Виды и правила заземления электроустановок

Виды и правила заземления электроустановок

Заземление электроустановок необходимо для их безопасной эксплуатации. Если заземлительная система отсутствует или установлена неправильно, резко повышается вероятность травматизма и выхода из строя электрооборудования.

Заземляющее устройство

Система заземления представляет собой совокупность заземляющего контура и проводников, позволяющих безопасно отвести ток в грунт. Существует два типа заземлителей — естественные и искусственные. Естественные заземлители представляют собой металлические конструкции, основное предназначение которых не связано с обеспечением электробезопасности. Согласно ПУЭ, к естественным заземлителям относятся:

1. Каркасы сооружений (из железобетона или чистого металла), имеющие контакт с почвой.
2. Водопроводные трубы, находящиеся под землей. Запрещено использовать для заземления нефте- и газопроводы, а также любые другие трубопроводы, предназначенные для транспортировки горючих веществ.
3. Опоры ЛЭП.
4. Нетоковедущие железнодорожные пути (только при условии наличия сварных соединений между рельсами).

Искусственный заземлитель — это конструкция, сооруженная специально для защиты от тока. В качестве искусственных заземляющих устройств используют:

• неокрашенные металлические пруты (минимальный диаметр — 10 миллиметров);
• стальной уголок (толщиной от 4 миллиметров);
• листы стали (толщина — от 4 миллиметров и сечение в разрезе — свыше 48 квадратных миллиметров).

Для сооружения искусственных заземлительных систем пруты закапывают или вбивают в почву. Длина электрода не должна быть меньше 2,5 метров. После установки проводников в землю, их сваривают между собой. Надземная часть заземлительного контура должна находиться на определенном расстоянии от земли (не менее 50 сантиметров).

Обратите внимание! Согласно требованиям Правил устройства электроустановок, контур должен иметь, по крайней мере, два соединения с проводниками.

По предназначению оборудование принято делить на две разновидности — защитную и рабочую. Защитные заземлительные устройства обеспечивают безопасность жильцов или персонала и предотвращают риск поражения тока из-за случайного касания корпуса электрической установки.

Защитное заземление обустраивается для:

• всего электрооборудования и машин, не установленных на глухозаземленных опорах;
• электрических шкафов, металлических коробов распредщитов;
• трубопроводов с силовыми кабелями;
• оплеток силовых кабелей.

Рабочие заземлительные устройства применяют в случаях, когда, несмотря на повреждение изоляционного слоя и последовавшего за этим пробоя на корпус, необходима бесперебойная работа оборудования. К примеру, рабочим заземлением оснащают нули трансформаторов и электрогенераторов. Также рабочим считается заземление молниеотводов.

Обратите внимание! По нормативам ПУЭ заземление электрических сетей с номиналом напряжения 42 вольта (при переменном токе) или 110 вольт (при постоянном токе) осуществляется в обязательном порядке.

Маркировка заземлительных систем

Заземлительные устройства отличаются схемой соединения и количеством проводников. Выделяют такие системы:

В названии заземления первая буква указывает на разновидность источника питания:

• T — нейтраль источника электропитания стыкуется с грунтом;
• I — токоведущие элементы не контактируют с землей.

Вторая буква информирует о способе заземления открытых токопроводящих элементов электрической установки:

• N — прямой контакт с местом заземления источника питания;
• T — непосредственная связь с грунтом.

Буквы после дефиса сообщают информацию о методе обустройства защитного проводника (PE) и нуля:

• C — задачи проводников выполняются одним проводником PEN;
• S — функции проводников выполняются несколькими проводящими устройствами.

Система заземления TN-C

Заземление электроустановок типа TN-C применяется в трехфазных четырехпроводных и однофазных двухпроводных электросетях. Чаще всего подобные заземлительные системы встречаются в сооружениях старой постройки. Преимущества TN-С состоят в простоте и доступности системы. Однако уровень безопасности системы оставляет желать лучшего. Поэтому в современных зданиях TN-C не используется.

Система заземления TN-C-S

Защитное заземление электроустановок TN-C-S чаще всего применяется при проведении реконструкций старых электросетей с объединенными рабочими и защитными проводниками на вводе. Таким образом, чтобы установить в здании систему TN-C-S, в нем должно существовать более старое заземление — TN-C-S. Усовершенствованная система также отличается простотой установки и эксплуатации, но при этом более надежна.

Система заземления TN-S

В TN-S рабочие и нулевые проводники располагаются по отдельности. При этом нуль (PE) объединяет все токоведущие элементы электрической установки. Во избежание повторного заземления обустраивают трансформаторную подстанцию с основным заземлением. Достоинствами TN-S считаются небольшая длина проводника от кабельного входа в установку до системы заземления, а также низкая вероятность электромагнитных помех.

