проход заземления через стену
Тема: Нужно ли проводник заземления прокладывать через стену в гильзе?
Опции темы
Отображение
Нужно ли проводник заземления прокладывать через стену в гильзе?
Здравствуйте, нужно ли металлическую полосу заземления через стену из несгораемого материала прокладывать в отрезке трубы и труба должна быть стальная? Укажите требования НТД пожалуйста.
не подскажу,но со времен царя гороха так делали,врядли чего изменилось.
Михаил_Д, так там про полосу ни слова,я просто строил несколько типовых ТП и помню по проекту эти гильзы из стали для вводов контура.
Нет необходимости прокладывать металлическую полосу заземления через стену из несгораемого материала в стальной трубе, можно спокойно проложить её через стену в неметаллической трубе, коробе или через отверстие.
DIMA, проектировщик вправе заложить в проект металлическую гильзу, но в ней нет необходимости.
Правильно. Требования, которые приведены в той теме касаются проводников. Стальная полоса в этом случае выполняет функцию заземляющего проводника. Понятно, что прочностные характеристики полосы в разы выше, чем у провода. При этом необходимо иметь в виду следующее:
1. Проходы для заземляющих проводников во взрывоопасных зонах должны быть защищены и заполнены несгораемым уплотнителем.
Посмотрите чертёж одного из проектов из незапамятных времён. С тех пор ничего не изменилось, как Вы правильно заметили.
2. Проходы для заземляющих проводников должны быть защищены в тех случаях, когда проход делается в местах расположения деформационных швов здания.
3. Проходы должны быть защищены гильзами, если они проложены в сгораемых конструкциях.
В остальных случаях решение принимает проектировщик, ознакомившись с характеристиками объекта. Например, может быть принято решение о прокладке полосы в проёме и без защиты.
Посмотрите на досуге «Нормы устройства сетей заземления». В документе описаны варианты выполнения проходов.
Добавлю немного нормативки:
ГОСТ Р 53310-2009 Проходки кабельные, вводы герметичные и проходы шинопроводов. Требования пожарной безопасности. Методы испытаний на огнестойкость
п. 3.1 проходка кабельная: Конструктивный элемент, изделие или сборная конструкция, предназначенная для заделки мест прохода кабелей через ограждающие конструкции с нормируемыми пределами огнестойкости или противопожарные преграды и препятствующая распространению горения в примыкающие помещения в течение нормированного времени. Проходка кабельная включает в себя кабели, закладные детали (короба, лотки, трубы и т.п.), заделочные материалы и сборные или конструктивные элементы.
п. 3.2 ввод герметичный: Изделие, предназначенное для обеспечения герметичного прохода электрических линий через строительные конструкции защитных оболочек атомных электрических станций (АЭС) в процессе нормальной эксплуатации, аварийных режимов работы АЭС и воздействия внешних факторов, включая сейсмические.
п. 3.3 проход шинопровода: Конструктивный элемент, изделие или сборная конструкция, предназначенная для заделки мест прохода шинопровода через ограждающие конструкции с нормируемыми пределами огнестойкости или противопожарные преграды и препятствующая распространению горения в примыкающие помещения в течение нормируемого времени. Проход шинопровода включает в себя шинопровод, заделочный материал и сборные или конструктивные материалы.
п. 3.4 шинопровод: Жесткий токопровод напряжением до 1 кВ, предназначенный для передачи и распределения электроэнергии, состоящий из неизолированных или изолированных проводников (шин) и относящихся к ним изоляторов, защитных оболочек, ответвительных устройств, поддерживающих и опорных конструкций.
4. Требования пожарной безопасности
п. 4.1 Проходки кабельные, вводы герметичные и проходы шинопроводов, выполненные в ограждающих конструкциях с нормируемыми пределами огнестойкости или противопожарных преградах, должны иметь предел огнестойкости не ниже предела огнестойкости пересекаемой конструкции.
п. 4.2 Конструкция проходок должна обеспечивать возможность замены и (или) дополнительной прокладки проводов, кабелей, возможность их технического обслуживания.
СП 76.13330.2016 «СНиП 3.05.06-85 Электротехнические устройства»
п. 6.3.1.7. Кабели, шины и другие электрические проводники, которые проходят через температурные швы, должны быть выбраны и установлены таким образом, чтобы их перемещение не вызывало повреждений электрооборудования, например использование гибкого проводного соединения.
[ГОСТ Р 50571.5.52-2011, пункт 522.8.13]
Заземление в частном доме своими руками
Собственный контур заземления — отличительный признак действительно продуманной и качественной системы электроснабжения. Его устройство весьма примитивно, практическая же польза — неоценима. Монтаж своими руками не займёт много времени, а правильное исполнение контура гарантирует его многолетнюю исправную работу.
