах и

Рис. 18. Прокладка шин заземления по стене.

ругих местах, где осмотр невозможен. Проходы через стены и перекрытия должны выполняться во втулках из листовой стали или отрезках стальных труб; заземляющие проводники должны проходить в них свободно.

5. Открытые заземляющие проводники должны быть окрашены фиолетовый цвет, для того чтобы облегчить распознавание их электротехническим персоналом и обратить внимание прочих лиц на специальное назначение этих проводок (нулевые провода воздушных линий и электропроводок не окрашиваются).

6. Соединения заземляющей проводки должны обеспечивать надежный контакт. Присоединение заземляющих магистралей к заземлителям следует осуществлять в двух местах. Эти присоединения, а также соединения стальных проводников в земле должны осуществляться сваркой внахлестку. Длина нахлестки принимается равной двойной ширине при прямоугольном сечении и 6-кратному диаметру — при круглом (рис. 19).

 

Места болтовых присоединений должны быть хорошо зачищены и покрыты техническим вазелином. В местах, где возможно попадание влаги, и наружных установках контакты должны быть покрыты смазкой, защищающей их от

Рис. 19. Соединения и ответвления шин заземления.

коррозии (хорошо себя зарекомендовала так называемая «морская смазка» ЛМС-1 заводов нефтяной промышленности) .

Присоединение заземляющих проводников к оборудованию, подвергающемуся частому демонтажу, или на движущихся частях следует выполнять гибкими проводниками.

Места присоединения к трубопроводам должны выбираться с учетом возможности их разъединения при ремонтных работах. Поэтому у водомеров, задвижек и т. п. следует предусматривать обходные соединения.

7. Металлические оболочки кабелей (свинцовые, алюминиевые) должны, иметь надежные соединения по всей длине линии между собой и с корпусами соединительных, концевых и других муфт. На концах линий металлические оболочки и муфты кабелей должны быть соединены гибкими медными проводниками и присоединены к магистрали заземления.

В табл. 9 приведены рекомендованные НИИ кабельной промышленности сечения этих проводников для заземления металлических свинцовых или алюминиевых оболочек кабелей и корпусов кабельных муфт.

Все соединения металлических оболочек кабелей и соединительных муфт (свинцовых или медных) с заземляющими проводниками осуществляются пайкой; для обеспечения прочности припаянные проводники должны быть дополнительно закреплены, например проволочными бандажами. Присоединения к чугунным или стальным защитным корпусам соединительных муфт, а также присоединения к концевым муфтам и воронкам осуществляются при помощи болтов.

Таблицa 9

Сечения гибких медных заземляющих проводников кабельных линий

Сечение жил кабелей, мм2	Сечение медного заземляющего проводника, мм2
До 3×10	6
3×16	10
3×25	10
3×35	10
3×50	16
3×70	16
3×95	16
3×120	16
3×150 и выше	25

Заземление проводов с металлической оболочкой (СРГ, ТПРФ и т. п.) также выполняется при помощи гибких проводников пайкой. При этом заземляющий проводник предварительно для закрепления наматывается на проводе в два-три витка.

8. Стальные трубы, используемые для заземления, должны иметь надежные соединения. При открытой прокладке могут применяться хорошо затянутые муфты на сурике с контргайкой на стороне длинного участка резьбы (сгон) либо иные конструкции, дающие надежный контакт. При скрытой прокладке должны применяться только муфты на сурике, причем они должны быть дополнительно ‘Приварены с каждой стороны в одной-двух точках.

Если трубы используются для занулений, то даже при открытой прокладке необходимо соединительные муфты дополнительно приваривать к трубам в одной-двух точках.

 

9. Соединения нулевых проводов воздушных линий допускается производить теми же методами, что и фазных (например, сжимами).

12. ПРИМЕР РАСЧЕТА ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Рассмотрим следующий пример расчета заземляющего устройства. Заземляющее устройство подстанции требуется выполнить с сопротивлением R_к=4 ом. Грунт в районе подстанции имеет замеренное удельное сопротивление ρ = 0,6·10⁴ом·см. Заземлитель выполняется из уголков 50×50 мм длиной 2,5 м, соединяемых стальными полосами 40×54 мм.

Требуется определить количество уголков и длину стальной полосы.

Вначале определяем приближенно количество уголков и общую длину стальной полосы.

По табл. 3 уголок 50×50 мм имеет сопротивление растеканию

0,00318 ρ = 0,00318·0,6·10⁴ = 19,1 ом.

По наведенным справкам (на метеорологической станции) район относится ко II климатической зоне по табл. 4. В соответствии с этой таблицей для учета высыхания или промерзания грунта принимаем для уголков повышающий коэффициент равным 1,8. Тогда сопротивление одного уголка будет равно

19,1·1,8 = 34,4 ом.

Примем расположение уголков возле подстанции в один ряд с расстоянием между ними 3 м (см. рис. 11), т. е. контур заземления будет относительно простым.

Для учета взаимоэкранирования уголков в контуре принимаем коэффициент использования (см. § 9) равным 2 (Выбор коэффициентов использования приведен в специальной литературе и электротехнических справочниках). Таким образом, сопротивление одного уголка в контуре следует принимать равным

34,4·2 = 68,8 ом,

а количество уголков

Таким образом, можно было бы принять для контура 17 уголков, если не учитывать еще сопротивления растеканию полосы как заземлителя. Однако при длине около 48 м, которая требуется для соединения 17 уголков, учет этого сопротивления, как увидим, даст возможность уменьшить их количество. По графику на рис. 10 находим, что сопротивление полосы длиной 48 м равно примерно 2 ом. По табл. 4 принимаем повышающий коэффициент 4 на высыхание или промерзание грунта; коэффициент, учитывающий взаимоэкранирование полосы с трубами, принимаем равным 2,5. Таким образом, сопротивление полосы следует считать равным

2·4·2,5 = 20 ом.

Уголки и полоса представляют собой два параллельно соединенных сопротивления. Их общее сопротивление, т. е. сопротивление контура заземляющего устройства подстанции R_к; определяется из уравнения

где R_уг — общее сопротивление всех уголков;

R_п — сопротивление полосы.

Из этого уравнения находим, что общее сопротивление уголков должно быть равно

Теперь уточняем требуемое количество уголков. Оно равно

Чтобы оставить длину соединительной полосы равной 48 м, удлиняем се на двух углах контура на 4,5 м с каждой стороны.

Фактическое сопротивление заземляющего устройства должно проверяться измерением на объекте. В случае необходимости к контуру присоединяются дополнительные заземлители.

Приведенный выше расчет выполнен исходя из того, что поблизости нет естественных заземлителей (R_ест). Если же они имеются, необходимо произвести измерение их сопротивления. Если сопротивление их достаточно мало (4 ом или ниже для данного примера), то устройства искусственных заземлителей не требуется. Если оно слишком велико, то его уменьшают путем добавления искусственных заземлителей.

Допустим, что в рассмотренном выше случае можно использовать имеющийся вблизи естественный заземлитель (водопровод) с сопротивлением 5 ом. В таком случае искусственный заземлитель должен быть выполнен уже не на 4 ом, а только на 20 ом. Его сопротивление подсчитывается по формуле

Дальнейший расчет производится так же, как указано выше.

13. ПРАВИЛЬНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ — ОСНОВА БЕЗОПАСНОСТИ

Практика эксплуатации оборудования показывает, что подавляющее большинство несчастных случаев происходит из-за несоблюдения правил устройства, правил эксплуатации и правил техники безопасности.

 

Правильность устройства заземлений должна тщательно проверяться при их приемке в эксплуатацию после окончания монтажных работ. Должны быть проведены необходимые испытания с целью определения соответствия заземлений «Правилам» и данным проекта. Проверяются сечения, целость и прочность заземляющих проводников, всех соединений и присоединений.

При приемке заземляющих устройств в эксплуатацию должны быть предъявлены: а) исполнительные чертежи и схемы устройства; б) акты на подземные работы; в) протоколы испытаний» [«Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей» (ПТЭ), 1953 г., § 858].

В эксплуатации установок должны соблюдаться указанные ниже сроки осмотров и испытаний заземляющих устройств.

Осмотр наружной части заземляющей проводки, проверка надежности присоединения к ней оборудования и состояния пробивных предохранителей должны производиться одновременно с текущими и капитальными ремонтами оборудования (ПТЭ, § 859).

Пробивные предохранители устанавливаются на вторичной обмотке трансформаторов при изолированной нейтрали п вторичном напряжении до 500 в.

В случае повреждения обмоток и попадания высокого напряжения на обмотку низшего напряжения изолирующий промежуток предохранителя пробивается и последняя соединяется с землей через сеть заземления установки.

Измерения сопротивлений заземляющих устройств на электростанциях, подстанциях и линиях электропередачи высокого напряжения с выборочным вскрытием отдельных элементов заземляющего устройства должны производиться не реже 1 раза в 5 лет. Результаты измерений должны оформляться актом (ПТЭ, § 860).

При применении искусственной обработки грунта дли уменьшения сопротивления заземлителей солью или другими веществами этот срок следует сократить примерно до 2 лет.

ПТЭ электроустановок промышленных предприятий (издания 1951 г.) требуют для фабрично-заводских установок производить измерение сопротивления заземляющих устройств и проверять наружные части заземляющей проводки не реже 1 раза в год (для воздушных линий 1 раз в 5 лет), а состояние пробивных предохранителей — ежемесячно.

На каждое отдельное заземляющее устройство должен быть составлен паспорт, содержащий схему устройства, основные технические и расчетные данные, данные о результатах осмотров и испытаний, сведения о произведенных ремонтах и внесенных изменениях (ПТЭ, § 861).

Перед началом ремонтных работ в электрических установках в ряде мест приходится выполнять временные переносные заземления. К этим местам должны быть подведены заземляющие проводники, а на них предусмотрены зачищенные и смазанные вазелином места для присоединения переносных заземляющих и закорачивающих проводников.

Наложение временных заземлений должно производиться с соблюдением требований ПТЭ. Проводники переносных заземлений должны быть из меди, устойчивы по нагреву при коротких замыканиях и иметь сечение не менее 25 мм². Наконечники следует напаивать твердым припоем или наваривать.

В эксплуатации электротехнических установок необходимо прежде всего стремиться к предотвращению замыканий на землю и корпус. Это может быть достигнуто главным образом путем тщательного и своевременного контроля состояния изоляции сети и оборудования. Нарушения изоляции должны устраняться в кратчайший срок.

Статистика электротравматизма показывает, что большое количество несчастных случаев происходит при пользовании переносным электрооборудованием. Поэтому на правильную его эксплуатацию должно быть обращено особое внимание.

К переносному электрооборудованию относятся: электроинструмент (электросверлилки, электромолотки и др.) и электроаппараты производственного назначения, бытовые приборы всякого рода, детские игрушки, лампы и подобные им электроприемники, присоединяемые к источнику тока гибким проводом через штепсельную розетку.

В переносных электроприемниках замыкания на корпус более часты, чем в стационарных установках. Повреждения изоляции этих приемников и гибких проводников возникают довольно часто вследствие постоянных передвижений. Ручные приборы с металлическими рукоятками, например электроинструмент, представляют опасность еще и потому, что они охватываются во время работы руками и при случайном появлении напряжения на их корпусах у работающего может возникнуть судорога, препятствующая разжиманию рук и освобождению от тока без посторонней помощи.

Большое количество случаев электротравматизма при пользовании переносным оборудованием объясняется не только его широким применением в промышленности и быту, но главным образом прямыми нарушениями правил техники безопасности, дефектами конструкции самого оборудования и гибких связей и, наконец, применением всяких устарелых и самодельных устройств.

В условиях производственных помещений или наружных работ, где обычно имеет место повышенная опасность, корпуса переносного оборудования в соответствии с требованиями «Правил» должны быть заземлены, за исключением оборудования, работающего при напряжениях 36 и 12 в. Согласно «Правилам» заземляющий проводник должен находиться в общей оболочке с фазными проводниками и иметь равное с ними сечение (не менее 1,5 мм²), причем должны применяться гибкие проводники. Таким образом,отдельно проложенные заземляющие проводники не допускаются, так как имеется опасность их обрыва.

При хорошо поставленной эксплуатации состояние оборудования и гибкие связи должны подвергаться достаточно частой проверке, в частности после ремонтов. В отношении электроинструмента, вообще говоря, проверку следует делать перед каждой его выдачей.

Неправильное присоединение заземляющих проводников электроинструмента (рис. 20) служило неоднократно причиной несчастных случаев. Ненадежное их присоединение (навеской без закрепления) или совмещение заземляющего проводника с нулевым проводом поэтому не должны допускаться.

Рис. 20. Заземление переносного электроинструмента.

Переносные лампы должны применяться в соответствии с требованиями техники безопасности и не иметь токоведущих частей, доступных прикосновению. Такие лампы не заземляются.

Штепсельные розетки и вилки для переносных электроприемников в производственных условиях должны иметь специальные контакты для присоединения заземляющего проводника (рис. 21). Конструкция такого штепсельного

Рис. 21. Штепсельная вилка с заземляющим контактом.

соединения исключает возможность использования токоведущих контактов в качестве контактов, предназначенных для заземления. Соединение между заземляющими контактами штепселя и розетки устанавливается до того, как войдут в соприкосновение токоведущие контакты; порядок отключения — обратный. Для этой цели заземляющий контакт имеет большую длину, чем токоведущие. Заземленный контакт штепсельной розетки должен быть электрически соединен с ее корпусом, если последний выполнен из металла.

В помещениях жилых домов и общественных зданиях, где полы изготовляются из дерева и других материалов, являющихся хорошей изоляцией, заземление переносного электрооборудования не требуется.

14. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Существует ряд способов измерения сопротивления заземляющих устройств. Ниже приводится описание принципа измерения при помощи одного из широко применяемых в практике приборов — измерителя заземлений завода «Энергоприбор» типа МС-07 (МС-08).

Прибор работает по принципу магнитоэлектрического логометра. Основными деталями прибора являются две

Pис. 22. Принципиальная схема измерителя заземлений завода «Энергоприбор». I₁, E₁, I₂, E₂— обозначения зажимов прибора.

рамки, одна из которых 1—1 включается как амперметр, вторая — 2—2 — как вольтметр. Эти катушки воздействуют на ось прибора в противоположных направлениях. Благодаря такому устройству отклонения стрелки прибора пропорциональны сопротивлению (величине U/I), а шкала прибора градуирована в омах. Источником питания при измерении служит генератор Г постоянного тока, приводимый во вращение от руки. На общей оси с генератором укреплены прерыватель П и выпрямитель B_n

Для измерения сопротивления отдельных заземлителей или сложных заземляющих устройств требуется еще два специальных заземлителя — зонд З и вспомогательный заземлитель В.

 

Вспомогательный заземлитель создает цепь для измерительного тока через этот заземлитель и испытываемый.

Измерительная цепь проходит от зажима плюс генератора через рамку 1—1, вспомогательный заземлитель, испытываемый заземлитель, прерыватель и генератор. Рамка 1—1 получает постоянный ток от генератора, затем прерыватель П преобразует ток в переменный, который поступает в землю через вспомогательный заземлитель В. В рамку 2—2, включенную между испытываемым заземлителем и зондом, подается выпрямленное через выпрямитель B_n напряжение. Таким образом, благодаря наличию прерывателя и выпрямителя через рамки логометра протекает постоянный ток (сплошные линии), а через землю — переменный (пунктирные линии). Наличие выпрямителя препятствует также попаданию блуждающих токов в рамку 2—2.

Для уменьшения погрешности последовательно с рамкой 2—2 включено добавочное сопротивление равное 150000 ом.

Расстояние между испытываемым заземлнтелем и зондом должно быть не менее: для одиночных заземлителей — 20 м, для заземлителей из нескольких (двух—пяти) труб— 40 м, для сложных заземляющих устройств — не менее 5-кратного значения наибольшей диагонали (D) площади, занимаемой испытываемым заземлителем. Расстояния между вспомогательным и испытываемым заземлениями следует брать не менее 40 м при простых заземлителях и не менее 5D + 40 — при сложных.

Уменьшение указанных расстояний ведет к увеличению погрешности при измерениях. Измерения производят 2— 3 раза и определяют среднее значение.

ЛИТЕРАТУРА

1. Правила устройства электроустановок, Госэнергоиздат, 1957.

2. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей, Госэнергоиздат, 1953.

3. Правила технической эксплуатации электроустановок промышленных предприятий, Госэнергоиздат, 1951.

4. Найфельд М. Р., Защитные заземления в электротехнических установках, Госэнергоиздат, 1959.

„БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА“

Готовятся к печати

Амосов Б. В.— Устройство и эксплуатация сварочных генераторов и трансформаторов

Боярченков М. А.— Магнитные усилители и их работа в системах автоматики

Ильинский Н. В.— Расчет и выбор пусковых сопротивлений для электродвигателей

Каминский Е. А.— Изоляция оперативных цепей

Каминский Е А.— Как сделать проект простейшей электроустановки

Камнев В. С.— Как работают подшипники электрических машин

Карпов Ф. Ф.— Как проверить допустимость подключения короткозамкнутого электродвигателя к сети

Карпов Ф. Ф.— Как выбрать сечение проводов и кабелей

Константинов Б. А. и Шулятьева Г. Н.— Коэффициент мощности (cos ср) и способы его повышения на промышленных предприятиях

Ларионов В. П.— Грозозащита сооружений и зданий

Лившиц Д. С.— Нагрев проводников и зашита предохранителями в электросетях до 1 000 в

Образцов В. А.— Уход за контактами низковольтных аппаратов

Осколков К. Н. — Электроизмерительные приборы и как ими пользоваться

Ривлин Л. Б.— Как определить неисправность асинхронного электродвигателя

Рябики Б. П.— Скрытые (виды проводок Славенчинский И. С. и ХромченкоЕ. Г.— Пробивка отверстий и борозд в бетоне

Федотов Б. Н.— Схемы включения электрических счетчиков

Харитонов М. Г.— Опыт обслуживания и ремонта КРУ Запорожского завода

Хромчеико Г. Е.— Соединение оконцевание медных и алюминиевых проводов

Черепенин П. Г.— Монтаж асинхронных электродвигателей небольшой мощности

Шапиро Е. А.— Пружины электрических аппаратов

виды, особенности, правила и монтаж

Нужно ли делать заземление частного дома или дачи?

Очень часто люди задаются вопросом: «нужно ли заземление на даче»? Согласно требованиям ПУЭ (Глава 1.7. Заземление и защитные меры электробезопасности) все современное оборудование и электросети в обязательном порядке должны быть заземлены.

Заземленные системы имеют обозначение TN-S и закладывается еще на этапе проектирования при реконструкции или капительном строительстве.

Если же у Вас дача или частный дом были построены очень давно, то крайне рекомендуется выполнить заземление своими руками, поскольку электроснабжающая организация может прекратить подачу электроэнергии, аргументируя свое решение нарушением правил ПУЭ, ГОСТ, ПТБ и ПТЭЭП.

Рабочее (защитное) заземление частного дома: его устройство и назначение

Рабочее заземление предназначается для спасения людей от электрического тока. К тому же оно позволяет защитить бытовую технику от выхода из строя при возникновении его корпусного пробоя.

Также такое заземление является весьма полезным для уменьшения последствий удара молнии. Это касается лишь тех случаев, если у дома предусмотрен соответствующим молниеотвод.

Назначение заземления

Рабочее заземление при электрическом чрезвычайном происшествии выполняет роль защитного. Главные его задачи заключаются в следующем:

• спасение людей от поражения током;
• защита бытовой техники при корпусном пробое;
• поддержка нормальной работы оборудования.

Постоянно действующее рабочее заземление требуется только для промоборудования. Если речь идет о бытовой техники , достаточно всего лишь заземление через евророзетку.

Несмотря на это, специалисты рекомендуют все же наглухо заземлить ряд приборов в доме. Среди них стоит выделить стиральную машину, микроволновую печь, электродуховку, индукционную плиту (варочную поверхность), а также настольный компьютер.

Устройство заземления

Применение искусственных систем заземления обусловлено тем, что естественные системы нередко не соответствуют всем правилам и нормам. Это может привести к их плохому срабатыванию и низкой эффективности.

К естественным заземлителям можно отнести водопроводные трубы из стали, что соприкасаются с почвой.

Также к этой категории относятся действующие артезианские скважины или же некоторые другие элементы сооружений, выполненные из металла. При этом в обязательном порядке они должны быть соединены с землей.

При самодельном создании заземления специалисты рекомендуют применять уголки из стали размером 50х50 миллиметров, длина которых составляет 3 метра. Их следует забить в землю в траншее.

Ее глубина должна достигать 70 сантиметров. При этом около 10 сантиметров должно находиться над дном. К этой части уголков стоит приварить проложенный в траншее пруток из стали диаметром в пределах от 10 до 16 миллиметров. Вместо него разрешается использовать полосу размером 40х3 или 40х4, расположенную по всему периметру сооружения.

В соответствии с действующими правилами, если имеется электрическая установка до 1000 Вольт, сопротивление заземления не должно превышать 4 Ом.

Системы заземления

Существует 6 отличающихся между собой заземляющих систем. Несмотря на такое разнообразие, в жилых домах применяется преимущественно только 2 из них, такие как:

• TN – C – S. Главной особенностью данной системы считается то, что подача тока происходит с использованием нуля PEN, который обязательно дополнительно подключается к глухо заземленной нейтрале.

В здании, в распредустройстве провод расходится на две части РЕ и N. Одна – PE – представляет собой ноль защитный (заземление), вторая – проводник – выполняет роль рабочего поля N. Для того чтобы данная система надежно работала, очень важно обеспечить ей соответствующую защиту.

Это обусловлено возможностью возникновения опасного напряжения на корпусах электроприборов.

Это касается тех приспособлений, которые связаны с проводником PE. Такая ситуация возникает в случае механического повреждения нуля PEN между непосредственно самой подстанцией и сооружением.

• TT. Эта система применяется в селах и деревнях. В загородных условиях сложно обеспечить безопасность нуля PEN. Эта схема требует выполнения «глухого» заземления по отношению к нейтрали. Осуществление передачи напряжения при этом происходит посредством 4 проводов.

Четвертый из них применяется в качестве функционального нуля N. Со стороны потребителя в данной ситуации необходимо создать штыревой заземлитель. Именно к нему следует подсоединить все проводники от PE. С ними следует связать корпуса приборов.

Система TT применяется преимущественно в отдаленных от городов районах. В крупных населенных пунктах предпочтение отдают TN – C – S.

Схема заземления

Все же большей популярностью пользуется система заземления TN – C – S. Отличительной ее особенностью является наличие глухо заземленной нейтрали.

В системе TN – C – S шина РЕ и нейтраль N проводятся при помощи всего лишь одного провода PEN. На входе в дом конструкция должна разделяться на несколько отдельных веток. Данная схема подразумевает защиту посредством автоматических выключателей. Можно использовать УЗО.

В схеме TT «земля» должна выходить на щит от отдельного заземления, а не от конкретной подстанции.

Данная система считается более надежной и безопасной. Она лучше устойчива к повреждению защитного проводника. В данном случае не требуется монтаж устройства отключения.

Какие электрические характеристики обеспечивают безопасную работу контура заземления

Защитная функция контура основана на том явлении, что аварийный ток стекает по пути наименьшего сопротивления.

На корпусе любого бытового прибора из-за повреждения изоляции может появиться потенциал фазы. В старой системе заземления TN-C он станет стекать через тело прикоснувшегося человека.

Тяжесть электротравмы зависит от многих факторов, но может привести и к фатальным последствиям.

В схеме электропитания TN-S искусственно созданный РЕ проводник через контур заземления отводит опасный потенциал, защищает человека от поражения током.

Для оптимальной работы схемы необходимо учесть:

• сопротивление растеканию;
• напряжения прикосновения и шага;
• состояние грунта по его удельному сопротивлению;
• электрические характеристики выбранных материалов и их стойкость к воздействию агрессивной среды почвы;
• конструкцию контура, которая должна быть просчитана по нормативам и проверена электрическими замерами высокоточными приборами.

Сопротивление заземляющего устройства в электроустановках до 1000 В: из каких составляющих оно складывается

Любой контур заземления состоит из вертикальных или горизонтальных заземлителей (электродов), расположенных в земле. Через создаваемый ими контакт протекает аварийный ток.

Вертикальные электроды заглублены в почву, разнесены на определенное расстояние, объединены горизонтальным заземлителем, подключенным к главной шине здания.

Для частного дома редко используется один вертикальный заземлитель по причине противодействия сопротивления растеканию тока.

Допустим, что имеется сооружение с подключенным к нему одним вертикальным электродом, расположенным в почве. На главную шину организовано металлическое короткое замыкание. Сопротивлением заземляющего проводника пренебрегаем для упрощения.

