Какие виды систем заземления существуют и что такое защитное заземление?

Функции искусственного заземляющего элемента

Согласно пункту ПУЭ 1.7.28, заземление должно быть организованно для всех видов промышленных и бытовых электроустановок. Необходимость установки аргументирована практической значимостью функций системы. Каждой части заземляющего устройства отведена своя задача.

Проводящий элемент или совокупность соединенных между собой аналогичных элементов заземляющего устройства играют важную роль в надлежащей работе всей системы заземления объекта.

Существует две основных функции заземления, которые реализуются при помощи искусственного заземлителя:

  1. Обеспечение электрической безопасности пользователям электроустановки. Основные задачи защитной функции — уменьшение показателей разности потенциалов, отвод блуждающего тока. Ток утечки образуется при взаимодействии заземляющего предмета с фазным кабелем.
  2. Поддержка эффективной и бесперебойной работы как электрического оборудования, так и всей электроустановки.

naznachenie-zazemlitelya.jpg

Важно! Заземление более эффективно, когда электрическая система объекта оснащена УЗО (устройством защитного отключения) или аналогичными защитными приборами. Такие устройства моментально реагируют на утечку тока.

Искусственный заземлитель имеет ряд требований, реализация которых позволит добиться надлежащего результата выполнения функций. Основа — надежный монтаж и оптимальное расположение в грунте заземляющего элемента.

Что выступает в роли искусственного заземлителя

Заземляющий элемент выполняется в виде проводника (электрода) определенного материала, который помещается в грунт. В некоторых случаях монтируется несколько подобных заземлителей.

Определение ситуации, когда необходимо монтировать именно группу искусственных стержней, реализуется посредством специальных расчетов. Результатом вычисления обосновывается выбор конфигурации электрода по отношению к его сопротивлению — основному показателю, определяющему качество заземления.

Важно! Совокупность соединенных искусственных стержней, вмонтированных в землю и объединенных с электрооборудованием при помощи проводника, образует заземляющий контур.

Искусственный заземлитель изготавливается из таких материалов:

  1. Омедненная сталь. Соединение меди и стали имеет хорошее сцепление. Стержни прочные, отлично контактируют с любыми материалами. За счет химических особенностей сплав обладает отличной электропроводимостью. Электрохимическая активность меди и стали незначительна, нормальная эксплуатация заземлителей из такого металла может достигать больше ста лет.
  2. Оцинкованная сталь. Преимущества — коррозионная стойкость материала, низкое сопротивление, электроды устойчивы к кислотной среде.
  3. Черные металлы. Недостаток — быстрое разрушение в агрессивном грунте (образуются коррозия и ржавчина). Высокая прочность материала повышает сопротивление растеканию тока, что крайне опасно для человека.

kontur-zazemleniya-iz-metallicheskix-polos.jpg

Помимо материала, искусственные заземлители различается по форме и по расположению в почве (углубленный вертикальный и протяжной горизонтальный тип).

Как определить сопротивление

Согласно нормативной документации, такой показатель считается основным для определения качества заземляющего устройства. Сопротивление регламентирует надежность производства основных функций заземляющих элементов.

Факторы, которые оказывают первостепенное влияние на показатель:

  1. Площадь (S) заземляющих электродов с почвой («стекание» тока).
  2. Удельное электрическое сопротивление грунта (R).

Существуют стандартные показатели сопротивления растекания, при соответствии которым реализуется эффективная работа заземляющей системы. Определяется уровень проводимости тока устройством.

Обратите внимание! Для электроустановки с напряжением в 380 В показатель сопротивления не должен превышать 30 Ом. Системы видеонаблюдения, серверные блоки и медаппаратура выполняется заземлением с сопротивлением заземляющих элементов в 0,5–1 Ом.

Определение такого показателя проводимости не единичная рекомендация. Существует еще и ряд общеобязательных требований по структуре и монтажу такого элемента заземления.

izmerenie-soprotivleniya-iskusstvennogo-zazemlitelya-e1513853615710.jpg

Как устанавливать искусственный электрод в грунт

Искусственный заземлитель в процессе изготовления неоднократно подвергается проверке на соответствие всем параметрам нормативных требований. Аналогичная ситуация с его установкой и расположением в грунте. Обобщив данные, можно выделить основные моменты производства такого электромонтажа:

  1. Процесс установки практически полностью механизирован.
  2. Если предусмотрено два протяженных (горизонтальных) луча, от заземляемой части электроустановки электроды прокладываются в противоположных направлениях. При условии, что заземлителей больше двух, прокладка лучей осуществляется под наклоном (угол в 120° – 90°). Обусловлено такое размещение улучшением показателя сопротивляемости.
  3. При монтаже заземлителя часто происходит распределение потенциалов. Разница потенциала на поверхности грунта (сверху заземлителя) и вокруг элемента (внутри почвы) служит причиной возникновения опасных напряжений. Для выравнивания потенциалов в таких случаях искусственный заземлитель изготавливается в форме сетки. Горизонтальные электроды прокладываются как вдоль, так и поперек площади электроустановки. Соединения на местах пересечения выполняются сваркой.

ustanovka-zazemlyayushhego-elektroda-e1513853367577.jpg

Важно! При близком расположении электродов такого типа происходит экранирование. Снижается показатель их эффективности.

