Монтаж заземляющего устройства

Монтаж заземляющих устройств (монтаж заземления). Устройство заземления

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Монтаж заземляющих устройств

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

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

Глубина заложения верха вертикальных заземлителей должна быть 0,5—0,6 м от уровня планировочной отметки земли и выступать от дна траншеи на 0,1—0,2 м. Расстояние между электродами 2,5—3 м. Горизонтальные заземлители и соединительные полосы между вертикальными заземлителями укладывают в траншеи глубиной 0,6—0,7 м от уровня планировочной отметки земли.

Все соединения в цепях заземлителей выполняют сваркой внахлестку, и места сварки покрывают битумом во избежание коррозии. Траншею роют обычно шириной 500 и глубиной 700 мм. Устройство внешнего заземляющего контура и прокладку внутренней заземляющей сети производят по рабочим чертежам проекта электроустановки.

В местах пересечения заземляющих проводников с кабелями, трубопроводами, железнодорожными путями, а также в других местах, где возможны механические повреждения, проводники защищают трубами, угловой сталью и т. п. У мест вводов подземной заземляющей проводки в здание на стены наносят опознавательные знаки с указанием расстояния до заземляющих проводников. Вводы в здание заземляющих проводников выполняют не менее чем в двух местах.

После монтажа заземлителей составляют акт на скрытые работы и на чертежах указывают привязки заземляющих устройств к стационарным ориентирам. Проложенные в земле заземлители и заземляющие проводники не окрашивают, так как окраска привела бы к повышению сопротивления. Траншеи засыпают грунтом, не содержащим камней и строительного мусора, и трамбуют.

Заземляющие магистральные проводники прокладывают по стенам на расстоянии 5—10 мм от поверхностей на высоте 400—600 мм от уровня пола. Расстояние между точками крепления 600—1000 мм. В сухих помещениях и при отсутствии химически активной среды допускается прокладка заземляющих проводников вплотную к стене. В каналах эти проводники должны прокладываться на расстоянии не менее 50 мм от съемного покрытия. Заземляющие полосы к стенам крепят дюбелями, которые пристреливают строительно-монтажным пистолетом либо непосредственно к стене, либо через промежуточные детали (рис. 1). Так же широко применяют закладные детали, к которым приваривают полосы заземления.

Рис. 1. Крепление заземляющих проводников дюбелями с помощью строительно-монтажного пистолета (а — непосредственно к кирпичному или бетонному основанию, б — с прокладкой) и промежуточные детали для крепления прямоугольных (в) и круглых (г) заземляющих проводников

В сырых и особо сырых помещениях и в помещениях с едкими парами заземляющие проводники приваривают к опорам, закрепленным дюбелями-гвоздями. Для создания зазора между заземляющим проводником и основанием в сырых помещениях и помещениях с агрессивной средой используют штампованный держатель из полосовой стали шириной 25—30 и толщиной 4 мм, а также кронштейн для прокладки круглых заземляющих проводников 12—19 мм.

Заземляющие проводники прокладывают открыто. Они должны быть доступны для наблюдения, за исключением труб электропроводки, оболочек кабелей и некоторых других естественных проводников. Проходы заземляющих проводников сквозь стены и перекрытия осуществляются через открытые отверстия, стальные трубы или обоймы. В местах пересечения температурных швов здания устанавливают компенсаторы.

Соединение заземляющих проводников из круглой стали и присоединение к заземлителям осуществляют сваркой. Длина нахлестки при сварке должна быть равна двойной ширине полосы для прямоугольных полос или шести диаметрам для круглой стали. К трубопроводам заземляющие проводники присоединяют хомутами. При наличии на трубах задвижек или болтовых фланцевых соединений выполняют обходные перемычки (рис. 2, а — е).

Рис. 2. Примеры соединения заземляющего проводника с трубопроводом хомутом (а), обходной перемычкой, установленной на задвижке (б), заземлителей с полосовой сталью (в), металлоконструкций перемычкой (г) и заземляющих проводников, проходящих через пол и стену (д)

Части электроустановок, подлежащие заземлению, присоединяют к заземляющим магистралям отдельными ответвлениями. Стальные заземляющие проводники присоединяют к металлоконструкциям сваркой, к оборудованию — под заземляющий болт или, где возможно, сваркой. Заземляющие проводники присоединяют к металлическим оболочкам кабелей медными проводниками с креплением проволочным бандажом и пайкой. Места присоединений под болт предварительно зачищают стальной щеткой до блеска. Вместо зачистки удобно применять царапающие заземляющие шайбы.