Система заземления TT

Данный тип заземления характерен тем, что все токоведущие компоненты имеют непосредственный контакт с землей. При этом заземлители установки электрически не связаны с заземлителем нейтрали электроподстанции.

Система заземления IT

Характерная особенность заземления IT — изолированность нейтрали от грунта или ее заземления через элементы с высоким сопротивлением. В результате такого решения удается значительно уменьшить воздействие тока утечки на корпус. IT применяют в строениях, работающих в условиях жестких требований по электробезопасности.

Правила заземления электродвигателя

По установленным нормативам электрические двигатели подлежат обязательному заземлению. Данное требование не распространяется на ситуации, когда корпус электродвигателя смонтирован на металлической основе, имеющей контакт с грунтом через металлические элементы или заземляющий проводник. Во всех других ситуациях корпус двигателя соединяют проводником с заземлительным контуром.

Все электрические устройства должны иметь выделенные соединения с контуром заземления. Последовательное объединение двигателей с контуром не допускается, поскольку при нарушении любого из соединений вся цепь потеряет функциональность.

Чтобы правильно установить защитный заземлитель, понадобится дополнительный заземляющий элемент в силовом кабеле. Один конец проводника присоединяют к клеммной коробке электрического двигателя, а второй — к корпусу шкафа, где находится блок управления электроустановкой.

Обратите внимание! Прежде чем выполнять подключение, необходимо соединить с грунтом электрошкаф.

При пробое между проводником заземления и токопроводом возникает короткое замыкание, в результате чего размыкается защитное или коммутирующее устройство.

Сечение проводника для заземления должно соответствовать нормативам, указанным в ПУЭ (приведены в таблице ниже).

Заземление сварочных аппаратов

Кроме корпуса сварочного аппарата заземлению подлежит один из выводов вторичной обмотки оборудования (ко второму подключается держатель электродов). Заземляемый вывод вторичной обмотки обозначают графически и оснащают стационарным выведенным фиксатором (для надежной стыковки с заземлителем).

Уровень переходного сопротивления заземлительного контура не должен быть выше 10 Ом. Если нужно поднять электропроводимость контура, контактную площадь делают больше стандартной.

Как и в случае с другими электроустановками, последовательное объединение сварочного оборудования не разрешается. Каждый аппарат должен иметь выделенное соединение с магистралью заземления здания.

Правила расчета

Заземление электроустановок должно осуществляться после предварительных расчетов. Планирование позволяет установить характеристики контура, в том числе его разновидность, геометрическую форму, площадь, размеры, количество электродов и дистанцию между ними. Все указанные данные, в совокупности с показателем токопроводимости земли, имеют непосредственное влияние на общее сопротивление системы.

Особое значение при проведении расчетов имеет удельное сопротивление грунта. Также при осуществлении расчетов учитывают сезонный фактор, делая на это соответствующие поправки.

Правила для переносных установок

В некоторых ситуациях допускается отказ от местного заземлителя для электрооборудования, оснащенного автономными источниками питания с нейтралью, не вступающей в контакт с грунтом. Обычно переносное заземление используется для защиты установок, не питающих другое оборудование. При этом источники питания должны иметь собственные заземлители, а все элементы установки — стыковаться с корпусом источника электропитания.

Работы по заземлению мобильных электрических установок выполняют в соответствии с требованиями к напряжению или сопротивлению. Показатель сопротивления не должен превышать 25 Ом. Устройства с автономными источниками электропитания и изолированными нейтралями всегда контролируются по уровню сопротивления изоляции. Кроме того, нужно обеспечить постоянный доступ для проведения проверок работоспособности изоляции.

Переносные заземлительные установки монтируются во время перерывов в работе электрооборудования. Установка защиты начинается только после отключения напряжения в электросети. Заземление устанавливается на все отключенные фазы. Причем установка осуществляется со всех сторон, откуда подается напряжение.

К монтажу переносных систем в электрических установках с напряжением свыше 1000 вольт допускаются исключительно специалисты, обладающими группой электробезопасности не меньше четвертой. Для установок с напряжением менее 1000 вольт необходима третья или выше группа электробезопасности.

Обратите внимание! Нельзя задействовать в качестве заземляющих устройств элементы, непредназначенные для этой цели. Также недопустимы скрутки.

Заземление электроустановок на предприятиях

На производстве нередко возникают ситуации, когда напряжение в корпусе вышедшего из строя оборудования отмечается не только между открытыми участками агрегата и грунтом, но и между корпусами разных устройств. Также напряжение фиксируют между корпусом оборудования и различными элементами сооружения, трубами и другими металлическими частями.