Ток короткого замыкания начинает стекать на потенциал земли по электроду и распределяется с него равномерно по всем направлениям. При этом максимальная плотность тока будет создана у самого заземлителя, а с удалением от него она станет уменьшаться.

Прохождение тока через постоянно увеличивающуюся поверхность земли ослабляет его величину. Напряжение тоже имеет самую большое значение у электрода, а с постоянным снижением величины тока оно падает. Здесь проявляет свое действие простой закон Ома.

На границе определенной площади, называемой зоной растекания, напряжение уменьшается практически до нуля от своего максимального значения. Таким способом мы получили точки нулевого потенциала, находящиеся с противоположных сторон электрода, на которых U=0.

Сопротивление заземляющего устройства Rз — это сопротивление участка земли между точками нулевого потенциала. Оно вычисляется по формуле Rз=Uф/Iкз.

На его величину очень слабо влияет сопротивление металлических частей заземлителей с шиной и контакты электродов с землей — они очень маленькие. Вопрос его снижения решается за счет изменения конструкции контура и характеристик грунта.

Улучшить этот показатель можно установкой дополнительного электрода. Однако монтировать его следует определенным образом.

Если два электрода разместить рядом, то площадь зоны растекания практически не меняется. Ток короткого замыкания стекает на том же участке грунта. Поэтому заземлители необходимо разнести на большее расстояние.

При этом ток КЗ станет стекать с каждого электрода, разделяясь на два потока, а между ними образуется пространство, где они оказывают влияние друг на друга. Оно называется зоной экранирования. Для оценки его характеристик введены поправочные коэффициенты.

Второй способ улучшения сопротивления заземляющего устройства основан на увеличении длины вертикального электрода и его заглублении в грунт до 30 метров. Технология этого метода приведена в конце статьи.

Несколько вертикальных электродов привариваются в почве к металлической полосе (горизонтальному заземлителю). Он тоже оказывает влияние на стекание аварийного тока, оценивается по индивидуальному коэффициенту.

Его величина зависит от количества электродов в контуре и отношения расстояния между ними к их длине. Данные сведены в таблицу.

Таким образом, электрические характеристики создаваемого контура сильно зависят от конфигурации и расположения вертикальных и горизонтальных заземлителей, их заглубления в грунт.

Владельцу частного дома необходимо оценивать сопротивление заземляющего устройства в электроустановках до 1000 В и делать предварительный расчет на бумаге до начала сборки конструкции. Для этого требуется представлять, из каких процессов берутся параметры, задаваемые в проекте.

Напряжение прикосновения и шага: что это такое и как оно влияет на расчет контура заземления

Напряжение прикосновения описывает пункт ПУЭ 1.7.24. Его величина заложена в формулы для расчета сопротивления контура заземления.

Представим, что на корпусе какого-то оборудования появился фазный потенциал U и к нему прикоснулся человек с сопротивлением тела R.

Через него начнет стекать ток Iт, который определяется по закону Ома. Величина приложенного напряжения зависит от места создания контакта, удаления от максимальной величины U, обозначается термином прикосновения (Uпр).

Поскольку от Uпр зависит безопасность человека, то на него введены строгие нормативы. При создании электрического проекта на объект в него закладывают жесткие ограничения, влияющие на безопасность. Они учтены в допустимых параметрах сопротивления заземляющего устройства.

Напряжение шага

Еще один ряд факторов, влияющий на расчет контура — учет тех процессов, которые протекают непосредственно на грунте при стекании аварийного тока, распределяющегося внутри той зоны, где может случайно оказаться человек. Их учитывает напряжение шага.

В эпицентре разряда приложено максимальное напряжение, а его величина постепенно снижается с увеличением расстояния до нуля. Когда в этой зоне будет двигаться человек, то между его ногами возникнет разность потенциалов.

Она возрастает при приближении к месту разряда, а при определенных условиях может привести к электротравме: чем ближе к центру, тем опаснее.

Термин напряжения шага Uш заложен в пункт ПУЭ 1.7.25. Он строго нормируется формулами расчета проекта заземляющих устройств.

На промышленных объектах обычно применяются дорогие специальные защиты, быстро отключающие аварийные режимы, когда напряжению шага остается возможность проявить себя очень короткое время.

В частном доме таких устройств нет. Поэтому к качеству контура предъявляются повышенные требования. Владельцу необходимо продумать место его расположения и трассу прохождения горизонтального заземлителя.

Напряжение прикосновения и шага стремятся сделать настолько минимальными, насколько они могут обеспечить повышенную безопасность человека. Они учитываются нормативами ПУЭ.

Какие нормы по сопротивлению растекания заложены в ПУЭ и почему

Для создания надежного контура частного дома следует понимать, что он работает не сам по себе, а в составе всей системы заземления электроустановки, начиная от промышленной трансформаторной подстанции.

Безопасность зависит от типа нейтрали ТП и быстроты ликвидации аварийных ситуаций.

На промышленных объектах, требующих оперативного отключения аварий, создается эффективно заземленная нейтраль, позволяющая при однофазных замыканиях на землю быстро отключать токи КЗ. Для этого ее сопротивление, с учетом влияния всех естественных и искусственных заземлителей, не должно превышать 0,5 Ома. (Пункт 1.7.90.)

Бытовая электрическая сеть 380/220 вольт обычно создается с глухозаземленной нейтралью. Ее безопасность в какой-то части может улучшить разделительный трансформатор.

За ним создается сеть с изолированной нейтралью. Но мы сейчас рассматриваем другой вопрос.

Трансформаторная подстанция, подключенная по обычной схеме с заземленной нейтралью, должна работать в режиме, предусмотренном пунктом ПУЭ 1.7.101.

Это значит, что при питании частного дома напряжением 380/220 вольт общее сопротивление всей цепочки заземляющих устройств должно укладываться в норматив менее 4 Ома. На эту величину оказывают влияние все повторные заземлители ВЛ и естественные заземления.

К последним относят железобетонные фундаменты зданий и другие, закопанные в грунт металлические конструкции. Их задача — длительно обеспечивать электрический контакт с землей.

Повторные заземлители линии распределяются по опорам ВЛ для обеспечения достаточной величины тока однофазного замыкания, которую должна почувствовать токовая защита. Они же ставятся на вводе в здание.

Все эти заземления должны в комплексе обеспечить величину сопротивления 0,4 Ома на трансформаторной подстанции.

Когда ВЛ и ТП введены в эксплуатацию, то любое смонтированное на них заземление находится в работе. Измерить отдельно его сопротивление невозможно и очень опасно: оно является частью электрической цепи.

Теперь продолжим рассмотрение пункта ПУЭ 1.7.107. для заземляющего устройства частного дома. Здесь уже приводятся другие нормативы.

Для создаваемого нами заземлителя введена величина 30 Ом. Контур заземления можно отключить от ГЗШ и замерить его сопротивление. Понимаем, что в работе оно участвует со всеми повторными и естественными заземлителями схемы и обеспечивает 4 Ома для трансформатора на КТП.

Но не все так просто. Нам потребуется выполнить еще одно условие безопасности: сопротивление ближайшего повторного заземлителя должно составить 10 Ом. Об этом говорит пункт ПУЭ 1.7.103.

Однако обеспечить эти 10 и 30 Ом простыми способами не всегда возможно из-за физического состояния грунта.

Виды грунтов и их удельное сопротивление: что требует обязательного учета

Наш контур будет забит в землю, которая служит проводником электрического тока. Ее проводимость зависит от многих факторов и нормируется величиной удельного сопротивления.

Например, скальный грунт имеет очень плохие характеристики. Работать на нем — плохая затея. Нормируемые параметры и возможные пределы их отклонения помещены в таблицу.

Сведения эти представлены как ориентировочные для проведения приблизительного расчета. При создании проекта контура их желательно уточнить на конкретной местности.

Чем влажнее почва и больше в ее состав входит различных солей, тем лучше ее удельное сопротивление. Однако солевые растворы — это агрессивная среда, вызывающая коррозию металлов.

Именно постоянные колебания влаги, зависящие от времени года и погодных условий, вызывают большие отклонения удельного сопротивления от средней величины.

В мороз вода превращается в лед, а он довольно плохо проводит электрический ток. Во время жары почва высыхает. Зима и лето — самые неблагоприятные периоды для работы контура заземления.

Поэтому эти времена года используются для проведения контрольных замеров сопротивлений растекания.

Грунт не обладает однородной структурой. При заглублении в почву могут встретиться всякие сюрпризы. Предвидеть их нереально. Особенно при большой глубине.

Например, сверху почвы может быть слой чернозема, а под ним суглинок или супесок, камни.

Приблизительно оценить состав грунта можно самостоятельно. Для этого берут с глубины порядка метра его кусочек и пытаются скатать «колбаску» между ладонями. Если ее толщина соответствует спичке, то это глина.

Из песка скатать ничего не получится, он рассыпается. Из суглинка можно сделать колбаски толщиной порядка сантиметра. Супесок скатывается чуть большими кусочками и сразу разваливается.

Метод приблизительный, но он позволяет получить данные для расчета проекта. Более точно эти результаты обеспечивают приборы, предназначенные для измерения электрического сопротивления грунтов. Ими занимаются специалисты электролабораторий.

Поскольку удельное сопротивление грунта сильно зависит от сезона, то для более точного расчета контура введены сезонные коэффициенты, учитывающие еще и четыре района проживания.

Требования к материалам для контура заземления, которые надо знать обязательно

Качественный электрический контакт между металлом электродов и почвой создается не за счет закапывания конструкции, а при забивании стержней в землю, когда грунт уплотняется при вдавливании.

Электроды должны хорошо выдерживать ударные механические нагрузки при монтаже схемы, входить в грунт без деформации и сохранять свои электрические характеристики десятилетиями в условиях действия на них агрессивной почвенной среды.

К выбору заземлителей предъявляются строгие нормативы по виду металлов и их габаритов. Предельно допустимые минимальные размеры электродов опубликованы таблицей ПУЭ.

Уменьшать сечение материалов нельзя, а выбирать толще не рационально.

Для вертикальных заземлителей обычно используется труба, пруток и уголок, а горизонтальных — та же полоса или пруток. Их поперечное сечение должно соответствовать требованиям таблицы 1.7.104.

Конструкция контура предназначена для создания электрического контакта с грунтом даже при коррозии металла. Защищать его красками нельзя.

Окончательная сборка электродов осуществляется сваркой, а ее
шов довольно быстро ржавеет и разрушается. Поэтому его надо покрывать защитным
слоем битумного лака.

Металл соединительной полосы, расположенный на открытом воздухе, к которому подключают отвод на главную защитную шину, тоже нужно покрасить.

Устройство заземления своими руками: поэтапная инструкция

Если Вы задаетесь вопросом: «как сделать заземление на даче?», то для выполнения данного процесса потребуется следующий инструмент:

• сварочный аппарат или инвертер для сварки металлопроката и вывода контура на фундамент здания;
• угловая шлифмашинка (болгарка) для разрезания металла на заданные куски;
• гаечные глючи для болтов с гайками М12 или М14;
• штыковая и подборная лопаты для рытья и закапывания траншей;
• кувалда для вбивания электродов в землю;
• перфоратор для разбивания камней, которые могут встречаться при рытье траншей.

Чтоб правильно и согласно нормативным требованиям выполнить контур заземления в частном доме нам потребуются следующие материалы:

1. Уголок 50х50х5 — 9 м (3 отрезка по 3 метра).

2. Сталь полосовая 40х4 (толщина металла 4 мм и ширина изделия 40 мм) — 12 м в случае вывода одной точки заземлителя на фундамент здания. Если же Вы хотите выполнить контур заземления по всему фундаменту к указанному количеству добавьте общий периметр здания и еще возьмите запас для подрезки.

3. Болт М12 (М14) с 2 шайбами и 2-я гайками.

4. Медный заземлитель. Может быть использована заземляющая жила 3-х жильного кабеля либо провод ПВ-3 с сечением 6–10 мм².

После того как все необходимые материалы и инструменты есть в наличии можно переходить непосредственно к монтажным работам, которые детально расписаны в следующих главах.

Выбор места для монтажа контура заземления

В большинстве случаев рекомендуется монтировать контур заземления на расстоянии в 1 м от фундамента здания в месте где оно будет скрыто от человеческого глаза и к которому будет сложно добраться как людям, так и животным.

Такие меры необходимы для того, что при повреждении изоляции в электропроводке потенциал будет идти на контур заземления и может возникнуть шаговое напряжение, которое может привести к электротравме.

Выполнение земляных работ

После того как было выбрано место, выполнена разметка (под треугольник со сторонами 3 м), определено место вывода полосы с болтами на фундамент здания можно приступать к земляным работам.

Для этого необходимо с помощью штыковой лопаты по периметру размеченного треугольника со сторонами по 3 м снять слой земли в 30–50 см. Это необходимо для того, чтоб в дальнейшем без особых трудностей к заземлителям приварить полосовой металл.

Также стоит дополнительно прокопать траншею такой же глубины для подвода полосы к зданию и выводу ее на фасад.

Забивание заземлителей

После подготовки траншеи можно приступать к монтажу электродов контура заземления. Для этого предварительно с помощью болгарки необходимо заточить края уголка 50х50х5 или круглой стали диаметром 16 (18) мм².

Далее выставить их в вершины полученного треугольника и с помощью кувалды забить в землю на глубину 3 м. Также важно чтоб верхние части заземлителей (электродов) находились на уровне выкопанной траншеи чтоб к ним можно было приварить полосу.

Сварные работы

После того как электроды будут забиты на необходимую глубину с помощью стальной полосы 40х4 мм необходимо сварить между собой заземлители и вывести данную полосу на фундамент здания где будет подключен заземляющий проводник дома, дачи или коттеджа.

Там, где полоса будет выходить на фундамент на высоте 0.3–1 мот земли, необходимо приварить болт М12 (М14) к которому в дальнейшем будет подключено заземления дома.

Обратная засыпка

После выполнения всех сварных работ полученную траншею можно засыпать. Однако перед этим рекомендуется залить траншею соляным раствором в пропорции 2–3 пачки соли на ведро воды.

После полученную почву необходимо хорошо утрамбовать.

Проверка контура заземления

После выполнения всех монтажных работ возникает вопрос «как проверить заземление в частном доме?». Для этих целей конечно обычный мультиметр не подойдет, поскольку у него очень большая погрешность.

Для выполнения данного мероприятия подойдут приборы Ф4103-М1, Клещи Fluke 1630, 1620 ER и так далее.

Однако эти приборы очень дорогие, и если Вы выполняете заземление на даче своими руками, то для проверки контура Вам будет достаточно обычной лампочки на 150–200 Вт. Для данной проверки Вам необходимо один вывод патрона с лампочкой подключить к фазному проводу (обычно коричневого цвета) а второй — к контуру заземления.

Если лампочка будет ярко светить — все отлично и контур заземления полноценно функционирует, если же лампочка будет тускло светить или вообще не испускать световой поток — значит контур смонтирован неверно и нужно либо проверять сварные стыки или монтировать дополнительные электроды (что бывает при низкой электропроводимости почвы).

Надежное заземление — гарантия безопасности

Все существующие системы устройства заземления предназначены для обеспечения надежного и безопасного функционирования электрических приборов и оборудования, подключенных на стороне потребителя, а также исключения случаев поражения электрическим током людей, использующих это оборудование.

При проектировании и устройстве систем энергоснабжения, необъемлемыми элементами которых является как функциональное, так и защитное заземление, должна быть уменьшена до минимума возможность появления на токопроводящих корпусах бытовых приборов и промышленного оборудования напряжения, опасного для жизни и здоровья людей.

Система заземления должна либо снять опасный потенциал с поверхности предмета, либо обеспечить срабатывание соответствующих защитных устройств с минимальным запаздыванием. В каждом таком случае ценой технического совершенства, или наоборот, недостаточного совершенства используемой системы заземления, может быть самое ценное – жизнь человека.

Цены на комплектующие для молниезащиты и заземления

Комплектующие для молниезащиты и заземления

Какой тип покрытия стержней выбрать – оцинкованный или омедненный?

• С точки зрения экономичности, оцинковка с тонким слоем (от 5 до 30 мкм) выгоднее. Эти штыри не боятся механических повреждений при монтаже, даже оставленные глубокие царапины не влияют на степень защищенности железа. Тем не менее, цинк является довольно активным металлом, и, защищая железо, окисляется сам. Со временем, когда весь слой цинка прореагировал, железо остается без защиты и быстро «съедается» коррозией. Срок службы подобных элементов обычно не превышает 15 лет. А делать цинковое покрытие более толстым – это стоит немалых денег.

Сравнительный тест: оцинкованный (слева) и омедненный (справа) электрод после 10 лет эксплуатации в условиях агрессивной среды кислого грунта

• Медь же, наоборот, не вступая в реакции, защищает закрываемое ею железо, которое более активно с точки зрения химии. Такие электроды могут без ущерба эффективности служить очень долго, например, производитель гарантирует их сохранность в суглинистой почве вплоть до 100 лет. Но при монтаже следует проявлять осторожность – в местах повреждения слоя омеднения наверняка возникнет участок коррозии. Чтобы снизить вероятность этого, слой омеднения делают достаточно толстым, до 200 мкм, поэтому такие штыри значительно дороже обычных оцинкованных.

Каковы общие достоинства такого комплекта системы заземления с одним глубоко размещённым электродом:

• Монтаж не представляет особой сложности. Не требуется объемных земляных работ, не нужен сварочный аппарат – все производится обычным инструментом, который есть в каждом доме.
• Система очень компактна, ее можно разместить на крошечном «пятачке» или даже в подвале дома.
• Если используется омедненные электроды, то срок службы такого заземления будет исчисляться несколькими десятками лет.
• Благодаря хорошему контакту с грунтом достигается минимальное электрическое сопротивление. Кроме того, на эффективность системы практически не влияют сезонные условия. На уровень промерзания грунта приходится не более 10% длины электрода, и зимние температуры никак не могут отрицательно сказаться на проводимости.

Есть, конечно, и свои недостатки:

• Такой тип заземления не может быть реализован на каменистых грунтах – скорее всего, забить электроды на требуемую глубину не удастся.
• Возможно, кого-то отпугнет и цена комплекта. Однако это – вопрос спорный, так как качественный металлический прокат для обычной схемы заземления тоже стоит недешево. Если еще присовокупить длительность эксплуатации, простоту и быстроту монтажа, отсутствие необходимости в специализированном инструменте, то, вполне возможно, такой подход к решению проблемы заземления может показаться даже более перспективным с точки зрения экономичности.

Недопустимые схемы заземления

Некоторые домашние умельцы пребывают в убеждении, что для отвода тока можно использовать водопроводные трубы и стояки отопления. Такое заземление на даче своими руками схемой безопасности не назовешь. Трубы бывают сильно окисленными, либо имеют плохой контакт с землей. Кроме того, в систему трубопровода часто включены пластиковые соединения, которые разомкнут электрическую цепь.

Многие современные электроприборы снабжены кабелем с трехжильной вилкой. К ним устанавливаются такие же розетки. Нулевой провод в кабеле обозначается синим цветом, заземляющий — желто-зеленым, фаза — любым, кроме названных.

Организация заземления на дачной кухне: 1 — электроплита, 2 — провод заземления

Желая сэкономить на устройстве заземления на даче своими руками, схему используют такую: в розетке делают перемычку между заземляющим и нулевым контактом. Однако подобный проект крайне непредсказуем. Если в каком-либо участке цепи случится перефазовка или плохой контакт рабочего нуля, на корпусе приборов возникнет опасное напряжение.

Некоторые домовладельцы, установив в сеть специальное защитное устройство (УЗО), считают проблему решенной. Но работа УЗО будет корректной только при наличии заземления. Тогда при утечке тока электрическая цепь сразу замкнется, и механизм сработает, отключив питание опасного участка.

Схематическое изображение устройства заземления в частном доме

Источники

• https://ProFazu.ru/provodka/bezopasnost-provodka/zazemlenie-v-chastnom-dome-svoimi-rukami-220-v.html
• https://electromc.ru/zazemlenie-chastnogo-doma/
• https://ElectrikBlog.ru/zazemlenie-v-chastnom-dome-svoimi-rukami-2-shemy-dlya-raznyh-gruntov/
• https://zandz.com/ru/biblioteka/sistemy_zazemlenieya_TNS_TNC_TNCS_TT_IT.html
• https://stroyday.ru/stroitelstvo-doma/elektroxozyajstvo/kak-sdelat-zazemlenie-na-dache.html
• https://psk-remont.ru/2017/04/03/zazemlenie-na-dache-svoimi-rukami-shem/

[свернуть]

Проверка заземления

Проверку заземления реализует компания «ИНТЕХ» (Москва). Чтобы получить КП на проверку заземления, позвоните по телефону: +7(495) 146-67-66. Отправить письменную заявку Вы можете на email [email protected] или через форму заказа.

Согласно Правил устройства электроустановок, любые электрические сети и оборудование, работающее с напряжением свыше 50 вольт переменного и 120 вольт постоянного тока, должны иметь защитное заземление. Это касается помещений без признаков условий повышенной опасности. В опасных помещениях (повышенная влажность, токопроводящая пыль и прочее), требования еще жестче. Но мы в данном материале будем рассматривать в основном жилые дома. По умолчанию принимаем, что заземление должно быть.

Наши преимущества:

10

10 лет стабильной и успешной работы

500

Выполнено более 500 000 м²

₽

Почему у нас лучшая цена?

24

Минимальные сроки

100

100% контроль качества

5

5 лет гарантии на выполненные работы

1500

1500 м2 площадь собственных складских помещений

При монтаже новых линий энергоснабжения, заземление будет установлено, и владелец помещения может за этим проследить (или подключить его самостоятельно). В случае, когда вы проживаете (работаете) в уже готовом помещении, возникает вопрос: как проверить заземление? В первую очередь, надо убедиться в том, что оно у вас есть. Вне зависимости от формального соблюдения ПУЭ, это касается жизни и здоровья людей.

Общий порядок технического обследования

В основу главных подходов к проверке качества заземления заложены известные методики измерения его сопротивления растеканию тока на землю. При оценке этой величины контролю подлежат как отдельные элементы, так и контактные зоны контура заземления, который начинается от защищаемого участка и кончается точкой соприкосновения заземлителя с грунтом. В процессе проведения работ особое внимание уделяют частям конструкции заземления, имеющим непосредственный контакт с грунтом и подвергающихся повышенному коррозийному воздействию.

​

Дело в том, что в результате разрушения металла в зоне контакта снижается его электропроводность и повышается сопротивление растеканию тока. В результате этого показатели надёжности ЗУ, а также эффективность его действия заметно ухудшаются. Для проверки и оценки состояния металлических переходов отдельных элементов заземлителя используются специальные измерительные приборы (омметры). Они обеспечивают снятие показаний с допустимой погрешностью.

Обратите внимание, что указанная процедура проверки проводится, как правило, в рамках рабочих операций, предполагающих комплексное испытание заземляющих устройств на их соответствие требования ПУЭ.

Проведение проверки тесно связано с измерением протекающего в контуре тока, в соответствии с которым и рассчитывается величина нормируемого ПТЭЭП сопротивления. При необходимости это значение может снижаться путём увеличения площади контакта с землёй или изменения электрической проводимости грунта. С этой целью в конструкцию контура заземления добавляются дополнительные металлические стержни, либо повышается концентрация соли в районе его непосредственного соприкосновения с почвой.

Обследуемая заземляющая цепь считается соответствующей требованиям ПУЭ и нормам безопасности лишь в тех случаях, когда величина суммарного сопротивления всех её элементов не превышает определённого значения. На основании полученных в процессе проверки результатов представителями специальных измерительных лабораторий составляется акт о состоянии обследуемой системы и выдаётся разрешение на её дальнейшую эксплуатацию.

Проверка наличия и правильности подключения защитного заземления

Как минимум, необходимо заглянуть в распределительный щит вашей квартиры (дома, мастерской).

По умолчанию принимаем условие: электропитание однофазное. Так будет проще разобраться в материале.

В щитке должно быть три независимых входных линии:

• Фаза (как правило, обозначается проводом с коричневой изоляцией). Идентифицируется индикаторной отверткой.
• Рабочий ноль (цветовая маркировка — синяя или голубая).
• Защитное заземление (желто-зеленая изоляция).

Если электропитающий вход выполнен именно так, скорее всего, заземление у вас есть. Далее проверяем независимость рабочего ноля и защитного заземления между собой. К сожалению, некоторые электрики (даже в профессиональных бригадах), вместо заземления используют так называемое зануление. В качестве защиты используется рабочий ноль: к нему просто подсоединяется заземляющая шина. Это является нарушением Правил устройства электроустановок, использование такой схемы опасно.

Как проверить, заземление или зануление подключено в качестве защиты?