В наружных установках, а также в сырых помещениях с едкими парами или газами места болтовых присоединений защищают смазкой (рекомендуется морская АМС), во внутренних установках покрывают нейтральным вазелином или глифталевым лаком.

Монтаж заземления распределительных устройств.

Каждая подстанция и распределительное устройство должны иметь надежное, т. е. с небольшим сопротивлением (не более 4 Ом) заземление.

Сопротивление заземляющего устройства зависит: от проводимости почвы (во влажной почве меньше, чем в сухой) ; количества и взаимного расположения заземлителей; типа элементов, на которых выполнено заземляющее устройство (трубы, угловая сталь, стержни, полосы), и глубины их заложения.

Вокруг подстанции обычно делают общий заземляющий контур, к которому приваривают заземляющие проводники внутренней части подстанции. Отдельные элементы электрооборудования присоединяют к заземляющим проводникам параллельно, а не последовательно, иначе при обрыве заземляющего проводника часть оборудования может оказаться незаземленной.

В распределительных устройствах заземляют все элементы электрооборудования и металлические конструкции: фланцы опорных и проходных изоляторов, фланцы линейных выводов, баки трансформаторов и выключателей, опорные конструкции, цоколи или плиты предохранителей, резисторов и других аппаратов.

Электрооборудование, установленное на изолирующих опорах, заземляют присоединением ответвления от магистрали заземления к заземляющему или крепящему болту аппарата или изолятора. При этом контактную поверхность зачищают до блеска и смазывают тонким слоем вазелина.

При установке изоляторов и аппаратов на стальном основании ответвление заземления приваривают к стальной конструкции (основанию). Отдельно заземлять оборудование не требуется, необходимо только создать надежный контакт между оборудованием и конструкцией, зачистив до металлического блеска и смазав вазелином контактные поверхности.

При монтаже разъединителей заземляют раму, плиту привода и опорного подшипника, корпус сигнальных контактов. Если разъединители и приводы смонтированы на металлических конструкциях, заземляющие проводники приваривают к ним. Места установки изоляторов на металлических конструкциях зачищают до блеска и смазывают техническим вазелином.

Предохранители на б—10 кВ заземляют присоединением заземляющего проводника к фланцам опорных изоляторов, раме или металлической конструкции, на которой предохранители установлены. Разрядники надежно заземляют через чугунное основание (цоколь) или выходной зажим счетчика срабатывания, присоединяя заземляющий проводник к заземляющему болту основания каждой фазы непосредственно или через счетчик срабатывания.

При монтаже измерительных трансформаторов заземляют бак (цоколь) трансформатора напряжения или корпус (цоколь) трансформатора тока. Кроме того, заземляют нулевую точку обмотки ВН трансформатора напряжения, присоединяя медный гибкий провод к заземляющему болту на корпусе трансформатора. Нулевую точку или фазный провод обмотки НН также крепят к заземляющему болту или заземляют на сборке зажимов. Закороченный (неиспользованный) зажим обмотки присоединяют к заземляющему болту трансформатора тока медным проводом.

Реакторы при горизонтальном расположении фаз заземляют присоединением заземляющих проводов к заземляющим болтам изоляторов, а при вертикальном расположении фаз — присоединением только к опорным изоляторам нижней фазы. Заземляющие провода не должны образовывать вокруг реакторов замкнутых контуров во избежание их перегрева.

Заземления отдельных аппаратов распределительных устройств показаны на рис. 3, а, б, в.

Рис. 3. Заземления отдельных аппаратов РУ: а — разъединителя, б — реактора, в — маломасляного выключателя

Высоковольтные выключатели и приводы к ним заземляют присоединением заземляющего проводника к заземляющему болту на крышке бака или раме выключателя, а также на корпусе привода. При установке выключателя или привода на стальной конструкции заземляющий проводник приваривают к ней.

Заземляемыми элементами силового трансформатора являются кожух, обе направляющие, нейтраль обмотки НН при глухом заземлении и пробивной предохранитель обмотки НН с изолированной нейтралью. Заземляющий проводник присоединяют к заземляющему болту на баке или корпусе трансформатора непосредственно или через гибкую вставку при необходимости выкатки трансформатора. Пробивной предохранитель заземляют через установочную скобу на баке трансформатора.