Для защиты оборудования используются обширные системы, включающие и связывающие между собой элементы установок, способные производить ток, а также металлические элементы технологических устройств и всего сооружения в целом. Задача проводимых мероприятий состоит в выравнивании потенциалов всех элементов цехов. В результате все заземляемые станки на предприятии входят в единую систему.

Защита необязательна для приборов с номинальным напряжением до 42 вольт переменного тока и до 100 вольт постоянного.

Технология заземления

Предпочтение при организации защиты отдается естественным заземлителям. Не допускается использование алюминия (кабельные оболочки, неизолированные провода), поскольку этот материал подвергается окислению в грунте, а окись — отличный изолятор.

Если нет естественных заземлительных элементов, изготавливают искусственные. Электроды (прутки, полосы, уголки или трубы) устанавливают по вертикали в грунт на глубину 2,5–3 метра. Причем верхний конец штыря должен быть выше уровня земли на 60–70 сантиметров. Установленные штыри соединяют между собой стальной полоской (толщина не меньше 4 миллиметров).

Электрод должен соответствовать определенным параметрам:

• диаметр трубы — 30–50 мм и толщина стенок — 3,5 мм;
• диаметр стержня — 10–123 мм;
• толщина угловой стали — от 4 мм.

Альтернатива вертикальному заземлению — горизонтальное. Однако такое решение требует больших ресурсов рабочего пространства. Горизонтальные полосы кладут на ребро в заранее выкопанную траншею (глубина ее составляет от 60 до 70 сантиметров).

Если систему устанавливают в агрессивной среде (кислые или щелочные почвы), в качестве конструкционного материала выбирают медь или оцинковку.

В помещениях проводку для заземления прокладывают в виде магистралей. Ее располагают таким образом, чтобы она была доступна для контроля, но при этом защищена от повреждений механического характера. Если в помещении происходит выделение едких газов, проводку прокладывают по стенам с использованием скоб.

Соединение проводников с корпусами и кожухами электрооборудования осуществляется сваркой или болтами. Все контакты зачищают и покрывают лаком.

Проверка заземляющих устройств

Чтобы поддерживать заземляющие устройства в надлежащем техническом состоянии, необходимы регулярные проверки оборудования. В перечень проверочных мероприятий входят следующие действия:

1. Внешний осмотр наземной части оборудования.
2. Тестирование наличия электроцепи между заземляющим устройствам и подзащитными компонентами.
3. Замер сопротивления контура.
4. Мониторинг пробивных трансформаторных предохранителей.
5. Тестирование надежности соединений с естественными заземлительными устройствами.
6. Замеры сопротивления петли фаза–ноль.
7. Измерение удельного сопротивления земли для опор линий электропередачи, если напряжение превышает 1 кВт.
8. Вскрытие почвы в отдельных местах для визуального контроля за элементами системы.

Проверка присутствия электроцепи между заземлением и защищаемым электрооборудованием осуществляется для подтверждения непрерывности и надежности системы. В ней недопустимы обрывы или некачественные контакты. В простых сетях (без больших разветвлений) сопротивление переходных контактов замеряют непосредственно между защитным и защищаемым элементом системы. Для сложных сетей используется другая тактика: вначале делается замер между заземлителем и отдельными частями магистрали, а уже затем — между участками и заземленными элементами.

Для измерений используют специальный аппарат — омметр (например, М-372). Также применяют измерительные мосты (типы приборов — УМВ, МMB, MBУ) или измерительное устройство типа МC-08. Непосредственно замеры сопротивления заземляющего контура выполняют измерителями М-416б ИСЗ-01, МС-08, М-1103.

Чтобы защитить электросети (до 1 кВт) с отведенной от земли нейтралью от перенапряжений, трансформаторы оснащают пробивными предохранителями. Надежность функционирования предохранителей зависит от правильности сборки и регулярного контроля за их техническим состоянием. В связи с этим проверка предохранителей проводится как при пусковых работах, так и при ремонте оборудования или перестановке данных устройств. Также предохранители проверяются при наличии предположения об их возможном срабатывании.

В случае повреждения участка и если показатель тока однофазного замыкания 1К соответствует следующему ниже условию, сеть отключается.

Чтобы определить ток однофазного замыкания, делают замер полного сопротивления электроцепи однофазного замыкания на корпус устройства или грунт. Самым простым способом измерения считается замер сопротивления петли ноль–фаза. Для этого используют вольтметр и амперметр.
Все устройства, используемые для измерений, должны иметь технический паспорт. В документе указывается схема заземления, результаты последних замеров и проверок состояния системы, данные о действиях, осуществленных при проведении ремонтных работ и внесенных изменениях.