Если соединение проводов очевидно — защитное заземление отсутствует: у вас организовано зануление. Однако видимое правильное подключение еще не означает, что «земля» есть и она работает. Проверка заземления включает в себя несколько этапов. Начинаем с измерения напряжения между защитным заземлением и рабочим нулем. 

​

Фиксируем значение между нулем и фазой, и тут же проводим измерение между фазой и защитным заземлением. Если значения одинаковые — «земляная» шина имеет контакт с рабочим нулем после физического заземления. То есть, она соединена с нулевой шиной. Это запрещено ПУЭ, потребуется переделка системы подключения. Если показания отличаются друг от друга — у вас правильная «земля».

Для чего измеряется сопротивление

Проведение замеров позволяет определить величину сопротивления контура, которая не должны быть выше установленных норм. В случае необходимости, сопротивление снижается за счет увеличения площади контакта или общей проводимости среды. С этой целью увеличивается количество стержней, повышается содержание соли в земле.

Необходимо помнить, что с помощью простого заземления возможно только снижение напряжения фазы, попадающей на корпус прибора. Чтобы повысить надежность защиты, заземление нередко устанавливается вместе с устройством защитного отключения. Проектирование и подбор заземляющего устройства осуществляется в индивидуальном порядке в каждом конкретном случае. На его конструкцию оказывает влияние влажность, тип и состав почвы, а также другие факторы.

Как измерить сопротивление контура заземления

Сопротивление контура измеряется сразу же, как только жилой объект введен в эксплуатацию. В дальнейшем, подобные замеры выполняются 1 раз в год. Для измерений применяются специальные приборы, быстро и точно определяющие удельное сопротивление стержней и других металлических элементов, грунтов, в которых они установлены.

Замеры проводятся в несколько этапов:

• Вначале заземление замыкается с искусственной цепью электрического тока, в которой замеряется падение напряжения.
• Возле испытуемого стержня размещается электрод вспомогательного назначения, соединяемый с тем же источником электрического напряжения.
• Затем, с помощью измерительного зонда, в зоне нулевого потенциала, выполняются замеры падения напряжения на первом стержне. Этот метод получил наибольшее распространение.

Проведение замеров лучше всего выполнять в зимнее или летнее время. В заземляющих устройствах сопротивление может отличаться в каждом отдельном случае. Например, в частных домах его значение доходит до 30 Ом. Сами замеры выполняются с помощью 2-х, 3-х или четырехполюсной методики.

Правила замера сопротивления контура заземления:

• Для размещения потенциального зонда, замеряющего сопротивление, используется контрольный участок, расположенный между токовым вспомогательным зондом и заземлителем.
• Длина контрольного участка должна быть выше размеров полосового электрода или глубины заземляющего стержня примерно в 5 раз.
• Если сопротивление измеряется в целом комплексе заземляющей системы, то расстояние контрольного участка можно вычислить по максимальной длине диагонали, проходящей между отдельными заземляющими устройствами.

Иногда проводятся дополнительные замеры, особенно в многочисленных подземных коммуникациях. В этих случаях выполняется несколько измерительных операций, во время которых изменяются направления и расстояния лучей между зондами. Реальное значение принимается по самому худшему результату.

Существуют допустимые нормы сопротивления заземляющих устройств, которые не должны превышаться, независимо от времени года. Все максимально допустимые значения отражены в таблицах или приложениях ПУЭ.

Замер сопротивление изоляции

Для измерения изоляции применяется мегомметр. Он включает в себя несколько составных частей: генератор непрерывного тока с ручным приводом, добавочные сопротивления и магнитоэлектрический логометр.

Перед началом измерительных работ необходимо убедиться, что объект замеров обесточен и не находится под напряжением. С изоляции удаляется пыль и грязь, после чего выполняется заземление объекта примерно на 2-3 минуты. Таким образом, снимаются остаточные заряды. К оборудованию или электрической цепи подключение мегомметра осуществляется раздельными проводами. Их изоляция обладает большим сопротивлением, как правило, не меньше чем 100 мегаом.

Сопротивление изоляции замеряется, когда приборная стрелка принимает устойчивое положение. Окончательные результаты замеров сопротивления определяются по показаниям стрелки измерительного прибора. На этом проверка контура заземления считается завершенной. После этого, объект испытаний необходимо разрядить.

​

Периодичность проверки

Действующими нормативами (ПТЭЭП, в частности) устанавливается периодичность проведения обследований заземления на предмет его соответствия заданным параметрам. Указанная цикличность отражается в специально подготовленном графике планово-предупредительных работ (ППР), который утверждает ответственный за объект.

​

Помимо этого, согласно п. 2.7.9. уже рассмотренных Правил обязательны визуальные осмотры открытых частей заземления, организуемые с периодичностью не реже 1 раза в полгода. Этим же документом предусматривается и обследование устройства с выборочным вскрытием почвы в районе размещения элементов заземлителя (в этом случае испытания проводятся не реже раза за 12 лет).

Периодические измерения сопротивления устройств заземления организуются согласно приложению №3, п. 26 ПТЭЭП и различаются по типам питающих линий.

При этом возможны следующие варианты:

• в линиях с питающим напряжением до 1000 Вольт проверка заземления проводится не реже чем 1 раз за 6 лет;
• для ВЛ питания с рабочим напряжением выше 1000 Вольт такая проверка должна проводиться не реже 1 раза за 12 лет.

Важно! Оговоренные в нормативной документации сроки проверки учитываются при составлении графиков и согласуются со всеми службами, имеющими непосредственное отношение к проводимым работам.

Оформление результатов

По результатам всего комплекса проведённых испытаний составляется протокол проверки заземляющего устройства, в котором обязательно указываются измеренные параметры заземления и даются рекомендации по дальнейшей эксплуатации системы.

Необходимость в организации и проведении полного комплекса измерительных мероприятий чаще всего возникает по окончании реконструкции или ремонта всей системы заземления. В отдельных случаях проверочные испытания проводятся после обнаружения серьёзных нарушений правил эксплуатации.

Значения нормируемых показателей работоспособности таких систем (удельная проводимость грунта и сопротивление установки току растекания) при различных типах заземления нейтрали приведены в табл.36 ПТЭЭП (Приложение 3.1).

​

Систематические проверки работоспособности заземления гарантируют эффективную защиту потребителя от поражения током и обеспечивают полную безопасность эксплуатации любых видов электрооборудования.

«ИНТЕХ» — инжиниринговая компания. На нашем ресурсе air-ventilation.ru Вы можете узнать необходимую информацию и получить коммерческое предложение.

Проверку заземления реализует компания «ИНТЕХ» (Москва). Чтобы получить КП на проверку заземления, позвоните по телефону: +7(495) 146-67-66. Отправить письменную заявку Вы можете на email [email protected] или через форму заказа.

Получите коммерческое предложение на email:

Нужна консультация? Звоните:

Отзывы о компании ООО «ИНТЕХ»:

Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.

Порядок проверки заземления • Energy-Systems

Какой базовый порядок проверки заземления?

При испытании электрических установок особое внимание уделяется системам безопасности – в частности заземлению, которое позволяет исключить поражение человека током в результате его утечки или формирования иных негативных обстоятельств. Стандартный порядок проверки заземления предполагает использование прибора, прошедшего государственную поверку, а также внесенного в реестр допустимого к применению в электролаборатории инструмента.

Два его контакта подключаются к специальным стержневым электродам, а еще два – к зондам, а те, в свою очередь к контуру заземления, который предусматривает проект электроснабжения объекта.

После осуществления всех приготовлений – калибровки агрегата, а также проверки соблюдения правил техники безопасности производится подача тока, который улавливается стержнями, вбитыми в грунт, и измеряется приборами – как амперметром, так и вольтметром. На основании этого делается вывод о наличии определенного уровня сопротивления.

Получение каких значений предусматривает порядок проверок заземления?

Для того чтобы сделать вывод о безопасности и надежности установки, необходимо, чтобы показатель сопротивления был равен нормативному или наблюдалось значение ниже его. В частности, если речь идет о бытовой установке с типичной для нее частотой и напряжением однофазной линии 220 Вольт, то уровень, который вносится в протокол измерения сопротивления заземления, не должен быть выше 4 Ом. Для системы, в которой используется трехфазная компоновка с напряжением 380 Вольт, он должен быть полностью аналогичен упомянутому выше. Кроме того, ПУЭ устанавливает нормы для всех прочих электротехнических характеристик.

Если говорить о соединениях контура, то для них важнейшей характеристикой является так называемое переходное сопротивление. Его уровень также регламентируется – стандартный порядок проверки заземления предусматривает получение показателя не выше 0,05 Ом с допустимой погрешностью в 10%. Важным элементом испытаний также является визуальный осмотр – его необходимо проводить каждые полгода – при этом контур не только просматривается, но и простукивается омедненным молотком на предмет разрывов металлосвязи.

Какую периодичность предусматривает порядок проверок заземления?

Для того, чтобы получить гарантию отсутствия проблем при эксплуатации системы, вам следует осуществлять работы с ней каждый год – именно такое значение предусмотрено ПУЭ. Кроме того, как уже упоминалось выше, типичный порядок проверки заземления предусматривает изучение металлосвязи два раза в год с равными интервалами.

Иные показатели наблюдаются только для промышленных резервуаров – раз в 3 года и генерирующих установок – один раз в 12 лет. Особым средством безопасности является также переносной контур заземления, состоящий из проводов и зажимов, подключающихся к прибору. Такие устройства должны изучаться один раз в три месяца или при подключении каждой новой единицы техники.

Пример технического отчета

Назад

1из27

Вперед

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости услуг электролаборатории.

Онлайн расчет стоимости проектирования

Заземляющее устройство. Заземлитель, как основной элемент устройства заземления

Заземляющие устройства — принцип работы, назначение и устройство заземления

 

Заземляющие устройства — основной принцип работы

Защитная функция заземляющего устройства базируется на том принципе, что части электроустановок, прикосновение к которым в случае нарушения изоляционного слоя крайне опасно для человеческой жизни, необходимо соединять с заземляющим устройством. При этом, заземляющие устройства (заземлители) должны находиться непосредственно в грунте.

Таким образом, создается необходимое сопротивление в электропроводящей сети. Оно получается весьма малое, а падение напряжения на нем не будет достигать критического значения. В итоге, удар тока, который получит человек в случае нарушения изоляционного слоя, будет не смертельным. Если человек соприкоснется с данной деталью, он будет в зоне действия пониженного напряжения.

Чем лучше будет изготовлено заземляющие устройство (заземление), тем меньше вероятность того, что на корпусах электроприборов возникнет напряжение. Качество заземляющего устройства зависит, в первую очередь, от того, насколько велико его сопротивление. При этом, чем ниже сопротивление в данной сети, тем заземление качественнее. В этом случае, расходы материалов и труда будут несколько большими, нежели без изготовления заземления, однако безопасность конструкции будет в несколько раз выше.

Из чего состоит заземляющие устройство

Заземляющие устройство представляют собой систему, включающую в себя несколько основных частей:

1. Естественные заземлители, то есть элементы, которые находятся непосредственно в почве или соприкасаются с ней. Именно через них электрический ток уходит в землю;
2. Заземляющие проводники — через них заземлители соединяются с заземляемым оборудованием;
3. Искусственные заземлители. Они схожи с естественными заземлителями, однако их специально размещают в почве для сооружения заземляющей конструкции.

Следует отметить, что каждый из указанных пунктов может быть устроен совершенно по-разному. В общем, заземляющее устройство, это совокупность заземлителя и заземляющего проводника. С его помощью производят заземление элементов или корпусов электроустановок.

Какие дополнительные функции может выполнять заземляющие устройство

Достаточно часто заземляющие устройство выступает в роли грозоотвода, а также может выполнять функцию молниезащиты строения. Если же неподалеку находится вторая электроустановка, мощность которой не превышает 1 кВт, то для ее заземления можно использовать ту же заземляющую систему. С помощью данного решения в значительной степени снижаются расходы на сооружение заземления.

В этом случае нормой будет служить наименьшее значение сопротивления растеканию тока. Вычисляют его, исходя из значений наименьшего сопротивления для каждой из объединенных в одном заземлителе электроустановок, при этом, необходимо взять наименьшее значение.

Что такое рабочее заземление

В процессе изготовления рабочего заземления с заземляющим устройством соединяют какую-нибудь из точек электрической цепи. Сооружают рабочее заземление через специальные устройства, например, через пробивные предохранители, разрядники или резисторы.

podvi.ru

Устройство заземления. Правила, виды и особенности. Монтаж

Большая часть домов в нашей стране оснащена системой электропередач, не имеющей заземления, по старому образцу. Необходимо помнить, что работа современных бытовых устройств без наличия заземляющего контура способствует возникновению в их деятельности различных неисправностей, и, как следствие, выходу из строя. Владельцам домов приходится самостоятельно производить устройство заземления, которое необходимо для создания электробезопасности.

Основной задачей заземления является отключение напряжения сети при возникновении утечки тока. Это может быть выражено в виде прикосновения человека к токоведущим частям, повреждения изоляции электрических проводов. Другой, не менее важной функцией заземления является создание нормальных условий для работы бытовых электрических устройств.

Некоторые устройства требуют кроме заземляющего контакта в розетке, еще и прямого подключения к шине заземления. Для этого имеются специальные зажимы.

Например, микроволновая печь может создавать фон, опасный для человека, если ее не подключить напрямую к заземляющей шине. На задней стенке корпуса печи может находиться специальная клемма для заземления. А если прикоснуться влажными руками к стиральной машине без заземления, то руки может неприятно щипать. Решить эту проблему можно только, подключив «землю» на корпус стиральной машины. С электрической духовкой ситуация похожа на предыдущие случаи.

Также своеобразно реагирует на наличие заземления бытовой компьютер. Если сделать заземление на корпус системного блока, то может повыситься скорость Интернета, и исчезнут всевозможные зависания.

Не менее важным является устройство заземления в частных домах. Тем более, если дом деревянный. Все дело в возможных ударах молнии. На частных усадьбах много различных частей, которые притягивают молнии: скважины, трубы, колодцы и т. д. При отсутствии молниеотвода и контура заземления, удар молнии с большой вероятностью может привести к пожару. Обычно в сельской местности нет пожарной части, или она удалена, поэтому жилые и подсобные помещения могут пострадать или полностью выгореть за короткий срок. Вместе с заземлением рекомендуется выполнять устройство молниеотвода.

Правила устройство заземления

Искусственные системы заземления используют в случаях, когда естественные элементы заземления не удовлетворяют правилам. В качестве естественных элементов могут служить водопроводные стальные трубы, находящиеся в земле, артезианские скважины, элементы зданий из металла, соединенные с землей и т.п.

Запрещается применять бензопроводы, нефтепроводы и газопроводные трубы в виде естественных заземлителей.

Для самодельных элементов заземления рекомендуется использовать металлический уголок 50 х 50 мм, в длину 3 метра. Эти отрезки забивают в землю в траншее, имеющей глубину 0,7 метра. При этом оставляют 10 см отрезков над дном. К ним приваривают проложенный в траншее стальной пруток диаметром от 10 до 16 мм, либо стальную полосу аналогичного сечения по всему контуру объекта.

По правилам в электрических установках до 1000 вольт сопротивление контура заземления должно быть не выше 4 Ом. Для установок более 1000 вольт сопротивление заземления должно быть не выше 0,5 Ом.

Варианты и особенности

Всего существует 6 систем заземления, но в частных постройках используется чаще всего 2 схемы: TN — C — S и TT. В последнее время популярна первая из этих систем. В ней имеется глухозаземленная нейтраль. Шина РЕ и нейтраль N проводится одним проводом РЕN, на входе в здание устройство заземления разделяется на отдельные ветки.

В такой схеме защита осуществляется электрическими автоматами, при этом не обязательно монтировать устройства защитного отключения. Недостатком такой схемы можно назвать следующий момент. Если повреждается проводник РЕN между подстанцией и домом, то на шине заземления в доме возникнет напряжение фазы. При этом оно не отключается никакой защитой. В связи с этим правила требуют обязательное наличие механической защиты проводника РЕN, и резервное заземление на столбах через каждые 200 метров.

Однако, в селах электрические сети в основном не удовлетворяют этим требованиям. Поэтому целесообразно применять схему ТТ. Эту схему лучше применять для отдельных построек, имеющих грунтовый пол, так как есть вероятность прикосновения сразу к заземлению и грунту, что опасно при схеме TN – C — S.

Отличие состоит в том, что «земля» идет на щит от индивидуального заземления, а не от подстанции. Эта система более устойчива к возникновению повреждений защитного проводника, но требует обязательной установки устройства защитного отключения. Иначе не будет защиты от удара током. Поэтому правила называют такую схему резервной.

Монтаж заземления

Существует два вида устройство заземления, отличающиеся способом монтажа и свойствами материалов. Один вид состоит из модульной штыревой конструкции заводского исполнения с несколькими электродами, а второй вид выполняется самостоятельно из кусков металлопроката. Эти виды отличаются заглубленными частями, а надземная часть и проводники аналогичны друг другу.

Набор, приобретенный в торговой сети, имеет свои преимущества:

• Продается комплектом, элементы набора разработаны специалистами с соблюдением всех требований правил, изготовлены на заводском оборудовании.
• Не требуются сварочные работы, и почти не нужны земляные работы.
• Дает возможность углубиться в землю на значительную глубину с получением малого сопротивления всего устройства заземления.

Из недостатков заводского исполнения можно отметить высокую стоимость набора.

Материалы и инструменты

Заземлители, изготовленные самостоятельно, должны быть выполнены из оцинкованного металлопроката: прутка, уголка, либо трубы.

Купленные наборы состоят из омедненных штырей с резьбой. Они соединяются муфтами из латуни. Провод заземления соединяется со штырем зажимом из нержавейки с применением специальной пасты. Заземлители запрещается смазывать или окрашивать.

При выборе сечения проката необходимо учесть тот факт, что при воздействии коррозии со временем сечение уменьшится. Наименьшие сечения проката выбираются:

• Оцинкованный пруток – 6 мм.
• Пруток из металла без покрытия – 10 мм.
• Прямоугольный прокат – 48 мм2.

Штыри соединяют полосой, проволокой или уголком. Ими подводят заземление до электрического щита. Размеры соединяющего проката: пруток – диаметром 5 мм, прямоугольный профиль – 24 мм2.

Сечение провода заземления в здании не должно быть меньше сечения провода фазы. К этим проводникам имеются требования по диаметру жил:

• Алюминиевый без изоляции – 6 мм.
• Медный без изоляции – 4 мм.
• Изолированный алюминиевый – 2,5 мм.
• Изолированный медный – 1,5 мм.

Для соединения всех проводников заземления нужно применять заземляющие шины, выполненные из электротехнической бронзы. По схеме ТТ элементы щита крепятся на стенку ящика.

Заземлители, изготовленные самостоятельно, забивают в землю кувалдой, а заводские элементы с помощью отбойного молотка. В обоих вариантах целесообразно использовать стремянку. Прокат из черного металла сваривается ручной сваркой.

Земляные работы

Заземлители располагают от фундамента на расстоянии 1 метра. Размечается контур заземления в виде треугольника, окружности или линии. Расстояние между штырями должно быть не менее 1,2 м. Рекомендуется сделать треугольник с 3-метровой стороной, и длиной штырей 3 метра.

Затем копают траншею глубиной 0,8 м. Ее ширина должна быть удобной для сварки проводников. Чаще всего делают траншею шириной 0,7 м.

Подготовка электрода (штыря)

Электрод заостряется с помощью болгарки. Если металлопрокат, бывший в употреблении, то необходимо его очистить от старого покрытия. На штырь заводского исполнения навинчивается острая головка, место соединения смазывается специальной пастой.

Заглубление электродов

Электроды забивают в землю с помощью кувалды. Начинать удары лучше, находясь на стремянке или подмостьях. При мягком металле удары наносят через деревянные бруски. Штыри забиваются не до конца, над поверхностью дна оставляют 10-20 см для выполнения соединения с контуром.

Заводские электроды забивают отбойным молотком. После заглубления штыря, на него навинчивают муфту и другой заземлитель. Далее процесс повторяют до достижения необходимой глубины.

Соединение электродов

Штыри обычно соединяют полосой 40 х 4 мм. Для проката из черного металла используют сварочное соединение, так как болты быстро подвергнутся коррозии, что увеличит сопротивление контура. Сваривать необходимо качественным швом.

Заземление от готового контура проводится полосой к дому, загибается и крепится на фундаменте. На краю полосы приваривают болт для крепления провода от щита.

На последний электрод монтируется крепежный хомут и закрепляется провод. Зажим герметизируют специальной лентой.

Засыпка траншеи

Для засыпания траншеи целесообразно использовать плотную однородную почву.

Устройство заземления, приобретенное в магазине, с одним штырем, может иметь в комплекте пластмассовый колодец для ревизии.

Проведение в щит

Распределительный щит фиксируется на стене здания, кроме мест с высокой влажностью. Сквозь стены провод проводят с применением трубных гильз. В щитке провод заземления соединяется с заземляющей шиной, установленной на корпусе щита, болтовым соединением.

Сопротивление заземления проверяют мультиметром. Если оно оказывается больше 4 Ом, то нужно увеличить число электродов. На разъем шины заземления также подключаются провода заземления в желтой изоляции, которые приходят в щит от потребителей. При присоединении светильников, розеток, различных устройств желтые провода заземления также подключают к своим клеммам. Например, в розетках такая клемма с винтом расположена в центре.

Похожие темы:

 

electrosam.ru

Понятие о заземлении и заземляющих устройствах

Заземление – это намеренное соединение элементов электроустановки с заземляющим устройством.Заземляющее устройство состоит из заземлителя (проводящей части или совокупности соединённых между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землёй непосредственно или через промежуточную проводящую среду) и заземляющего проводника, соединяющего заземляемую часть (точку) с заземлителем.

Есть два вида заземлителей — естественные и искусственные.

К естественным заземлителям относятся металлические конструкции зданий, надежно соединённые с землёй.

В качестве искусственных  заземлителей используют стальные трубы, стержни или уголок, длиной не менее 2,5 м, забитых в землю и соединённых друг с другом стальными  полосами  или приваренной проволокой. В качестве заземляющих проводников, соединяющих заземлитель с заземляющими приборами обычно используют стальные или медные шины, которые либо приваривают к корпусам машин, либо соединяют с ними болтами. Защитному заземлению подлежат металлические корпуса электрических машин, трансформаторов, щиты, шкафы.

Защитное заземление значительно снижает напряжение, под которое может попасть человек. Это объясняется тем, что проводники заземления, сам заземлитель и земля имеют некоторое сопротивление. При повреждении изоляции ток замыкания протекает по корпусу электроустановки, заземлителю и далее по земле к нейтрали трансформатора, вызывая на их сопротивлении падение напряжения, которое хотя и меньше 220 В, но может быть ощутимо для человека. Для уменьшения этого напряжения необходимо принять меры к снижению сопротивления заземлителя относительно земли, например, увеличить количество искусственных заземлителей.

Заземлитель может быть простым металлическим стержнем (чаще всего стальным, реже медным) или сложным комплексом элементов специальной формы.

Качество заземления определяется значением сопротивления заземляющего устройства, которое  должно  быть  значительно  меньше  сопротивления  фазных  проводников  и  которое можно снизить, увеличивая площадь заземлителей или проводимость среды — используя множество стержней, повышая содержание солей в земле и т. д. Электрическое сопротивление заземляющего устройства определяется требованиями ПУЭ («Правила  устройства  электроустановок»).В первую очередь условия работы устройства заземления  определяются удельным сопротивлением земли, а также электрическими параметрами защитных и заземляющих проводников. Сопротивление земли необходимо тщательно учитывать в каждом отдельном случае, так как разница на тех или иных участках может составлять до 100 тысяч раз.В зависимости от целевого назначения, заземляющие устройства бывают рабочие, защитные и грозозащитные.Защитные устройства  необходимы для защиты людей от поражающего действия электротока при непредвиденном замыкании фазы на нетоковедущие части электрической установки.Рабочие устройства  предназначены для обеспечения необходимого режима функционирования электроустановки в любых условиях — как в нормальных, так и чрезвычайных.Грозозащитные заземляющие устройства необходимы для заземления тросовых и стержневых громоотводов. Их задача – отвод тока молнии в землю.Заземляющие устройства электроустановок во многих случаях могут выполнять одновременно несколько функций – к примеру, быть и рабочим и защитным.При сдаче в эксплуатацию заземляющего устройства монтажная организация должна предоставить всю необходимую документацию в соответствии с нормами и правилами. Основным документом является  паспорт заземляющего устройства  – документ, который содержит всю информацию о параметрах заземляющего  устройства  (ЗУ)  и в который впоследствии будут заноситься все изменения.Такие изменения часто касаются результатов обслуживания, когда   осуществляется   проверка   ЗУ. Результаты   осмотра  ЗУ   и   возможного   ремонта   заносятся   в паспорт заземляющего устройства. Также часто необходимо проведение проверки технического состояния устройства с осуществлением замеров сопротивления. По результатам  такого обследования составляется протокол заземляющего устройства.

