Контур заземления в помещении требования. Молниезащита трансформаторной подстанции. Приборы, которыми измеряют сопротивление заземления

Для передачи электроэнергии на большие расстояния используют высокое напряжение. Как правило, к потребителю приходит линия 6 (10)кВ и для снижения напряжения до 0,4кВ проектируют трансформаторные подстанции. Сейчас хочу рассмотреть заземление и молниезащиту такой ТП.

В данной теме можно выделить внешний и внутренние контуры заземления, а также мероприятия по молниезащите трансформаторной подстанции.

1 Внешний контур заземления.

В общем случае внешний контур заземления для трансформаторной подстанции состоит из замкнутого контура, представляющим собой горизонтальный заземлитель и n-го количества вертикальных электродов. В качестве горизонтального электрода применяют полосовую сталь 4×40мм.

Общее сопротивление заземляющего контура должно быть не более 4Ом при удельном сопротивлении грунта не более 100Ом*м. При удельном сопротивлении грунта более 100Ом*м допускается увеличивать данное значение в 0,01·? раз, но не более чем в 10 раз (ПУЭ7 п. 1.7.101). Получается, чтобы получить нужное значение (4Ом) с удельным сопротивлением грунта 100Ом*м необходимо забить около 8 вертикальных электродов длиной 5 м из круга диаметром 16мм либо 10 вертикальных электродов длиной 3м из стального уголка 50×50х5мм.

Располагать наружный заземляющий контур следует на расстоянии не более 1м от стены ТП либо фундаментной плиты, на которой установлена трансформаторная подстанция.

Горизонтальный заземлитель из стальной полосы укладывается в траншее на глубине 0,7 м. Полоса укладывается на ребро.

2 Молниезащита трансформаторной подстанции.

Ниже представлен разрез ТП.

В случае с металлической кровлей молниезащиту трансформаторной подстанции выполняют следующим образом: с диаметрально противоположных сторон выполняют связь кровли с наружным контуром заземления, т.е. в местах ввода стальной полосы в здание ТП. На разрезе вторая связь кровли с заземлителем не показана. В качестве проводника следует применять проволоку диаметром 8мм. В других случаях необходимо запроектировать молниеприемник на кровле здания ТП.

Проложенная полоса зземления по наружной стене здания должна быть защищена от механических повреждеий и коррозии согласно ПУЭ7 п. 1.7.130.

3 Внутренний контур заземления.

Обычно трансформаторная подстанция состоит из трех помещений: распределительное устройство 6 (10)кВ, распределительное устройство 0,4кВ и камера трансформатора. Иногда РУ объединяют в одно общее помещение.

В каждом помещении по периметру прокладывают полосу заземления, т.к. все металлические части не находящиеся под напряжением должны быть заземлены, а это обрамление каналов, люки подполья, крепежные элементы барьеров, шинный мост, возможность присоединения переносных заземлений.

Крепят полосу к стене на отметке 0,4м от уровня пола при помощи дюбель-держателей либо специальных держателей К-188 через расстояние 0,6-1,0м. Все разборные соединения, предусмотренные изготовителем оборудования, присоединяют болтовым соединением, остальные соединения выполняют при помощи сварки. Для переносного заземления используют «гайку-барашек». Гибкие заземляющие перемычки выполняют проводом ПВ3, но без изоляции. Это делается для видимой целостности соединения.

Прокладка заземляющих и нулевых защитных проводников через стены и и перекрытия должна выполняться, как правило, с их непосредственной заделкой. Для этих целей используют гильзы. Пространство в гильзах заделывают специальным негорючим легкоудаляемым составом. После прокладки полосу красят в желто-зеленый цвет в соответствии с рисунком.

В помещении трансформатора земление выполняют в соответствии с рисунком, представленном ниже.

Обозначения:

1 Швеллер в стяжке пола для установки силового трансформатора.

2 Съемный оградительный барьер.

3 Предупреждающие знаки на барьере.

5 Шина заземления для силового трансформатора.

6 Проем в стене для шин 0,4 кВ.

7 Узел крепления шин 0,4 кВ.

8 Заземление створок ворот перемычкой.

9 Вентиляционная решетка в створках ворот.

10 Маслоудерживающий борт.

11 Розетка.

12 Выключатель освещения камеры.

13 Светильник освещения.

14 Сети освещения 220 В.

Узел А – точка присоединения переносного заземления. К шине заземления с помощью сварки присоединяют болт М8, комплектуют его двумя широкими шайбами М8 и «гайкой-барашек» М8.

Узел В – точка соединения шин заземления. До крепления на место установки шины, ее окончание, которое будет присоединяться с помощью сварки, подготавливают в виде «утки».

Узел С – точка соединения шины заземления к металлическим конструкциям. До крепления на место установки шины, ее окончание, которое будет присоединяться с помощью сварки, подготавливают в виде «утки» с учетом размера А металлоконструкции.

Для безопасного осмотра силового трансформатора при эксплуатации предусматривается оградительный барьер, который окрашивают в красный цвет. На барьере размещают запрещающие плакаты. Барьер устанавливается на высоте 1,2м от уровня пола и на расстоянии 0,5м от двери.

В основном все наши сети с глухозаземленной нейтралью, поэтому нам необходимо присоединить нулевую шину трансформатора к нашему заземляющему контуру. Металлический корпус силового трансформатора присоединяется к контуру заземления при помощи гибкой перемычки.