Выбор места для размещения контура
Чтобы определить место, подходящее для забивки электродов заземления, нужно пройти процедуру, именуемую согласованием трасс инженерных коммуникаций. Поскольку длина электродов, как правило, больше глубины залегания линий электропередач, связи и трубопроводов, риск их повреждения абсолютно реален при работе в черте города. Поэтому сначала ознакомьтесь с планами прокладки трасс коммуникаций, запрос можно оставить в местной городской администрации.
Это может быть связано с небольшими денежными издержками, однако получать ордер на земляные работы почти никогда не требуется. С согласованием связан один интересный момент: вы снимаете с себя ответственность за повреждение линии, если её нет в реестре подземных коммуникаций. При этом даже если в идеально подходящем месте уже проложены подземные трассы, вы сможете легко их обойти, пользуясь указанными значениями защитных зон и точками привязки.
Располагая контур, обратите внимание на параметры грунта. Обладателям отчёта по геоморфологии местности рекомендуется располагать основные заземлители в как можно более низкой точке верхнего водоупора, насыщенной влагой. Также предпочтительны места затенённые, вблизи сливных ям или дренажных колодцев, в мелиорационных канавах. Вода с растворёнными ионами солей (в умеренном количестве) придаёт хорошую проводимость грунтам даже тех категорий, в которых она начисто отсутствует при иссушенном их состоянии.
Ещё один критерий оценки местности — отношение уровня грунтовых вод к глубине погружения основных заземлителей. Если есть возможность устроить контур на дне подвала или смотровой ямы — лучше ей воспользоваться. Исключение составляют участки, насыщенные агрессивными жидкостями: септики, сливные и компостные ямы. Также следует избегать близости с деревьями, активно поглощающими воду, например, берёзой или ивой.
Удельное сопротивление грунта и расчёт электродов
Передача электрического потенциала литосфере происходит со всей поверхности металлических электродов через металлизированные частицы почвы и содержащуюся в грунте влагу. Учитываться должно всё: от шероховатости поверхности металла до пористости грунта и плотности посадки в нём стальных заземлителей.
Геоморфологический профиль и таблица удельных сопротивлений грунтов — вот что берётся за основу расчёта сопротивления распространению тока через основные заземлители. Рекомендуется пользоваться пособием «Нормы устройства сетей заземления» за авторством Р.Н. Карякина, где есть исчерпывающая информация для вычисления нужных параметров, а также описана техника использования естественных заземлителей (обсадок скважин, свай или трубопроводов).
В реальности подробный расчёт выполняется редко, обычно исходные данные принимаются худшими из возможных для конкретных условий размещения. Требуемые характеристики достигаются увеличением либо длины электродов (что более предпочтительно), либо их числа. Запасом прочности обеспечивается длительный срок эксплуатации контура: покрываясь ржавчиной, электроды сильно теряют в проводимости, поэтому к ним периодически добивают новые.
Второй вопрос — общая площадь поверхности. В качестве основных заземлителей следует использовать угловую сталь, тавр или двутавр — изделия с сечением незамкнутой формы, контактирующие с грунтом всеми сторонами. Сопротивление одиночного заземлителя или его участка определяется как удельное сопротивление грунта, его окружающего, делённое на π — кратное значение основного линейного размера (для вертикально стержня это его длина).
Результат нужно умножить на безразмерный коэффициент формы (для вертикального стержня это половина натурального логарифма от четырёхкратной длины, поделённая на периметр сечения). Для примера, вертикальный электрод длиной 2,5 метра из угловой стали 50х50 мм коэффициент составит почти 1,25, сопротивление растеканию (при залегании заземлителей целиком в суглинке) составит 8,3 Ом.
Общее сопротивление вертикальных заземлителей описывается как сумма их обратных значений:
Таким образом, для достижения нормативного значения в 4–6 Ом потребуется не менее двух электродов по 2,5 метра, по аналогии можно рассчитать варианты с другим подходящим числом или длиной заземлителей.
Как быстро забить основные заземлители
Когда требуемые расчёты выполнены, наступает очередь монтажа. Тривиальная, на первый взгляд, задача забить электроды в землю может обернуться испорченным металлопрокатом просто из-за незнания механики процесса.
Грунт на глубине более метра достаточно плотный и находится под давлением. Почва плотно обжимает стальной стержень, при этом силы трения препятствуют погружению и растут вместе с площадью соприкосновения при каждом ударе. Мороки добавляют встречающиеся на пути обломки твёрдой породы, иногда электрод разумнее выдернуть и вбить в новом месте.