Измерение   сопротивления   контура   заземления   проводится   нашей    электроизмериельной  лабораторией.

 

Подробные консультации и стоимость услуг Вы можете получить , связавшись с нами:

• тел/факс: (8212)21-30-20

 

elkomspec.ru

Заземлитель, как основной элемент устройства заземления

Обустроенное заземление встречается сегодня практически в каждом доме. И это неудивительно, так как оно обеспечивает безопасную работу электрооборудования и непосредственно проводки. В этой статье поговорим о таком важном элементе, как заземлитель.

Известно, что без такого элемента конструкция заземления не может существовать, и уж тем более выполнять поставленные задачи.

Что такое заземлитель? Общее описание

Заземлитель — металлический проводник или армированный штырь, вкопанный на нужную глубину в грунт. Он может работать одиночно или в комплексе с другими электродами, например, в треугольном контуре. Перед этим элементом стоит основная функция контактировать с высоковольтным электричеством, однако нельзя судить о его оптимальной функциональности, если не определено сопротивление.

Горизонтальный и вертикальный заземлители

Обратите внимание! Сопротивление заземлителя должно быть очень низким. Только так можно рассчитывать на полноценную защиту домашней электрической цепи.

Определившись с вопросом, что называется заземлителем перейдем к изучению его видов.

Виды заземлителей: тонкости их использования

Каждый вид электрода имеет конкретное назначение, которое мы и рассмотрим:

• Глубинный заземлитель — конструкция, предусматривающая сложный монтаж, но имеющая массу преимуществ. Из особенностей такого вида электродов, можно выделить, что их монтаж занимает значительно меньше места, чем стандартный контур заземления. Доказана эффективность этого проводника в местах с наименьшим удельным сопротивлением почвы. На сегодняшний день, в нормативных актах прописывается, что можно применять подобный элемент в подвале и цокольном этаже.

Важно! Проводить монтаж глубинного заземлителя стоит исключительно при помощи буровых установок.

Для домашних условий идеальным решением остается использование вертикальных заземлителей, чего не скажешь о промышленном направлении. Здесь, наоборот целесообразна установка анодного электрода. Его применяют для защиты трубопроводов и подземных сооружений. По сути материал достаточно надёжный и устойчив к воздействию коррозии.

Особенности электролитического заземления

Данная разновидность заземления эффективно используется в местах песчаной, вечномерзлой и каменистой почвы. Также в условиях, где грунт имеет высокое удельное сопротивление и требуется специальное оборудование для установки обычных электродов.

Важно! Используя стандартные электроды для устройства контура заземления в песчаной и других типах почвы с высоким сопротивлением, вам придется установить их множество (порядка 100).

Немного о достоинствах электролитического заземления

Полушаровый заземлитель

На самом деле, как и штыревое заземление, электролитическое обладает некоторыми весьма важными достоинствами.

1. Этот тип электродов обеспечивает минимальное сопротивление грунту, примерно до 10 раз меньше в отличие от традиционных заземлителей.
2. Выполняется из специальной смеси, предшествующей образованию коррозии.
3. Имеет длительный срок службы. Если стальной электрод заземления служит около 5-7 лет, то электролитический порядка 50.
4. Не требует большой глубины для установки, достаточно вмонтировать заземлитель на полметра.

Принцип работы электрода

Главным элементом данного типа заземления считается труба Г-образной формы. Она вбивается на определенную глубину, которая предварительно заполняется смесью из минеральных солей. Вещество впитывает воду из окружающего грунта, создавая при этом выщелачивание, вследствие чего образуется электролит. Затем этот же электрод проникает в почву, увеличивая ее токопроводимые свойства. Удельное сопротивление снижается, и как следствие уменьшается промерзание почвенного слоя.

Часто после окончания изготовления проекта, происходит подтаивание грунта рядом с строением. К сожалению, это очень опасно для фундамента и грозит осадкой дома. Поэтому электрики рекомендуют при проектировании электролитического заземления учитывать фактор повреждения зданий, а, следовательно, требуют отдалятся от мест застройки.

В условиях сильного промерзания почвы принято использовать горизонтальные электроды. Они являются доступными и простыми в монтаже. Однако, при любой возможности работать буровым оборудованием, лучше всего установить вертикальный заземлитель.

Заземлитель с омедненным наконечником

Как проверить электрод?

Заземлители электролитического типа требуют регулярной проверки на работоспособность. Проводят его обслуживание однажды в 2-3 года. Здесь важно определить превратилась ли смесь в электролит. Если электролит образовался, проводят замену смеси, то есть добавляют новый состав солей. Аналогично проверяется каждый электрод, если он не один. Таким образом, установка будет служить еще несколько лет.

Важно! Достаточно заправить электрод минеральными солями высокого качества, и он прослужит порядка 10-15 лет. Но пренебрегать регулярным обслуживанием нельзя.

Групповой и одиночный заземлитель: характеристики

Каждый отдельный тип заземлителя либо электрода имеет свои характеристики, которые важно учитывать при проектировании контура заземления. Рассмотрим каждый из них с подобранностями:

Смотрите схемы заземлителей с условными обозначениями ниже.

Что такое коррозия и какие несет последствия для заземлителей?

Еще со школьной скамьи, а именно из уроков географии мы знаем, что коррозия — это природное разрушительное воздействие на металлические предметы и их оболочки, которые длительно находятся в земле. Чаще всего такой дефект материала происходит в местах повышенной влажности.

Обычно коррозия возникает после 9-10 лет использования металлической конструкции, и несет определенные последствия для заземляющего устройства. Например, большие повреждения контура заземления плюс наличие ржавчины влечет за собой увеличение сопротивления.

Важно! В зоне, где имеется риск скорейшего возникновения коррозии, целесообразно использовать материалы для сооружения контура заземления из нержавеющей стали.

Случается, когда коррозия проникает и под оболочку заземляющего проводника, ведущего к основному электрическому щитку или трансформатору. В подобной ситуации опытные электрики рекомендуют использовать антикоррозийную смазку. Иногда места соединений обрабатывают жидкой изоляцией.  Еще чаще детали контура заземления подвергаются коррозии при соединении металлов различной валентности. Но и на этот случай есть решение, — использовать специальные биметаллические соединители.

Обратите внимание, степень агрессивности почвенной среды прямым образом влияет на возникновение коррозии в соединениях заземляющего устройства. Поэтому, еще на момент монтажа защитного оборудования следует обдумать методы защиты от разрушений металлических проводников.

Вас могут заинтересовать:

prokommunikacii.ru

Заземление. Что это такое и как его сделать (часть 1) / Хабр

Мой рассказ будет состоять из трёх частей.

1 часть. Заземление (общая информация, термины и определения)

2 часть. Традиционные способы строительства заземляющих устройств (описание, расчёт, монтаж)

3 часть. Современные способы строительства заземляющих устройств (описание, расчёт, монтаж)

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

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

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

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

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

1 часть. Заземление

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

А. Термины и определенияБ. Назначение (виды) заземления

Б1. Рабочее (функциональное) заземлениеБ2. Защитное заземление

Б2.1. Заземление в составе внешней молниезащитыБ2.2. Заземление в составе системы защиты от перенапряжения (УЗИП)Б2.3. Заземление в составе электросети

В. Качество заземления. Сопротивление заземления.

В1. Факторы, влияющие на качество заземления

В1.1. Площадь контакта заземлителя с грунтомВ1.2. Электрическое сопротивление грунта (удельное)

В2. Существующие нормы сопротивления заземленияВ3. Расчёт сопротивления заземления

А. Термины и определения

Чтобы избежать путаницы и непонимания в дальнейшем рассказе — начну с этого пункта. Я приведу установленные определения из действующего документа “Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ)” в последней редакции (глава 1.7 в редакции седьмого издания).И попытаюсь “перевести” эти определения на “простой” язык.Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством (ПУЭ 1.7.28).Грунт является средой, имеющей свойство “впитывать” в себя электрический ток. Также он являться некоторой “общей” точкой в электросхеме, относительно которой воспринимается сигнал.Заземляющее устройство — совокупность заземлителя/ заземлителей и заземляющих проводников (ПУЭ 1.7.19).Это устройство/ схема, состоящее из заземлителя и заземляющего проводника, соединяющего этот заземлитель с заземляемой частью сети, электроустановки или оборудования. Может быть распределенным, т.е. состоять из нескольких взаимно удаленных заземлителей.

На рисунке оно показано толстыми красными линиями:

Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с грунтом (ПУЭ 1.7.15).

Проводящая часть — это металлический (токопроводящий) элемент/ электрод любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро 🙂 и т.п.), находящийся в грунте и через который в него “стекает” электрический ток от электроустановки. Конфигурация заземлителя (количество, длина, расположение электродов) зависит от требований, предъявляемых к нему, и способности грунта “впитывать” в себя электрический ток идущий/ “стекающий” от электроустановки через эти электроды.

На рисунке он показан толстыми красными линиями:

Сопротивление заземления — отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю (ПУЭ 1.7.26).

Сопротивление заземления — основной показатель заземляющего устройства, определяющий его способность выполнять свои функции и определяющий его качество в целом. Сопротивление заземления зависит от площади электрического контакта заземлителя (заземляющих электродов) с грунтом (“стекание” тока) и удельного электрического сопротивления грунта, в котором смонтирован этот заземлитель (“впитывание” тока).

Заземляющий электрод (электрод заземлителя) — проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с локальной землей (ГОСТ Р 50571.21-2000 п. 3.21)

Повторюсь: в качестве проводящей части может выступать металлический (токопроводящий) элемент любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро 🙂 и т.п.), находящийся в грунте и через который в него “стекает” электрический ток от электроустановки.

На рисунке они показаны толстыми красными линиями:

Далее определения, не встречающиеся или не описанные достаточно точно в стандартах и нормах, поэтому имеющие только мое описание.

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

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

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

Б. Назначение (виды) заземления

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

Б1. Рабочее (функциональное) заземление

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

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

Б2. Защитное заземление

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

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

Подробнее защитное назначение заземления можно рассмотреть на двух примерах:

• в составе внешней молниезащитной системы в виде заземленного молниеприёмника
• в составе системы защиты от импульсного перенапряжения
• в составе электросети объекта

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В. Качество заземления. Сопротивление заземления.

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

В1. Факторы, влияющие на качество заземления

Сопротивление в основном зависит от двух условий:

• площадь ( S ) электрического контакта заземлителя с грунтом
• электрическое сопротивление ( R ) самого грунта, в котором находятся электроды

В1.1. Площадь контакта заземлителя с грунтом.Чем больше будет площадь соприкосновения заземлителя с грунтом, тем больше площадь для перехода тока от этого заземлителя в грунт (тем более благоприятные условия создаются для перехода тока в грунт). Это можно сравнить с поведением автомобильного колеса на повороте. Узкая покрышка имеет небольшую площадь контакта с асфальтом и легко может начать скользить по нему, “отправив” автомобиль в занос. Широкая покрышка, да еще и немного спущенная, имеет много бОльшую площадь контакта с асфальтом, обеспечивая надежное сцепление с ним и, следовательно, надежный контроль за движением.(Пример оказался неграмотным. Спасибо SVlad — комментарий: habrahabr.ru/post/144464/#comment_4854521)

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

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

Примерами грунтов, хорошо проводящих ток, является солончаки или сильно увлажненная глина. Идеальная природная среда для пропускания тока — морская вода. Примером “плохого” для заземления грунта является сухой песок.

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

В2. Существующие нормы сопротивления заземления

Так как идеала (нулевого сопротивления растеканию) достигнуть невозможно, все электрооборудование и электронные устройства создаются исходя из некоторых нормированных величин сопротивления заземления, например 0.5, 2, 4, 8, 10, 30 и более Ом.

Для ориентирования приведу следующие значения:

• для подстанции с напряжением 110 кВ сопротивление растеканию токов должно быть не более 0,5 Ом (ПУЭ 1.7.90)
• при подключении телекоммуникационного оборудования, заземление обычно должно иметь сопротивление не более 2 или 4 Ом
• для уверенного срабатывания газовых разрядников в устройствах защиты воздушных линий связи (например, локальная сеть на основе медного кабеля или радиочастотный кабель) сопротивление заземления, к которому они (разрядники) подключаются должно быть не более 2 Ом. Встречаются экземпляры с требованием в 4 Ом.
• у источника тока (например, трансформаторной подстанции) сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении 380 В источника трехфазного тока или 220 В источника однофазного тока (ПУЭ 1.7.101)
• у заземления, использующегося для подключения молниеприёмников, сопротивление должно быть не более 10 Ом (РД 34.21.122-87, п. 8)
• для частных домов, с подключением к электросети 220 Вольт / 380 Вольт:
  • при использовании системы TN-C-S необходимо иметь локальное заземление с рекомендованным сопротивлением не более 30 Ом (ориентируюсь на ПУЭ 1.7.103)
  • при использовании системы TT (изолирование заземления от нейтрали источника тока) и применении устройства защитного отключения (УЗО) с током срабатывания 100 мА необходимо иметь локальное заземление с сопротивлением не более 500 Ом (ПУЭ 1.7.59)

В3. Расчёт сопротивления заземления

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

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

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

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

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

Строительство заземлителей

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

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

Подробнее о строительстве — в следующих частях.

Продолжение:

Алексей Рожанков, специалист технического центра «ZANDZ.ru»

При подготовке данной части использовались следующие материалы:

• Публикации на сайте “Заземление на ZANDZ.ru”
• Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ), часть 1.7 в редакции седьмого издания (гуглить)
• ГОСТ Р 50571.21-2000 (МЭК 60364-5-548-96) Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации (гуглить)
• Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87 (гуглить)
• Собственный опыт и знания

habr.com

Заземление электроустановок: правила и основные требования

Отсутствие заземления электрооборудования или неправильное его выполнение может привести к производственному травматизму, выходу из строя приборов автоматизации или неправильной их работе, погрешности показаний измерительной техники. Это происходит в результате пробоя изоляции между токоведущими частями и корпусом оборудования. В результате на корпусе появляется напряжение и протекает электрический ток, который может нанести травму человеку и привести к сбоям в работе электрических устройств. Чтобы этого избежать, часть установки, не находящуюся в нормальном состоянии под напряжением, соединяют с заземляющим устройством. Этот процесс называется заземлением.

Заземляющее устройство

Заземляющее устройство – система, состоящая из заземляющего контура и проводников, обеспечивающих безопасное прохождение тока через землю. Исходя из Правил Устройства Электроустановок, естественными заземлителями могут быть:

1. Каркасы зданий (железобетонные или металлические), которые соединены с землей.
2. Защитная металлическая оплетка проложенных в земле кабелей (кроме алюминиевой)
3. Трубы скважин, водопроводов, проложенных в земле (кроме трубопроводов с горючими жидкостями, газами, смесями)
4. Опоры высоковольтных линий электропередач
5. Неэлектрифицированные железнодорожные пути (при условии сварного соединения рельсов)

Для искусственных заземлителей, по правилам, используют неокрашенные стальные прутки (с диаметром более 10 мм), уголок (с толщиной полки более 4 мм), листы (с толщиной более 4 мм и сечением в разрезе более 48 мм2). Для создания системы с искусственным заземлением возле сооружения вкапывают или вбивают в землю металлические пруты, уголок или листы с указанными выше толщиной и сечением, но длиной не менее 2,5 м. Затем их сваркой соединяют между собой с помощью прутковой или листовой стали. От поверхности земли данная конструкция должна находиться более 0,5 м. По требованиям, контур заземления здания должен иметь не менее двух соединений с заземлителем.В зависимости от назначения, заземление оборудования делится на два типа: защитное и рабочее. Защитное заземление служит для безопасности персонала и предотвращает возможность поражения человека электрическим током вследствие случайного прикосновения к корпусу электроустановки. Защитному заземлению подлежат корпуса электроустановок и электрических машин, которые не закреплены на «глухозаземленных» опорах, электрошкафы, металлические ящики распределительных щитов, металлорукав и трубы с силовыми кабелями, металлические оплетки силовых кабелей.Рабочее заземление используют в том случае, когда для производственной необходимости в случае повреждения изоляции и пробоя на корпус требуется продолжение работы оборудования в аварийном режиме. Таким образом, например, заземляют нейтрали трансформаторов и генераторов. Также, к рабочему заземлению относят подключение к общей сети заземления молниеотводов, которые защищают электроустановки от прямого попадания молний.

Согласно Правилам Устройства Электроустановок обязательно подлежат заземлению электрические сети с номинальным напряжением свыше 42 В при переменном токе и свыше 110 В при постоянном.

Классификация систем заземления

Различают следующие системы заземления:

• Система ТN (которая в свою очередь разделяется на подвиды TN-C, TN-S, TN-C-S)
• Система TT
• Система IT

Буквы в названиях систем взяты из латиницы и расшифровываются так:Т – (от terre) земляN – (от neuter) нейтральC – (от combine) объединятьS – (от separate) разделятьI – (от isole) изолированныйПо буквам в названиях систем заземления можно узнать, как устроен и заземлен источник питания, а также принцип заземления потребителя.

Система ТN

Это наиболее известная и востребованная система заземления. Основным ее отличием является наличие «глухозаземленной» нейтрали источника питания. Т.е. нулевой провод питающей подстанции напрямую соединен с землей.TN-C – подвид системы заземления, которая характеризуется объединенным заземляющим и нейтральным нулевым проводником. Т.е. они идут одним проводом от питающего трансформатора до потребителя. Отсутствие отдельного РЕ (защитного нулевого) проводника в данной системе однозначно является недостатком. Система TN-C широко использовалась в советских зданиях и непригодна для современных новостроек, т.к. в ней отсутствует возможность выравнивания потенциалов в ванной комнате.TN-S – система, в которой защитный проводник системы уравнивания потенциалов и рабочий нулевые проводники идут раздельными проводами от источника питания до электроустановки. Эта система только обретает широкое применение при подключении зданий к электроснабжению. Является наиболее безопасной. К недостаткам можно отнести ее дороговизну, т.к. требуется монтаж дополнительного проводника.TN-C-S – система, в которой нулевой защитный проводник и нейтральный рабочий идут совмещенным проводом, а разделяются на входе в распределительный щит. По требованиям Правил Устройства Электроустановок для этой системы необходимо дополнительное заземление.

Система TT

Это система, в которой питающая подстанция и электроустановка потребителя имеют различные, независимые друг от друга заземлители. Областью применения системы ТТ являются мобильные объекты, имеющие электроустановки потребителей. К ним относят передвижные контейнеры, ларьки, вагончики и т.д. В большинстве случаев для потребителя в системе ТТ применяется модульно-штыревое заземление.

Система IT

Система, в которой источник питания разделен с землей через воздушное пространство или соединен через большое сопротивление, т.е. изолирован. Нейтраль в этой системе соединена с землей через сопротивление большой величины. Система IT используется в лабораториях и медицинских учреждениях, в которых функционирует высокоточное и чувствительное оборудование.

Требования к заземлению электродвигателя

Согласно требованиям и правилам установленный электродвигатель перед пуском должен быть заземлен. Исключением являются те случаи, в которых корпус электродвигателей установлен на металлическую опору, соединенную с землей через металлоконструкцию здания или через проводник заземлителя. В остальных случаях корпус электродвигателя должен быть соединен проводом  с контуром заземления здания, выполненного из полосы металла при помощи сварки.Это является рабочим заземлением. В противном случае при нарушении изоляции между обмоткой двигателя или токопроводом и корпусом электродвигателя защитное устройство не сработает и не отключит питание. А двигатель продолжит работу.Каждая электрическая машина должна иметь индивидуальное соединение с заземлителем. Последовательное соединение электродвигателей с контуром заземления запрещено, т.к. при нарушении одного из соединений с заземлителем, вся цепь будет изолирована от земли. Для установки защитного заземления, необходимо наличие дополнительного заземляющего проводника в силовом кабеле, один конец которого подключают к клеммной коробке электродвигателя, а другой к корпусу электрошкафа управления двигателем. Электрошкаф предварительно должен быть соединен с землей. В случае пробоя между токопроводом и этим заземляющим проводником образуется ток короткого замыкания, который разомкнет защитное или коммутирующее устройство (тепловое или токовое реле, защитный автомат).Сечение заземляющего проводника, удовлетворяющее требованиям Правил Устройства Электроустановок приведено в таблице 1:

Таблица 1

Сечение фазных проводников, мм2	Наименьшее сечение защитных проводников, мм2
S≤16	S
16 < S≤35	16
S>35	S/2

Сечение фазных проводников рассчитывается по токовой нагрузке потребителя.

Требования к заземлению сварочных аппаратов

Как и для любого технологического оборудования, потребляющего электрический ток, для сварочных аппаратов существуют правила подключения заземления. Помимо необходимости заземления корпуса сварочной электроустановки с контуром заземления здания, заземляют один вывод вторичной обмотки аппарата, а ко второму, соответственно подключается электрододержатель. При этом вывод вторичной обмотки, требующей заземления, должен быть обозначен графически и иметь стационарное выведенное крепление, для удобного соединения с заземлителем. Переходное сопротивление контура заземления не должно превышать 10 Ом. В случае необходимости увеличения электрической проводимости контура заземления, увеличивают контактную площадь соединения.Последовательное соединение сварочных аппаратов с заземлителем также запрещено. У каждого аппарата должно быть отдельное соединение с заземленной магистралью здания.Заземление электроустановок потребителей – это не формальность, а необходимая техническая мера безопасности, которая позволит не только стабилизировать работу оборудования, но и спасти жизнь персоналу, обслуживающему и контактирующему с ним.

electry.ru

Что такое заземляющее устройство? | Элкомэлектро

О компании » Вопросы и ответы » Что такое заземляющее устройство?

Заземление – это намеренное соединение элементов электроустановки с заземляющим устройством. Заземляющее устройство является неотъемлемой составляющей любой электрической установки мощностью 1 кВ и выше. Представляет собой совокупность заземляющих проводников и заземлителя. Заземлитель находится непосредственно в контакте с землей и соединяет с ней части электроустановки. Для того, чтобы обеспечить быстрое стекание на землю замыкания или тока пробоя, сопротивление заземляющего устройства необходимо как можно более низкое. Это также необходимо для быстрого срабатывания защитных реле при их наличии.

В первую очередь условия работы устройства заземления определяются удельным сопротивлением земли, а также электрическими параметрами защитных и заземляющих проводников. Сопротивление земли необходимо тщательно учитывать в каждом отдельном случае, так как разница на тех или иных участках может составлять до 100 тысяч раз.

В зависимости от целевого назначения, заземляющие устройства бывают рабочие, защитные и грозозащитные.

Защитные устройства необходимы для защиты людей от поражающего действия электротока при непредвиденном замыкании фазы на нетоковедущие части электрической установки.

Рабочие устройства предназначены для обеспечения необходимого режима функционирования электроустановки в любых условиях — как в нормальных, так и чрезвычайных.

Грозозащитные заземляющие устройства необходимы для заземления тросовых и стержневых громоотводов. Их задача – отвод тока молнии в землю.

Заземляющие устройства электроустановок во многих случаях могут выполнять одновременно несколько функций – к примеру, быть и рабочим и защитным.

При сдаче в эксплуатацию заземляющего устройства монтажная организация должна предоставить всю необходимую документацию в соответствии с нормами и правилами. Основным документом является паспорт заземляющего устройства – документ, который содержит всю информацию о параметрах ЗУ и в который впоследствии будут заноситься все изменения.

Такие изменения часто касаются результатов обслуживания, когда осуществляется проверка заземляющих устройств. 

Измерение сопротивления контура заземления проводится многофункциональным прибором MRU-101.

Результаты осмотра и возможного ремонта заносятся в паспорт заземляющего устройства. Также часто необходимо проведение проверки технического состояния устройства с осуществлением замеров сопротивления. По результатам такого обследования составляется протокол заземляющего устройства.

www.megaomm.ru

Какова цель электрического заземления?

Для чего требуется электрическое заземление?

Одна из наиболее важных мер безопасности в управлении электричеством, электрическое заземление — это практика подключения электрического устройства к земле через провод, чтобы направить излишки электричества от вас, пока вы используете устройство, в землю. Это помогает предотвратить получение электрошока при контакте с устройством.

Как выглядит заземление

При правильной настройке заземления (также называемого заземлением) вы не сможете увидеть большую часть используемого оборудования. Это связано с тем, что заземляющие стержни или пластины будут закопаны глубоко в землю и подключены к электрическому устройству через провод различной длины, в зависимости от количества электрического заряда, который должен пройти через провод в землю.