На рисунке показано заземление силового трансформатора, где:

1 Гибкая заземляющая перемычка.

2 Шина заземления.

3 Шина зануления трансформатора.

4 Ошиновка 0,4кВ трансформатора.

5 Болт заземления трансформатора.

В технических подпольях внутренний контур заземления выполняют в соответствии с рисунком.

Обозначения на изображении:

1 Люк через перекрытие в техническое подполье.

2 Лестница.

3 Гильзовый переход через перекрытие для шины заземления.

4 Шина заземления внутреннего контура ТП.

5 Кабельная стойка с полками.

6 Гильзовый переход через перекрытие для кабелей.

8 Силовой кабель электроснабжения.

К.В. Шубаков. Монтаж типовых, городских трансформаторных подстанций.

Для обеспечения безопасности людей производят защитное заземление электроустановок. Заземлению подлежат:
— железные кожухи и корпуса электроустановок, разных агрегатов и приводов к ним, осветительных приборов и т.д.;
— железные каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шифанеров;
— железные конструкции и железные корпуса кабельных муфт, железные оболочки кабелей и проводов, железные трубы проводки;
— вторичные обмотки измерительных трансформаторов.

Заземлению не подлежат:
арматура навесных и штыри опорных изоляторов;
оборудование, установленное на заземленных железных конструкциях, потому что на их опорных поверхностях должны быть предусмотрены зачищенные незакрашенные места для обеспечения электронного контакта;
корпуса электроизмерительных устройств и реле, установленные на щитках, щитах, шкафах, также на стенках камер распределительных устройств;
железные оболочки контрольных кабелей в случаях, которые оговариваются в проекте особо.

Заземление шифанеров

Защитное заземление состоит из внешнего (наружного) устройства, представляющего из себя естественные либо искусственные заземлители, проложенные в грунте и соединенные меж собой в общий контур, и внутренней сети, состоящей из заземляющих проводников, прокладываемых по стенкам помещения, в каком находится установка, и присоединяемых к внешнему контуру.
Железные заземлители, заложенные в грунт, имея огромную площадь соприкосновения с землей, обеспечивают маленькое электронное сопротивление контура.
Для заземления электроустановок сначала должны употребляться естественные заземлители - проложенные в земле железные трубопроводы (не считая трубопроводов с горючими, легковоспламеняющимися и взрывчатыми жидкостями либо газами); обсадные трубы; железные и железобетонные конструкции построек и сооружений, накрепко соединенные с землей; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле, и нулевые с повторными заземлителями рабочие провода воздушных линий напряжением до 1000 В. Естественные заземлители (не считая последних) должны присоединяться к заземляющей магистрали электроустановки более чем в 2-ух местах.

Присоединение заземляющих проводников к заземлителям, также соединение заземляющих проводников меж собой делается сваркой, при этом длина нахлестки (сварочного шва) должна быть равна двойной ширине проводника при прямоугольном его сечении и 6 поперечникам - при круглом. При Т-образном соединении внахлестку 2-ух полос длина нахлестки определяется их шириной.

Присоединение заземляющих проводников производится сваркой

Присоединение заземляющих проводников к трубопроводам производится сваркой либо, если это нереально, хомутами со стороны ввода трубопроводов в здание (до водомера, задвижки, фланца). Сварочные швы, расположенные в земле, после монтажа для защиты от коррозии покрываются битумом.
Если естественных заземлителей нет либо они не удовлетворяют расчетным требованиям, монтируют контур внешнего заземления из искусственных заземлителей, которые могут быть вертикальными, горизонтальными и углубленными.
Вертикальные заземлители - это вбитые в землю железные трубы (некондиционные) либо угловая сталь (с шириной стены более 4 мм и длиной 2,5… 3 м), также ввернутые в землю железные стержни (с поперечником 10… 16 мм и длиной 4,5…5 м). Проложенные в земле железные полосы шириной более 4 мм либо круглая сталь поперечником более 10 мм являются горизонтальными искусственными заземлителями, играющими роль самостоятельных частей заземления либо служащие для связи вместе вертикальных заземлителей.

Вертикальные заземлители

Разновидностью горизонтальных заземлителей являются углубленные заземлители, закладываемые на дно котлованов при сооружении фундаментов опор воздушных линий и строящихся построек. Их изготавливают в мастерских монтажной организации после подготовительного замера из полосовой стали с сечением 30 х 4 мм либо круглой стали поперечником 12 мм. Форма заземлителей, их число, сечение и размещение определяются проектом.
В качестве заземляющих проводников могут употребляться естественные проводники, т. е. железные конструкции построек (фермы, колонны и др.); железные конструкции производственного предназначения (подкрановые пути, каркасы распределительных устройств, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников и т.п.); железные трубы электропроводок; железные оболочки кабелей (но не броня). Для зануления довольно во всех случаях дюралевой оболочки кабелей, а свинцовой, обычно, недостаточно.
Во взрывоопасных помещениях используются специально проложенные заземляющие проводники, а естественные рассматриваются как дополнительная мера защиты. При заземленной нейтрали (сетей 380/220 либо 220/127 В) зануление электроприемников взрывоопасных установок должно выполняться раздельно выделенными жилами проводок и кабелей; при изолированной нейтрали для заземления могут применяться железные проводники.
Внедрение нагих дюралевых проводников в качестве заземляющих воспрещается из-за резвого разрушения их вследствие коррозии.
Установка внешнего контура заземления и прокладка внутренней заземляющей сети выполняются по рабочим чертежам проекта электроустановки.
Выполнение пробивных работ, установка закладных частей, подготовка свободных отверстий, борозд и других просветов, закладка проходных труб в стенки и фундаменты, копание земельных траншей для прокладки внешнего контура заземления осуществляются на первой стадии подготовки к электромонтажным работам.