Перед забивкой электродов их нужно удалить друг от друга не менее чем на 230 см, более двух (N) вертикальных заземлителей располагают на вершинах равностороннего N-угольника. Под каждый электрод нужно выкопать или пробурить лунку глубиной 35–50 см чтобы основное тело проводника находилось как можно глубже. Бурить лунки в полную глубину не рекомендуется. Откопанные приямки соединяются между собой траншеями, по которым будет скрыто проложена обвязка электродов.
Забивать стальные стержни лучше всего вручную, кувалдой около 7–10 кг. Да, вибрационное погружение работает лучше, но соответствующее оборудование не так просто достать и допускается его использовать не везде. Основная проблема при забивании — деформация хвостовика от частых ударов, поэтому бить нужно через бабку специальной формы, надевающуюся сверху на электрод и не позволяющую ему согнуться или расплескаться сверх меры. Также можно периодически обрезать УШМ край электрода по мере сплющивания или подливать в приямок воду небольшими порциями.
Обвязка контура, вывод шины
Вертикальные электроды должны полностью находиться под слоем почвы не менее 20–30 см, на этом же уровне располагаются все горизонтальные заземлители. Для связки используется стальная полоса 4х40 мм или выше, поставленная на ребро. С электродами она соединяется дуговой сваркой, суммарная длина шва должна составлять не менее половины периметра сечения.
От контура остаток полосы прокладывается под грунтом до стены здания с ВРУ. Чтобы не разрушать отмостку фундамента, полосу можно проложить поверх неё, закрепив дюбелями быстрого монтажа, либо устроить подкоп и проход через огильзованное отверстие. Шину заземления нужно закрепить к стационарной конструкции как минимум в двух точках, к концу приваривается болт М10 с двумя шайбами и гайкой.
Монтаж контура завершается нанесением защитного покрытия на места сварки, это может быть краска или обычный битум. После заземлители засыпают грунтом, тщательно его трамбуя.
Проверка нормативных параметров, обслуживание контура
Растекание тока по основным заземлителям проверяется с помощью грунтового мегаомметра: он меряет сопротивление между металлическими частями системы заземления и временными электродами, забитыми в почву на 50 см в 15 и 20 метрах от контура. Результаты измерений служат основанием для подписания технических условий и допуска электросети к эксплуатации.
Замер сопротивления заземления: 1 — измеритель сопротивления заземления; 2 — контур заземления; 3 — временные электроды
Обслуживания, как такового, контур заземления не требует. Достаточно исключить ведение земляных работ в месте его расположения и следить, чтобы грунт не пересыхал. Также следует исключить попадание агрессивных жидкостей на почву. Это замечание связано с тем, что часто перед периодическими (и нормируемые ПУЭ и ПБЭЭ) замерами сопротивления почву поливают, например, раствором поваренной соли. Это временно улучшает проводимость почвы и, как следствие, сопротивление растеканию снижается. Но в таких условиях контур просуществует физически всего 1,5–2 года.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
И1.03-08 п.3.1
3.1.1. Заземляющие проводники должны соответствовать указаниям п.п. 1.7.113-1.7.118 ПУЭ.
3.1.2. Защитные проводники должны соответствовать указаниям п.п. 1.7.121-1.7.125, 1.7.127 ПУЭ.
3.1.3. Использование металлических оболочек трубчатых проводов и изоляционных трубок, несущих тросов тросовой электропроводки, металлорукавов и свинцовых оболочек проводов и кабелей в качестве заземляющих и защитных проводников запрещается.
3.1.4. Разборные соединения в цепях заземления или уравнивания потенциалов должны быть доступны для осмотра, доступ к месту соединения может быть непосредственным или с помощью специального инструмента.
3.1.5. При использовании сторонних проводящих частей в качестве заземляющих и защитных проводников следует учитывать возможность их отсоединения и демонтажа. При этом должна обеспечиваться целостность цепей заземления, защиты или уравнивания потенциалов.
3.1.6. Каждая часть электроустановки, подлежащей подключению к цепи защиты или заземления, должна быть присоединена при помощи отдельного ответвления. Последовательное включение в заземляющий или защитный проводник частей электроустановки не допускается (рис. 11).
Рис. 11. Правильное (а) и неправильное (б) присоединение частей электроустановок
Примечание. К ответвлению от магистрали 3 могут быть присоединены вторичные ответвления (двухступенчатая иерархическая схема), при условии, что подключаемое оборудование и/или конструкции являются принадлежностью одного агрегата и/или сооружения.
3.1.7. Заземляющие и защитные проводники следует прокладывать горизонтально или вертикально, допускается также прокладка их параллельно наклонным конструкциям зданий.