Установка заземления: способы монтажа, устройство, общие требования

Системы электропередач в большей части зданий выполнены по старому образцу — без заземления. Современные бытовые приборы, работающие без заземляющего контура, могут выйти из строя в случае возникновения каких-либо неисправностей. Владельцы домов, как правило, самостоятельно осуществляют установку заземления в доме, обеспечивая тем самым электробезопасность.

Предназначение заземления

Основная задача заземления — снижение до нуля напряжения сети в случае возникновения утечки тока. Причиной этого может быть прикосновение к токоведущим частям, повреждение изоляции проводки. Дополнительной функцией заземления является создание и поддержание оптимальных условий для работы бытовых электрических приборов.

Некоторые устройства требуют не только установки розетки с заземлением, но и непосредственного подключения к заземляющей шине. С этой целью применяются специальные зажимы.

К примеру, на корпусе микроволновых печей располагается специальная клемма для заземления. При отсутствии заземления прикосновение к микроволновке может повлечь несильный, но неприятный удар током. Устраняется это только посредством установки защитного заземления. Аналогичная ситуация с большинством других бытовых приборов.

Установка заземления в частном доме является не менее важной процедурой, особенно если здание — деревянное. Имеющийся заземляющий контур позволяет защитить постройки от удара молнии и провоцируемого им пожара. Особенно важно это в сельской местности, где дома могут быстро выгореть за короткий срок. Одновременно с заземлением чаще всего обустраивают молниеотвод.

Правила обустройства заземления

При несоответствии естественных заземляющих элементов предъявляемым требованиям используются искусственные системы заземления. Естественными элементами могут быть расположенные в земле водопроводные стальные трубы, металлические конструкции зданий, артезианские скважины и многие другие.

В качестве естественных заземлителей запрещено использовать нефтепроводы, газопроводы и бензопроводы.

Оптимальный материал для установки переносного заземления своими руками — металлический уголок 50 х 50 миллиметров длиной 3 метра. Для установки таких элементов выкапывается траншея глубиной 0,7 метра, при этом над дном должно оставаться порядка 10 сантиметров отрезков. К выступающей части приваривают стальной прут диаметром 10-16 миллиметров или стальную полосу.

Сопротивление заземляющего контура в электрических установках до 1000 вольт должно составлять 4 Ом, не более. Сопротивление для установок более 1000 вольт не должно превышать 0,5 Ом.

Виды заземления и особенности

Выделяют шесть систем заземления, однако в частных домах используются только две: TN-C-S и TT. Большей популярностью пользуется первый тип, поскольку в нем устроена глухозаземленная нейтраль. Проведение нейтрали N и шины PE осуществляется одним проводом PEN до входа в здание, после чего заземление разводится на несколько отдельных веток.

Защитные функции в такой схеме осуществляются электрическими автоматами, при этом отсутствует необходимость в установке устройств защитного отключения. У такой схемы имеется свой недостаток: при повреждении проводника PEN на расстоянии между домом и подстанцией появляется фазовое напряжение на шине заземления в доме. Отключить напряжение невозможно никакой защитой, в связи с чем необходим монтаж механической защиты проводника PEN и резервного заземления на расстоянии каждые 200 метров.

Электрические сети в небольших городах и селах не соответствуют необходимым требованиям, в связи с чем используют схему TT. Оптимальный вариант применения данной схемы — для отдельных построек с грунтовым полом, поскольку имеется определенный риск прикосновения разом к грунту и заземлению, что опасно при использовании схемы TN-C-S.

Отличие заключается в том, что «земля» используется в качестве щита от индивидуального заземления, а не от подстанции. Такая система обладает большей устойчивостью к повреждениям проводника и требует установки специального устройства защитного отключения. По этой причине такая схема именуется резервной.

Установка заземления

Устройства заземления классифицируются на два типа, которые отличаются по свойствам и способу монтажа. Первый вид представлен штыревой модульной конструкцией с несколькими электродами, второй создается из металлопроката. Основными отличиями разновидностей являются углубленные детали, в то время как проводники и надземная часть полностью аналогичны.

Приобретенные в торговой сети наборы для заземления обладают определенными преимуществами:

• Комплектующие разработаны специалистами в соответствии со всеми стандартами и требованиями и изготовлены на заводском оборудовании;
• Практически не нужны земляные и сварочные работы;
• Можно углубиться на значительную глубину в землю с сохранением минимального сопротивления всего устройства.

Основным недостатком является слишком высокая стоимость

Набор, приобретенный в торговой сети, имеет свои преимущества:

• Продается комплектом, элементы набора разработаны специалистами с соблюдением всех требований правил, изготовлены на заводском оборудовании.
• Не требуются сварочные работы, и почти не нужны земляные работы.
• Дает возможность углубиться в землю на значительную глубину с получением малого сопротивления всего устройства заземления.

Из недостатков заводского исполнения можно отметить высокую стоимость набора.