Внедрение уголков

Наружный контур заземления прокладывается в земельных траншеях глубиной 0,7 м. Искусственные заземлители в виде отрезков железных труб, круглых стержней и уголков длиной 3… 5 м заглубляются в грунт свертыванием либо вибропогружением так, чтоб головка электрода оказалась на глубине 0,5 м от поверхности земли. Заглубленные заземлители соединяются вместе железными полосами с сечением 40×4 мм при помощи сварки. Места приварки полосы к заземлителям покрываются нагретым битумом для защиты от коррозии. Расположенные в земле заземлители и заземляющие проводники не должны быть окрашенными. Траншеи с уложенными в их заземляющими проводниками и заземлителями засыпают землей, не содержащей камешков и строительного мусора.
Естественные заземлители связываются с заземляющими магистралями электроустановки более чем 2-мя проводниками, присоединенными в различных местах. Соединение заземляющих проводников с протяженными заземлителями (к примеру, трубопроводами) производится поблизости от вводов их в строения с помощью сварки либо хомутов, контактная поверхность которых облуживается. Трубы в местах накладки хомутов зачищаются. Места и методы присоединения приемников тока выбираются с таким расчетом, чтоб при разъединении трубопровода для ремонтных работ обеспечивалось непрерывное действие заземляющего устройства. У водомеров и задвижек устраивают обходные соединения.

Внутренняя заземляющая сеть производится открытой прокладкой снутри помещений по строительным поверхностям нагих железных проводников с прямоугольным и круглым сечениями.

Соединение вертикальных заземлителей

Открыто прокладываемые нагие заземляющие проводники размещаются вертикально, горизонтально либо параллельно наклонным конструкциям построек. Проводники с прямоугольным сечением инсталлируются большой плоскостью к поверхности основания. На прямолинейных участках прокладки проводники не обязаны иметь приметных на глаз неровностей и извивов. Заземляющие проводники, прокладываемые по бетону либо кирпичу в сухих помещениях, не содержащих едких паров и газов, укрепляются конкретно на стенках, а в помещениях сырых, особо сырых, с едкими парами и газами - на опорах на расстоянии более 10 мм от поверхностей стенок. В каналах заземляющие проводники размещаются на расстоянии более 50 мм от нижней поверхности съемного перекрытия. Расстояние меж опорами для крепления заземляющих проводников на прямых участках составляет 600… 1000 мм.
Заземляющие проводники в местах перекрещивания их с кабелями и трубопроводами, также в других местах, где вероятны механические повреждения, защищают трубами либо другими методами.
В помещениях заземляющие проводники должны быть доступны для осмотра, но это требование не относится к нулевым жилам и железным оболочкам кабелей, трубопроводам сокрытой проводки и металлоконструкциям, находящимся в земле. Через стенки заземляющие проводники прокладываются в открытых просветах, трубах либо других жестких обрамлениях.
Каждый заземляемый элемент электроустановки должен присоединяться к заземляющей магистрали с помощью отдельного ответвления. Последовательное подключение к заземляющему проводнику нескольких заземляемых частей воспрещается.

Соединение конструкции заземления болтами

Нейтрали трансформаторов, заземляемые наглухо либо через аппараты, компенсирующие емкостной ток, присоединяются к заземлителю либо сборным заземляющим шинам с помощью отдельных заземляющих проводников. Заземляемые выводы вторичных обмоток измерительных трансформаторов присоединяются к их кожухам заземляющими болтами.
Гибкие перемычки, служащие для заземления железных оболочек и брони кабелей, прикрепляются к ним бандажом из проволоки и припаиваются, а потом соединяются болтовыми контактами с кабельной заделкой (муфтой) и заземляющей конструкцией. Сечения гибких перемычек должны соответствовать сечениям заземляющих проводников, принятых для данной электроустановки. Места соединения заземляющей перемычки с дюралевой оболочкой кабеля после пайки покрываются асфальтовым лаком либо жарким битумом.
Соединение вместе заземляющих проводников и присоединение их к конструкциям установки производятся сваркой, а подключение к корпусам аппаратов и машин - сваркой либо надежным болтовым соединением. Для предотвращения ослабления контакта при сотрясениях и вибрациях инсталлируются контргайки, пружинные шайбы и т.д.
Контактные поверхности на заземляемом электрическом оборудовании в местах присоединения заземляющих проводников, также контактные поверхности меж заземляемым оборудованием и конструкциями, на которых оно установлено, должны зачищаться до железного блеска и покрываться узким слоем вазелина.

http://www.licevim.ru/articles_683.html

Благодаря развитию технологий многомощные электрические приборы заполонили наши дома. Уже тяжело представить себе жизнь без холодильника, стиральной машины, микроволновой печи, индукционной плиты – ведь все это мы используем каждый день. Не стоит забывать, что электрические приборы представляют опасность для нас в случае нарушения их изоляции. Поэтому необходимо обязательно обустроить контур заземления для всего дома, обезопасив тем самым себя и приборы от пробоя на корпус.

Изъясняясь сухим техничным языком, заземление подразумевает электрическое соединение с землей (грунтом) нетоковедущих частей электроустановок, выполненное преднамеренно. При этом данные части электроприборов не находятся под напряжением в нормальном состоянии, но могут оказаться под ним. Причиной может стать нарушение изоляции в том числе.

Чтобы объяснить более простым доступным языком, придется вспомнить школьный курс физики. Как мы помним, ток имеет свойство течь в сторону наименьшего сопротивления. Если изоляция токоведущих частей приборов нарушена, ток будет искать место, в котором сопротивление самое низкое. Так происходит пробой на корпус электроприбора. Другими словами металлический корпус будет находиться под напряжением. Помимо того, что это может нарушить работу самого прибора или даже поломать его, если в данный момент человек дотронется к поверхности корпуса, он получит удар током.

Контур заземления необходим для того, чтобы ток распределился между человеком и заземляющим устройством обратно пропорционально их сопротивлениям. Учитывая, что сопротивление тела человека во много раз будет превышать сопротивление заземляющего контура, через него пройдет предельно допустимый ток, а остальной уйдет в землю. Мы подошли к очень важному моменту: выполняя контур заземления своими руками, необходимо сделать его таким, чтобы его сопротивление было минимально допустимым.

Контур заземления выполняется с помощью стальных стержней, забиваемых на глубину, и планок, содиняющих их

Чаще всего заземление выполняется с помощью металлических стержней – электродов, заглубленных в грунт и соединенных между собой вверху полосой или прутом. Данная конструкция соединяется с придомовым щитком кабелем или такой же металлической полосой.

При этом глубина расположения электродов зависит от насыщенности грунта водой. Чем выше находятся грунтовые воды, тем меньше потребуется глубина.

Расстояние от дома должно составлять не менее 1 м, но не более 10 м.

Минимальные допустимые размеры арматуры, применяемые для монтажа заземляющих устройств

Контур заземления частного дома выполняется с помощью стержней, в качестве которых могут выступать стальной уголок, арматура с гладкой структурой, труба, двутавр. Площадь сечения электродов должна быть больше 1,5 см 2 , а форма должна быть удобной для забивания в землю.

Стержни располагаются в ряд или в виде геометрической фигуры: треугольник, квадрат, прямоугольник. Это зависит от удобства монтажа конструкции и площади, которую можно использовать. Также возможен вариант оборудования контура по периметру здания. Но самым распространенным по-прежнему остается треугольный контур заземления. В вершинах фигуры вбиты электроды, которые соединены между собой стальной полосой.

Важно! Контур заземления должен располагаться обязательно ниже промерзания грунта.

Другими словами, заземление можно сделать, используя подручный материал. Но есть возможность приобрести готовый комплект для обустройства контура заземления. В него входят стержни – электроды из омедненной стали, длиной 1 м, соединяются резьбовым соединением. Такие комплекты стоят недешево, но значительно облегчают задачу и долговечны в использовании.

Как сделать расчет

Безусловно, заземление можно выполнить опытным путем. Например, определить глубину залегания воды, отступить от дома на оптимальное расстояние и обустроить треугольный контур. Сварить электроды между собой и измерить сопротивление получившейся конструкции. Если оно окажется слишком большим, заглубить еще дополнительные электроды, присоединить их к предыдущим и снова произвести замеры. И так пока результат измерений не будет соответствовать требованиям.

Специалисты же настоятельно рекомендуют перед тем, как сделать контур заземления, произвести все необходимые расчеты. Определить число вертикальных заземлителей – электродов, которое понадобится, и длину соединительной полосы в зависимости от сопротивления грунта.

Для начала потребуется определить сопротивление одного вертикального заземлителя – электрода.

Формула 1. Сопротивление одного вертикального заземлителя

R 0 – сопротивление одного электрода, Ом;

ρ экв – эквивалентное удельное сопротивление грунта, Ом*м;

L – длина электрода, м;

d – диаметр электрода, мм;

T – расстояние от середины электрода до поверхности земли, м.

Таблица 1. Удельное сопротивление грунта

Таблица 2. Значение сезонного климатического коэффициента сопротивления грунта

Значение сопротивления грунта можно брать из таблицы, но если грунт неоднородный, тогда

Формула 2. Эквивалетное удельное сопротивление неоднородного грунта

Ψ – сезонный климатический коэффициент;

ρ 1 , ρ 2 – удельное сопротивлении грунта (1 – верхнего слоя, 2 – нижнего слоя), Ом*м;

H – толщина верхнего слоя грунта, м;

t – глубина, на которую забивается электрод, м (глубина траншеи);

Если не учитывать сопротивление горизонтального заземлителя, то количество электродов можно найти по формуле:

Формула 3. Количество электродов без учета сопротивления горизонтального заземлителя

n 0 – количество электродов;

R н – нормируемое сопротивление заземления, исходя из ПТЭЭП.

Таблица 3. Наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств (ПТЭЭП)

Определяем сопротивление тока горизонтального заземлителя по формуле:

Формула 4. Сопротивление тока растекания горизонтального заземлителя

L Г – длина заземлителя;

b – ширина заземлителя;

ψ – коэффициент сезонности горизонтального заземлителя;

ɳ Г – коэффициент спроса горизонтальных заземлителей.

Длина заземлителя находится так:

Формула 5. Длина горизонтального заземлителя

a — расстояние между электродами.

Формула 6. Сопротивление вертикальных заземлителей — электродов с учетом сопротивления горизонтального заземлителя

Итоговое количество вертикальных заземлителей – электродов равно:

Формула 7. Окончательное количество вертикальных заземлителей

ɳ в – коэффициент спроса вертикальных заземлителей.

Таблица 4. Коэффициент использования заземлителей

Показатель под названием «коэффициент использования» показывает влияние друг на друга токов в зависимости от расположения вертикальных электродов. Если электроды соединены параллельно, то токи, протекающие по ним, влияют друг на друга. Чем меньше расстояние между электродами, тем общее сопротивление контура больше.

Если число заземлителей, полученное по последней формуле, оказывается не целым, округляем его до целого в большую сторону.

Контур заземления: схема

После того, как все расчеты произведены, выбираем удобное место для расположения контура заземления. Определяемся, какой фигурой будут располагаться электроды. Затем рисуем схему контура заземления с учетом типа используемых материалов. Обязательно указываем, что использовали для электродов и для соединительной полосы, их длину и диаметр, глубину расположения.

Контур заземления: схема на паспорте (снаружи здания) — пример

Контур заземления: схема на паспорте (внутри здания) — пример

Все это нам пригодится не только для удобства монтажа и на будущее, но и для того, чтобы получить паспорт контура заземления. Когда монтажные работы будут завершены и сопротивление контура измерено, сотрудники энергоуправления, которых необходимо будет пригласить, выдадут и завизируют всю необходимую документацию на контур заземления. Конечно, это в том случае, если все сделано верно.

Сооружение контура заземления

Монтаж контура заземления лучше начинать в теплое время года. Так будет легче производить земляные работы и измерить сопротивление заземления. Тогда же будет более достоверно видно, на какой глубине залегают грунтовые воды.

Рассмотрим вариант обустройства контура заземления в виде треугольника:

Для обустройства контура заземления необходимо вырыть траншею на глубину промерзания грунта

Место мы уже выбрали. Поэтому копаем траншею глубиной от 0,7 м до 1 м (ниже промерзания грунта), шириной 0,5 – 0,7 м. Линии должны образовывать треугольник со стороной, длина которой была определена в ходе расчетов.
От одного из углов треугольника копаем траншею в сторону силового щитка.
В вершинах треугольника вбиваем заземлители – электроды. Что именно будем для этого использовать, необходимо решить на этапе расчетов. Пусть в качестве примера это будет стальной уголок 50*50 мм. Если плотность грунта не позволяет просто забить стержни, придется бурить скважины.
Заглубляем стержни так, чтобы они выступали над уровнем грунта. Если нам все же пришлось бурить скважины, устанавливаем в них уголки и засыпаем грунтом, перемешанным с солью.
Берем стальную полосу 40*5 мм и привариваем к электродам, образуя контур в виде треугольника. Затем от одного из них ведем полосу до силового шкафа.
Полосу закрепляем к проводу заземления или силовому щитку с помощью болта диаметром 10 мм. При этом болт обязательно привариваем к полосе.
На этом этапе проверяем сопротивление контура заземления Омметром. Прибор этот недешевый, покупать его нет смысла. Лучше пригласить сотрудников из энергоуправления, чтобы они сняли замеры и заполнили паспорт контура заземления. Показатель сопротивления должен быть меньше требуемого. Если нет, тогда необходимо вбивать дополнительные электроды.
Если сопротивление оказалось достаточным, засыпаем траншею однородным грунтом без строительного мусора и щебня.

Важно! Во время дальнейшей эксплуатации в аномально засушливую погоду контур заземления желательно поливать со шланга водой, чтобы снизить его сопротивление.

Все работы, связанные с расчетами и монтажом контура заземления, можно доверить профессионалам, у которых больше опыта. Это поможет сэкономить время и нервы. Но если Вы склонны все делать своими руками, дерзайте. Ваше творение будет служить защитой Вам и Вашей семье.

Мы хотим рассказать в этой статье о том, как правильно оборудовать заземление в частном доме. В ней мы подробно остановимся на материалах, монтаже и устройстве заземления. Вы узнаете о том, что собой представляет модульно штыревое заземление, о материалах, которые нужны для его установки и о способе контроля над смонтированным заземлением.

Электричество и меры безопасности при его использовании

При использовании электричества существует вероятность возникновения опасных ситуаций. Чтобы этого избежать существуют разные средства. Самым главным и надежным средством является устройство, которое носит название - защитное отключение электричества. Еще одним из защитных устройств, которое помогает избежать опасных ситуаций - это создание контура заземления и подключения к нему всего электрооборудования, которое есть в доме. Для электроснабжения частного дома создается точка. Она указывается в разрешающих технических условиях и станавливается электропоставляющей организацией. К каждой точки подключения (к аспределительному щиту) подходят четыре проводника, три - это фазы (L1,L2, L3), а проводник четвертый, создан специально на подстанции, - заземляющий (N). Его еще называют «землей», хотя правильное название звучит как - «нейтраль». На нем нет напряжения, и он служит парой для фазного провода. Следует учесть, что количество проводов и жил в кабеле зависит от технических характеристик, которые владелец дома указал при подключении. Заявленное напряжение может быть двух видов - 220В или 380В.