В сухих помещениях магистрали заземления (уравнивания потенциалов) в виде полосы можно прокладывать непосредственно по строительным основаниям, в сырых и особо сырых помещениях и в помещениях с химически активными веществами полосы следует прокладывать на опорах. В качестве опор используются закладные изделия в железобетонных основаниях, держатели шин заземления К 188 У2 (рис. 12), при этом расстояние от поверхности основания до заземляющих проводников должно быть не менее 10 мм.
Держатели крепятся к строительным основаниям приваркой, с помощью дюбелей или шурупами.
Опоры крепления заземляющих проводников следует устанавливать с соблюдением следующих расстояний, мм:
| на прямых участках (между креплениями) | 600-1000 |
| на поворотах (от вершин углов) | 100 |
| от мест ответвлений | 100 |
| от нижней поверхности съемных перекрытий каналов | 50 |
| от уровня пола помещения | 400-600 |
Рис. 12. Держатель шин заземления:
3.1.8. В местах ввода в здания, перекрещивания с трубопроводами, железнодорожными путями и других, где возможны механические повреждения, заземляющие проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов должны иметь механическую защиту.
3.1.9. Проходы неизолированных проводников через стены и перекрытия внутри здания следует выполнять, как правило, с непосредственной заделкой мест прохода, в том числе если проход выполняют в трубах. В этих местах заземляющие проводники не должны иметь соединений и ответвлений (рис. 13). Размеры проема должны быть минимальными, обеспечивающими свободный проход проводника.
При пересечении заземляющими проводниками дверных и стенных проемов, каналов и т. п., необходимо выполнять обходы с открытой прокладкой проводников.
Если открытая прокладка проводника невозможна, допускается обход заземляющего проводника в стальной трубе (рис.14).
Рис. 13. Проходы заземляющего проводника сквозь стену (а), через перекрытие (б),
в открытом проеме (в):
Рис. 14. Обход заземляющим проводником дверных и других проемов снизу
3.1.10. В электроустановках до 1 кВ допускается замоноличенная прокладка заземляющих и защитных проводников в стене, под чистым полом, в фундаментах оборудования и т. п.
В наружных установках заземляющие и защитные проводники допускается прокладывать непосредственно в земле, в полу, в площадках, в фундаментах и т. п.
3.1.11. У мест ввода защитных проводников в здания следует устанавливать опознавательные знаки по ГОСТ 21130-75* «Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размеры».
3.1.12. Защитные проводники должны иметь отличительную окраску в соответствии с указаниями ГОСТ Р 50462-2009:
5.3.2 Защитные проводники
Защитные проводники должны быть идентифицированы посредством двухцветной желто-зеленой комбинации.
Комбинация желтого и зеленого цветов предназначена только для идентификации защитного проводника.
Желто-зеленая цветовая комбинация должна быть такой, чтобы на любых 15 мм длины проводника, где применяют цветовое обозначение, один из этих цветов покрывал не менее 30 % и не более 70 % поверхности проводника, а другой цвет покрывал остаток этой поверхности.
Если неизолированные проводники, используемые в качестве защитных проводников, поставляют с окраской, они должны быть окрашены в желто-зеленый цвет или по всей длине каждого проводника, или в каждом отсеке или блоке, или в каждом доступном месте. Если для цветовой идентификации используют липкую ленту, то должна быть применена только двухцветная желто-зеленая лента.
PEN-проводники, когда они изолированы, должны быть маркированы посредством одного из следующих способов:
желто-зеленым цветом по всей их длине и, кроме того, метками синего цвета на их концах и в точках соединений;
синим цветом по всей их длине и, кроме того, метками желто-зеленого цвета на их концах и в точках соединений.
PEL-проводники, когда они изолированы, должны быть маркированы Желто-зеленым цветом по всей их длине и, кроме того, метками синего цвета на их концах и в точках соединений.
Если возможна путаница с PEN- или РЕМ-проводником, на концах PEL-проводника и в точках соединений должно быть указано буквенно-цифровое обозначение согласно 6.2.4.
РЕМ-проводники, когда они изолированы, должны быть маркированы желто-зеленым цветом по всей их длине и, кроме того, метками синего цвета на их концах и в точках соединений.
Если возможна путаница с PEN- или PEL-проводником, на концах РЕМ-проводника и в точках соединений должно быть указано буквенно-цифровое обозначение согласно 6.2.5.
5.3.6 Защитные проводники уравнивания потенциалов
Защитные проводники уравнивания потенциалов должны быть идентифицированы посредством желто-зеленой двухцветной комбинации, которая определена в 5.3.2.
3.1.13. В местах пересечения температурных и осадочных швов зданий на заземляющих проводниках необходимо устанавливать компенсаторы с проводимостью, равной или большей проводимости заземляющего проводника такой же длины.