Завершающим этапом выполнения заземления обязательно будет работа по измерению параметров сопротивления заземления.

Разновидности вертикальных заземлителей

Распространены следующие виды вертикальных заземлителей:

  • традиционный;
  • модульный;
  • гибкий;
  • бесконтактный;
  • для засушливых регионов.

Традиционный

Самый простой вариант. Отрезки стального проката длиной до 5 м вколачивают в землю кувалдой или специальным электроинструментом.

Для изготовления электродов используются:

  • уголок: минимальная толщина полки — 4 мм;
  • полоса: минимальная толщина — 4 мм, минимальное сечение — 48 кв. мм;
  • труба: минимальная толщина стенки — 3,5 мм;
  • прут: минимальный диаметр — 10 мм, оцинкованного — 6 мм.

61-2.Zazemlitel_molnieotvoda-750x245.jpg

Заземлитель молниеотвода

Минимальное сечение электродов и подводящих шин для заземлителей молниезащиты составляет 160 кв. мм.

Круглые электроды наиболее предпочтительны, поскольку:

  • при том же сечении имеют меньшую площадь поверхности, потому меньше ржавеют;
  • легче вбиваются в грунт;
  • требуют в 1,5 раза меньших затрат стали и обходятся в 1,75 раза дешевле прочих разновидностей.

Недостаток традиционного заземлителя: глубина залегания относительно невелика.

Модульный (наращиваемый)

Используются круглые стержни, снабженные конструктивными элементами для прочного соединения. По мере погружения в грунт электрод наращивается, что позволяет достигать любой глубины.

Достоинства модульного заземлителя:

1467346667_shtyr-i-polosa.jpg

  1. Высокая эффективность, обусловленная значительной глубиной погружения: чтобы обеспечить сопротивление в 2 Ома достаточно 1-го электрода длиной 12 м, тогда как 3-метровых для этого требуется 15 м и более.
  2. Компактность: заземлитель занимает мало места на поверхности участка.
  3. Долговечность: модули имеют коррозионноустойчивое медное или цинковое покрытие.

Параметры модулей:

</ol>

  • диаметр: 12 – 25 мм;
  • длина: 1,2 – 5 м.

Применяются разные способы соединения секций:

  • резьбовыми муфтами;
  • резьбовое без муфты (стержни навинчиваются один на другой);
  • муфтой без резьбы;
  • фрикционный метод: один стержень заклинивается в другом.

При выборе модульного заземлителя внимание обращают на характеристики покрытия:

  • толщина;
  • адгезия: подразумевается сила сцепления покрытия с основным материалом, препятствующая его соскальзыванию в процессе внедрения в грунт.

Гибкий

Электрод изготовлен в виде тонкостенной трубы из нержавеющей стали (толщина стенки составляет 1 – 2 мм) с находящимся внутри сердечником из полужесткого пластичного материала.

Он хорошо переносит процесс забивания, но при попадании на препятствие в грунте (камень и пр.) изгибается и обходит его. Наконечник делают закругленным, чтобы он лучше соскальзывал с препятствия.

Стандартный диаметр стальной трубы — 15 мм. Диаметр «начинки» из пластичного материала больше, за счет чего она после запрессовывания в трубу удерживает последнюю от смятия.

Другой способ изготовления упругого сердечника — заливка в трубу эпоксидной смолы, какого-нибудь эластомера или полиуретана. При отвердении эти материалы стремятся увеличиться в объеме, чем и обеспечивается требуемый натяг.

Выгоды от использования электродов данного типа:

  • возможность обходить твердые включения в грунте;
  • уменьшение затрат стали.

Бесконтактный

При конструировании этого заземлителя преследовалась цель исключить контакт металлического электрода со средой грунта, вызывающей электролитическое растворение металла.

Бесконтактный заземлитель сооружается так:

</ul></ul></ul></ul>

  1. В грунте бурят скважину.
  2. Вставляют в горловину скважины трубу из гетинакса или иного изолятора, так чтобы она располагалась выше уровня земли.
  3. Засыпают в скважину и трубу токопроводящую засыпку.
  4. Внедряют в засыпку металлический электрод такой длины, чтобы его нижний конец был выше поверхности земли.
  5. Кладут на засыпку тяжелый диск с отверстием для электрода, компенсирующий усадку засыпки и поддерживающий таким образом ее плотность и хороший контакт с электродом.

При таком подходе срок службы электрода увеличивается в 5 – 10 раз. Особенно уместно данное решение в зонах с агрессивными грунтами.

Для засушливых регионов

В грунте устраивается железобетонная емкость с люком вверху для заполнения водой. К низу емкости подсоединяют сеть из стальных труб с отверстиями в стенках для истечения воды, выполненными с определенным шагом. Эти трубы покрываются материалом, впитывающим влагу, например, бетоном или цементом.

Марку раствора необходимо подобрать так, чтобы добиться оптимальной скорости фильтрации влаги в грунт. Тогда воду в заземлитель придется заливать реже. Подключение заземляемого элемента осуществляется к арматурному каркасу ж/б емкости.

Реклама</legend>

</ol></ul></ul></ul>

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий