Сопротивление заземляющего устройства

Сопротивление заземляющего устройства

Сегодня мы узнаем какое сопротивление заземляющего устройства удовлетворяет требованиям нормативных документов.

Итак, в прошлой статье мы рассмотрели как правильно выполнить монтаж контура заземления. Но для каждого контура заземления имеется свое требование к сопротивлению.

Сопротивление заземляющего устройства, еще его называют сопротивление растекания электрического тока — это величина, которая прямо пропорциональна напряжению на заземляющем устройстве, и обратно пропорциональна току растекания в «землю».

Единица измерения — Ом.

И чем меньше это значение, тем лучше. В идеальном случае — сопротивление заземляющего устройства должно быть равно нулю. Но реально добиться такого сопротивления просто невозможно.

И как всегда, по нормам сопротивления заземлений, обратимся к нормативному документу ПУЭ 7 издания, к главе 1.7.

ПУЭ. Раздел 1. Глава 1.7.

Для каждой электроустановки и ее уровня напряжения, в ПУЭ четко определены сопротивления заземления.

В данной статье мы рассмотрим нормативы сопротивлений только тех электроустановок, которые нам интересны, т.е. бытового напряжения 380 (В) и 220 (В).

Вышеперечисленные нормы сопротивления заземляющих устройств относятся к грунтам, идеально подходящим для монтажа контура заземления (глина, суглинок, торф).

Нормы сопротивления заземляющих устройств

Нормы сопротивления заземляющих устройств

Заземляющие устройства электроустановок выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью следует выполнять с соблюдением требований либо к их сопротивлению (таблице 1). Требования не распространяются на заземляющие устройства опор ВЛ.

В качестве расчетного тока I принимается:

а) в сетях без компенсации емкостных токов — полный ток замыкания на землю;

б) в сетях с компенсацией емкостных токов: для заземляющих устройств, к которым присоединены компенсирующие аппараты, — ток, равный 125% номинального тока этих аппаратов; для заземляющих устройств, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, — остаточный ток замыкания на землю, проходящий в данной сети при отключении наиболее мощного из компенсирующих аппаратов или наиболее разветвленного участка цепи.

В качестве расчетного тока может быть принят ток плавления предохранителей или ток срабатывания релейной защиты от однофазных замыканий на землю или междуфазных замыканий, если в последнем случяе защита обеспечивает отключение замыканий на землю, при этом ток замыкания на землю должен быть не менее полуторакратного тока срабатывания релейной защиты или трехкратного номинального тока предохранителей.

Расчетный ток замыкания на землю должен быть определен для той из возможных в эксплуатации схем сети, при которой этот ток имеет наибольшее значение.

Расчет защитного заземления

Расчет заземления производится для того чтобы определить сопротивление сооружаемого контура заземления при эксплуатации, его размеры и форму. Как известно, контур заземления состоит из вертикальных заземлителей, горизонтальных заземлителей и заземляющего проводника. Вертикальные заземлители вбиваются в почву на определенную глубину.

Горизонтальные заземлители соединяют между собой вертикальные заземлители. Заземляющий проводник соединяет контур заземления непосредственно с электрощитом.

Размеры и количество этих заземлителей, расстояние между ними, удельное сопротивление грунта – все эти параметры напрямую зависят на сопротивление заземления.

К чему сводится расчет заземления?

Заземление служит для снижения напряжения прикосновения до безопасной величины. Благодаря заземлению опасный потенциал уходит в землю тем самым, защищая человека от поражения электрическим током.

Величина тока стекания в землю зависит от сопротивления заземляющего контура. Чем сопротивление будет меньше, тем величина опасного потенциала на корпусе поврежденной электроустановки будет меньше.

Заземляющие устройства должны удовлетворять возложенным на них определенным требованиям, а именно величины сопротивление растекания токов и распределения опасного потенциала.

Поэтому основной расчет защитного заземления сводится к определению сопротивления растекания тока заземлителя. Это сопротивление зависит от размеров и количества заземляющих проводников, расстояния между ними, глубины их заложения и проводимости грунта.

Исходные данные для расчета заземления

1. Основные условия, которых необходимо придерживаться при сооружении заземляющих устройств это размеры заземлителей.

1.1. В зависимости от используемого материала (уголок, полоса, круглая сталь) минимальные размеры заземлителей должны быть не меньше:

• а) полоса 12х4 – 48 мм2;
• б) уголок 4х4;
• в) круглая сталь – 10 мм2;
• г) стальная труба (толщина стенки) – 3.5 мм.

Минимальные размеры арматуры применяемые для монтажа заземляющих устройств

1.2. Длина заземляющего стержня должна быть не меньше 1.5 – 2 м.

1.3. Расстояния между заземляющими стержнями берется из соотношения их длины, то есть: a = 1хL; a = 2хL; a = 3хL.

В зависимости от позволяющей площади и удобства монтажа заземляющие стрежни можно размещать в ряд, либо в виде какой ни будь фигуры (треугольник, квадрат и т.п.).

Цель расчета защитного заземления.