Инструменты и материалы

Для изготовления самодельного заземлителя обязательно должен использоваться оцинкованный металлопрокат — труба, уголок или пруток.

Готовые заземлители выполнены из резных омедненных штырей, соединенных латунными муфтами. Соединение штыря и провода заземления выполнено при помощи зажима из нержавеющей стали и специальной пасты. Окрашивать или смазывать заземлители нельзя.

При выборе сечения проката учитывается воздействие коррозии, в результате которого сечение понижается. Минимальные сечения проката:

• Для оцинкованного прутка — 6 мм;
• Для прямоугольного проката — 48 мм 2 ;
• Для металлического прутка — 10 мм.

Штыри соединяются между собой уголком, полосой или проволокой. С их помощью заземление подводится до электрического щита. Для соединяющего проката размеры составляют:

• Диаметр прутка — 5 мм;
• Размер прямоугольного профиля — 24 мм 2 .

Сечение провода фазы должно быть больше сечения заземляющего провода в помещении. К подобным проводникам предъявляются определенные требования, затрагивающие диаметр жил:

• Алюминиевый без изоляции — 6 мм;
• Медный без изоляции — 4 мм;
• Медный изолированный — 1,5 мм;
• Алюминиевый изолированный — 2,5 мм.

Проводники заземления соединяются при помощи заземляющих шин, изготовленных из электротехнической бронзы. Все детали щита согласно схеме TT крепятся к стенке ящика.

Установка заземлений на ВЛ самодельного типа осуществляется при помощи кувалды, которой заземлитель вбивается в землю. Вбивание заводских деталей происходит при помощи отбойного молотка. В обоих способах установки заземления желательно использовать стремянку. Ручная сварка используется для сваривания проката из черного металла.

Земляные работы

Существует определенный порядок установки заземления. Первым этапом являются земляные работы. Заземлители размещаются на расстоянии 1 метра от фундамента здания. Минимальное расстояние между штырями составляет 1,2 метра. Оптимальный вариант — использовать штыри длиной 3 метра и создавать из них треугольник с трехметровыми сторонами.

После выкапывается траншея глубиной 0,8 метра.Оптимальная ширина траншеи — 0,7 метра: ее достаточно для удобной сварки проводников.

Подготовка электродов

Заострение электрода осуществляется при помощи болгарки. Если используется бывший в употреблении металлопрокат, то он очищается от коррозии и старого покрытия. Штыри заводского производства оснащаются острыми головками, которые накручиваются и промазываются в месте соединения специальной пастой.

Углубление электродов

Заглубление электродов в землю осуществляется посредством их забивания кувалдой. Для облегчения работы лучше использовать подмостья или стремянку. Если металл электродов слишком мягкий, то удары наносятся через специальные деревянные брусья. До конца забивать штыри не нужно: над землей должно оставаться порядка 10-20 сантиметров, которые используются для соединения с контуром.

Забивание заводских электродов осуществляется отбойным молотком. После того как штырь будет углублен, на него навинчивается муфта и дополнительный заземлитель. Процесс повторяется несколько раз до достижения требуемой глубины.

Соединение электродов

Между собой штыри объединяются полосой 40х4 миллиметра. Прокат из черного металла сваривается, поскольку болты быстро коррозируют, что приводит к повышению сопротивления общего контура. Сварочные швы должны быть высокого качества.

От собранного контура заземление проводится полосой к дому и крепится к фундаменту. Провод от щита подключается к болту, приваренному к краю полосы.

Крепежный хомут устанавливается на последний электрод, после чего закрепляется провод. Герметизация зажима осуществляется специальной лентой.

Засыпка траншеи

Засыпать траншею заземления лучше всего однородной плотной почвой.

Приобретенные в магазине устройства заземления с одним штырем комплектуются пластмассовыми колодцами, позволяющими осуществлять ревизию.

Проведение заземления в щит

Установка распределительного щита осуществляется на стену здания, причем место монтажа должно быть защищено от влажности. Кабели проводятся через стену с использованием специальных трубных гильз. Подключение провода к установленной на корпусе щита шине проводится при помощи болтового соединения.

После установки заземление проверяется мультиметром. Количество электродов увеличивается при сопротивлении, превышающем 4 Ом. Провода заземления в желтой изоляции подключаются к соответствующему разъему шины заземления. При подключении различных устройств — светильников, розеток открытой установки с заземлением и прочих — желтые провода также подсоединяются к соответствующим клеммам. К примеру, на розетках подобная клемма располагается в центре. Наиболее безопасными считаются розетки скрытой установки с заземлением — они используются для подключения холодильников, газовых плит и прочих бытовых приборов.

Заземление цеха, расчёт контура заземления цехов, правила монтажа в цехах.