3.1.14. При использовании стальных труб электропроводки в качестве заземляющих проводников их следует соединить между собой и с оболочками электрооборудования.
3.1.15. Заземление тросов, катанки или стальной проволоки, используемой в качестве несущего троса, необходимо выполнять с двух противоположных концов присоединением к магистрали заземления или защиты при помощи сварки (рис. 15). Для оцинкованных тросов следует использовать их механическое соединение с защитой места соединения от коррозии.
3.1.16. Гибкие вводы должны быть заземлены.
Рис. 15. Примеры заземления тросов: а) трос (проволока стальная) для гибкого токопровода, непосредственное присоединение; б) трос (канат стальной) для подвески кабеля, присоединение
1 — несущий трос; 2 — кабель с незаземленной оболочкой или броней;
3 — проводник заземления; 4 — гильза
Рис. 16. Заземления гибкого ввода (К 1080 УЗ- К 1088 УЗ) или комплекта ВГ:
3.1.17. Соединение заземляющих и защитных проводников между собой должно выполняться в соответствии с указаниями ГОСТ 10434-82 «Соединения контактные электрические. Классификация. Общие технические требования» для 2-го класса соединений.
3.1.18. Заземляющие зажимы должны соответствовать требованиям ГОСТ 21130-75* «Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размеры», а также ГОСТ 12.2.007.0-75* «ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности».
Не допускается использование для заземления болтов, винтов, шпилек, выполняющих роль крепежных деталей.
Контур заземления: нормы ПУЭ
Типы и конструкции заземления
В частных домах требования ПУЭ допускают использование различных типов заземлений. В конструкцию обычного контура входят вертикальные электроды и одна горизонтальная перемычка. Все элементы должны быть одного размера и с круглым сечением в разрезе. Обычно они изготавливаются из толстой арматуры, труб или стальных прутьев.
Классической фигурой является контур заземления с конфигурацией треугольник, состоящий из арматурных прутьев в количестве 3 штук, размером 2 метра и более. Чем больше расстояние между прутками, тем эффективнее будет работать система. Минимальная дистанция составляет 1,5 м.
После того как электроды забиты в грунт, они соединяются между собой. На каждую сторону устанавливается отдельная полоса, закрепляемая на одной и той же высоте. Это и есть медные или стальные горизонтальные заземлители устанавливаемые на верхнюю часть штырей.
Место для установки контура в частном доме выбирается там, куда люди заходят очень редко. Предпочтение отдается северной стороне, которая плохо освещается и способствует сохранению в почве большого количества влаги. Расстояние от контура до стены дома должно быть не менее 1 метра.
В другом варианте заземление имеет конструкцию глубинного типа. В нем практически отсутствуют минусы, характерные для обычного способа, поскольку используется модульно-штыревая система. Весь комплект для сборки, сделанный на заводе, в техническом плане подтверждается сертификатом. Основным преимуществом данных систем является их соответствие нормативам, они отличаются повышенным сроком службы – от 30 лет и выше.
Электрический заряд стабильно растекается, независимо от погодных условий. Глубина залегания электродов достигает 30 метров, обеспечивая качество и надежность заземления, а вся собранная схема не требует постоянных проверок.
Схемы подключения
Самыми популярными схемами подключения заземлителей являются:
Замкнутая, в форме треугольника (рис. 3). Главным достоинством можно назвать более стабильную и надежная работа. В случае повреждения перемычки между стержнями, контур все равно будет продолжать работать (но с другой стороны).
Рис. 3 Принципиальная схема треугольника
Линейная (рис. 4). Последовательное соединение в одну линию вкопанных металлических колышков. Недостатком такого контура можно назвать то, что при выходе из строя перемычки контур работать не будет.
Рис. 4 Принципиальная схема линейного вида
Кроме вышеперечисленных разновидностей схем контуров можно еще использовать формы:
Рис. 5 Формы контуров заземления
Необходимые инструменты и материалы:
Кроме вышеперечисленных приспособлений необходимо использовать:
Все вышеприведенные параметры, необходимо проверить, используя измеритель.
Что такое заземление
Это комплекс, состоящий из металлических конструкций и проводников, который обеспечивает электрический контакт корпуса электроустановки с физической землей, то есть с грунтом. Система начинается с заземлителя: металлического электрода, заземленного в грунт. Эти элементы не могут быть одиночными, для надежности они объединяются в заземляющий контур.
Как это работает
Внешний контур заземления (который находится непосредственно в грунте), соединяется с помощью надежного проводника с внутренним контуром в помещении, или с щитком заземления. Далее, с помощью внутренней сети защитных проводников, производится подключение к корпусам электроустановок, и контактам заземления на коммутационных устройствах (распределительные щитки, коробки, розетки и прочее).