Основной целью расчета заземления является определить число заземляющих стержней и длину полосы, которая их соединяет.

Пример расчета заземления

Сопротивление растекания тока одного вертикального заземлителя (стержня):

где – ρ_экв – эквивалентное удельное сопротивление грунта, Ом·м; L – длина стержня, м; d – его диаметр, м; Т – расстояние от поверхности земли до середины стержня, м.

В случае установки заземляющего устройства в неоднородный грунт (двухслойный), эквивалентное удельное сопротивление грунта находится по формуле:

где – Ψ – сезонный климатический коэффициент (таблица 2); ρ₁, ρ₂ – удельное сопротивления верхнего и нижнего слоя грунта соответственно, Ом·м (таблица 1); Н – толщина верхнего слоя грунта, м; t – заглубление вертикального заземлителя (глубина траншеи) t = 0.7 м.

Так как удельное сопротивление грунта зависит от его влажности, для стабильности сопротивления заземлителя и уменьшения на него влияния климатических условий, заземлитель размещают на глубине не менее 0.7 м.

Сопротивление заземления.

Сопротивление заземления (сопротивление растеканию электрического тока) – величина “противодействия” растеканию электрического тока, поступающего в землю через заземлитель.

Величина измерения сопротивления заземления – Ом и оно должно быть минимально низким по значению. Идеальным случаем считается, если величина будет нулевая, это означает при пропускании “вредных” электротоков какое-либо сопротивление отсутствует, что гарантирует ПОЛНОЕ поглощение их землей. Так как достигнуть идеала практически невозможно, то вся электроника и электрооборудование создаются на основе некоторых нормированных величин сопротивления заземления равно 60, 30, 15, 10, 8, 4, 2, 1 и 0,5 Ом.

Для расчёта сопротивления проводника вы можете воспользоваться калькулятором расчета сопротивления проводника.

С подключением к электросетям имеющим 220 Вольт / 380 Вольт, заземление необходимо иметь для частных домов с рекомендованным сопротивлением не больше, чем 30 Ом.

Согласно ПУЭ 1.7.101, не должно превышать 4 Ом при подключении локального заземления к нейтрали трансформатора / генератора в системе TN суммарное сопротивление заземления (локального + всех повторных + заземления трансформатора / генератора). Без проведения каких-либо дополнительных мероприятий выполняется данное условие, при правильном заземлении источника тока (генератора или трансформатора).

Выполняться должно стандартное требование для заземления дома при выполнении подключения к дому газопровода, но необходимо выполнять локальное заземление с сопротивлением не более 10 Ом, из-за использования опасного типа оборудования (для всех повторных заземлений ПУЭ 1.7.103).

Сопротивление заземления быть должно не больше чем 10 Ом (РД 34.21.122-87, п. 8) для заземления, которое используется при подключении молниеприемников.

Исходя из ПУЭ 1.7.101, требуется не более чем 2, 4 и 8 Ом сопротивление заземления для источника тока (генератора или трансформатора), соответственно при линейных напряжениях источника трехфазного тока: 660, 380 и 220 В или источника однофазного тока: 380, 220 и 127 В.

В устройствах защиты воздушных линий связи (например, радиочастотный кабель или локальная сеть на основе медного кабеля) сопротивление заземления к которому подключаются газовые разрядники должно быть не более 2 Ом, это необходимо для уверенного их срабатывания. Также встречаются экземпляры и с требованием значения в 4 Ом.

Заземление при выполнении подключения телекоммуникационного оборудования, иметь сопротивление должно не больше 2 или 4 Ом.

Сопротивление растеканию токов для подстанции не должно превышать 0,5 Ом (ПУЭ 1.7.90).

Но справедливы приведенные выше нормы сопротивления заземления только для нормальных грунтов, имеющих удельное электрическое сопротивление не превышающее 100 Ом*м (глина или суглинки).

Однако, если грунт обладает более высоким удельным электрическим сопротивлением, то очень часто (но не всегда) повышается минимальное значение сопротивление заземления на величину равную 0,01 от удельного сопротивления грунта.

Например, с удельным сопротивлением в 500 Ом*м минимальное сопротивление локального заземления дома с системой TN-C-S при песчаных грунтах, повышается в 5 раз, вместо 30 Ом, оно становится 150 Ом.

Для произведения расчета сопротивления заземления были разработаны специальные методики и формулы, которые описывают зависимости от приведенных факторов.

Основным качественным показателем заземлителя является сопротивление заземления и зависит оно напрямую от следующих факторов:

1. Удельного сопротивления грунта

2. Конфигурации заземлителя, в частности от площади электрического контакта электродов заземлителя с грунтом

Удельное сопротивление грунта.

Определяет собой удельное сопротивление грунта уровень “электропроводности” земли как проводника равный тому, насколько хорошо в такой среде будет растекаться электрический ток, который поступает от заземлителя. Сопротивление заземления тем меньшее значение будет иметь, чем у этой величины будет меньший размер.