Использование заземления

— Защита рабочих, которые регулярно контактируют с электрическими устройствами, которые могут привести к поражению электрическим током.
Для поддержания постоянного напряжения устройства в исправной фазе. Это в случае неисправности одной из фаз.

— В системах электрической тяги, а также в системах связи заземление работает как обратный провод.

— Неисправные электрические устройства часто дают утечку электричества, что может вызвать пожар, если его не перенаправить безопасно.

— Хорошая цепь заземления с низким значением импеданса гарантирует быстрое устранение неисправностей в электрическом тракте.Если неисправности остаются в системе в течение длительного времени, они могут представлять серьезную угрозу стабильности системы.

— Многие современные электронные устройства генерируют форму «электрического шума», который может вызвать повреждение устройства и снизить его эффективность, если устройство не заземлено должным образом.

— Устройства защиты от перенапряжения лучше работают при правильном заземлении.

Результаты плохого заземления

Если заземление не выполнено должным образом, это может вызвать ряд проблем.

— Неправильное заземление приводит к тому, что в оборудовании создается более высокий потенциал, который может даже проходить через изоляционное оборудование, которое вы используете для работы с устройством, и достигать вашей кожи.

— Это может вызвать задержку устранения неисправностей, что приведет к недостаточному протеканию тока.

— Он вызывает повторяющиеся поражения электрическим током каждый раз, когда вы работаете на машине.

— Опасность пожара, вызванного утечкой электричества, возрастает в геометрической прогрессии.

— Это может привести к снижению эффективности работы машины.

Общие практики надлежащего заземления

Заземление — это деликатный процесс, который должен выполняться опытными профессионалами. Для эффективного заземления необходимо соблюдать несколько правил.

— Провод, используемый для заземления, должен быть достаточно большим, чтобы выдерживать любые неисправности, которые могут возникнуть при плавлении из-за деформации. При выборе проводника следует учитывать две вещи: размер потенциального повреждения и продолжительность его прохождения через проводник.

— Соединения, которые вы используете между электрическим устройством и заземляющим проводом, должны иметь правильный тип соединения и температурные ограничения для создания надежного пути с низким сопротивлением для прохождения электричества в землю.

— Удельное сопротивление почвы играет важную роль в обеспечении эффективного заземления. Вы должны позаботиться о том, чтобы выбрать тип почвы, который предлагает самое низкое доступное удельное сопротивление, чтобы иметь надежно низкое сопротивление заземления.

В таких условиях необходимо обратить особое внимание на образование наледи в зоне заземления из-за влажности почвы и погодных условий.Мороз грунта увеличивает удельное сопротивление почвы на несколько порядков, и это необходимо учитывать при проектировании структуры почвы.

— Место заземления необходимо выбирать с осторожностью. В местах, которые принимают много посетителей в течение дня, выше вероятность того, что кто-то случайно коснется заземляющего стержня и получит электрошок.

— Другие факторы, которые следует учитывать при разведке мест для заземления, — это средняя температура окружающей местности, влажность почвы, опасная возможность контакта любого типа водоема с чувствительным оборудованием.

Если вы хотите получить более подробные сведения о тренингах по заземлению и технике безопасности, свяжитесь с профессионалами NTT. Там вы найдете обширные ресурсы и углубленные семинары, которые расширят ваши знания в области электротехники и управления!

Для получения дополнительной информации о National Technology Transfer или любой из наших программ щелкните здесь: http://www.nttinc.com или http://www.nttinc.com/seminar-list-catalog/.

Важность наземных испытаний при обслуживании электрооборудования

Есть два типа наземных испытаний, которые следует проводить на вашем предприятии.Первое делается в процессе строительства, чтобы убедиться, что электрическая система установлена ​​правильно. Второй — плановые наземные испытания, которые необходимо завершить, чтобы убедиться, что система заземления продолжает функционировать так, как она была спроектирована. Это наземное испытание должно быть выполнено правильно, поскольку ошибки могут быть опасными и дорогостоящими.

Общие сведения о заземлении и соединении

Заземляющий путь обеспечивает прохождение электричества по пути с низким сопротивлением. Электроэнергия должна проходить от источника через нагрузку, а затем возвращаться к источнику через нейтральное соединение.Заземление предлагает дополнительный путь для безопасности. Этот обратный путь должен обеспечивать наименьшее сопротивление току. Общее требование Национального электрического кодекса (NEC) — сопротивление не более 25 Ом.

Соединение обеспечивает соединение со всеми заземляющими проводниками электрической системы. Системы замыкания на землю в первую очередь защищают оборудование, а защита цепи замыкания на землю обеспечивает безопасность людей. Однако лучшая в мире система заземления не обеспечит никакой защиты, если электрические компоненты вашего предприятия не подключены к ней.Точно так же облигации не будут обеспечивать защиту без заземления.

Последствия аварий на земле

Отсутствие надежно заземленной системы может привести к потере дорогостоящего оборудования, важных данных и даже к человеческим жертвам. На оборудовании без надлежащего заземления могут возникать опасные скачки напряжения или скачки напряжения. Потеря заземления может привести к потере данных чувствительным оборудованием или их неправильной обработке.

Периодические сбои также могут создавать проблемы от случайных поражений электрическим током до отказов оборудования, которые трудно обнаружить.Часто в отказе винят оборудование, хотя на самом деле это отсутствие прочного заземления. Например, когда случайные электрические разряды произошли в зоне душа пожарного депо, после обширных испытаний было определено, что часть здания работает как конденсатор. Статическое электричество накапливалось, и без надлежащего заземления электричество разряжалось через человека, использующего оборудование. Проблема была прерывистой, потому что требовалось время, чтобы накопилось достаточно энергии и достигло разрядного потенциала.

Причины сбоев заземления или соединения

Со временем связи или узы могут ослабнуть. Неправильные материалы, использованные для создания начального соединения, могут выйти из строя даже после того, как ранее были подходящими. Коррозия может повредить разъемы и заземляющие стержни. В одном крайнем случае химические вещества содержались в растворенных в почве стержнях заземления, которые были полностью протестированы при установке. Хотя вершины заземляющих стержней присутствовали и были видны, оставалось всего несколько дюймов материала.

Профессиональные наземные испытания

Для получения правильных данных для вашей системы заземления необходимо использовать правильные методы и оборудование. Например, тест с фиксацией или без использования колышков позволяет проводить тестирование быстрее и проще. Однако его не следует использовать для измерения сопротивления почвы. Этот метод также не рекомендуется для сложных систем заземления с металлической петлей.

Все факторы системы заземления необходимо правильно рассчитать.Например, после сильных дождей тестируемая почва может иметь гораздо меньшее сопротивление, чем при нормальных условиях.

Тщательные наземные испытания должны быть частью полного плана обслуживания электрооборудования вашего предприятия. Издание 2015 года стандарта 70E Национальной ассоциации противопожарной защиты включает новые требования к электробезопасности. Убедитесь, что ваш объект соответствует требованиям.

Об авторе

Боб Шеппард — основатель, президент и генеральный менеджер Southwest Energy Systems, испытательной и инженерной фирмы, аккредитованной Международной ассоциацией электрических испытаний.

Заземление и соединение электрических систем Справка

Используйте поиск, чтобы быстро найти ответы на вопросы — откройте окно поиска (ctrl + f), затем введите ключевое слово из вопроса, чтобы перейти к этим терминам в материале курса

Цель.

Целью этого курса является ознакомление инженеров с проблемами заземления и соединения электрических систем, связанными с глухозаземленными системами под напряжением 600 В.Этот курс может служить введением в заземление и подключение для инженеров, не имеющих или почти не имеющих опыта профессионального проектирования электрооборудования. В курсе также представлена ​​практическая, но не совсем известная информация по применению заземления и соединения, которая пригодится даже самому опытному профессионалу в области проектирования электрических систем.

Зачем тратить время на изучение заземления и подключения?

 Многие специалисты в области электротехники придерживаются популярного и ошибочного убеждения, что заземление металлического объекта (путем прямого подключения к земле)
поможет снять опасное напряжение, вызванное замыканием линии на землю.Заземление объекта никак не снимает опасное напряжение или снижает напряжение прикосновения или шагового напряжения, которые являются причиной нескольких смертей каждый год.

 Неправильное заземление и подключение — частая причина несчастных случаев, связанных с электрическим током.

 Эффективное заземление играет важную роль в правильной работе чувствительного электронного оборудования.

 «Более 80% всех отказов электронных систем, которые связаны с аномалиями питания, на самом деле являются результатом ошибок электропроводки или заземления или вызваны другими нагрузками на предприятии заказчика.”EPRI (Исследовательский институт электроэнергетики)

“ Из всех проблем с питанием и заземлением, влияющих на электронное оборудование, почти 90% вызваны электропитанием и условиями заземления внутри объекта, в котором используется оборудование… Что еще более важно, почти 75% Проблемы с качеством электроэнергии внутри объекта связаны с заземлением, что делает его единственным наиболее важным фактором с точки зрения оборудования, обеспечивающего надежную работу оборудования ». Уоррен Льюис, ECM Magazine

 Издание 2005 года Национального электротехнического кодекса (NEC) включало полный пересмотр и переименование статьи 250 (ранее называвшейся «Заземление»), которая, по словам редакторов Справочника NEC, « одно из самых значительных изменений, произошедших в новейшей истории Кодекса ».

Основа и ресурсы.

Следующие ресурсы служат в качестве первичной основы информации, представленной в этом курсе
и будут использоваться в материалах курса:

 Статья 250 Национального электрического кодекса (NEC) — издание 2005 г.

 Стандарт IEEE 1100-1999 рекомендуется Практика питания и заземления чувствительного электронного оборудования

 Стандарт IEEE 142-1982 Заземление промышленных и коммерческих систем питания

 Общие сведения о тестировании сопротивления заземления AEMC (рабочая тетрадь, издание 6.0)

Для многих инженеров, подрядчиков и техников Национальный электротехнический кодекс и его статья 250 (Заземление и соединение) являются единственной основой при проектировании и установке системы заземления.

Перед началом курса жизненно важно, чтобы мы рассмотрели цель и ограничения Национального электрического кодекса (NEC) — чтобы понять, как следует применять NEC.

Статья 90.1 Национального электротехнического кодекса устанавливает его цель и намеренные ограничения:

90.1 Цель

(A) Практическая защита — Целью настоящего Кодекса является практическая защита людей и имущества от опасностей, возникающих в результате использования электричества.

(B) Соответствие — этот Кодекс содержит положения, которые считаются необходимыми для обеспечения безопасности. Их соблюдение и надлежащее техническое обслуживание приводят к установке, которая практически не опасна, но не обязательно эффективна, удобна или адекватна для хорошего обслуживания или будущего расширения использования электричества.

(C) Намерение — Этот Кодекс не предназначен в качестве проектной спецификации или руководства по эксплуатации для неподготовленных людей!

Согласно NEC — Инженеры, проектирующие и определяющие заземление и подключение, не должны использовать Национальный электрический кодекс (NEC) в качестве поваренной книги.

NEC не заменяет понимание теории, лежащей в основе требований кодекса.

Чтобы понять заземление и соединение, важно знать значения слов, которые мы будем использовать. В статье 110 Национального электротехнического кодекса содержатся определения слов, которые мы будем использовать в этом курсе. Они перечислены в порядке важности, не обязательно в алфавитном порядке.

Приложение 1 Различные компоненты заземления и соединения.

Заземленный проводник. Система или проводник цепи, который намеренно заземлен. Его также обычно называют нейтральным проводом в заземленной звездообразной системе.

Заземляющий провод. Проводник, используемый для соединения оборудования или заземленной цепи системы электропроводки с заземляющим электродом или электродами.

Заземляющий провод, оборудование. Проводник, используемый для подключения нетоковедущих металлических частей оборудования, кабельных каналов и других кожухов к заземленному проводнику системы, проводнику заземляющего электрода или к обоим на сервисном оборудовании или в источнике отдельно созданной системы.Статья 250.118 NEC описывает различные типы заземляющих проводов оборудования. Правильный выбор заземляющих проводов оборудования приведен в 250.122 и таблице 250.122.

Электрод заземления. Устройство, обеспечивающее электрическое соединение с землей.

Провод заземляющего электрода. Проводник, используемый для подключения заземляющего электрода (ов) к заземляющему проводу оборудования, к заземленному проводу или к обоим при обслуживании, в каждом здании или сооружении, где питание подается от фидера (ов) или ответвительной цепи (ов). , или в источнике отдельно производной системы.

Склеивание (скрепленное). Постоянное соединение металлических частей для образования электропроводящего пути, обеспечивающего непрерывность электрического тока и способность безопасно проводить любой ток, который может возникнуть.

Назначение соединения — установить эффективный путь для тока короткого замыкания, который, в свою очередь, облегчает работу устройства защиты от сверхтока. Это объясняется в статьях 250.4 (A) (3) и (4) и 250.4 (B) (3) и (4) Национального электротехнического кодекса. Конкретные требования к соединению содержатся в Части V Статьи 250 и в других разделах Кодекса, как указано в Статье 250 NEC.3.

Соединительная перемычка. Надежный проводник, обеспечивающий необходимую электрическую проводимость между металлическими частями, подлежащими электрическому соединению.

Заглушки концентрического и эксцентрического типа могут ухудшить электрическую проводимость между металлическими частями и фактически вызвать ненужное сопротивление в цепи заземления. Установка соединительных перемычек — это один из часто используемых методов между металлическими дорожками качения и металлическими частями для обеспечения электропроводности. Связывающие перемычки можно найти в сервисном оборудовании [NEC 250.92 (B)], подключение более 250 В (NEC 250.97) и расширительные фитинги в металлических дорожках качения (NEC 250.98). На рис. 2 показана разница между выбивками концентрического и эксцентрического типов. На Таблице 2 также показан один из методов установки соединительных перемычек при этих типах заглушек.

Приложение 2 Соединительные перемычки устанавливаются вокруг концентрических или эксцентрических выбивных участков.

Клеящая перемычка, оборудование. Соединение между двумя или более частями заземляющего провода оборудования.

Соединительная перемычка, основная. Соединение между заземленным проводом цепи и заземляющим проводом оборудования при обслуживании.

На рисунке 3 показана основная перемычка, используемая для обеспечения соединения между заземленным рабочим проводом и заземляющим проводом оборудования на рабочем месте. Связывающие перемычки могут быть расположены по всей электрической системе, но основная перемычка заземления находится только в служебных помещениях. Основные требования к перемычкам подключения приведены в NEC 250.28.

Приложение 3. Основная перемычка, устанавливаемая на сервисе, между заземленным проводником и заземляющим проводом оборудования.

Соединительная перемычка, система. Соединение между проводником заземленной цепи и проводом заземления оборудования в отдельно выделенной системе.

На рисунке 4. показана перемычка заземления системы, используемая для обеспечения соединения между заземленным проводником и заземляющим проводом (проводниками) оборудования трансформатора, используемого как отдельно производная система.

Приложение 4. Перемычка заземления системы, устанавливаемая рядом с источником отдельно выделенной системы между заземленным проводником системы и заземляющим проводом (проводниками) оборудования.

Перемычки соединения системы расположены рядом с источником отдельно производной системы. В производной системе используется соединительная перемычка, если производная система содержит заземленный провод. Подобно основной перемычке заземления на сервисном оборудовании, перемычка заземления системы обеспечивает необходимое соединение между заземляющими проводниками оборудования и заземленным проводником системы, чтобы создать эффективный путь для тока замыкания на землю. Требования к перемычкам для подключения системы находятся в NEC 250.30 (А) (1).

Заземлен. Подключен к земле или к какому-либо проводящему телу, которое служит вместо земли.

Эффективно заземлено. Преднамеренно подключено к земле через заземление или соединения с достаточно низким импедансом и достаточной допустимой нагрузкой по току для предотвращения повышения напряжения, которое может привести к чрезмерной опасности для подключенного оборудования или людей.

Без заземления. Подключен к земле без установки резистора или устройства импеданса.

 Распространенное заблуждение состоит в том, что заземление и соединение — это одно и то же. Хотя они связаны, это не одно и то же. Цель этого курса — прояснить каждую тему.

 В редакции Национального электротехнического кодекса 2005 года это было признано и изменено название статьи 250 (ранее называвшейся «Заземление») на «Заземление и соединение», чтобы усилить, что заземление и соединение — это две отдельные концепции, но не исключающие друг друга. фактически, напрямую связаны между собой требованиями статьи 250.

 Соединение — это соединение двух или более проводящих объектов друг с другом с помощью проводника, такого как провод.

 Заземление, также называемое «заземлением», представляет собой особую форму соединения, при которой один или несколько проводящих объектов соединяются с землей с помощью проводника, такого как провод или стержень.

 Правильное заземление объектов (проводников) в поле обычно включает как связи между объектами, так и особую связь с землей (землей).

Заземление для целей этого курса означает намеренное соединение с землей или другим проводящим телом относительно большой протяженности, которое служит вместо земли.Другое слово для обозначения заземления — «заземление». Если мы будем помнить об этом и использовать термин «заземление» всякий раз, когда мы используем термин «заземление», это поможет нам понять, что такое заземление (или заземление), а что нет.

Связывание — это соединение проводящих частей между собой с целью поддержания общего электрического потенциала и обеспечения электрического проводящего пути, который будет гарантировать непрерывность электрической цепи и способность безопасно проводить любой ток, который может возникнуть. IEEE Std. 1100–1999.

В соответствии со статьей 250.4 (A) Национального электротехнического кодекса, ниже приведены общие требования к заземлению и соединению заземленных систем. В системе с заземлением вторичные обмотки питающего трансформатора могут иметь конфигурацию «звезда» с заземленной общей ветвью или конфигурация «треугольник» с заземленным центральным отводом или заземленным углом.

Следующие общие требования определяют, какие заземления и соединения электрических систем необходимо выполнить. Для соответствия эксплуатационным требованиям этого раздела необходимо следовать предписывающим методам, содержащимся в Статье 250.

(1) Заземление электрической системы Заземленные электрические системы должны быть подключены к земле таким образом, чтобы ограничить напряжение, создаваемое молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения, и стабилизировать напряжение относительно земли во время нормальной работы. операция.

(2) Заземление электрического оборудования Нетоковедущие проводящие материалы, охватывающие электрические проводники или оборудование или составляющие часть такого оборудования, должны быть заземлены, чтобы ограничить напряжение относительно земли на этих материалах.

(3) Соединение электрического оборудования Нетоковедущие проводящие материалы, охватывающие электрические проводники или оборудование или составляющие часть такого оборудования, должны быть соединены вместе и с источником электропитания таким образом, чтобы установить эффективный ток замыкания на землю. дорожка.

(4) Соединение электропроводящих материалов и другого оборудования Электропроводящие материалы, которые могут оказаться под напряжением, должны быть
соединены вместе и с источником электропитания таким образом, чтобы создать эффективный путь тока замыкания на землю.

(5) Эффективный путь тока замыкания на землю Электрооборудование, проводка и другие электропроводящие материалы, которые могут оказаться под напряжением, должны быть установлены таким образом, чтобы создать постоянную цепь с низким сопротивлением, облегчающую работу устройства максимального тока или детектора заземления для системы с высокоомным заземлением. Он должен быть способен безопасно пропускать максимальный ток замыкания на землю, который может быть наложен на него из любой точки системы электропроводки, где может произойти замыкание на землю источника электропитания.Заземление не должно рассматриваться как эффективный путь тока замыкания на землю.

Давайте рассмотрим с предыдущей страницы общие требования, представленные в Национальном электротехническом кодексе для заземления и соединения, чтобы лучше понять, какие требования выполняются посредством заземления (заземления), а какие — посредством методов соединения.

 Требования (1) и (2) относятся к заземлению — они конкретно относятся к «заземлению».

 Требование (1) — заземление системы или преднамеренное соединение системного проводника в заземленной системе с землей.Заявленная цель этого намеренного подключения к земле — ограничить напряжение, создаваемое молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения, и это стабилизирует напряжение относительно земли во время нормальной работы.

 Требование (2) выполняется путем присоединения нетоковедущих металлических предметов к заземляющему проводу оборудования, который присоединен к проводнику заземляющего электрода на служебном входе и на стороне нагрузки каждой отдельно выделенной системы.

 Требования (3), (4) и (5) являются связующими. Путем соединения всех металлических предметов, которые могут оказаться под напряжением в случае неисправности (и обеспечения заземляющего проводника оборудования, соединенного с этими элементами и с источником), обеспечивается эффективный путь заземления, облегчающий работу устройств защиты от перегрузки по току. Проще говоря, путь тока короткого замыкания должен иметь достаточно низкое сопротивление, чтобы пропускать ток короткого замыкания достаточно высокой величины, чтобы вызвать срабатывание защитного устройства на входе.Связывание также помогает обеспечить безопасность персонала, так что кто-то, прикоснувшись к двум частям оборудования одновременно, не получит шока, став путем выравнивания, если они окажутся под разными потенциалами. По той же причине, по которой соединение защищает людей, оно защищает оборудование, уменьшая ток по проводам питания и данных между частями оборудования с разными потенциалами.

Важно понимать разницу между соединением и заземлением. Имейте в виду, что земля (грунт) является плохим проводником, и на нее нельзя полагаться как на часть пути возврата тока замыкания на землю — это путь, предназначенный для устранения замыкания.Причина, по которой никогда нельзя полагаться на землю / почву как часть обратного пути от замыкания на землю, связана с ее высоким сопротивлением.

Сопротивление земли примерно в один миллиард раз больше, чем у меди (согласно стандарту IEEE 142, раздел 2.2.8), и обеспечивает возврат к источнику только нескольких ампер (1-10).

Стандарт 142 Института инженеров по электротехнике и электронике гласит: «Самая сложная система заземления, которую можно спроектировать, может оказаться неадекватной, если соединение системы с землей не является адекватным и имеет низкое сопротивление.Отсюда следует, что заземление является одной из наиболее важных частей всей системы заземления. Это также самая сложная часть для проектирования и получения … Для небольших подстанций и промышленных предприятий в целом должно быть получено сопротивление менее 5 Ом, если это практически возможно ».

Однако с практической точки зрения на заземляющий электрод, независимо от его сопротивления, нельзя полагаться на устранение замыкания на землю. Если оборудование эффективно заземлено и соединено, то должен быть предусмотрен путь с низким сопротивлением (не через заземляющий электрод к земле и через землю обратно к источнику), чтобы облегчить работу устройств максимального тока в цепи.В то время как минимальное практическое сопротивление заземляющего электрода желательно и будет лучше ограничивать потенциал корпусов оборудования над землей, более важно обеспечить путь с низким импедансом для быстрого устранения повреждения в целях обеспечения безопасности. Чтобы получить наименьшее практическое сопротивление, цепь заземления оборудования должна быть подключена к заземленному проводу внутри вспомогательного оборудования.

Ни заземление (заземление), ни система заземляющих электродов не помогают устранять электрические неисправности. Это соединение металлических предметов с заземляющим проводом оборудования и источником, которое обеспечивает путь с достаточно низким импедансом, позволяющим срабатывать защитным устройствам от сверхтоков и устранять неисправности.Если путь замыкания на землю опирается на землю, то тока короткого замыкания не будет достаточно (из-за высокого импеданса) для срабатывания защитного устройства
.

Помните закон Ома, V = I x R? Рассмотрим следующий пример. Фазный провод на 120 В намеренно подключается непосредственно к земле (если оголенный провод под напряжением был соединен с заземляющим стержнем в грязи), а заземляющий стержень имеет сопротивление 25 Ом к заземленному источнику питания (трансформатору). В этом сценарии будет получено чуть менее 5 Ампер (4.8А) тока замыкания на землю. Это преднамеренное соединение с землей не даст достаточного тока короткого замыкания для отключения даже автоматического выключателя на 20 А, поскольку автоматический выключатель на 20 А может непрерывно выдерживать 16 Ампер.

Такой же высокий импеданс земли, который ограничивает ток короткого замыкания до уровней, меньших, чем требуется для размыкания защитных устройств, создаст опасные скачки напряжения или напряжения прикосновения в непосредственной близости от заземляющего стержня, которые могут быть смертельными. Несколько человек умерли в последние годы именно из-за этого состояния, когда столбы уличного освещения были заземлены заземляющими стержнями, но не имели заземляющих проводов оборудования, которые могли бы служить эффективным путем обратного тока короткого замыкания к источнику питания.

Давайте исследуем факторы, которые влияют на сопротивление систем заземляющих электродов (давайте использовать стержни для обсуждения).

 Сопротивление электрода (разница всего в несколько миллиом между различными обычно используемыми материалами и размерами — IEEE Std 142-1982). Сопротивление электрода зависит от материала стержня и площади поверхности стержня. Площадь поверхности стержня зависит от диаметра стержня.

 Площадь стержня относительно поверхности почвы (не имеет значения — обычно составляет лишь долю Ом — если стержень вбивается в уплотненную почву и не является рыхлым — IEEE Std 142-1982) Различия в размерах заземляющих стержней и материалах делают небольшая заметная разница в сопротивлении электрода (однако материал стержня играет роль в ожидаемом сроке службы стержня).

 Контактное сопротивление между стержнем и окружающей почвой. Если стержень вбивается в уплотненный грунт, тогда сопротивление между стержнем и окружающей почвой не является существенным фактором (это обсуждается более подробно в разделе, посвященном стержням для заземления с глубоким забиванием).

 Сопротивление почвы, окружающей электрод (самый большой фактор). В правильно установленной системе заземляющих электродов сопротивление почвы является ключевым фактором, определяющим, каким будет сопротивление заземляющего электрода и на какую глубину необходимо ввести стержень, чтобы получить низкое сопротивление заземления.
Удельное сопротивление почвы зависит от глубины от поверхности, типа концентрации растворимых химических веществ (минералов и растворенных солей) в почве, содержания влаги и температуры почвы. Другими словами, удельное сопротивление определяется электролитом в почве. Сопротивление заземляющего стержня 5/8 дюйма для типичных типов грунта из IEEE 142-1982 представлено ниже:

Вот несколько удивительных фактов:

Согласно этой таблице IEEE 142-1992, 10-футовый заземляющий стержень приводится в действие в двух из четырех категорий типов грунтов в среднем не обеспечивали сопротивления 25 Ом или менее! Это обычное дело во многих районах с песчаной почвой.

Присутствие поверхностных вод не обязательно указывает на низкое удельное сопротивление (IEEE Std 142-1982).

Недавний проект наглядно иллюстрирует истинность этого утверждения. Почва водомелиоративного сооружения всегда была влажной. Инженеры-электрики, исследующие проблемы с заземлением на месте, наивно полагали, что постоянное присутствие воды (из-за высокого уровня грунтовых вод) гарантирует низкое удельное сопротивление почвы и что отдельных стержней заземления или, возможно, параллельных стержней заземления будет достаточно для создания заземления с низким сопротивлением. (заземление).Однако все было наоборот. Дальнейшие исследования показали, что высокий уровень грунтовых вод был связан с подземным водным потоком. Буквально через это место протекала река, которая была частью гидрологии района. Почва была очень песчаной.

Со временем все растворимые минералы, которые существовали, были растворены и унесены медленно текущей водой, оставив песок и дистиллированную воду — оба отличные изоляторы!

Это открытие радикально изменило направленность исследования заземления площадки и соответствующих корректирующих действий, заставив инженеров задуматься о стратификации почвы.

Обычные методы заземления, которым в течение последних сорока лет обучали производителей заземления и тестирования заземления, основаны на предполагаемом однородном состоянии почвы. Традиционные методы породили практические правила, которые стали приняты многими инженерами
в качестве стандартных. Одна из таких практик заключалась в том, что как удвоение глубины заземляющего стержня, так и установка двух параллельных заземляющих стержней были одинаково эффективными методами для снижения сопротивления стержня (ов) относительно земли.Эти практические правила предполагали, что почва однородна — что почва остается того же типа и сопротивления при погружении на большую глубину. На практике на многих территориях имеется слоистая почва, а не однородная почва.

Как ответственные инженеры, мы должны помнить, что практика использования параллельных заземляющих стержней, иногда соединенных по схеме треугольника, которая была разработана с использованием методов, предполагающих однородность грунтовых условий, может быть не лучшей практикой для стратифицированных почвенных условий.

Мы рассмотрим это более подробно в следующем разделе.

Что может служить заземляющим электродом?

Помните — заземляющий электрод является средством выполнения двух из пяти требований к заземлению и соединению, перечисленных в Национальном электротехническом кодексе.

(1) Заземление электрической системы Заземленные электрические системы должны быть подключены к земле таким образом, чтобы ограничить напряжение, создаваемое молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения, и стабилизировать напряжение относительно земли во время Нормальная операция.

(2) Заземление электрического оборудования Нетоковедущие проводящие материалы, охватывающие электрические проводники или оборудование или составляющие часть такого оборудования, должны быть заземлены, чтобы ограничить напряжение относительно земли на этих материалах.

В соответствии с Национальным электротехническим кодексом в качестве заземляющих электродов можно использовать следующие электроды, и если их больше одного, они должны быть соединены вместе:

 Подземная металлическая водопроводная труба (NEC 250.52 (A) (1))

 Металлический каркас конструкции (NEC 250.52 (A) (2))

 Заземляющий электрод в бетонном корпусе (он же заземление UFER) (NEC 250,52 (A) (3))

 Кольцо заземления (NEC 250.52 (A) (4))

 Штанга заземления (NEC 250.52 (A) (5))

 Пластины заземления (NEC 250.52 (A) (6))

В Национальных электротехнических правилах подробно описаны конкретные требования к установке для каждого типа электродов.

Два или более заземляющих электрода, которые эффективно соединены вместе, должны рассматриваться как единая система заземляющих электродов.

Давайте рассмотрим различные места, где требуется заземление (имеется в виду преднамеренное соединение или подключение к системе заземления). Национальный электротехнический кодекс требует следующего:

Служебный вход — Статья 250.24 (A) NEC требует, чтобы в системе электропроводки помещения, снабжаемой заземленной службой переменного тока, был провод заземляющего электрода, соединенный с заземленным служебным проводом (также называемый нейтралью). дирижер). Статья 250.24 (A) (1) требует, чтобы соединение выполнялось в любой доступной точке от конца нагрузки на линии ответвления или боковой линии обслуживания до терминала или шины, к которым подключен заземленный провод (нейтраль), на стороне обслуживания, включительно. отключающие средства.Это переводится в одно из трех мест, как показано ниже:

Отдельно производные системы — Обратитесь к разделу VI для обсуждения отдельно производного заземления системы.

Металлические водопроводные и другие металлические трубопроводы, которые могут оказаться под напряжением — 250.104 (A) и (B) требует, чтобы металлическая система водяных трубопроводов была подключена к системе заземления в любом из следующих мест: корпус вспомогательного оборудования, заземленный провод на обслуживания, провод заземляющего электрода или заземляющих электродов.В то время как металлические водопроводные трубы должны быть заземлены, другие системы металлических трубопроводов должны быть соединены с землей (заземленными) только в том случае, если существует вероятность того, что они будут под напряжением — то есть там, где в оборудовании имеются механические трубопроводы и электрические соединения (например, газовые приборы). .

Конструкционный металл — 250.104 (C) требует наличия открытого конструкционного металла, который соединен между собой для образования металлического каркаса здания и не заземлен намеренно и может оказаться под напряжением, должен быть соединен с землей либо в корпусе сервисного оборудования, либо в заземленном проводе в сервисе. , провод заземляющего электрода или к заземляющим электродам.

Если система переменного тока подключена к заземляющему электроду в здании или сооружении или на них, тот же электрод должен использоваться для заземления корпусов проводников и оборудования в этом здании или сооружении или на них. Если отдельные службы, фидеры или ответвления питают здание и должны быть подключены к заземляющему электроду (ам), следует использовать тот же заземляющий электрод (а). Это необходимо для того, чтобы все металлические объекты в конструкции имели одинаковый потенциал земли.

Какое сопротивление земли требуется? Разрешается?

Если вас спросят: «Сколько Ом сопротивления земли требуется Национальным электрическим кодексам (NEC) для заземления системы?» Что бы вы сказали? А) 25 Ом? Б) 10 Ом? В) 100 Ом? Или D) Вы бы сказали, что NEC не устанавливает минимальных требований?

Если бы вы ответили D), вы были бы правы! Как бы трудно в это поверить, но в Национальном электротехническом кодексе нет заявленного минимального сопротивления заземления для заземления системы.

Давайте посмотрим на статью 250-56 NEC

250.56 Сопротивление стержневых, трубных и пластинчатых электродов:

 Отдельный электрод, состоящий из стержня, трубы или пластины, не имеющий сопротивления заземления 25 Ом или менее, должен может быть дополнен одним дополнительным электродом любого из типов, указанных в пунктах от 250,52 (A) (2) до (A) (7). Если в соответствии с требованиями данного раздела установлено несколько стержневых, трубных или пластинчатых электродов, они должны находиться на расстоянии не менее 1,8 м (6 футов) друг от друга.

 FPN: эффективность параллельного включения стержней длиннее 2.5 м (8 футов) увеличивается за счет расстояния более 1,8 м (6 футов).

Обратите внимание, что NEC говорит, где «Один электрод…». Также обратите внимание, что это не требует повторных испытаний и установки дополнительных стержней или стержней дополнительной длины до тех пор, пока не будет достигнуто сопротивление 25 Ом или меньше. Эта статья NEC позволяет подрядчику запускать две штанги, разнесенные на 6 футов друг от друга, не проводить наземных испытаний и прекращать работу!

Многие районы имеют слоистую (то есть слоистую) песчаную почву. Наиболее чистый песок — это кварц, диоксид кремния (SiO2).Диоксид кремния — это высококачественный электрический изолятор, который обычно используется в качестве барьерного материала при имплантации или диффузии примесей, для электрической изоляции полупроводниковых устройств, в качестве компонента металлооксидных полупроводниковых (МОП) транзисторов или в качестве межслойного диэлектрика при многоуровневой металлизации. такие структуры, как многокристальные модули
. Песок — хороший изолятор; это НЕ хороший заземляющий материал.

Чтобы выйти из слоистых песчаных почв, необходимо продвинуть заземляющие стержни глубже через слой песка (каким бы глубоким он ни был) в более проводящую почву.

Установка нескольких параллельных стержней в песчаный грунт не имеет большого значения, если требуется соединение с землей с низким сопротивлением — вы должны пройти под слоем песка.

Национальный электротехнический кодекс содержит две таблицы, в которых указаны размеры заземления и соединения.

 Таблица 250.66 Заземляющий провод для систем переменного тока

 Таблица 250.122 Минимальный размер заземляющих проводов оборудования для заземляющих каналов и оборудования.

Таблица 250.66 Провод заземляющего электрода для систем переменного тока

Примечания:
1.Если используются несколько наборов служебных вводных проводников, как это разрешено в 230.40, исключение № 2, эквивалентный размер самого большого служебного вводного проводника должен определяться по наибольшей сумме площадей соответствующих проводников каждого набора.
2. Если нет проводов для входа в сервисный центр, размер проводника заземляющего электрода должен определяться эквивалентным размером самого большого входного проводника, необходимого для обслуживаемой нагрузки.

Таблица 250.122 Минимальный размер заземляющих проводов оборудования для заземляющих каналов и оборудования

Примечание:
Если необходимо, чтобы соответствовать требованиям 250.4 (A) (5) или (B) (4), заземляющий провод оборудования должен иметь сечение больше, чем указано в этой таблице.
* См. Ограничения на установку в 250.120.

Источником этих таблиц был отчет комитета IEEE «Руководство по безопасности при заземлении подстанций переменного тока». В отчете комитета обсуждалась обоснованность размеров заземляющих проводов, указанных в таблицах, исходя из типичной длины проводника 100 футов и падения напряжения на проводнике на основе этой длины 100 футов. [Руководство к Национальному электротехническому кодексу — Грегори Биералс — Институт проектирования электрооборудования].Для длин более 100 футов «минимальный размер», указанный в таблице, может оказаться недостаточным для устранения неисправности или проведения тока повреждения, которому она подвержена.

С практической точки зрения, проводники заземляющих электродов редко проектируются так, чтобы их длина превышала 100 футов, и на Таблицу 250.66 можно положиться почти без исключения.

Заземляющие проводники оборудования, с другой стороны, часто длиннее 100 футов, то есть всегда, когда длина ответвленной цепи или фидера заземляющего проводника оборудования, с которым они установлены, превышает 100 футов.В этих ситуациях минимальный провод заземления оборудования, указанный в таблице 250.122, не будет достаточным для пропускания и / или снятия ожидаемых токов повреждения.

Опытные инженеры-электротехники и специалисты по проектированию знакомы с необходимостью увеличения размеров проводников для длинных ответвлений цепи и проводов фидера для решения и смягчения проблем, связанных с падением напряжения. В статье 250.122 (B) указывается, что заземляющий провод оборудования также должен быть увеличен.

250.122 (B) Увеличенный размер — Если размер незаземленных проводов увеличен, заземляющие проводники оборудования, если они установлены, должны быть увеличены в размере пропорционально круговой миловой площади незаземленных проводников.

Заземляющие провода оборудования на стороне нагрузки средств отключения обслуживания и устройств максимального тока рассчитываются в зависимости от размера устройств максимального тока фидера или ответвленной цепи перед ними.

Если незаземленные проводники цепи (токоведущие, линейные) увеличены в размере для компенсации падения напряжения или по любой другой причине, связанной с правильной работой схемы, заземляющие проводники оборудования должны быть пропорционально увеличены.

Пример:

240-вольтовая однофазная 250-амперная нагрузка питается от 300-амперного выключателя, расположенного в щитке на расстоянии 500 футов.«Нормальная» цепь (без увеличения размера для ограничения падения напряжения) будет состоять из медных проводов на 250 тыс. Куб. М с медным заземляющим проводом оборудования 4 AWG. Если количество проводников было увеличено до 350 тыс. Куб. М из соображений падения напряжения, каков минимальный размер заземляющего проводника оборудования с учетом требования пропорционального увеличения?

Решение

ШАГ 1.

Рассчитайте соотношение размеров проводов увеличенного диаметра и проводов нормального сечения:

ШАГ 2.

Рассчитайте площадь поперечного сечения заземляющего проводника оборудования увеличенного размера, умножив соотношение размеров на площадь поперечного сечения заземляющего проводника оборудования стандартного размера, взятую из Таблицы 250.122 для защитного устройства на 250 А (необходимо использовать следующее большее значение или 300 А). В таблице 250.122 указано, что подходит медный провод номер 4 AWG. Согласно главе 9 таблицы 8 Национального электротехнического кодекса — Свойства проводника
(см. Стр. 21) заземляющий провод 4 AWG имеет поперечное сечение 41 740 круглых мил.

Соотношение размеров x круговые милы заземляющего проводника

1,4 x 41,740 круглых милов = 58 436 круглых милов

ШАГ 3.

Определите сечение заземляющего проводника нового оборудования.

Опять же, обращаясь к таблице 8 главы 9, мы обнаруживаем, что 58 436 круговых милов больше 3 AWG. Следующий больший размер — 66 360 круглых милов, который преобразуется в медный заземляющий провод для оборудования 2 AWG.

Для данного сценария нормальный заземляющий провод оборудования, указанный в Таблице 250.122 для цепи на 250 А будет медным заземляющим проводом № 4 AWG. В этом случае заземляющий провод оборудования необходимо увеличить до медного заземляющего проводника № 2 AWG, чтобы соответствовать требованиям статьи 250.122 (B) NEC. Целью этого требования к увеличению размера является обеспечение проводника, имеющего соответствующий размер, чтобы выдерживать и устранять ожидаемые токи короткого замыкания.

NEC Ch. 9 Таблица 8

Согласно требованиям Национального электрического кодекса (NEC), нейтраль и заземляющий провод оборудования должны быть подключены к главной сервисной панели и вторичной стороне отдельно выделенной системы (подробнее об этом ниже).NEC разрешает использовать только одно соединение нейтрали с землей в каждой отдельно производной системе. Неправильное дополнительное соединение нейтрали с землей — довольно распространенная проблема, которая не только создает опасность поражения электрическим током для обслуживающего персонала, но также может ухудшить характеристики электронного оборудования. Неправильное соединение нейтрали и заземления в розетках можно обнаружить с помощью тестера проводки и заземления, предназначенного для этой цели.

Вольтметр также можно использовать для определения наличия неправильных соединений в розетках.Измерение напряжения между нейтралью и землей на розетках может указывать на напряжение в диапазоне от милливольта до нескольких вольт при нормальных рабочих условиях и в зависимости от нагрузки, длины цепи и т. Д. Однако показание 0 В может указывать на наличие ближайшей нейтрали. — земляная связь. Чрезмерный ток заземления оборудования в распределительных щитах также указывает на возможность заземления нейтрали на стороне нагрузки. Визуальный осмотр нейтральной шины внутри щитков необходим, чтобы проверить расположение этих дополнительных и неправильных соединений.

Если в отдельно созданной системе существует более одной связи нейтраль — земля, это приводит к намеренному соединению (или соединению) проводов нейтрали и заземления в двух местах. Это создает параллельное соединение, в котором ток нейтрали делится на часть, возвращающуюся на нейтраль, а остальная часть возвращается к источнику через путь заземления оборудования в соответствии с законом Ом (ток будет делиться пропорционально, чтобы пройти путь наименьшего сопротивления с напряжением падение по каждой параллельной траектории одинаково).На рисунке ниже представлены два варианта предотвращения протекания нежелательного тока в системе заземления (и соединения).

Отдельно производные системы — это системы, которые не имеют прямого соединения между выходными проводниками питания и входными проводниками питания. Это трансформаторы без прямого соединения между нейтралью первичной системы и вторичной нейтралью, только системы ИБП, которые включают в себя изолирующие трансформаторы, таким образом получая новый нейтральный системный проводник (примечание — все системы ИБП не являются отдельно производными системами), и комплекты двигателей-генераторов, которые подключаются. к системе электропроводки здания через 4-полюсный автоматический переключатель являются отдельно производными системами, потому что у них есть отдельная нейтраль, которая не имеет прямого соединения с нейтралью электросети (из-за 4-го полюса безобрывного переключателя).Двигатель — генераторные установки, в которых применяются 3-полюсные системы переключения, имеют прямое соединение с нейтралью энергосистемы общего пользования и не являются отдельно производными системами и не могут иметь заземление нейтрали на двигателе-генераторной установке. [IEEE Std 1100-1999]

Есть много дискуссий об отдельных или специальных основаниях, связанных с чувствительным электронным оборудованием. Статья 250.96 (B) Национального электротехнического кодекса разрешает изолировать электронное оборудование от кабельного канала таким же образом, как шнур и подключенное к вилке оборудование изолируются от кабельного канала.

250,96 (B) Изолированные цепи заземления. Там, где это требуется для снижения электрического шума (электромагнитных помех) в цепи заземления, корпус оборудования, питаемый от ответвленной цепи, должен быть разрешен для изоляции от кабельного канала, содержащего цепи, питающие только это оборудование, с помощью одного или нескольких перечисленных неметаллических фитингов кабельного канала, расположенных в точку крепления кабельного канала к корпусу оборудования. Металлический кабельный канал должен соответствовать положениям настоящей статьи и должен быть дополнен внутренним изолированным заземляющим проводом оборудования, установленным в соответствии с 250.146 (D), чтобы заземлить корпус оборудования.

FPN (ПРИМЕЧАНИЕ FINE PRINT): Использование изолированного заземляющего проводника оборудования не отменяет требования по заземлению системы кабельных каналов.

Ключом к этому методу заземления электронного оборудования является постоянное обеспечение того, чтобы изолированный заземляющий провод, независимо от того, где он заканчивается в системе распределения, был подключен таким образом, чтобы создать эффективный путь для тока замыкания на землю (через соединение), как требуется NEC 250.4 (А) (5).

Хотя использование изолированных заземляющих проводов оборудования может быть полезным для уменьшения электромагнитных помех, очень важно, чтобы требование изолированного заземления НЕ приводило к изолированному, изолированному или иным образом не подключенному к заземлению заземлению системы электродов здания. Такой изолированный стержень заземления (соединение с землей) нарушит NEC 250.50.

250,50 Система заземляющих электродов Все заземляющие электроды, описанные в пунктах 250.52 (A) (1) — (A) (6), которые имеются в каждом обслуживаемом здании или сооружении, должны быть соединены вместе, чтобы сформировать систему заземляющих электродов.

Причина, по которой изолированный заземляющий стержень (то есть тот, который не соединен с другими заземленными или заземленными электродами) запрещен, и что NEC требует, чтобы отдельные заземляющие электроды были соединены вместе, заключается в уменьшении разницы потенциалов между ними из-за молния или случайный контакт с линиями электропередач. Системы молниезащиты, связи, радио и телевидения, а также заземления системы кабельного телевидения ВСЕ должны быть соединены вместе, чтобы минимизировать потенциальные различия между системами.Отсутствие соединения (или соединения) всех компонентов заземления может привести к серьезному поражению электрическим током и опасности возгорания.

Например, для установки кабельного телевидения, показанной на Рисунке 250.39, предположим, что ток индуцируется в линии электропередачи импульсным перенапряжением или близлежащим ударом молнии, так что мгновенный ток силой 1000 ампер возникает по линии электропередачи к источнику питания. линия земли. Такая сила тока не является чем-то необычным при таких обстоятельствах — она ​​может быть и часто бывает значительно выше.Также предположим, что сопротивление заземления питания составляет 10 Ом, что в большинстве случаев является очень низким значением (одиночный заземляющий стержень в среднем грунте имеет сопротивление относительно земли около 40 Ом).

Приложение 250.39 Установка кабельного телевидения, не соответствующая Кодексу, демонстрирующая, почему необходимо соединение между различными системами. Согласно закону Ома, ток через оборудование, подключенное к электрической системе, будет на мгновение увеличиваться до потенциала 10 000 вольт (1000 вольт). амперы × 10 Ом).Этот потенциал в 10000 вольт будет существовать между системой CATV и электрической системой
, а также между заземленным проводником в кабеле CATV и заземленными поверхностями в стенах дома, такими как водопроводные трубы (которые подключены к заземлению). по которому проходит кабель. Этот потенциал также может появиться у человека, держащего одной рукой кабель кабельного телевидения, а другой рукой — металлическую поверхность, подключенную к заземлению (например, радиатор или холодильник).

Фактическое напряжение, вероятно, будет во много раз больше расчетных 10 000 вольт, поскольку для сопротивления заземления и тока были приняты чрезвычайно низкие (ниже нормального) значения.Однако большинство систем изоляции не рассчитано выдерживать даже 10 000 вольт. Даже если система изоляции выдержит скачок напряжения в 10 000 вольт, она может быть повреждена, и выход из строя системы изоляции приведет к искрообразованию.

Такая же ситуация могла бы существовать, если бы скачок тока был на кабеле CATV или телефонной линии. Единственная разница будет заключаться в напряжении, которое будет зависеть от индивидуального сопротивления заземляющих электродов относительно земли.

Решение состоит в том, чтобы соединить две системы заземляющих электродов вместе или соединить оболочку кабеля CATV с заземлением питания, что в точности соответствует требованиям Кодекса.Когда одна система поднимается выше потенциала земли, вторая система достигает того же потенциала, и между двумя системами заземления отсутствует напряжение.

Exhibit 250.40 Установка кабельного телевидения, соответствующая требованиям 250.94.

Ниже приведены примеры реальных случаев, когда отдельные заземления или предметы, которые должны быть заземлены (заземлены), были изолированы друг от друга (не соединены вместе):

 Женщина заметила «покалывание» электричеством, когда принимала душ. Расследование показало, что между сливом душа и ручками душа было электрическое напряжение.Тот факт, что женщина была босиком с мокрыми руками (а люди часто бывают в душе!), Способствовал тому, что она чувствовала разницу в напряжении. Причиной проблемы были паразитные напряжения, создаваемые воздушной распределительной линией. Разница в напряжении была между колодцем и септической системой. Решением было скрепить дренажную и водопроводную трубы вместе.

 Владелец бизнеса жаловался на постоянные сбои компьютерного модема и компьютера. Коммунальная компания обнаружила, что сбои произошли по совпадению с перебоями в электроснабжении (замыканием на землю) на одном из основных фидеров, обслуживающих объект.Проведенное расследование показало, что телефонный, водопроводный и силовой заземления были электрически изолированы (не соединены друг с другом). Правильное соединение (соединение) систем устранило дальнейшие проблемы с этим клиентом.

[Примеры приведены из статьи «Заземление энергосистем: практическая точка зрения», номер статьи PCIC-2002-xx, Джон П. Нельсон, сотрудник IEEE]

Термин «заземление Ufer» назван в честь консультанта, работающего в США. Армия во время Второй мировой войны. Техника Mr.Придуманный Уфер был необходим, потому что на участке, нуждающемся в заземлении, не было уровня грунтовых вод и мало осадков. Пустыня представляла собой серию хранилищ бомб в районе Флагстаффа, штат Аризона.