Металлические части щитов и пультов, изолированные от частей, находящихся под напряжением, соединяют с заземляющими проводниками. Фундаментную раму приваривают к магистрали заземления не менее чем в двух точках. Каждую панель присоединяют к каркасу в двух- трех точках. Так же заземляют камеры сборных распределительных устройств КРУ и КСО, комплектные трансформаторные подстанции КТП и т. д. Кроме того, заземляющий проводник приваривают к рамам дверей и сетчатых ограждений.

Для присоединения временных переносных заземлений при ремонтных работах на заземляющих шинах устанавливают планки или барашки, зачищенные до металлического блеска и смазанные вазелином. Места для наложения переносного заземления на шинах РУ оставляют неокрашенными.

1. Из каких операций состоит монтаж заземляющих устройств?
2. Почему отдельные элементы электрооборудования присоединяют к заземляющим проводникам параллельно, а не последовательно?
3. Как заземляют отдельные элементы электрооборудования РУ?

Монтаж заземляющих устройств

Электрический ток при прохождении через тело человека может вызвать тяжелые травмы, а в некоторых случаях — смерть.

Установлено, что для человека ток 15—25 мА является опасным, а более 50 мА при длительном его прохождении через тело человека может вызвать смерть. Поражение человека электрическим током возможно при соприкосновении его с теми частями электроустановок, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции одной фазы. В этих случаях, чтобы защитить обслуживающий персонал от потенциалов опасной величины, выполняют защитные заземления, т. е. все части установки, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под напряжением при повреждении изоляции фазы, соединяют проводниками с землей.

Заземлитель представляет собой металлический проводник или группу проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Металлические проводники, соединяющие заземляемые части установки с заземлителем, называются заземляющими проводниками. Совокупность заземлителей и заземляющих проводников называют заземляющим устройством, а преднамеренное электрическое соединение части электроустановки с заземляющим устройством — заземлением.

Заземляют следующие металлические части электроустановок:

– корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т. п.;

– приводы электрических аппаратов;

– вторичные обмотки измерительных трансформаторов;

– каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитов и шкафов;

– конструкции распределительных устройств, кабельные конструкции, корпуса кабельных муфт, оболочки и брони силовых и контрольных кабелей и проводов, стальные трубы электропроводки и т. п.

На воздушных линиях напряжением 6—1.0 кВ заземляют железобетонные и металлические опоры, расположенные в населенных местностях, а также каркасы и корпуса электрооборудования (разъединителей, предохранителей, разрядников), установленного на деревянных, железобетонных или металлических опорах.

– оборудование, установленное на заземленных металлических конструкциях (на опорных поверхностях должны быть зачищенные и незакрашенные места для обеспечения электрического контакта) ;

– корпуса электроизмерительных приборов, реле, установленных на щитах, в шкафах, а также на стенах камер распределительных устройств;

– съемные или открывающиеся части ограждений, шкафов и камер распределительных устройств, установленных на металлических заземленных каркасах.

Для заземления электроустановок различных напряжений используют общее заземляющее устройство.

Заземлители могут быть естественные и искусственные. Естественными заземлителями являются: металлические конструкции зданий и сооружений, соединенные с землей, проложенные в земле металлические трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей и горючих газов); свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле, если их не менее двух.

В том случае, когда сопротивление заземляющего устройства при использовании естественных заземлителей будет удовлетворять требованиям ПУЭ, устраивать дополнительное искусственное заземление не требуется.

В качестве искусственных заземлителей применяют вертикально забитые стальные трубы с толщиной стенок не менее 3,5 мм, угловую сталь, стальные стержни диаметром не менее 6 мм, горизонтально проложенные стальные полосы толщиной не менее 4 мм и общим сечением не менее 48 мм2 и т. п. Сопротивление заземления заземлителей определяется в основном удельным сопротивлением грунта, размером и формой заземлителя, глубиной заложения его в грунте.

Внутреннюю сеть заземления в помещениях РУ выполняют в виде магистрали заземления и ответвлений от них к отдельным корпусам аппаратов.

Последовательное присоединение заземляющих корпусов электрооборудовании к магистрали заземления не допускается. Магистральную заземляющую шину соединяют с заземлителем не менее чем двумя ответвлениями, присоединяемыми к заземлителю в разных местах.

Магистральную заземляющую шину и ответвления к заземляемым частям прокладывают открыто. Открыто проложенные заземляющие проводники окрашивают в черный цвет. При окраске их в иной цвет в местах присоединений и ответвлений необходимо прочертить две полосы черного цвета на расстоянии 150 мм друг от друга.

Сечения заземляющих проводников выбирают из расчета, чтобы при протекании токов однофазных замыканий на землю температура заземляющих проводников в установках выше 1000 В с большими токами замыкания на землю не превышала 400°С, в установках до и выше 1000 В с малыми токами сечение заземляющих проводников выбирают не менее ‘/з сечения фазных проводников.

В электроустановках напряжением до 1000 В применяют в качестве заземляющих проводников медные и алюминиевые проводники.

Заземляющие проводники соединяют друг с другом сваркой. К заземляемым конструкциям их присоединяют тоже сваркой, а к корпусам аппаратов, машин — сваркой или болтами. Пайкой присоединяют заземляющие проводники к металлическим оболочкам кабелей и проводов.

Проходы заземляющих проводников сквозь стены и перекрытия выполняют в трубах, стальных обоймах или открытых проемах.

Монтаж заземляющих устройств

Монтаж наружного контура заземления производят по рабочим чертежам проекта электроустановки, который учитывает удельное сопротивление грунта в месте монтажа и максимально допустимое сопротивление заземляющего устройства в электроустановке.

По трассе, указанной в проекте, роют траншеи глубиной 0,7 м, на дне которой размечают места погружения электродов с таким расчетом, чтобы расстояния между ними были примерно одинаковыми (обычно не менее 2,5 м), а их количество соответствовало указанному в проекте.

Метод погружения электродов зависит от их формы. Круглые стальные стержни диаметром 12. 16 мм вворачивают в грунт с помощью различных приспособлений. Приспособление ПВЭ (рисунок 1, а) состоит из электрической сверлилки 1, передающей вращательное движение через редуктор 2 и зажимное устройство 3 на стержень. На нижний конец стержня обычно наваривают небольшую металлическую полоску, образующую винтовую линию. Благодаря этому элементарному шнеку, а также усилию, которое рабочий прикладывает к ручкам сверлилки, стержень при вращении довольно быстро погружается в землю. При отсутствии источника электроэнергии для ввертывания стержней применяют приспособление ПЗД-12 с двигателем внутреннего сгорания небольшой мощности (рисунок 1, б).

Уголки погружают в грунт вибромолотом ВМ-2 (рисунок 1, в), представляющим собой электродвигатель 1, на вал которого насажены массивные чугунные диски. Благодаря тому, что диски закреплены на обоих выходных концах вала эксцентрично, при вращении ротора возникает сильная вибрация, которая через пружинные подвески 2 передается на основание 3. Для погружения электрода, основание вибромолота закрепляют на верхнем конце электрода и включают двигатель.

Рисунок 1 – Инструмент и приспособления для погружения электродов:

а — приспособление ПВЭ, б — приспособление ПЗД-12,

в — вибромолот ВМ-2

После погружения вертикальных заземлителей их соединяют между собой горизонтальными заземлителями (стальной полосой сечением не менее 48 мм2 и толщиной не менее 4 мм или стальным прутом диаметром не менее 10 мм) способом электрической, газовой или термитной сварки. Части заземлителя соединяют сваркой внахлестку. Длина нахлестки должна быть равна ширине проводника (при прямоугольном сечении) или шести диаметрам (при круглом сечении), а длина сварного шва должна быть соответственно не менее двойной ширины или шести диаметров. Если на месте производства работ отсутствует электроэнергия, отдельные элементы контура заземления соединяют между собой термитной сваркой.

Рисунок 2 – Соединение заземляющего проводника к трубопроводу.

а — полосы, б — круглого проводника

Для. монтажа контура наружного заземления с использованием естественных заземлителей заземляющие проводники приваривают к трубопроводам (рисунок 2). Все сварные соединения, расположенные в земле, для защиты от коррозии необходимо покрывать плотным слоем битумного лака. Сами заземлители и соединяющие их проводники окрашивать не следует, так как слой краски ухудшает контакт контура с землей.

В случаях, когда сварное соединение по каким-либо причинам затруднено, для присоединения заземляющих проводников к трубопроводам используют винтовые хомуты (полосы шириной не менее 40 мм и толщиной 4 мм). При установке хомутов контактную поверхность трубопровода зачищают до металлического блеска, а поверхность хомута облуживают припоем ПОС-40. Присоединение заземляющего проводника к хомуту должно выполняться сваркой.

Перед засыпкой траншей, в которых смонтирован наружный контур заземления, к нему приваривают стальные полосы или круглые стержни и вводят их внутрь здания, где находится оборудование, подлежащее заземлению. Таких вводов, соединяющих заземлители с внутренней заземляющей сетью, должно быть не менее двух и выполняются они стальными проводниками тех же размеров и сечений, что и для соединения заземлителей между собой. Как правило, вводы заземляющих проводников в здание прокладывают в несгораемых неметаллических трубах, выступающих по обе стороны стены примерно на 10 мм.

В цехе промышленного предприятия, в здании трансформаторной подстанции электрооборудование, подлежащее заземлению, располагается самым различным образом, и для присоединения его к системе заземления в помещении должны быть проложены заземляющие и нулевые защитные проводники. В качестве последних используют нулевые рабочие проводники (кроме взрывоопасных установок), а также: металлические конструкции зданий (колонны, фермы и т. п.); проводники, специально предназначенные для этой цели; металлические конструкции производственного назначения (каркасы распределительных устройств, подкрановые пути, шахты лифтов, обрамление каналов и т. п.); стальные трубы электропроводок; алюминиевые оболочки кабелей; металлические кожухи шинопроводов, короба и лотки; металлические стационарно проложенные трубопроводы любого назначения (кроме трубопроводов, горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления).

Запрещается использовать для указанной цели металлические оболочки трубчатых проводов, несущие тросы, металлорукава, броню и свинцовые оболочки кабелей, хотя сами по себе они должны заземляться или зануляться и иметь надежные соединения на всем протяжении.

Если естественные магистрали заземления использовать нельзя, то в качестве заземляющих или нулевых защитных проводников используют стальные проводники, минимальные размеры которых приведены в таблице 2. Заземляющие проводники в помещениях должны быть доступны для осмотра, поэтому они (за исключением стальных труб скрытой электропроводки, оболочек кабелей и т. п.) прокладываются открыто.

Проход через стены выполняют в открытых проемах, несгораемых неметаллических трубах, а через перекрытия — в отрезках таких же труб, выступающих над полом на 30. 50 мм. Заземляющие проводники проходят сквозь них свободно, за исключением взрывоопасных установок, где отверстия труб и проемов заделывают легко пробиваемым несгораемым материалом.

Таблица 2 – Минимальные размеры заземляющих проводников

Перед прокладкой стальные шины выправляют, очищают и окрашивают со всех сторон. Места соединения после сварки стыков окрашивают асфальтовым лаком, масляными красками. В сухих помещениях можно воспользоваться нитроэмалями, а в помещениях с сырыми и едкими парами нужно применять краски, стойкие к химически активной среде.

В помещениях и наружных установках с неагрессивной средой в местах, доступных для осмотра и ремонта, допускается выполнять болтовые соединения заземляющих и нулевых защитных проводников при условии, что будут приняты меры против ослабления и коррозии контактных соединений.

Рисунок 3 – Крепление заземляющих проводников дюбелями:

а — непосредственно к стене, б —• с подкладкой

Рисунок 4 – Крепление проводников заземления к стене:

а — плоских, б — круглых

Открыто проложенные заземляющие и нулевые защитные проводники должны иметь отличительную окраску: по зеленому фону полоски желтого цвета шириной 15 мм на расстоянии 150 мм друг от друга. Заземляющие проводники прокладывают горизонтально или вертикально; под углом их можно прокладывать только параллельно наклонным конструкциям здания.

Проводники прямоугольного сечения крепят плоскостью к кирпичной или бетонной стене (рисунок 3) с помощью строительно-монтажного пистолета или пиротехнической оправки. К деревянным стенам заземляющие проводники прикрепляют шурупами. Опоры для крепления заземляющих проводников устанавливают с соблюдением следующих расстояний: между опорами на прямых участках—600. 1000 мм, от вершин углов на поворотах—100 мм, от уровня пола помещения —400. 600 мм.

В сырых, особо сырых и помещениях с едкими парами крепление заземляющих проводников непосредственно к стенам не разрешается, их приваривают к опорам, закрепленным дюбелями (рисунок 4) или вмазанным в стену.

Порядок работ при монтаже заземления

Обустройство эффективного заземления на стороне потребителя является важнейшей частью комплекса мероприятий, обеспечивающих надёжную защиту от случайного поражения электричеством. При решении этой задачи особое внимание уделяется такой составляющей предстоящих работ, как монтаж заземляющих устройств.

Техническое задание

В соответствии с требованиями нормативов на любом энергозависимом объекте перед монтажом заземляющего контура подготавливается техническое задание (ТЗ). В нем обязательно учитываются следующие рабочие моменты:

• тип используемого заземления (одно- или двухконтурное, стационарное или переносное);
• схема и способ прокладки заземляющих шин;
• геометрические размеры и форма погружаемой в грунт части конструкции;
• материал, используемый для изготовления заземляющих проводников и заземлителя (сталь, медь или алюминий);
• способ их соединения (сварка или ботовое сочленение).

Это позволяет в дальнейшем быстро и своевременно выполнить работы по монтажу заземления, а также подготовить документацию.

Одноконтурная и двухконтурная схема

Независимо от способа организации электроснабжения на промышленном или гражданском объекте, установка заземлителей и монтаж защитного заземления осуществляется либо по одноконтурной, либо по 2-х контурной схеме.

В первом случае заземляющий контур прокладывается только внутри строения, что позволяет подключать к нему соединительные шины, проложенные от металлических частей действующих установок и другого электротехнического оборудования.

Обратите внимание! В простейшей ситуации (в бытовых условиях, например) защитный контур заземления может вообще не делаться. В этом случае его функцию выполняет расположенная во вводном устройстве или электрическом шкафу главная заземляющая шина (ГЗШ).

При использовании двухконтурной системы заземления к внутренней шинной обвязке добавляется ещё один контур, монтаж которого происходит снаружи объекта. Как правило, он выполняется в виде распределённого по периметру набора одиночных заземлителей (вбитых в землю металлических прутьев или отрезков арматуры, соединённых между собой стальной шиной). Образующаяся при этом замкнутая система позволяет увеличить площадь соприкосновения с грунтом и обеспечивает лучшие условия для стекания тока в почву.

Наружными контурами, дополняющими внутреннюю распределительную шину, обычно оснащаются трансформаторные подстанции, где требования к качеству заземления особенно высоки. В соответствии с требованиями нормативов электромонтажные работы на подстанциях проводятся с тем расчётом, чтобы элементы наружной обвязки отстояли от края строения более чем на один метр. Металлические штыри или отрезки арматуры вбиваются в землю на глубину не менее 0,7 метра. При этом соединяющая их стальная полоса должна располагаться строго вертикально (то есть ставиться на «ребро»).

Правила работы с переносными видами

Перечисленные схемные решения относятся к разряду стационарных заземлений, привязанных к конкретному месту. Однако в ряде случаев (для проведения ремонтных работ на отключённых сетях, например) может потребоваться монтаж временных или переносных приспособлений, в основу работы с которыми заложен принцип наложения заземления.

Переносные конструкции изготавливаются в виде оголённой медной жилы, имеющей на одном из своих концов забиваемый в землю металлический штырь, а с другой – специальную медную струбцину, служащую для подсоединения к заземляемой шине.

Некоторые модели переносных или временных устройств защиты вместо штыря имеют ещё одну струбцину, обеспечивающую надёжный контакт с заземляющей конструкцией (заземлителем).

Потребность в переносном заземлении этого класса объясняется необходимостью предупредить появление на обслуживаемом участке питающей цепи опасного напряжения, включённого по ошибке или случайно.

Правила монтажа этих накладных конструкций строго регламентированы действующими руководствами по обустройству заземлений. Ниже приведён перечень основных моментов, на которые следует обратить внимание в процессе работы с ними:

1. прежде всего, следует убедиться в отсутствии на обслуживаемой шине опасного напряжения, используя для этих целей специальный указатель;
2. для обеспечения защиты линии сначала к ней подсоединяются струбцины со стороны заземляющего устройства и лишь после этого переходят к фиксации их на защищаемой шине;
3. струбцина заземления подключается к оголённой шине обесточенной токоведущей цепи с той её стороны, откуда более всего вероятна ошибочная подача напряжения (обычно – со стороны распределительного щита).

Снятие или разборка конструкции временного заземления осуществляется в обратной последовательности.

Пример на железнодорожном транспорте

Рассмотрим требования к монтажу заземления на железнодорожном транспорте (стационарные или тяговые электроустановки), указания по которым приводятся в инструкции ЦЭ-191. Согласно этому документу всё действующее электрооборудование должно быть надёжно защищено путём подключения заземляющего проводника к специальной шине.

Той же инструкцией оговаривается величина максимального сопротивления шины заземления, при которой токи утечки достаточны для того, чтобы защитные устройства успевали сработать и своевременно отключить аварийный участок контактной сети.

Отключение повреждённой линии производится с помощью специальных фидерных выключателей, размещённых на тяговой подстанции и настроенных на требуемый ток отсечки (смотрите ПУЭ).

Особые требования предъявляются к конструкциям или агрегатам с повышенным риском попадания на них напряжения контактной сети (из-за пробоя изоляции или при случайном соприкосновении). Всё это оборудование должно иметь надёжное электрическое соединение с основной тяговой или рельсовой сетью.

Такому заземлению подлежат и все металлические конструкции, включая опоры контактной линии с закреплёнными на изоляторах проводами.

Особенности подключения

При проектировании и монтаже любой заземляющей системы основное внимание должно уделяться обеспечению высокой надежности болтовых сочленений и сварных контактов между отдельными её составляющими. Поскольку такие конструкции рассчитаны на длительную эксплуатацию – необходимо минимизировать возможные механические нагрузки на них, а также обеспечить надёжную защиту металлических поверхностей от коррозии.

При монтаже защитного заземления в условиях домашней разводки, прежде всего, необходимо определиться с устройством подводящих питающих линий.

Дело в том, что в домах старой застройки, построенных до 2003 года, нормативными требованиями не предусматривалось наличие в питающей цепи отдельной заземляющей жилы. В таких домах на стороне потребителя (у распределительного щитка) в подводящей проводке имеется всего лишь 2 провода – «фазный» и «нулевой».

Причём последний представляет собой совмещённую нулевую рабочую (PE) и нулевую защитную (N) жилы и согласно международному стандарту обозначается как PEN. Для монтажа заземления в таких домах проводник PEN намеренно расщепляется на две составляющие, после чего отдельная жила N используется в качестве шины заземления. Понятно, что созданная таким образом искусственная конструкция лишь частично соответствует требованиям нормативов, поскольку в многоквартирном доме не удаётся организовать повторное заземление.

В домах современной застройки в подводящей проводке должна иметься ещё одна (третья) жила, предназначенная специально для подключения заземляющего провода электрооборудования и бытовых приборов. При этом общий проводник PEN уже разделён на две отдельные жилы PE и N.

Порядок изготовления типового заземлителя

Наиболее распространённой формой конструкции типового заземлителя является равнобедренный треугольник, длина каждой из сторон (полос) которого составляет примерно 1,2 метра. При этом в качестве его вертикальных составляющих используются стальные уголки с типоразмером 40х40 или 45х45 и толщиной порядка 4-5- миллиметров. В отсутствии стальных уголков в землю устанавливают (забивают) трубные металлические заготовки, имеющие примерно те же типоразмеры, как по диаметру, так и по толщине. Длина вбиваемых труб или электродов для заземления может выбираться от 2-х до 3-х метров (в зависимости от состава почвы).

Совет специалиста. Для облегчения погружения (забивания) уголка или трубы в грунт, их нижний конец рекомендуется срезать болгаркой под конус.

С информацией по допустимым размерам отдельных элементов заземления, зависящим от формы и материала изделия, можно будет ознакомиться в таблице 1.7.4 ПУЭ. На рисунке приведена схема расположения заземлителя и состав его элементов.

Забивать уголки (трубы) в землю необходимо таким образом, чтобы их концы выступали над поверхностью грунта примерно на 15-20 сантиметров.

После забивки штырей на требуемую глубину они по периметру соединяются на сварку стальной полосой шириной 30-40 и толщиной 5 миллиметров. При этом обвязка из стальной полосы должна располагаться примерно на полуметровой глубине.

По завершении монтажа вся конструкция заземления засыпается выработанным ранее грунтом, после чего к одному из её углов приваривается провод, протянутый со стороны ГЗШ.

Следует отметить, что технология монтажа выносного заземляющего контура предполагает удаление его от здания не более чем на 10 метров.

Контроль состояния заглублённых в землю элементов организуется в соответствии с графиком, утверждённым соответствующими техническими службами.

Инструкция монтажа заземления своими руками

Что такое заземление

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Монтаж заземляющих приборов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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