Удельное электрическое сопротивление грунта (Ом*м) – измеряемая величина, которая зависит от состава грунта, плотности и размеров прилегания его частиц друг к другу, а также температуры, влажности грунта и концентрации растворимых в нем химических веществ (щелочных и кислотных остатков, солей).

Так как точное измерение этого параметра возможно только в ходе проведения специальных геологических изыскательных работ, то применяется обычно таблица ориентировочных величин – “удельное сопротивление грунта”.

Конфигурация заземлителя.

Зависит напрямую сопротивление заземления от площади электрического контакта электродов заземлителя с грунтом, которая необходима быть как можно большей, потому что чем площадь поверхности заземлителя больше, тем сопротивление заземления меньше.

В роли заземлителя, чаще всего, из-за простоты выполнения монтажа используется вертикальный электрод, который имеет вид стержня, уголка или трубы.

Чтобы максимально увеличить площадь контакта заземлителя с грунтом, необходимо провести следующие мероприятия:

• Увеличить длину (глубину) электрода.
• Использовать несколько коротких электродов соединенных вместе и размещенных на небольшом расстоянии друг от друга (контур заземления).

Площади единичных электродов в таком случае просто складываются вместе.

Сопротивление заземляющего устройства

Сопротивление заземляющего устройства – отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающего с заземлителя в землю.

Сопротивление заземляющего устройства

Отношение напряжения на заземляющем устройстве току, стекающему с заземлителя в землю

3.19 сопротивление заземляющего устройства: Отношение напряжения на заземляющем устройстве (по отношению к земле) в точке заземления системы или устройства, или оборудования к току, стекающему с заземлителя в землю, равное сумме сопротивления заземляющего проводника и сопротивления растеканию заземлителя.

3.21 сопротивление заземляющего устройства: Отношение напряжения на заземляющем устройстве (по отношению к земле) в точке заземления системы или устройства или оборудования к току, стекающему с заземлителя в землю, равное сумме сопротивления заземляющего проводника и сопротивления растеканию заземлителя.

1.3.16 Сопротивление заземляющего устройства – отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.

Сопротивление заземляющего устройства

Отношения напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю

Смотри также родственные термины:

Сопротивление заземляющего устройства или сопротивление растеканию токов

Суммарное электрическое сопротивление заземляющих проводников и заземлителя относительно земли, выраженное в омах. Сопротивление заземлителя относительно земли определяют как отношение напряжения заземлителя относительно земли к току, проходящему через заземлитель в землю

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Смотреть что такое “Сопротивление заземляющего устройства” в других словарях:

Сопротивление заземляющего устройства — отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю. Источник: Постановление Госгортехнадзора РФ от 05.06.2003 N 65 Об утверждении Инструкции по безопасной эксплуатации электроустановок в горнорудной… … Официальная терминология

Сопротивление заземляющего устройства — English: Resistance Отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю (по ПУЭ) Источник: Термины и определения в электроэнергетике. Справочник … Строительный словарь

Сопротивление заземляющего устройства или сопротивление растеканию токов — Суммарное электрическое сопротивление заземляющих проводников и заземлителя относительно земли, выраженное в омах. Сопротивление заземлителя относительно земли определяют как отношение напряжения заземлителя относительно земли к току, проходящему … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Сопротивление растеканию заземляющего устройства — 3.37 Сопротивление растеканию заземляющего устройства : Отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СОПРОТИВЛЕНИЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ — отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю. При определении С. з. должны быть учтены и искусственные заземлители, и естественные заземлители. Определяя удельное сопротивление земли, в качестве… … Российская энциклопедия по охране труда

сопротивление — 3.93 сопротивление (resistance): Способность конструкции или части конструкции противостоять действию нагрузок. Источник: ГОСТ Р 54382 2011: Нефтяная и газовая промышленность. Подводные трубопроводные системы. Общие технические требования … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

сопротивление земли с неоднородной структурой удельное эквивалентное — 3.1.4 сопротивление земли с неоднородной структурой удельное эквивалентное : Такое удельное сопротивление земли с однородной структурой, в которой сопротивление заземляющего устройства имеет то же значение, что и в земле с неоднородной структурой … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

сопротивление удельное эквивалентное земли с неоднородной структурой — 3.1.8 сопротивление удельное эквивалентное земли с неоднородной структурой : Удельное сопротивление земли с однородной структурой, в которой сопротивление заземляющего устройства имеет то же значение, что и в земле с неоднородной структурой. 3.2… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

СТО 70238424.29.240.10.001-2011: Распределительные устройства электрических станций и подстанций напряжением 35 кВ и выше. Условия создания. Нормы и требования — Терминология СТО 70238424.29.240.10.001 2011: Распределительные устройства электрических станций и подстанций напряжением 35 кВ и выше. Условия создания. Нормы и требования: 3.1.2 камера : Помещение, предназначенное для установки аппаратов,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Эквивалентное удельное сопротивление земли с неоднородной структурой — 1.7.27. Эквивалентное удельное сопротивление земли с неоднородной структурой удельное электрическое сопротивление земли с однородной структурой, в которой сопротивление заземляющего устройства имеет то же значение, что и в земле с неоднородной… … Официальная терминология