Устройства, генерирующие электроэнергию, также имеют систему заземления, с которой соединяется нулевая шина. При возникновении аварийной ситуации (фаза соединилась с корпусом электроустановки), возникает электрическая цепь между фазным проводником и нулевой шиной по линии заземления. Сила тока в аварийной цепи спонтанно возрастает, срабатывает устройство защитного отключения (автоматический выключатель) или перегорает предохранительная вставка.
Сопротивление тела человека в десятки раз выше, чем сопротивление заземления. Поэтому сила тока (при наличии фазы на корпусе электроустановки) не достигнет опасной для жизни величины.
Из чего состоит заземление
Рассмотри эти компоненты подробнее.
Внешний, или наружный контур
Монтаж контура заземления зависит от внешних условий. Прежде чем начать расчет, и выполнить проектный чертеж, необходимо знать параметры грунта, в котором будут установлены заземлители. Если вы сами строили дом, эти характеристики известны. В противном случае лучше вызвать геодезистов, для получения заключения по грунту.
Какие бывают грунты, и как они влияют на качество заземления? Примерное удельное сопротивление каждого типа грунта. Чем оно ниже, тем лучше проводимость.
Это лучшая среда для того, чтобы установить наружный контур заземления. Сопротивление растекания тока будет достаточно низким даже при малом содержании влаги. А в этих грунтах естественная влажность обычно выше среднего.
Полутвердый суглинок, смесь глины и песка, влажная супесь — 100–150 Ом·м
Сопротивление немного выше, но при нормальной влажности параметры заземления не выйдут за нормативы. Если в регионе установки установится продолжительная сухая погода, необходимо принимать меры к принудительному увлажнению мест установки заземлителей.
Глинистый гравий, супесок, влажный (постоянно) песок = 300–500 Ом·м
Гравий, скала, сухой песок – даже при высокой общей влажности, заземление в такой почве будет неэффективным. Для соблюдения нормативов, придется устанавливать глубинные заземлители.
Многие владельцы объектов, экономя «на спичках», просто не понимают, для чего нужен контур заземления. Его задача при соединении фазы с землей обеспечить максимальную величину тока короткого замыкания. Только в этом случае быстро сработают устройства защитного отключения. Этого невозможно достичь, если сопротивление растекания тока будет высоким.
Определившись с грунтом, вы сможете выбрать тип, и самое главное — размер заземлителей. Предварительный расчет параметров можно выполнить по формуле:
Расчет приведен для вертикально установленных заземлителей.
Расшифровка величин формулы:
Задавая известные данные, а также меняя соотношение величин, вы должны добиться значения для одного электрода порядка 30 Ом.
Если установка вертикальных заземлителей невозможна (по причине качества грунта), можно рассчитать величину сопротивления горизонтальных заземлителей.
Поэтому лучше потратить больше времени на забивание вертикальных стержней, чем следить за барометром и влажностью воздуха.
И все же приводим формулу расчета горизонтальных заземлителей.
Соответственно, расшифровка дополнительных величин:
ɳГ — так называемый коэффициент спроса горизонтально расположенных электродов. Не вдаваясь в подробности, получаем цифры из таблицы на иллюстрации:
Предварительный расчет сопротивления необходим не только для правильного планирования закупок материала: хотя будет обидно, если вам не хватит для завершения работ, пары метров электрода, а до магазина несколько десятков километров. Более-менее аккуратно оформленный план, расчеты и чертежи, пригодятся для решения бюрократических вопросов: при подписании документов о приемке объекта, или составлении ТУ с компанией энергосбыта.
Разумеется, никакой инженер не подпишет бумаги только на основании пусть и красиво исполненных чертежей. Будут произведены замеры сопротивления растекания.
Расчет заземления для частного дома: формулы и примеры
Расчеты заземления для частного дома основываются на формулах расчета сопротивления растеканию тока для электродов. Примеры будут показаны ниже.
Сопротивление грунта
При одиночном стержне применяется формула:
где ρ экв — эквивалентное удельное сопротивления однослойного грунта (выбирается по таблице 1 для конкретной почвы);
Размеры и расстояния для заземляющих электродов
Количество электродов в контуре можно рассчитать по формуле, где:
Rн — максимально допустимое общее сопротивление контура (для сети 127-220 В – 60 Ом, для 380 В – 15 Ом), Ψ — климатический коэффициент (определяется по таблице 2).
Размеры электродов выбираются с учетом реальных условий и рекомендаций:
Глубина заглубления (длина электродов) выбирается из условия – минимум на 15-20 см ниже уровня промерзания. Минимальная длина – 1,5 м. Шаг установки штырей составляет 1-2 длины электрода, а минимальное расстояние составляет 2 м.