Работа электрических приборов всегда связана с таким опасным для человека явлением, как напряжение. Выход из строя оборудования часто сопровождается короткими замыканиями, либо возникновением перегрузок.

Электрический ток, в результате неисправности оборудования, может проходить через непредназначеннуюо для этого часть. От прикосновения к корпусу оборудования под напряжением человек получает удар электрическим током. Последствия могут нанести вред здоровью и поставить угрозу для жизни человека.

Для защиты электроустановок от поломок, а человека от опасного воздействия электрического тока применяют заземление. Заземление электроустановок осуществляется за счет электрического соединения с землей или иными элементами металлических частей, не предназначенных для проведения тока.

Заземление оборудования может быть двух видов:

Читайте также: Как сделать заземление компьютера и для чего это нужно

• Защитное заземление — специальное присоединение оборудования с устройством заземления. Целью этой меры является ограничение человека от опасного воздействия при контакте с корпусом прибора.
• Зануление — подсоединение элементов оборудования с заземленной нейтралью с нулевым проводом. Зануление способствует отключению оборудования при возникновении неисправностей в его работе.

Защитное заземление включает в свою конструкцию сам заземлитель, а также проводники. В свою очередь заземлители могут быть естественными и искусственными. К первым относят металлические элементы в конструкции зданий, объектов, которые имеют соединение с землей.

Искусственными являются схема из металлических труб, штырей, уголков, ввинченных в землю и имеющие между собой соединение из полос или проволоки.

Заземляющими проводниками выступают шины из стали или меди, они создают соединение между оборудованием и непосредственно заземлителем. Крепят шины болтами или сварочным способом.

Заземляющее устройство

Заземляющее устройство – система, состоящая из заземляющего контура и проводников, обеспечивающих безопасное прохождение тока через землю. Исходя из Правил Устройства Электроустановок, естественными заземлителями могут быть:

1. Каркасы зданий (железобетонные или металлические), которые соединены с землей.
2. Защитная металлическая оплетка проложенных в земле кабелей (кроме алюминиевой)
3. Трубы скважин, водопроводов, проложенных в земле (кроме трубопроводов с горючими жидкостями, газами, смесями)
4. Опоры высоковольтных линий электропередач
5. Неэлектрифицированные железнодорожные пути (при условии сварного соединения рельсов)

Для искусственных заземлителей, по правилам, используют неокрашенные стальные прутки (с диаметром более 10 мм), уголок (с толщиной полки более 4 мм), листы (с толщиной более 4 мм и сечением в разрезе более 48 мм2). Для создания системы с искусственным заземлением возле сооружения вкапывают или вбивают в землю металлические пруты, уголок или листы с указанными выше толщиной и сечением, но длиной не менее 2,5 м. Затем их сваркой соединяют между собой с помощью прутковой или листовой стали. От поверхности земли данная конструкция должна находиться более 0,5 м. По требованиям, контур заземления здания должен иметь не менее двух соединений с заземлителем. В зависимости от назначения, заземление оборудования делится на два типа: защитное и рабочее. Защитное заземление служит для безопасности персонала и предотвращает возможность поражения человека электрическим током вследствие случайного прикосновения к корпусу электроустановки. Защитному заземлению подлежат корпуса электроустановок и электрических машин, которые не закреплены на «глухозаземленных» опорах, электрошкафы, металлические ящики распределительных щитов, металлорукав и трубы с силовыми кабелями, металлические оплетки силовых кабелей. Рабочее заземление используют в том случае, когда для производственной необходимости в случае повреждения изоляции и пробоя на корпус требуется продолжение работы оборудования в аварийном режиме. Таким образом, например, заземляют нейтрали трансформаторов и генераторов. Также, к рабочему заземлению относят подключение к общей сети заземления молниеотводов, которые защищают электроустановки от прямого попадания молний.

Согласно Правилам Устройства Электроустановок обязательно подлежат заземлению электрические сети с номинальным напряжением свыше 42 В при переменном токе и свыше 110 В при постоянном.

Как работает заземление

Для начала разберемся, почему на корпусе стиральной машинки или другого электрооборудования появилось опасное напряжение. Всё достаточно просто – изоляция проводников по какой-то причине испортилась или повредилась и поврежденный участок касается металлического корпуса какой-то из деталей оборудования.

Если заземление или зануление электрооборудования отсутствует, то при касании человеком поврежденного прибора может возникнуть напряжение прикосновения (разность потенциалов на поверхности между точками касания). При нахождении рядом с поврежденным оборудованием может возникнуть шаговое напряжение (разность потенциалов между ступнями, соприкасающимися с землей). Напряжение прикосновения и шаговое напряжение могут иметь опасное для человека значение. Чтобы уменьшить их значение до безопасной величины, применяется защитное заземление.

Для человека опасны даже такие маленькие значения как 50 мА – такой ток может привести к фибрилляции желудочков сердца и смерти.

Так вот принцип работы заземления заключается в следующем: к заземлителю подключаются корпуса всех электроприборов, дополнительно устанавливается УЗО. В случае возникновения опасного напряжения на корпусе заземление всегда притягивает опасный потенциал к безопасному потенциалу земли и напряжение «стекает» на заземление.

Классификация систем заземления

Различают следующие системы заземления:

• Система ТN (которая в свою очередь разделяется на подвиды TN-C, TN-S, TN-C-S)
• Система TT
• Система IT

Буквы в названиях систем взяты из латиницы и расшифровываются так: Т – (от terre) земля N – (от neuter) нейтраль C – (от combine) объединять S – (от separate) разделять I – (от isole) изолированный По буквам в названиях систем заземления можно узнать, как устроен и заземлен источник питания, а также принцип заземления потребителя.

Система ТN

Это наиболее известная и востребованная система заземления. Основным ее отличием является наличие «глухозаземленной» нейтрали источника питания. Т.е. нулевой провод питающей подстанции напрямую соединен с землей. TN-C – подвид системы заземления, которая характеризуется объединенным заземляющим и нейтральным нулевым проводником. Т.е. они идут одним проводом от питающего трансформатора до потребителя. Отсутствие отдельного РЕ (защитного нулевого) проводника в данной системе однозначно является недостатком. Система TN-C широко использовалась в советских зданиях и непригодна для современных новостроек, т.к. в ней отсутствует возможность выравнивания потенциалов в ванной комнате. TN-S – система, в которой защитный проводник системы уравнивания потенциалов и рабочий нулевые проводники идут раздельными проводами от источника питания до электроустановки. Эта система только обретает широкое применение при подключении зданий к электроснабжению. Является наиболее безопасной. К недостаткам можно отнести ее дороговизну, т.к. требуется монтаж дополнительного проводника. TN-C-S – система, в которой нулевой защитный проводник и нейтральный рабочий идут совмещенным проводом, а разделяются на входе в распределительный щит. По требованиям Правил Устройства Электроустановок для этой системы необходимо дополнительное заземление.

Читайте также: Как подключить проходной выключатель Lezard и какую при этом использовать схему.

Система TT

Это система, в которой питающая подстанция и электроустановка потребителя имеют различные, независимые друг от друга заземлители. Областью применения системы ТТ являются мобильные объекты, имеющие электроустановки потребителей. К ним относят передвижные контейнеры, ларьки, вагончики и т.д. В большинстве случаев для потребителя в системе ТТ применяется модульно-штыревое заземление.

Система IT

Система, в которой источник питания разделен с землей через воздушное пространство или соединен через большое сопротивление, т.е. изолирован. Нейтраль в этой системе соединена с землей через сопротивление большой величины. Система IT используется в лабораториях и медицинских учреждениях, в которых функционирует высокоточное и чувствительное оборудование.

Что еще входит в комплект?

Рассмотрим компоненты готовых комплектов заземления, представленных на рынке РФ. Про стержни много было сказано выше, поэтому поговорим об остальных комплектующих:

Для лучшего погружения в землю на конец первого стержня устанавливают стартовый наконечник. В российских комплектах он выполнен из черной стали (St), в немецких из тугоплавкого чугуна (TG/FT) или оцинкованной стали (St/FT).

У отечественных комплектов для соединения стержней на их соседние концы накручиваются муфты (выполняются из нержавеющей стали или латуни). Немецкие исключают использование этого элемента, поскольку соединяются в стык по принципу «папа – мама» (см. выше), за счет чего у них в месте соединения нет утолщения диаметра конструкции и как следствие получается более надежное соединение с хорошим электрическим контактом между соседними заземлителями.

Для передачи ударного усилия при монтаже у наших стержней в муфту с противоположной стороны вкручивается удароприемная головка (болт), а у немецких она просто надевается на конец стержня с накатной цапфой. Визуально это два разных элемента, у отечественных ударный болт выполнен из черной стали (St), а у импортных ударный наконечник из ковкого чугуна (TG/FT).

Для улучшения качества соединения элементов и лучшей проводимости тока комплекты поставляются с токопроводящей смазкой, консистенция которой варьируется от жидкого до пастообразного состояния. Она наносится в местах стыковки компонентов конструкции.

На последний (верхний) электрод одевается диагональный или крестовой зажим (соединитель), к нему же подключается заземляющий проводник (круглый пруток или полоса). Выполняется он из нержавеющей или оцинкованной стали, последнюю для лучшей коррозионной стойкости лучше использовать с ПВХ-покрытием.

Место соединения стержня и заземляющего проводника через зажим бинтуют антикоррозионной лентой.

Опционально модульно-штыревые комплекты поставляются с насадкой для перфоратора и заземляющим проводником, иногда еще и шиной заземления.

Требования к заземлению электродвигателя

Согласно требованиям и правилам установленный электродвигатель перед пуском должен быть заземлен. Исключением являются те случаи, в которых корпус электродвигателей установлен на металлическую опору, соединенную с землей через металлоконструкцию здания или через проводник заземлителя. В остальных случаях корпус электродвигателя должен быть соединен проводом с контуром заземления здания, выполненного из полосы металла при помощи сварки.

Это является рабочим заземлением. В противном случае при нарушении изоляции между обмоткой двигателя или токопроводом и корпусом электродвигателя защитное устройство не сработает и не отключит питание. А двигатель продолжит работу. Каждая электрическая машина должна иметь индивидуальное соединение с заземлителем. Последовательное соединение электродвигателей с контуром заземления запрещено, т.к. при нарушении одного из соединений с заземлителем, вся цепь будет изолирована от земли. Для установки защитного заземления, необходимо наличие дополнительного заземляющего проводника в силовом кабеле, один конец которого подключают к клеммной коробке электродвигателя, а другой к корпусу электрошкафа управления двигателем. Электрошкаф предварительно должен быть соединен с землей. В случае пробоя между токопроводом и этим заземляющим проводником образуется ток короткого замыкания, который разомкнет защитное или коммутирующее устройство (тепловое или токовое реле, защитный автомат). Сечение заземляющего проводника, удовлетворяющее требованиям Правил Устройства Электроустановок приведено в таблице 1:

Сечение фазных проводников, мм2	Наименьшее сечение защитных проводников, мм2
S≤16	S
16 < S≤35	16
S>35	S/2

Сечение фазных проводников рассчитывается по токовой нагрузке потребителя.

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:

Читайте также: Рейтинг ТОП 7 лучших сетевых фильтров: какие выбрать, характеристики, отзывы

• 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.

Требования к заземлению сварочных аппаратов

Как и для любого технологического оборудования, потребляющего электрический ток, для сварочных аппаратов существуют правила подключения заземления. Помимо необходимости заземления корпуса сварочной электроустановки с контуром заземления здания, заземляют один вывод вторичной обмотки аппарата, а ко второму, соответственно подключается электрододержатель. При этом вывод вторичной обмотки, требующей заземления, должен быть обозначен графически и иметь стационарное выведенное крепление, для удобного соединения с заземлителем. Переходное сопротивление контура заземления не должно превышать 10 Ом. В случае необходимости увеличения электрической проводимости контура заземления, увеличивают контактную площадь соединения.

Последовательное соединение сварочных аппаратов с заземлителем также запрещено. У каждого аппарата должно быть отдельное соединение с заземленной магистралью здания. Заземление электроустановок потребителей – это не формальность, а необходимая техническая мера безопасности, которая позволит не только стабилизировать работу оборудования, но и спасти жизнь персоналу, обслуживающему и контактирующему с ним.

Конструктивные особенности

Как уже было сказано выше базовым элементом конструкции являются стержни заземления. Их количество, материал, диаметр и длина зависят от условий монтажа и показателя удельного сопротивления грунта растеканию тока. Чем выше сопротивление, тем больше общая длина и/или диаметр, количество точек установки заземлителей.

Стержни имеют резьбу на концах и соединяются между собой посредством муфт. При этом для обеспечения лучшей токопроводимости в местах их установки конструктив смазывают токопроводящей смазкой (пастой).

Зарубежные производители используют цапфовое безмуфтовое соединение, оно более контактное и его не нужно смазывать пастой. То есть получается самозакрывающаяся конструкция (на примере ниже показан разрез в месте соединения).

Для облегчения монтажа в землю в состав комплектов входят наконечники и удароприемные головки. Производители из России делают эти компоненты с резьбой, зарубежные исключают риски, возникающие при резьбовом контакте, особенно при забивании, и соединяют элементы надежно в стык.

В месте выхода последнего (верхнего) заземлителя всю конструкцию подключают с помощью зажима к системе молниезащиты или шине заземления. Геометрия зажима значения не имеет (диагональный или крестовой), важно лишь чтоб его материал в плане коррозии не «конфликтовал» с материалом заземлителей и заземляющих проводников.

Источник https://220.guru/electroprovodka/zazemlenie-molniezashhita/sistemy-zazemleniya-elektroustanovok.html

Источник https://fb.ru/article/399172/ustanovka-zazemleniya-sposobyi-montaja-ustroystvo-obschie-trebovaniya

Источник https://dzgo.ru/montazh/zazemlenie-stankov.html