При заявке в 220В к дому подводятся два кабели или две жилы.
Если нужно 380В, то тогда подается четыре жилы в кабеле или четыре провода.

Чтобы подключить освещение достаточно только одной фазы и одной нейтрали. По новым правилам (ПУЭ) к каждому электроприбору, который рассчитан на 220В, должны подходить три провода (кабель, шнур):

фазный провод под напряжением (L);
нулевой провод (N);
защитный нулевой провод (РЕ) его другое название - «защитное зануление».

В независимости от системы проводки, которая проходит в доме (она может быть трехпроводная и пятипроводная) начиная от распределительного щитка, по дому прокладываются всего три группы проводов:

осветительная - два провода - фаза и нулевой (L и N), 1,5 мм.кв - сечение.
розеточная - три провода (L, N, РЕ) сечение проводов не меньше 2,5 мм.кв.

Электрооборудование (силовое) - три кабеля (L, N, РЕ), сечение рассчитывается относительно мощности оборудования. Но не следует забывать, что защитный (РЕ) и нулевой (N) проводники не могут быть больше фазного проводника, сечение их должно быть меньше или хотя бы равно проводу L. Но при всем этом «нейтраль» и защитный проводник не могут быть подключены в щитке под одним контактным зажимом. При правильном проектировании, силовой щиток выглядит следующим образом: в нем имеет два фазных провода, одна «земля» и шина заземления (РЕ). К шине подключается контур заземления.

Согласно международным стандартам и фазный провод и «нейтраль» принято считать силовыми проводами. Это значит, что подлежат обязательному соблюдению некоторые требования: Необходимо изолировать все провода от корпуса в конструкции прибора.

В общей схеме «нейтраль» и фаза - силовые проводники, а это значит, что нельзя использовать нулевой провод вместо защитного провода РЕ. Это вызвано тем, что иногда на «нейтрали» возникает «напряжение смещения». Это явление возникает и в исправной системе. Иногда оно может быть в 50В, что автоматически превращает его из защитного провода в опасный!

Заземление своими руками

Потенциал защитного проводника РЕ с помощью контура заземления всегда будет равен потенциалу грунта (земли). А это значит, что корпус прибора, подключенного к контуру, тоже будет равен этому потенциалу. Вот поэтому очень важно держать под контролем сопротивление цепи заземления. В идеале оно не должно быть больше показателя в 4 Ом. Согласно схеме, заземлитель состоит из заземляющего проводника и заземлителя.

Металлический проводник, который находится в контакте с землей, называется заземлителем. А металлический проводник, который присоединяет шину РЕ из электрощита к заземлителю, называют заземляющим проводником.

Для устройства заземления создается схема, в которую входят: распределительный силовой щиток (с шиной РЕ), заземлитель, заземляющий провод и электроприбор.
Согласно ПУЭ, а именно п.1.7.70, в качестве заземлителя могут быть использованы различные конструкции, которые подходят для таких целей. Кроме того используются естественные заземлители. А именно:

водопроводные и металлические другие трубопроводы, в которых трубы соединены между собой способом электро-, газосварки. Исключением становятся трубы с горючими жидкостями, взрывчатыми и горячими газами и смесями, трубы центрального отопления и канализации;
металлические и железобетонные каркасы зданий, которые контактируют с землей;
трубы скважин.

При использовании таких естественных заземлителей необходимо вывести отвод - проложить заземляющий провод от такой конструкции до шины РЕ электрощита. Отвод следует присоединить к конструкции с помощью болтов или сварки. Для этого вначале к конструкции приваривается стальная пластина и только затем присоединяется провод (из меди).

Если используется в качестве заземлителя естественный заземлитель, то срок службы заземлителя сокращается за счет утечки тока по конструкции. Из этого следует, что в качестве заземлителя лучше использовать отдельный искусственный контур заземления.

Кроме того, если конструкция дома деревянная и нет рядом естественных заземлителей, то следует использовать искусственные.

Для такого вида заземлителей используются круглые заготовки из стали. Диаметр заготовки должен быть больше 16 мм. Можно для этих целей использовать стальной уголок (с параметрами 50х50х5 мм). Длина заготовок должна соответствовать 3,0 - 3,5 метрам. Заготовку следует вбить в землю (вертикально), оставив над землей не более 10 сантиметров. Между заземлителями прокладывается траншея (0,7 м глубина). В ней прокладываются провода, которые соединяют заготовки заземлителя между собой.
Сечение соединительных проводов - не менее 16 мм, соединятся конструкция с помощью сварки.
Этот контур присоединятся к шине РЕ проводом (2,5 мм.кв). Толщина провода заземления не может превышать толщину фазного провода. Присоединение заземляющего провода к шине РЕ можно проводить с помощью болта или сварки (любого типа). Это нужно для создания не только самого заземления, но и для дополнительной площади соприкосновения.

Если возле дома есть хозяйственное помещение, в котором находится силовое оборудование (токарные станки, электроприборы, с повышенным потреблением энергии), то к нему должно быть подведено электроснабжение (в виде двух или четырех кабелей). То это помещение подлежит дополнительному заземлению.В самом помещении по периметру нужно создать внутренний заземляющий контур. Он выполняется с помощью стальной полоски (сечение которой 24 мм). Полоска должна находиться на высоте 0,8 м от уровня пола. Корпус электроприборов с помощью стальной полоски (размером 20х5 мм) или медного провода (2,5 мм) присоединяется к контуру. Внутренний контур соединяется с заземлителем. Но точек соединения должно быть больше чем две.