Принцип Уфер земли прост. Его очень эффективно и недорого устанавливать при новом строительстве. Земля Уфер использует агораскопические свойства бетона. Бетон быстро впитывает влагу и очень медленно теряет влагу. Минеральные свойства бетона (известь и другие) и присущий им pH означает, что бетон имеет запас ионов для проведения тока.Почва вокруг бетона становится «легированной» бетоном. В результате pH почвы повышается и понижается, что обычно составляет 1000 Ом · метр в почвенных условиях (трудно получить хорошую почву). Присутствующая влага (бетон очень медленно отдает влагу) в сочетании с «легированной» почвой являются хорошим проводником для электрической энергии или тока молнии.

Эффект почти такой же, как и при химической обработке почвы вокруг электрода. Авторы статьи IEEE 1969 года пришли к выводу о следующих обширных испытаниях такой электродной системы: «.. . Сети из арматурных стержней… бетонных оснований обеспечивают приемлемо низкое сопротивление заземления, с возможностью защиты от коротких замыканий и импульсных токов, подходящих для всех типов заземления конструкций и цепей. . . . Не последним преимуществом системы арматуры является ее доступность и низкая стоимость ». [Фаган и Ли, «Использование бетонных закрытых арматурных стержней в качестве заземляющих электродов», Конференция по нефтяной и химической промышленности 1969 г.]

Технологии Ufer используются при строительстве нижних колонтитулов, бетонных полов, радио- и телебашен, анкеров для опорных тросов, освещения столбы и др.Медная проволока не работает как «уферское» заземление из-за pH-фактора бетона (обычно + 7pH). Использование стальной арматуры в качестве «уферского» грунта работает хорошо, и бетон не трескается и не отслаивается, как это было в случае с медью. Использование медной проволоки, привязанной к стержням арматуры, находящимся вне бетона, не вызывает ни одной из этих проблем.

Минимальный размер арматуры, необходимой для предотвращения проблем с бетоном, зависит от:

1. Тип бетона, его содержание, плотность, удельное сопротивление, коэффициент pH и т. Д.

2. Площадь поверхности бетона, контактирующей с почвой.

3. Удельное сопротивление почвы и содержание грунтовых вод.

4. Размер и длина арматурного стержня, проволоки или пластины.

5. Величина тока удара молнии.

На следующей диаграмме показана проводимость тока молнии на фут арматурного стержня (арматурного стержня). Учитывается только внешний арматурный стержень. Арматурный стержень в центре нижнего колонтитула или фундамента не учитывается в этом расчете. В нижнем колонтитуле траншеи можно учитывать только арматуру по бокам и внизу нижнего колонтитула.

Г-н Уфер не знал, что он нашел, пока не экспериментировал с проволокой различной длины в бетоне. Сегодняшний информированный инженер извлекает выгоду из открытия г-на Уфера и привяжет стержни стальной арматуры в здании или другом фундаменте к электрическому заземлению здания. При присоединении к электрическому заземлению, строительной стали и т. Д. Армированный пол и фундамент здания становятся частью системы заземления здания. Результатом является значительно улучшенная система заземления с очень низким общим сопротивлением относительно земли.

Если бы одного заземления Ufer было бы достаточно, производители заземляющих стержней разорились бы. Но одной только земли Уфер этого недостаточно. Немногие здания, даже те, которые строятся сегодня, построены с учетом преимуществ земли Уфер. Часто можно увидеть использование «заземления Ufer» на военных объектах, в компьютерных залах и других сооружениях с очень специфическими характеристиками заземления. Это не распространено на большинстве промышленных предприятий, офисных зданий и жилых домов. Сегодня более распространенным является заземление в соответствии с минимальными национальными и местными электротехническими нормами.Это будет включать в себя один или несколько приводных заземляющих стержней, подключенных (соединенных) к нейтральному проводу электрического служебного входа.

В 2005 году NEC был пересмотрен, чтобы четко требовать включения UFER или электрода в бетонном корпусе (теперь 250,52 (A) (3)) в систему заземляющих электродов для зданий или сооружений, имеющих бетонное основание или фундамент без площадь поверхности менее 20 футов в непосредственном контакте с землей. Это требование применяется ко всем зданиям и сооружениям с фундаментом и / или опорой, имеющей 20 футов или более или более 1/2 дюйма.или армирующая сталь с большей электропроводностью, или 20 футов или более из чистой меди не менее 4 AWG.

Заземляющие стержни бывают разных форм, но чаще всего в заземлении электрических сетей используются заземляющие стержни из оцинкованной стали. Пожалуйста, помните, лучший день для заземляющего стержня (удельное сопротивление) — это день его установки. Коррозия, остекление и т. Д. — все это факторы, снижающие эффективность заземляющих стержней.

Стержни заземления обычно делятся на один из следующих размеров; 1/2 дюйма, 5/8 дюйма, 3/4 дюйма и 1 дюйм.Они бывают из стали с покрытием из нержавеющей, оцинкованной или медной стали и могут быть из твердой нержавеющей стали или из мягкой (без плакировки) стали. Их можно приобрести в безрезьбовых или резьбовых частях различной длины. Наиболее распространенная длина — 8 футов и 10 футов. Некоторые из них будут иметь заостренный конец, другие будут иметь резьбу и могут быть соединены вместе для образования более длинных стержней при движении.

Эффективность заземляющего стержня диаметром 1 дюйм над стержнем заземления 1/2 дюйма минимальна при снятии показаний сопротивления. Штанги большего размера выбираются для более сложных почвенных условий.Глиняные или каменистые условия часто требуют использования силовых приводов, похожих на ударные, используемые механиками при работе с вашим автомобилем. Обычно они бывают электрическими или пневматическими. Силовые приводы при использовании с тяжелыми заземляющими стержнями диаметром 1 дюйм будут работать на большинстве почв.

Пруток с медным покрытием диаметром 1 дюйм по сравнению с прутком с медным покрытием 1/2 дюйма в тех же почвенных условиях дает улучшение производительности примерно на 23%. Площадь поверхности стержня 1/2 дюйма составляет 1,57 по сравнению с площадью поверхности стержня 1 дюйм при 3,14 (3,14 x.5 = 1,57 и 3,14 х 1 = 3,14). Таким образом, удвоение площади поверхности дает улучшение производительности примерно на 23%.

Покрытие заземляющих стержней предназначено для защиты стали от ржавчины. Большинство думает, что оболочка (медь на стальном стержне) предназначена для увеличения проводимости стержня. Это действительно способствует проводимости, но основная цель покрытия — предохранить стержень от ржавчины.

Не все плакированные заземляющие стержни одинаковы, и важно, чтобы плакированный стержень имел достаточно толстую оболочку.Высококачественные промышленные заземляющие стержни из стали, плакированной медью, могут стоить немного дороже, но они оправдывают небольшие дополнительные затраты.

Когда заземляющий стержень вбивается в каменистую почву, он может поцарапать покрытие, и стержень заржавеет. В сухом виде ржавчина не проводит электричество, это хороший изолятор. Когда он влажный, он все еще не такой проводящий, как медь на стержне. Можно проверить pH почвы, и это должно определить тип используемого стержня. В почвенных условиях с высоким pH следует использовать только высококачественные плакированные стержни.Если почва очень кислая, лучше всего подойдут нержавеющие стержни. Один из самых популярных стержней заземления — стержень заземления из оцинкованной (горячеоцинкованной) стали.

Этот стержень используется с медными и алюминиевыми проводниками для формирования заземления служебного входа в большинстве зданий и жилых домов. Это плохой выбор для определения удельного сопротивления грунта с течением времени. Стыки между заземляющим стержнем и проводом выполняются выше или ниже поверхности земли и в большинстве случаев подвержены постоянной влажности. В лучших условиях соединение двух разнородных материалов со временем приведет к коррозии и увеличению сопротивления.

При соединении разнородных материалов происходит электролиз. Если алюминий используется с медью, которая не покрыта оловом, алюминий будет разъедать медь, оставляя меньшую площадь поверхности для контакта, и соединение может расшататься и даже вызвать искрение. Любой резкий удар или удар могут привести к разрыву соединения. При установке в грунт не рекомендуется использовать луженую проволоку. Олово, свинец, цинк и алюминий более анодны, чем медь, и они пожертвуют (исчезнут) в почве.При подключении над поверхностью почвы в распределительном щите допускается использование луженой проволоки.

Имейте в виду, что статья 250.64 Национального электротехнического кодекса указывает, что алюминиевые заземляющие проводники с алюминиевым или медным покрытием не должны соприкасаться с почвой или бетоном и должны заканчиваться не менее чем на 18 дюймов выше готовой конструкции при использовании на открытом воздухе.

Другой способ лечения коррозии стыков — это использование герметика для швов, предотвращающего образование мостиков влаги между металлами.Наиболее популярными соединениями являются частицы меди или графита, погруженные в консистентную смазку. Использование аналогичного материала — лучшее решение, поскольку даже стыковые смеси могут потерять свою эффективность, если их не поддерживать в надлежащем состоянии, но их использование предпочтительнее, чем сухое соединение. Соединения работают путем погружения частиц в металлы, чтобы сформировать чистый стык с низким сопротивлением, лишенным воздуха, когда они находятся под давлением. Это давление обеспечивается за счет затягивания зажима на проводе и стержне.

Проблема разнородных материалов не встречается в стальных стержнях, плакированных медью.Из всех вариантов по разумной цене лучшим выбором будет стальной пруток, плакированный медью с медным проводником. Если бы деньги не были целью, золотой проводник и заземляющий стержень были бы идеальными, но вряд ли экономически практичными.

Ведомый стержень намного лучше по сравнению со стержнем с обратным наполнением. Плотность ненарушенного грунта намного выше, чем даже уплотненного грунта. Связь грунта со стержнем — ключ к производительности удилища.

Одним из интересных аспектов проводников заземляющих электродов является их необходимость в физической защите.Если для защиты проводника заземляющего электрода используется стальной кабелепровод или рукав, то на каждом конце рукава должны быть предусмотрены некоторые средства, чтобы сделать его непрерывным электрически с проводником. Этого можно достичь, установив перемычку на каждом конце гильзы и подключив ее к гильзе, оборудованию и заземляющему электроду на каждом конце. Причина, по которой этот метод важен, заключается в том, что при тяжелых условиях повреждения стальная трубная муфта создает дроссельный эффект (индуктивность муфты создает магнитное поле, которое препятствует изменениям тока), а полное сопротивление системы заземления резко возрастает.Из-за этого — по возможности лучше использовать неметаллическое покрытие соответствующего номинала (таблица 80, где возможны повреждения) для обеспечения физической защиты.

Установить заземляющие стержни несложно, но необходимо соблюдать соответствующие процедуры, а полученные стержни следует проверять на работоспособность.

Установка заземляющих стержней глубиной более 10 футов представляет несколько проблем. Могут использоваться секционные стержни (обычно длиной 10-12 футов), соединенные вместе для достижения желаемой глубины.Муфта имеет больший диаметр, чем стержень, и поэтому образует отверстие больше, чем сам стержень. Это создает пустоту муфты, ограничивающую контакт почвы с поверхностью штанги дополнительных секций. Только первая секция будет поддерживать полный контакт стержня с почвой.

Ручное забивание штанг с помощью кувалд, трубных инструментов и других средств не может обеспечить достаточное усилие для проникновения в твердые почвы. Для стержней с глубоким забиванием необходимы механические или механические приводы.

Материал стержня и конструкция муфты должны выдерживать силу, необходимую для прохождения через твердый грунт.

Из-за чрезмерных усилий, необходимых для привода более длинных штанг, муфты винтового типа механически выходят из строя. Резьба обрывается, что приводит к плохому контакту стержня со стержнем. Коническая шлицевая / компрессионная муфта зарекомендовала себя как самая надежная муфта.

Для обеспечения полного контакта стержня с почвой при установке стержней в полость муфты может быть введена суспензия натриевого бентонита (природная глина). Это обеспечивает токопроводящий материал между поверхностью стержня и почвой по глубине стержня.Для обычного 60-футового заземляющего стержня требуется от 2 до 5 галлонов бентонита.

Недостатком более длинных и глубоких штанг является то, что соединенные штанги могут изгибаться при столкновении с более плотной почвой. В одном из проектов подрядчику требовалось соединить и ввести в действие 100-футовый заземляющий стержень, чтобы добиться сопротивления 5 Ом в слоистых песчаных почвах. Когда подрядчик соединил и проехал пятую 10-ю секцию штанги, было замечено, что «заостренный конец» заземляющей штанги проходил под автомобилем на ближайшей стоянке.[Глубокое заземление по сравнению с заземлением на мелководье, Computer Power Corporation, Мартин Д. Конрой и Пол Г. Ричард — http://www.cpccorp.com/deep.htm]

Эффективность заземляющих стержней снижается из-за почвенных условий , токи молнии, физические повреждения, коррозия и т. д. и должны регулярно проверяться на сопротивление. То, что в прошлом году земля была хорошей, не значит, что это хорошо сегодня.

Проверили бы его методом испытания на падение потенциала или методом зажима при условии, что установка подходит для измерения сопротивления заземления с использованием метода зажима (см. Следующий раздел для обсуждения инструментов и методов тестирования).

Измерение сопротивления заземления может выполняться только с помощью специально разработанного оборудования. В большинстве приборов используется принцип падения потенциала переменного тока, циркулирующего между вспомогательным электродом и заземляющим электродом при тестировании. Показание выражено в омах и представляет собой сопротивление заземляющего электрода к окружающей земле. Некоторые производители испытательного оборудования недавно представили тестеры сопротивления заземления, которые также будут обсуждаться.

Принцип испытания сопротивления заземления (падение потенциала — трехточечное измерение)

Разность потенциалов между стержнями X и Y измеряется вольтметром, а ток между стержнями X и Z измеряется амперметром (см. Рисунок 13). )

По закону Ома E = IR или R + E / I, тогда мы можем получить сопротивление заземляющего стержня R. Если E = 20 В и I = 1 A, то:

R = E / I = 20/1 = 20

Нет необходимости проводить все измерения при использовании тестера заземления.Тестер заземления будет измерять непосредственно, генерируя собственный ток и отображая сопротивление заземляющего электрода.

Положение вспомогательных электродов при измерениях

Целью точного измерения сопротивления заземления является размещение вспомогательного токового электрода Z достаточно далеко от тестируемого заземляющего электрода, чтобы вспомогательный потенциальный электрод Y находился за пределами эффективного площадь сопротивления как заземляющего электрода, так и вспомогательного токового электрода.Лучший способ узнать, находится ли вспомогательный потенциальный стержень Y за пределами эффективных областей сопротивления, — это переместить его между X и Z и снять показания в каждом месте. Если вспомогательный потенциальный стержень Y находится в зоне эффективного сопротивления (или в обеих, если они перекрываются, как на рисунке 14), при его перемещении полученные показания будут заметно отличаться по величине. В этих условиях невозможно определить точное значение сопротивления заземления.

С другой стороны, если вспомогательный потенциальный стержень Y расположен за пределами эффективных областей сопротивления (рисунок X), когда Y перемещается вперед и назад, вариация показаний минимальна.Полученные показания должны быть относительно близки друг к другу и являются наилучшими значениями сопротивления заземления X. Показания должны быть нанесены на график, чтобы гарантировать, что они лежат в области «плато», как показано на рисунке 15. Эту область часто называют. как «62% площади».

Измерение сопротивления заземляющих электродов (метод 62%)

Метод 62% был принят после графического рассмотрения и после реальных испытаний. Это наиболее точный метод, но он ограничен тем фактом, что тестируемая земля представляет собой единое целое.

Этот метод применяется только тогда, когда все три электрода находятся на прямой линии, а земля представляет собой один электрод, трубу или пластину, как на рисунке 16.

Рассмотрите рисунок 17, на котором показаны эффективные площади сопротивления (концентрические оболочки) заземляющего электрода X и вспомогательного токового электрода Z. Области сопротивления перекрываются. Если бы показания были сняты путем перемещения вспомогательного потенциального электрода Y к X или Z, тогда разница показаний была бы большой, и нельзя было бы получить показания в разумном диапазоне допуска.Чувствительные области перекрываются и действуют постоянно, увеличивая сопротивление по мере удаления Y от X.

Теперь рассмотрим рисунок 18, на котором электроды X и Z достаточно разнесены, чтобы области эффективного сопротивления не перекрывались. Если мы построим график измеренного сопротивления, мы обнаружим, что уровень измерений сбился, когда Y расположен на 62% расстояния от X до Z, и что показания по обе стороны от начального значения Y (62%), скорее всего, будут в пределах установленный диапазон допуска.Этот диапазон допуска определяется пользователем и выражается как
процентов от начального показания +/- 2%, +/- 5%, +/- 10% и т. Д.

Расстояние между вспомогательными электродами

Нет определенного расстояния между Могут быть заданы X и Z, поскольку это расстояние зависит от диаметра испытуемого стержня, его длины, однородности испытываемого грунта и, в частности, от эффективных площадей сопротивления. Однако приблизительное расстояние можно определить из следующей таблицы, которая дается для однородной почвы и электрода диаметром 1 дюйм (для диаметра ½ дюйма уменьшите расстояние на 10%).

Измерение сопротивления заземления при помощи клещей

В отличие от метода падения потенциала (трехточечный), который требует, чтобы заземляющий стержень или тестируемая система были отключены от энергосистемы, этот метод измерения требует соединения между тестируемым стержнем для подключение электросети к земле. В результате метод предлагает возможность измерения сопротивления без отключения заземления. Он также предлагает преимущество включения заземления и общего сопротивления заземляющего соединения.

Принцип работы

Обычно заземленную систему общей распределительной линии можно смоделировать как простую базовую схему, как показано на рисунке 29, или как эквивалентную схему, показанную на рисунке 30. Если напряжение E приложено к любому измеренному заземляющему элементу Rx через специальный трансформатора, через цепь протекает ток I, который может быть представлен следующим уравнением:

Суть этого состоит в том, что заземляющий электрод для типичной заземленной электрической системы расположен параллельно заземляющим стержням и стыковым заземлениям на каждом трансформаторе. и столб, который находится на стороне линии обслуживания, для которого вы тестируете землю.Все параллельные заземления выше по потоку становятся очень и очень малым параллельным сопротивлением по сравнению с сопротивлением стержня, на котором вы опираетесь (R _x ).

Если R _x и R ₁ , и R ₂ …. все примерно одинаковой величины, а n — большое число (например, 200), тогда R _x будет намного меньше, чем

. Например, если R _x , R ₁ , R ₂ , R ₃ и т. Д. Все равны 10 Ом и n = 200, тогда:

В этом примере мы видим, что до тех пор, пока количество заземляющих стержней в системе электроснабжения велико (и проверяемый стержень подключен к ним), то эквивалентное сопротивление боковых стержней линии (.05 Ом) незначительно по отношению к измеряемому сопротивлению заземления (10 Ом).

E / I = Rx установлен. Если I определяется при постоянном значении E, можно получить измеренное сопротивление заземляющего элемента. Снова обратитесь к рисункам 29 и 30. Ток подается на специальный трансформатор через усилитель мощности через генератор постоянного напряжения 1,7 кГц. Этот ток обнаруживается детекторным трансформатором тока. На частоте 1,7 кГц сигнал усиливается фильтрующим усилителем. Это происходит перед аналого-цифровым преобразованием и после синхронного выпрямления.Затем он отображается на жидкокристаллическом дисплее.

Фильтр-усилитель используется для отсечки как тока земли на промышленной частоте, так и высокочастотного шума. Напряжение обнаруживается катушками, намотанными на трансформатор тока впрыска, который затем усиливается, выпрямляется и сравнивается компаратором уровня. Если зажим на CT не закрыт должным образом, и на ЖК-дисплее появляется индикация OPEN или OPEN.

Хотя точность клещей для тестеров сопротивления заземления хороша для многих сценариев, но имеет свои ограничения.Например, если условия заземления на стороне линии неизвестны (на этом основана теория работы клещевого тестера) или если в системе электроснабжения не так много заземлений на стороне линии (заземления полюсов), тогда трехточечный падение потенциального испытания должно быть выполнено.

Прежде чем использовать и полагаться на данные любого измерительного оборудования, убедитесь, что оно откалибровано и сертифицировано. Если вы этого не сделаете, данные, которые он предоставляет, могут оказаться бесполезными.

Это обсуждение методов тестирования сопротивления заземления было взято из не защищенного авторскими правами материала из рабочей книги AEMC Instruments «Общие сведения о тестировании сопротивления заземления», издание 6.0.

Что такое заземление и зачем мы заземляем систему и оборудование?

Что такое заземление?

Термин «заземление» обычно используется в электротехнической промышленности для обозначения «заземления оборудования» и «заземления системы». Заземление оборудования означает соединение заземления с нетоковедущими проводящими материалами, такими как кабелепровод, кабельные лотки, распределительные коробки, кожухи и корпуса двигателей.

Что такое заземление и зачем мы заземляем систему и оборудование? (на фото: заземляющий электрод и проводник; кредит: nachi.org)

Заземление системы означает соединение заземления с нейтральными точками токоведущих проводов , такими как нейтральная точка цепи, трансформатор, вращающееся оборудование или система, либо жестко, либо с устройством ограничения тока.

На рисунке 1 показаны два типа заземления.

Рисунок 1 — Система заземления (щелкните, чтобы развернуть диаграмму)

Что такое система с заземлением?

Это система, в которой по крайней мере один проводник или точка (обычно средний провод или нейтральная точка обмоток трансформатора или генератора) намеренно заземлены либо жестко, либо через полное сопротивление (Стандарт IEEE 142-2007 1.2).

Типы системного заземления, обычно используемые в промышленных и коммерческих энергосистемах: твердое заземление , заземление с низким сопротивлением, заземление с высоким сопротивлением и незаземленное .

Какова цель заземления системы?

Заземление системы или преднамеренное соединение фазного или нейтрального проводника с землей используется в целях для управления напряжением относительно земли или земли в предсказуемых пределах.Он также обеспечивает прохождение тока, что позволяет обнаруживать нежелательное соединение между проводниками системы и землей [замыкание на землю].

Что такое замыкание на землю?

Замыкание на землю — это нежелательное соединение между проводниками системы и землей . Неисправности заземления часто остаются незамеченными и наносят ущерб производственным процессам растений. Выключение питания и повреждение оборудования, замыкания на землю нарушают поток продукции, что приводит к часам или даже дням потери производительности.

Необнаруженные замыкания на землю представляют потенциальную опасность для здоровья и безопасности персонала . Замыкания на землю могут привести к угрозам безопасности, таким как сбои в работе оборудования, возгорание и поражение электрическим током.

Замыкания на землю вызывают серьезные повреждения оборудования и ваших процессов. Во время неисправности оборудование может быть повреждено, а процессы прекращены, что серьезно повлияет на вашу прибыль.

Вопросы и ответы

ВОПРОС №1 — У меня есть максимальная токовая защита.Нужна ли мне дополнительная защита от замыкания на землю?

Защита от перегрузки по току будет действовать, чтобы прервать цепь для токов, для которых она была разработана и настроена на работу. Однако некоторые замыкания на землю, особенно дуговые замыкания низкого уровня, вызовут значительные повреждения и создадут источник возгорания, даже не достигнув уровня, необходимого для активации устройства защиты от сверхтоков.

ВОПРОС № 2 — Есть ли опасность при эксплуатации незаземленной системы на 480 В на старом производственном предприятии? Следует ли заземлить систему?

Основная опасность при работе незаземленной системы 480 В заключается в том, что при замыкании на землю единственным индикатором, который у вас будет, являются три лампочки.Напряжение на незаземленных фазах увеличится до 480 В относительно земли, напряжение на заземленном проводе составит 0 В относительно земли .

В этой системе единственный способ указать наличие замыкания на землю — это когда два индикатора имеют большую яркость, чем индикатор неисправности фазы. Чтобы определить место замыкания на землю, вы должны включить каждый выключатель фидера до тех пор, пока все три индикатора снова не загорятся с одинаковой яркостью.

Как только это будет сделано, вы продолжите работу по этому фидеру, пока не найдете неисправность .Звучит очень легко сделать, но в реальном мире оказывается очень сложно.

Установка обычно незаземленная, потому что это постоянно работающая установка, и следует избегать изоляции из-за замыкания на землю ! К сожалению, это означает определение места замыкания на землю. Единственный способ определить место замыкания на землю — это включить и выключить выключатели фидера.

Это то, чего вы пытаетесь избежать. Таким образом, в конце концов, замыкание на землю остается в системе, потому что нет простого способа его локализовать.Это опасно, потому что любое обслуживание, выполняемое в системе в заземленном состоянии, зависит от полного линейного потенциала по отношению к земле.

Хорошая новость в том, что решение есть! Незаземленные объекты можно легко преобразовать в объекты с заземлением с высоким сопротивлением, а обнаружение и локализация замыкания на землю могут быть выполнены без прерывания подачи электроэнергии.