Watch this video on YouTube
Конструкция контура
Составные части
Уже упоминавшееся ранее сопротивление заземления (Rз) контура – основной параметр, контролируемый на всех этапах его эксплуатации и определяющий эффективность его применения. Эта величина должна быть настолько малой, чтобы обеспечить свободный путь аварийному току, стремящемуся стечь в землю.
Обратите внимание! Важнейшим фактором, оказывающим решающее влияние на величину сопротивления заземления, является качество и состояние грунта в месте обустройства ЗУ. Исходя из этого, рассматриваемое ЗУ или заземляющий контур ЗК (что для нашего случая – одно и то же) должны иметь конструкцию, удовлетворяющую следующим требованиям:
Исходя из этого, рассматриваемое ЗУ или заземляющий контур ЗК (что для нашего случая – одно и то же) должны иметь конструкцию, удовлетворяющую следующим требованиям:
Эти составляющие устройства необходимы для соединения элементов защищаемого оборудования со спуском (медной шиной).
Различие по месту устройства
Согласно положениям ПУЭ, защитный контур может иметь как наружное, так и внутреннее исполнение, причём к каждому из них предъявляются особые требования. Последними устанавливается не только допустимое сопротивление контура заземления, но и оговариваются условия измерения этого параметра в каждом частном случае (снаружи и внутри объекта).
При разделении систем заземления по их местонахождению следует помнить о том, что лишь для наружных конструкций корректен вопрос о том, как нормируется сопротивление заземлителя, поскольку внутри помещения он обычно отсутствует. Для внутренних конструкций характерна разводка по всему периметру помещений электротехнических шин, к которым посредством гибких медных проводников подсоединяются заземляемые части оборудования и приборов.
Для элементов конструкций, заземлённых снаружи объекта, вводится понятие сопротивления повторного заземления, появившееся вследствие особенной организации защиты на подстанции. Дело в том, что при формировании нулевого защитного или совмещённого с ним рабочего проводника на питающей станции нейтральная точка оборудования (понижающего трансформатора, в частности) уже заземляется один раз.
Поэтому когда на ответном конце того же провода (обычно это PEN или PE шина, выводимая непосредственно на щиток потребителя) делается ещё одно местное заземление, его с полным основанием можно назвать повторным. Организация этого вида защиты показана на рисунке ниже.
Важно! Наличие местного или повторного заземления позволяет подстраховаться на случай повреждения защитного нулевого провода PEN (PE – в системе электропитания TN-C-S). Такая неисправность в технической литературе обычно встречается под наименованием «отгорание нуля»
Такая неисправность в технической литературе обычно встречается под наименованием «отгорание нуля».
Нормы ПУЭ заземления
Нормы ПУЭ заземления являются совокупностью нормативно-правовых актов. Настоящие правила включают рекомендации, как выполнить электропроводку грамотно, описание различных электроустановок и принцип их действия, а также требования, предъявляемые к электрическим системам и их компонентам.
Работы по установке заземления необходимо производить в соответствии с нормами правил устройства электроустановок. Критерии, определенные в ПУЭ, позволят выполнить все присоединения и подключение безошибочно, выдерживая все стандарты. Это гарантирует надежную работу защитной системы в доме, позволит избежать негативных последствий природного и техногенного воздействия.
Если беспрекословно соблюдать все правила, описанные в ПУЭ, это приведет к большим финансовым затратам, поэтому электрики и инженеры в своей деятельности соблюдают только очень важные рекомендации.
В соответствии с нормами ПУЭ, повторный защитный контур непременно должен быть расположен на участках выхода из помещения. На данном месте рекомендуется монтировать естественные заземлители. К ним относятся железобетонные устройства, большие металлические детали, которые большей своей частью непосредственно соединены с грунтом.
Также в ПУЭ указываются предметы, которые не могут использоваться в роли заземлителей: металлические предметы, находящиеся под напряжением, канализационные и отопительные трубы, а также трубопроводы с легковоспламеняющимися веществами.
При монтаже заземления необходимо тщательно произвести расчеты, учитывая все факторы, влияющие на качество создаваемого устройства, при этом необходимо следовать ПУЭ.
Заземлители
1.7.109. В качестве естественных заземлителей могут быть использованы:
1) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;
2) металлические трубы водопровода, проложенные в земле;
3) обсадные трубы буровых скважин;
4) металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т.п.;
5) рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных и железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами;
6) другие находящиеся в земле металлические конструкции сооружения;
7) металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Оболочки кабелей могут служить единственными заземлителями при количестве кабелей не менее двух. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается.
1.7.110. Не допускается использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации и центрального отопления. Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов в соответствии с 1.7.82.
Не следует использовать в качестве заземлителей железобетонные конструкции зданий и сооружений с предварительно напряженной арматурой, однако это ограничение не распространяется на опоры ВЛ и опорные конструкции ОРУ.
Возможность использования естественных заземлителей по условию плотности протекающих по ним токов, необходимость сварки арматурных стержней железобетонных фундаментов и конструкций, приварки анкерных болтов стальных колонн к арматурным стержням железобетонных фундаментов, а также возможность пользования фундаментов в сильноагрессивных средах должны быть определены расчетом.
1.7.111. Искусственные заземлители могут быть из черной или оцинкованной стали или медными.
Искусственные заземлители не должны иметь окраски.
Материал и наименьшие размеры заземлителей должны соответствовать приведенным в табл.1.7.4.
1.7.112. Сечение горизонтальных заземлителей для электроустановок напряжением выше 1 кВ следует выбирать по условию термической стойкости при допустимой температуре нагрева 400 °С (кратковременный нагрев, соответствующий времени действия защиты и отключения выключателя).
В случае опасности коррозии заземляющих устройств следует выполнить одно из следующих мероприятий:
увеличить сечения заземлителей и заземляющих проводников с учетом расчетного срока их службы;
применить заземлители и заземляющие проводники с гальваническим покрытием или медные.
При этом следует учитывать возможное увеличение сопротивления заземляющих устройств, обусловленное коррозией.
Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора.
Не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под действием тепла трубопроводов и т.п.
Виды материала (профили)
Согласно требованиям ПУЭ, содержащим указания на то, каким должно быть сопротивление растекания тока в грунте, в большинстве случаев этот показатель устанавливается на уровне не более 4 Ом. Для получения этого значения обычно приходится приложить немало усилий, направленных на то, чтобы придерживаться заданных теми же требованиями технологий.
В первую очередь, это касается используемых при сборке заземляющего контура материалов, подбираемых, исходя из следующих условий:
Обратите внимание! Для районов с засушливым летом лучше всего подходят трубные толстостенные металлические заготовки, нижний конец которых сплющивается на конус, а затем в этой части трубы просверливаются несколько отверстий. Согласно положениям ПУЭ, перед их размещением в грунте сначала бурятся лунки нужной длины, поскольку забить их вручную достаточно проблематично
В случае особо засушливого лета и резком ухудшении параметров заземлителя в полые части труб заливается концентрированный соляной раствор, что позволяет получить такое сопротивление, какое должно быть в соответствии с требованиями ПУЭ. Длина трубных заготовок выбирается в пределах 2,5-3 метра, что вполне хватает для большинства российских регионов
Согласно положениям ПУЭ, перед их размещением в грунте сначала бурятся лунки нужной длины, поскольку забить их вручную достаточно проблематично. В случае особо засушливого лета и резком ухудшении параметров заземлителя в полые части труб заливается концентрированный соляной раствор, что позволяет получить такое сопротивление, какое должно быть в соответствии с требованиями ПУЭ. Длина трубных заготовок выбирается в пределах 2,5-3 метра, что вполне хватает для большинства российских регионов.
К этому виду профильных заготовок предъявляются особые требования, касающиеся порядка их размещения в почве и состоящие в следующем:
С видом и профилем используемых при обустройстве заземлителя штыревых заготовок можно ознакомиться на размещённом ниже рисунке.
На практике в большинстве регионов России обычно применяются стальной уголок и полоса из того же металла. Для того чтобы получить более точные параметры используемых элементов заземления, потребуются данные геологических обследований. При наличии этой информации можно будет привлечь к обсчёту параметров заземлителя специалистов.
Из чего делается металлосвязь
Соединяющие штыри элементы (металлосвязь) обычно изготавливается из следующих электротехнических материалов:
Классическая металлосвязь делается обычно в виде нарезанных по размеру стальных полос, крепящихся на сварку к уголкам или оголовкам прутка.
Важно! От качества сварочного сочленения зависит, сможет ли данное заземляющее устройство или контур пройти проверочные испытания на соответствие переходного сопротивления нормируемому значению (4 Ома)
При применении более дорогих алюминиевых (медных) полосок к ним на сварку крепится болт подходящего типоразмера, на котором впоследствии фиксируются подводящие шины
Главное, на что нужно обращать внимание при обустройстве любых соединений, – это надёжность получаемого в результате контакта
Для этого перед оформлением болтового сочленения необходимо тщательно зачистить обе соединяемые детали до появления блеска чистого металла. Дополнительно эти места желательно обработать шкуркой, а после закручивания болта хорошо его поджать, что обеспечит более надёжный контакт.