Пример устройства заземления

Перед устройством заземляющего контура следует произвести расчет и создать проект. Все последующие работы должны производиться согласно данному проекту. Ведь устройство контура довольно непростая задача. Для этого придется провести земельные работы, произвести расчеты электросопротивления земли на данном участке, произвести сварочные и монтажные работы. Для проведения качественных работ по заземлению обычно приглашают специалистов, но этот вид работ можно сделать самостоятельно.
Чтобы сэкономить материалы и силы, то контур следует создать вблизи распределительного щитка. Для построения контура, а затем присоединения его к щитку потребуются следующие материалы:

Стальные стержни,
диаметром от 16 мм (три штуки),
стальные уголки,
размером 50х50х5 мм (три штуки).

Они обеспечат требуемое сопротивление, не смотря на величину удельного сопротивления земельного участка.
Около 9 м стальной полосы, размером 4х40 мм.
Стальная полоска, которая будет пролегать от контура до распределительного щитка (метраж в зависимости от расстояния).
Для начала следует выкопать траншею (глубина 0,7 м и ширина 0,5 м). Траншея должна пролечь от дома до места расположения контура. На месте контура траншея принимает форму равностороннего треугольника со стороной в 3 метра. На каждой вершине треугольника пробурить скважины, на глубину 3 м. В эти скважины надо забить стальные стержни. Если земля мягкая, то стержни забиваются с помощью кувалды, а если твердая, то следует вначале заточить стержни с одной стороны и затем с применением груза забить в землю. К уголкам следует приварить стальную полоску, расположенную на высоте 0,01 м от дна траншеи. Так выглядит очаг заземления.
От образовавшегося контура до дома прокладывается стальная полоска. Одну сторону этой полоски следует прикрепить к контуру, а другую к шине РЕ, расположенной в силовом распределительном щитке.
Затем вся конструкция покрывается грунтом. В грунте не должно быть мусора и щебня. Чтобы уменьшить сопротивление контура его можно дополнительно присоединить к металлическому забору, столбам из металла или металлическим опорам. Места сварки (которая производится внахлест) надо покрыть битумным лаком, чтобы избежать коррозии.

Если от воздушной линии электропередач к дому подведено трехфазное или однофазное электричество, то следует выполнить дополнительное заземление «нетраля» (нулевого проводника) на вводе в силовой щиток. Это устройство также надо присоединить к заземляющему контуру.

Модульная штыревая система

На рынке оборудования широко рекламируется и неплохо продается новая система заземления, которая называется - модульная штыревая. Высокотехнологичная новая система устанавливается не зависимо от технических условий, ограниченности территории установки контура.

Так в чем же преимущества этой системы заземления? как проходит её монтаж и что для этого понадобится? Далее вы узнаете все об этой системе заземления.
Для размещения системы модульной штыревой понадобится один квадратный метр площади. Для монтажа её понадобится перфоратор. При монтаже не требуется бурения скважин под заготовки, чтобы достигнуть нужной величины сопротивления. Все работы проходят с помощью перфоратора (он работает как бур). Соединения элементов этой системы происходят с помощью специальных соединительных муфт. Если отсутствует дополнительная площадь, для установки контура, и возле дома довольно мягкий грунт, то устанавливается модульный штыревой контур заземления. Глубинный монтаж позволяет утапливать заземлитель на 40 метров вглубь земли. Это обеспечивает необходимые параметры требуемого заземления и сопротивления грунта. Если твердость грунта не позволяет провести глубинное заземление, то применяется монтаж контура, о котором описывалось выше (обычный контур).
Для монтажа штыревой системы требуются два квалифицированных специалиста. При монтаже проводится обязательное измерение сопротивления грунта на протяжении продвижения вглубь грунта. Это нужно для контроля параметров заземления. Модули заземлителей этой системы соединяют с помощью специальных сжимов, которые после монтажа изолируются лентой (гидроизоляционной), во избежание коррозии металла и соединений.

Система заземления штыревая намного дороже классической системы. Но не следует забывать, что у неё срок службы в разы больше чем у обычного контура, который выполняет с использованием стальных уголков и полос из металла.
Когда пройдет полный монтаж системы заземления следует провести замеры сопротивления контура. Это необходимо для получения паспорта, который выдается в соответствии с нормами, указанными в ПТЭЭП и ПУЭ. Бланк паспорта можно взять в этих организациях.
Чтобы определить, что выгоднее установить, проведем сравнительную характеристику цен материалов обеих систем. Стоимость монтажа и материалов штыревой системы составляет приблизительно 500 долларов (материалы) и 120 долларов (монтаж). Что в итоге дает 620 долларов. При классической системе монтаж обойдется в те же 120 долларов, а материалы в 100 дол., что, в общем, составит - 220 дол. Хотя классическая и дешевле, но на монтаж штыревой системы затрачивается всего полчаса. Кроме того, она требует гораздо меньшего пространства и энергозатрат.