ВОПРОС № 3 — Какое воздействие, если таковое имеется, на движущееся оборудование, спроектированное для установки с плавающим заземлением или незаземленной вторичной обмоткой, оказывает на установку, имеющую полностью заземленную систему? На мой взгляд, это не должно иметь значения, но я могу ошибаться.

В вашем случае (от незаземленной системы до глухозаземленной) нет, не имеет значения. Однако, если бы вы пошли другим путем (от SG к системе UNG), то да, это имело бы значение. Во время нормальной работы это, скорее всего, не имеет значения.

Однако при замыкании на землю это произойдет. В незаземленной системе напряжение поврежденной фазы падает до потенциала земли (или ~ 0 В) , а в исправных фазах повышается до межфазного напряжения относительно земли.

Например, система 480 В будет иметь ~ 277 В фазное напряжение во время нормальной работы, поэтому она должна работать нормально. Однако при замыкании на землю на одной фазе ее напряжение повышается до 0 В , а на двух других фазах повышается с 277 В до 480 В, фаза-земля.

Так как этого не происходит в системе с глухим заземлением, все, что рассчитано только на 300 В между фазой и землей, взорвется , например TVSS, VFD, счетчики и т. Д.

ВОПРОС № 4 Какое напряжение вы бы прочитали если вы подключили провода от L1, L2 или L3 к земле 460-вольтовой трехфазной системы питания переменного тока, подключенной по схеме Y?

Если система с Y-соединением надежно заземлена , вы увидите 266В от линии к земле .Если система с Y-соединением не заземлена или заземлена с высоким сопротивлением, и в системе нет замыкания на землю, вы также читаете 266V. В случае неисправности одной фазы, неисправная фаза будет показывать низкое напряжение около 0, а две другие фазы будут показывать около 460 В.

Ссылка // Заземление с сопротивлением — вопросы и ответы отраслевых экспертов iGard

Предотвращение удара с помощью надлежащих методов заземления — Охрана труда и безопасность

Предотвращение поражения электрическим током с помощью надлежащих методов заземления

Восемьдесят процентов всех проблем с качеством электроэнергии связаны с системой распределения и заземления.

• Чад Рейнольдс
• 1 ноября 2003 г.

AN по оценкам, 58 человек каждую неделю теряют жизнь в результате поражения электрическим током. В электрической системе система заземления является основной защитой от поражения электрическим током. Он обеспечивает заземление с низким сопротивлением для защиты от электрических повреждений. Использование надлежащих методов заземления, проверка и поддержание хорошего электрического заземления, а также установка защитных устройств — лучшие способы защитить людей и оборудование от поражения электрическим током.

Поддержание качественного заземления начинается с правильного подключения цепи. Национальный электрический кодекс (NEC) требует, чтобы удаление любого устройства не могло прервать заземление. Производители розеток отреагировали, поставив розетки только с одним заземляющим контактом. Это запретило бы электрикам подключать устройство последовательно с цепью заземления.

= «центр»>

Распространенным методом обеспечения целостности заземления является использование гибкого кабеля.Чтобы сделать косичку, возьмите оба заземляющих провода и соедините их 6-дюймовым проводом того же цвета, который был зачищен с обоих концов. Крепко возьмите все три и свяжите их вместе проволочным соединителем. Обязательно используйте разъем, размер которого соответствует размеру и количеству проводов.

Доступны специальные соединители, облегчающие эту работу. В одном из них через отверстие в верхней части разъема вставляется неизолированный медный провод. Затем все провода связывают, скручивая разъем до упора.Готовые косички становятся все более популярными из-за экономии времени. Например, в некоторых разъемах теперь совмещен скручивающийся провод с предварительно обжатым жгутом. Сверхгибкий 6-дюймовый кабель обеспечивает беспроблемное размещение в распределительной коробке, а заземляющие кабели поставляются с предварительно обжатым вилочным соединением для быстрой и простой установки устройства.

Эта статья была впервые опубликована в ноябрьском номере журнала «Охрана труда и безопасность» за 2003 год.

Эффективное заземление оборудования | EPG Companies Inc.

Запрос о заземлении оборудования

Эта статья Криса К. Клерономоса
из ECOS Electronics Corporation

Эффективное заземление оборудования

Схема заземления оборудования

Качество электропроводки и заземления на объекте, содержащем чувствительное электронное оборудование, является одним из наиболее важных и наименее понятных аспектов электроэнергетических систем.Правильно спроектированные и обслуживаемые системы электропроводки и заземления необходимы для обеспечения безопасности персонала и защиты данных и телекоммуникационного оборудования. Эффективное заземление создает электрическую среду, которая приводит к низким уровням электрических шумов и повышает безопасность и производительность чувствительного электронного оборудования. Качество заземления и проводки следует рассматривать с точки зрения всей системы. Система заземления объекта состоит из системы заземления и системы заземления оборудования.Кроме того, система молниезащиты и система эталонных сигналов играют роль в общей защите и производительности. По мере распространения электронных нагрузок в промышленных энергосистемах возрастают проблемы, связанные с мощностью. Электропитание и заземление чувствительного оборудования вызывает все большую озабоченность у проектировщиков промышленных энергосистем. К сожалению, это беспокойство часто возникает после запуска, когда электронные устройства начинают выходить из строя.

Определения заземления

В контексте электрических систем слово «земля» обычно заставляет людей думать о подключении к водопроводной трубе или заземляющему стержню.Национальный электротехнический кодекс определяет заземление как проводящее соединение, будь то намеренное или случайное между электрической цепью или оборудованием и землей или каким-либо проводящим телом, которое служит вместо земли. Заземленный определяется как «подключенный к земле или к какому-либо проводящему телу, которое служит вместо земли». Обратите внимание, что фраза «или какое-нибудь проводящее тело, которое служит вместо земли» появляется в определениях для заземления и заземления. Это означает, что заземление может быть установлено без подключения к земле, пока выполняется подключение к «некоторому проводящему телу, которое служит вместо земли».Чтобы четко понимать назначение заземления электрических систем и оборудования, предмет заземления необходимо разделить на две категории: заземление и заземление оборудования. Люди часто путают эти два понятия. Такая путаница может привести к неправильному применению методов заземления и заземления оборудования, а также к созданию системы, которая будет дорогостоящей, неэффективной и даже небезопасной. Различные компоненты оборудования и систем заземления показаны на Рисунке 1 ниже.

Система заземления

Основное назначение системы заземления — защита электрической системы и оборудования от повышенных напряжений, вызванных молнией и случайным контактом с системами более высокого напряжения.Заземление также предотвращает накопление статических зарядов на оборудовании и материалах.

Дополнительное назначение заземления — установить опорную точку нулевого напряжения для системы. Эта цель важна для обеспечения надлежащей работы чувствительного электронного и коммуникационного оборудования.

В системе заземляющих электродов сопротивление состоит из трех компонентов: (а) сопротивления электрода и соединений с ним, (б) сопротивления контакта электрода с прилегающей землей и (в) сопротивления земли. окружающий электрод.Большая часть сопротивления исходит от земли, окружающей электрод. Таким образом, удельное сопротивление почвы вокруг электрода является ключевым фактором, определяющим сопротивление системы.

Удельное сопротивление почвы сильно различается, на него влияют влажность и температура. Существует три стратегии, которые могут помочь преодолеть высокое удельное сопротивление почвы: (а) загнать электрод глубже, (б) использовать несколько электродов, соединенных вместе, или (в) обработать почву. Удвоение глубины любого электрода снизит сопротивление системы примерно на 40%.Однако во многих областях из-за коренных пород или других почвенных условий может оказаться невозможным продвинуть электрод на желаемую глубину.

Если глубокое введение электрода нецелесообразно, можно использовать несколько электродов, подключенных параллельно. Однако несколько электродов обычно подчиняются закону параллельных резисторов. Таким образом, чтобы достичь 50% снижения сопротивления, электроды должны быть разнесены на расстояние, примерно в десять-двадцать раз превышающее их глубину вбивания, что непрактично. Размещение электродов на расстоянии, вдвое превышающем глубину забивки, приводит к снижению сопротивления примерно на 40% каждый раз, когда количество электродов удваивается.

Если глубокое вбивание или использование нескольких электродов нецелесообразно, рассмотрите возможность химической обработки почвы для снижения сопротивления. Выкопайте траншею диаметром от трех до четырех футов вокруг электрода и заполните ее солью (например, сульфатом магния, сульфатом меди или каменной солью). Примечание: используйте этот метод только после того, как исчерпаете все остальные. Поскольку обработка почвы может привести к загрязнению местного водоснабжения, прежде чем продолжить, получите разрешение соответствующих природоохранных органов.

Одним из преимуществ обработки почвы для снижения сопротивления является то, что она сводит к минимуму сезонные колебания. Недостатком является то, что соль будет постепенно рассеиваться и потребует замены. Второй недостаток заключается в том, что коррозия электродов может происходить при определенных условиях почвы и влажности.

Система заземления оборудования

Заземление оборудования выполняет несколько функций. Во-первых, это основной способ защиты персонала от поражения электрическим током. Во-вторых, это наиболее важное общее звено для всех электронных компонентов системы передачи данных, телекоммуникаций или управления технологическими процессами.По этой причине неэффективное заземление оборудования приводит к тому, что оборудование работает с разными опорными напряжениями электрического заземления. Эти различия в напряжении между компонентами системы или узлами нарушают качество потока данных и могут привести к полной остановке сети. Когда промышленное оборудование для управления технологическими процессами испытывает внезапную необъяснимую остановку системы, вероятно, существует проблема с заземлением. Исследовательский институт электроэнергетики (EPRI) заявляет, что «более 80% всех отказов электронных систем, которые связаны с аномалиями питания, на самом деле являются результатом ошибок электропроводки или заземления или вызваны другими нагрузками на предприятии заказчика.”

Эффективное заземление оборудования преследует несколько целей:

1. Свести к минимуму появление любых напряжений на корпусах оборудования. Это обеспечивает защиту от серьезных ударов или поражения электрическим током персонала, контактирующего с корпусом.
2. Обеспечивает преднамеренный путь с достаточной допустимой нагрузкой по току и низким импедансом для обеспечения быстрой срабатывания максимальной токовой защиты схемы в условиях замыкания на землю.
3. Установить и поддерживать точку отсчета нулевого напряжения в месте расположения чувствительного электронного оборудования, которая будет способствовать надлежащим условиям подземного замыкания.

В Разделе 250-51 Национального электротехнического кодекса (NEC) обсуждается эффективное заземление. NEC утверждает, что эффективный путь заземления — путь к земле от цепей, оборудования и металлических кожухов для проводников — должен;

1. Будьте постоянными и непрерывными.
2. Обладает способностью безопасно проводить любой ток короткого замыкания, который может быть наложен на него.
3. Имеют достаточно низкий импеданс, чтобы ограничить напряжение относительно земли и облегчить работу защитных устройств в цепи.

NEC также сообщает:

1. Заземление не должно использоваться в качестве единственного заземляющего проводника оборудования.

Для достижения целей система заземления оборудования должна соответствовать всем требованиям четырех кодов. Несоблюдение всех четырех требований означает отсутствие эффективного заземления; система небезопасна.

Защита от сбоев

Правильно установленная система заземления оборудования защищает персонал от опасности поражения электрическим током, а оборудование — от повреждений или разрушения в результате неисправностей или электрических помех.

Установите проводники заземления оборудования с достаточной емкостью и низким сопротивлением по всей системе распределения переменного тока, чтобы устройства максимального тока (предохранители и автоматические выключатели) срабатывали незамедлительно при возникновении замыкания на землю. По всей распределительной системе заземляющие провода оборудования должны проходить в том же кабелепроводе или кабелепроводе, что и питающие провода. NEC — разделы 250-51, 250-91 (b) и другие — требует этого, чтобы гарантировать пути с низким импедансом для токов короткого замыкания.

Когда происходит замыкание на землю, следующие сегменты системы заземления должны пропускать практически весь ток замыкания:

• Провод заземления оборудования (защитное заземление)
• Перемычка основная склеивающая
• Заземленный провод (нейтраль) от вспомогательного оборудования до нейтрали трансформатора

Следующий сегмент системы заземления не должен пропускать ток повреждения:

• Провод заземляющего электрода (заземлитель)
• Заземляющий электрод (заземляющий электрод).

Эффективное заземление обеспечивает мгновенное срабатывание устройства максимального тока при замыкании на землю. Когда происходит случайный контакт между электрическим проводником под напряжением и металлической рамой или шкафом, на раму или шкаф подается то же напряжение, что и на провод под напряжением. Чтобы мгновенно устранить это напряжение, система заземления оборудования должна обеспечивать путь с низким импедансом от корпуса или шкафа под напряжением к нулевому потенциалу, переходу опорного заземления в служебное оборудование или к вторичной обмотке отдельно созданной системы.

Эффективное заземление

На рисунке 2 ниже показана типичная цепь 120 В переменного тока, работающая в нормальных условиях. Система заземляющих электродов устанавливает опорное напряжение нулевого напряжения на главной панели, в то время как система заземления оборудования расширяет этот опорный сигнал нулевого напряжения от главной панели до металлического корпуса (шкафа) оборудования.

В нормальных условиях эксплуатации ток нагрузки протекает по горячим и нейтральным проводникам, а по заземляющему проводнику оборудования ток не течет.Провод заземления оборудования к корпусу оборудования расширяет опорное нулевое напряжение, установленное заземляющим электродом на основном обслуживающем оборудовании. Поддержание нулевого напряжения на корпусе оборудования защищает оператора от поражения электрическим током. Заземление оборудования также обеспечивает опорное напряжение нулевого напряжения для логических цепей оборудования.

На рисунке 3 ниже показана та же цепь 120 В переменного тока в условиях замыкания на землю. Когда происходит замыкание на землю, заземляющий провод оборудования становится обратным каналом для тока короткого замыкания, который течет обратно к источнику.В кожухе оборудования будет ударное напряжение, в результате чего через тело оператора будет протекать ток до тех пор, пока автоматический выключатель не сработает и не откроет цепь. Следовательно, необходим путь с низким импедансом, так как ток короткого замыкания вызывает мгновенное срабатывание автоматического выключателя.

Время срабатывания устройства максимального тока зависит от тока, протекающего через устройство. Чем выше сила тока, тем меньше время работы. Высокое сопротивление в проводе заземления оборудования снижает уровень тока короткого замыкания и увеличивает время работы устройства.В этом состоянии оператор подвергается длительному и опасному электрошоку, который может привести к летальному исходу. Достаточно низкий импеданс заземляющего проводника увеличивает ток короткого замыкания и сокращает время срабатывания устройства максимального тока. Это значение импеданса никогда не должно превышать абсолютное максимальное значение в один (1) Ом. Важно отметить, что это показание (в омах) является импедансом, а не сопротивлением. Следовательно, его измерение требует использования тестера импеданса (переменного тока), который измеряет импеданс проводника от точки испытания до основной электрической сети, при этом точно диагностируя другие проблемы с проводкой в ​​цепи.Не используйте омметр или цифровой мультиметр (DMM).

Тестеры розеток

, цифровые вольтметры и цифровые мультиметры широко используются при тестировании систем питания переменного тока для количественной оценки импеданса. Хотя цифровые мультиметры способны количественно определять значения сопротивления постоянному току, они не могут измерять импеданс в электрических системах переменного тока. Импеданс — это векторная сумма сопротивления, индуктивного реактивного сопротивления и емкостного реактивного сопротивления. При проверке импеданса не предполагайте какой-либо конкретной связи между реактивным сопротивлением и сопротивлением.В цепи переменного тока сопротивление и импеданс не равны.

Уровень безопасности персонала, защиты оборудования и производительности оборудования напрямую зависит от полного сопротивления заземляющего проводника оборудования. При обеспечении максимальной токовой защиты в условиях замыкания на землю система заземляющих электродов не играет никакой роли в работе системы заземления оборудования. Попытка использовать систему заземляющих электродов для достижения целей безопасности системы заземления оборудования может оказаться фатальной.

Самым важным, но часто упускаемым из виду этапом установки электронного оборудования является плановая проверка электрической проводки и системы заземления, питающей электронное оборудование. Без такой проверки необнаруженные проблемы могут проявляться в виде периодических неисправностей и отказов.

Рекомендации

В таблицах 1 и 2 показаны максимально допустимые сопротивления заземляющих или нейтральных проводников. Указанные значения соответствуют требованиям стандартов NEC, Canadian Electric Code и IEEE.Используя соответствующие испытательные инструменты, всегда проверяйте, что качество заземляющих или нейтральных проводников соответствует допустимым значениям импеданса. Если измерения показывают чрезмерное сопротивление, немедленно примите меры, чтобы найти и устранить неисправность, а также затянуть все соединения. Некоторые обстоятельства могут потребовать изменения маршрута проводников.

Целью использования специализированных инструментов является точное и быстрое обнаружение ошибок проводки, проводников низкого качества (с высоким сопротивлением) и других проблем, вызывающих проблемы с безопасностью и производительностью оборудования.Максимально допустимое значение импеданса для безопасности персонала для цепи на 15 А составляет 1 (один) Ом, а для характеристик оборудования — четверть (0,25) Ом. По мере увеличения номинальных значений автоматического выключателя значения импеданса становятся ниже.

Следуя рекомендациям IEEE Emerald Book, Рекомендуемая практика для питания и заземления чувствительного электронного оборудования, вы можете повысить безопасность персонала и производительность оборудования. Сделайте следующие шаги:

1. Проведите проверочный тест проводки.Измерьте все напряжения, ток, чередование фаз, баланс нагрузки, полное сопротивление заземляющего проводника оборудования, полное сопротивление нейтрали и наличие необходимого соединения нейтраль-земля на обслуживающем оборудовании.
2. Проверка на наличие ошибок проводки на интересующей панели или розетке. Проверьте отсутствие соединений, в том числе обрывов заземляющих проводов оборудования, обрывов нейтрали и обрывов фаз.
3. Проверить правильность подключений, включая обратную фазу / нейтраль или обратную нейтраль / заземление оборудования.
4. Тест на плохое качество соединений, который также будет обнаружен при измерениях напряжения и импеданса.

При визуальном осмотре спросите следующее:

1. Панель предназначена только для обслуживания электронного оборудования?
2. Используется ли провод надлежащего размера для проводников фидера и ответвительной цепи?
3. Размер нейтрали фидера составляет 200% от диаметра провода токоведущих проводов?
4. Проложен ли изолированный провод заземления оборудования с фидерами?
5. Установлены ли отдельные параллельные цепи для питания только электронных нагрузок?

Задокументируйте все результаты испытаний в отчете о сертификации объекта.Это станет эталоном для любого будущего тестирования. Приобретайте устройства для кондиционирования и защиты питания только после того, как убедитесь, что проводка и заземление объекта исправны и имеют высокое качество.

Составление четких и кратких спецификаций, охватывающих требования к заземлению чувствительного электронного оборудования, и дополнение этих спецификаций схемами минимизируют количество неправильных установок на вашем предприятии. Помните, выполняйте проверку и текущие испытания электропроводки и заземления с помощью тестеров сопротивления заземления.Это последний, важный шаг для обеспечения работоспособности локальных сетей и электронных систем, а также безопасности персонала.

Компоненты оборудования и системы заземления:

• Заземленный проводник (нейтраль): Система или провод цепи, который намеренно заземлен.
• Заземляющий проводник оборудования: Проводник, используемый для соединения не токоведущих металлических частей оборудования, кабельных каналов и других кожухов с заземленным проводом системы и / или проводником заземляющего электрода на сервисном оборудовании или у источника отдельно выведенного система.
• Перемычка основного заземления: Соединение между заземленным проводом (нейтралью) и проводом заземления оборудования (защитное заземление) на оборудовании служебного входа.
• Провод заземляющего электрода (провод заземления): Проводник, используемый для соединения заземляющего электрода с проводом заземления оборудования (защитное заземление) и / или с заземленным проводом (нейтралью) на сервисном оборудовании или в источнике отдельно производная система.
• Электрод заземления: Токопроводящий (металлический) предмет, например стержень, пластина, труба и т. Д.утоплен в земле.

Заземление и соединение электрических систем

Навигация по заземлению и подключению электрических систем может быть сложной задачей, если вы не уделили время ознакомлению с требованиями статьи 250 NFPA 70

^® , национального электрического кодекса ® (NEC ^® ).

С чего начать? Ниже приведены некоторые общие вопросы от людей, которые только начинают изучать статью 250.Однако, помимо новичков, эта информация также может быть полезна для опытных установщиков, которые хотят узнать больше о , почему они делают то, чему их научили, и были ли они обучены делать это должным образом.

1. Заземление и соединение — одно и то же?

Статья 250 NEC касается заземления и соединения электрических систем. По определению, а также по функциям, заземление и соединение — это не одно и то же. Тем не менее, они действительно работают в тесном взаимодействии в отношениях инь и янь, чтобы обеспечить безопасность в электрических системах.

2. Что такое заземление?

Заземление — это соединение электрической системы с землей. В статье 100 NEC земля определяется как «земля». Раздел 250.4 (A) (1) гласит, что заземленные электрические системы «должны быть подключены к земле таким образом, чтобы ограничивать напряжение, создаваемое молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения, и что стабилизирует напряжение относительно земли. во время нормальной работы ».

3. Что такое склеивание?

Статья 100 NEC определяет соединение (соединение) как «соединение для обеспечения электрической непрерывности и проводимости.”Склеивание металлических частей, таких как корпуса и кабельные каналы, гарантирует, что все они будут непрерывными на эффективном пути тока замыкания на землю (EGFCP), который ссылается на землю. EGFCP помогает управлять такими устройствами, как автоматические выключатели и предохранители или детекторы замыкания на землю в незаземленных системах.

В заземленных системах важно соединить заземляющие провода оборудования с заземленным проводом системы, чтобы завершить EGFCP обратно к источнику электричества. Электропроводность EGFCP имеет решающее значение для правильной работы защитных устройств.Это объясняет, почему мы соскабливаем краску с контактных поверхностей металлических корпусов, чтобы выполнить соединительные соединения нашей электрической системы. Удаление краски, как требуется в Разделе 250.12, обеспечивает лучшее соединение и проводимость.

В редакции NEC 2020 года в раздел 250.12 был добавлен термин «или связанный», который теперь гласит: «Непроводящие покрытия… на оборудовании, которое должно быть заземлено или соединено, должны быть удалены…». Это дополнительно подчеркивает, что заземление и соединение не являются то же самое, но работают вместе, чтобы обеспечить безопасность электрической системы.

4. Почему так важно обеспечить надлежащее заземление и соединение для вашей электрической системы?

Прежде всего, это безопасность персонала в здании. Обеспечение надлежащего заземления и соединения электрической системы вполне может стать причиной того, что сотрудник в здании избежит непреднамеренного поражения электрическим током и сможет отправиться домой той же ночью. Это так важно.

Другими элементами, на которые может негативно повлиять неправильное заземление и соединение, являются чувствительное оборудование и низковольтные сигналы.Хотя эти элементы могут быть связаны с безопасностью, их функциональность также имеет решающее значение для производства. Как отреагирует руководство, если неправильная установка заземления и соединения отрицательно повлияет на их производственные цели?

5. Какова цель требований NEC к заземлению?

Раздел 250.4 устанавливает общие требования к заземлению и соединению электрических систем как для заземленных, так и для незаземленных систем. Для заземленных систем NEC требует, чтобы вы выполнили все следующие действия: заземление электрической системы, заземление электрического оборудования, соединение электрического оборудования и соединение электропроводящих материалов.В незаземленных системах требуются те же действия, за исключением заземления электрической системы. При выполнении этих требований NEC создается эффективный путь тока замыкания на землю, что и является вашей желаемой конечной целью.

По определению, эффективный путь тока замыкания на землю (EGFCP) — это специально сконструированный токопроводящий путь с низким импедансом, спроектированный и предназначенный для передачи тока в условиях замыкания на землю от точки замыкания на землю до источника электропитания.Хорошо спроектированный EGFCP может помочь удалить опасное напряжение из-за непреднамеренных отказов, позволяя устройствам защиты от сверхтоков, таким как автоматические выключатели и предохранители, должным образом обнаруживать неисправность и размыкать цепь.

6. В каких разделах NEC вы должны хорошо разбираться, чтобы правильно выполнить заземление и подключение электрической системы?

Статья 250 — основа НИК; его следует изучить полностью, чтобы убедиться, что и заземление, и соединение выполнены правильно.Несколько важных ресурсов, которые вы должны использовать регулярно, — это таблицы 250.66, 250.102 (C) (1) и 250.122. Эти таблицы помогут вам правильно подобрать размер проводки для заземления и соединения вашей электрической системы. Знакомство с правильным использованием этих таблиц может помочь установщикам обеспечить надлежащее заземление и соединение в своих проектах и, в свою очередь, обеспечить безопасность тех, кто находится в здании.

.

No related posts.