Приборы, которыми измеряют сопротивление заземления

После проведения всех работ по монтажу контура необходимо проверить качество работ и качество очага заземления. Требуется снять показания всех сопротивлений и сравнить результаты с нормами ПТЭЭП и ПУЭ. Это все проводится с помощью специальных устройств.
Сначала проводится визуальный осмотр всех частей заземляющей системы. Для этого с помощью молотка проводится простукивание всех мест сварки и скреплений. Следует убедиться, что все соединено надежно и в местах соединения нет трещин, а соединения с помощью болтов надежно скручены. Результаты проверки заносятся в специальный регистрационный лист, который есть в паспорте.

Согласно правилам, которые применяются к электроустановкам (ПУЭ) до 1000В и имеют глухое заземление проводника «нейтраль», сопротивление устройства заземления не может превышать показатель в 4 ОМ. Эта величина получается, в качестве сложения сопротивлений заземлителей относительно грунта и сопротивления заземляющего провода.
Замерять эти величины можно с помощью приборов - омметров: М416, АНЧ 3, ЭКО 200, КТИ 10, ЭКЗ 01, ИС 10, MRU 101, MRU 100 и многими другими приборами для измерения сопротивления. Все эти приборы внесены в единственный реестр стран - Россия, Казахстан, Украина, Узбекистан, Беларусь.

Заключение. В этой статье было рассмотрено два вида систем заземления частного дома. Теперь вы сможете выполнить заземление собственного дома самостоятельно. Но если появятся вопросы, то обращайтесь за помощью к квалифицированным специалистам. Ведь от правильно смонтированного заземления зависит безопасность дома.

Заземляющее устройство в коттедже

Заземляющее устройство в коттедже выполняют множеством способов. Одним из главных недостатков многих заземляющих устройств является нестабильность свойств заземления во времени. Помимо сезонных изменений свойств заземления, постоянно происходит коррозия проводников заземления.

Заземления на глубину ниже уровня грунтовых вод и, естественно, глубже глубины промерзания для данной местности. Наиболее распространённый метод решения этой проблемы — забивание металлических стержней длиной примерно 2...3 м в грунт, часто из специальной траншеи глубиной 0.3...0.8 м. Верхние концы стержней соединяются в контур размером не более 16x16 м металлической полосой с помощью сварки и закапываются. Естественно, наружу делаются выводы из той же полосы. А с коррозией проводников борются, выполняя эти проводники из нержавеющей стали.

Очень удобно и экономично делать контур заземления на этапе строительства фундамента или дренажной системы, естественно учитывая все сказанное выше относительно размеров и глубин. Как правило, контур удобно размещать немного глубже расположения нижних частей фундамента или труб дренажной системы и закладывать его в канавку (шириной с лопату и примерно 0.3 м глубиной) , вырытую по периметру дна котлована или вдоль дна траншеи дренажной системы. Для снижения сопротивления заземления канавку рекомендуется засыпать щебнем, предварительно заложив на дно металлический проводник. Забивание металлических стержней в дно канавки и приваривание их к контуру тоже не возбраняется, но при достаточной глубине заложения контура число стержней может быть небольшим. Не забудьте, что контур заземления должен быть замкнутым и охватывать большую площадь. Желательно, чтобы в плане контур приближался к квадрату. Идеальным материалом для проводников заземляющего устройства является нержавеющая сталь. Это потому, что заземляющее устройство из нержавеющей стали, в отличие от других материалов, практически не меняет своих свойств со временем.

Все соединения надо выполнять сваркой или нержавеющей клёпкой. Сечение проводника из нержавеющей или оцинкованной стали для заземляющего устройства не должно быть менее 75 мм.

В продаже есть специальные стержни и шины из нержавеющей или оцинкованной стали размером 30x3.5 мм.

Вместо стержней можно использовать нержавеющие трубы с подходящим сечением по металлу. Часто для шин используется нержавеющая проволока диаметром 6 мм, ложенная втрое или вчетверо и проваренная через каждый метр, или нержавеющая полоса не меньшего сечения (можно про- сто нарубить на металлобазе лист нержавейки олщиной 3.5...4 мм на полосы шириной 30 мм, которые потом свариваются торцами). Иногда горизонтальные части контура выполняют из протяжённых кусков нержавеющего металлолома, сваренных друг с другом, и т. п. Не забудьте вывести от контура вертикальные отводы такого же сечения в нужных местах для подключения к главной заземляющей шине (ГЗШ) и системе молние-защиты.

На рисунке показано в разрезе исполнение контура заземления в котловане для фундамента.

Если расщепление совмещённого нулевого провода будет производиться на опоре, то от контура заземления до опоры необходимо протянуть линию повторного заземления. Линия повторного заземления выполняется из того же материала и того же сечения, что и сам контур. Эта линия прокладывается прямо в земле (рекомендуемая глубина 1 м, но не менее 0.3 м) и со стороны коттеджа подключается к контуру заземления в уличном шкафу на ГЗШ.

(Так как заземляющее устройство используется и для системы молниезащиты, необходимо избегать прокладки трассы этой линии под пешеходными дорожками и места-ми, где могут часто находиться люди!)

С противоположного конца линия повторного заземления выходит прямо на опору и поднимается по ней до места подключения к нулевому проводу. Все соединения на линии выполняются сваркой или нержавеющей клёпкой. Крепить линию заземления к опоре можно хомутами или скобами из нержавеющей ленты или проволоки.

Монтаж на линии и опоре нельзя выполнять самостоятельно. Его можно делать только по проекту, и работу должна выполнять только местная обслуживающая организация ВЛ.