Системи захисного заземлення

Системи захисного заземлення У сучасній будівлі, в якому знаходиться велика кількість різних приймачів...
Розрахунок заземлення
Кліматичні коефіцієнти для вертикальних і горизонтальних заземлювачів
Кліматичні зони Росії
Коефіцієнти використання ηв і ηг для багатоелектродних заземлювачів складаються зі стрижнів (труб або...
Рекомендовані розрахункові значення питомої електричного опору верхнього шару землі (не більше 50 м)
Мінімальні розміри заземлюючих електродів з поширених матеріалів з точки зору корозійної і механічної...
Мінімальна поперечний переріз заземлювальних провідників прокладених в землі
Класичний спосіб вимірювання опору заземлення
Альтернативний спосіб вимірювання опору

Системи захисного заземлення
У сучасній будівлі, в якому знаходиться велика кількість різних приймачів електроенергії, виникає необхідність наявності системи заземлення, яка забезпечує електро- і пожежну безпеку, захист дорогого електронного обладнання, грозозахист будівель. Нижче наведені деякі витяги з ПУЕ, які стосуються систем заземлення та зрівнювання потенціалів.

Основні вимоги ПУЕ щодо заземлення

Глава 7.1. ЕЛЕКТРОУСТАНОВКИ ЖИТЛОВИХ, ГРОМАДСЬКИХ, АДМІНІСТРАТИВНИХ ТА ПОБУТОВИХ БУДІВЕЛЬ

7.1.13. Живлення електроприймачів повинно виконуватися від мережі 380/220 В з системою заземлення ТN-S або ТN-С-S.

При реконструкції житлових і громадських будівель, які мають напругу мережі 220/127 В або 3 х 220 В, слід передбачати переведення мережі на напругу 380/220 В з системою заземлення ТN-S або ТN-С-S.

7.1.21. У разі живлення однофазних споживачів будівель від багатофазної розподільної мережі допускається для різних груп однофазних споживачів мати спільні N і РЕ провідники (п'ятипровідна мережу), прокладені безпосередньо від ВРУ, об'єднання N і РЕ провідників (чотирипровідна мережу з РЕN провідником) не допускається.

7.1.36. У всіх будівлях лінії групової мережі, що прокладаються від групових, поверхових і квартирних щитків до світильників загального освітлення, штепсельних розеток і стаціонарних електроприймачів, повинні виконуватися трипровідними (фазний - L, нульовий робочий - N і нульовий захисний - РЕ провідники).

Не допускається об'єднання нульових робочих і нульових захисних провідників різних групових ліній
Нульовий робочий і нульовий захисний провідники не допускається підключати на щитках під спільний контактний затискач.
перетину провідників повинні відповідати вимогам п. 7.1.45.

7.1.68. У всіх приміщеннях необхідне приєднувати відкриті провідні частини світильників загального освітлення і стаціонарних електроприймачів (електричних плит, кип'ятильників, побутових кондиціонерів, електрорушників тощо) до нульового захисного провідника.

7.1.69. У приміщеннях будинків металеві корпуси однофазних переносних електроприладів і настільних засобів оргтехніки класу I по ГОСТ 12.2.007.0-75 «ССБТ. Вироби електротехнічні. Загальні вимоги безпеки »повинні приєднуватися до захисних провідників трипровідної груповий лінії (див. П. 7.1.36).

До захисних провідників повинні приєднуватися металеві каркаси перегородок, дверей і рам, що використовуються для прокладки кабелів.

7.1.70. У приміщеннях без підвищеної небезпеки допускається застосування підвісних світильників, не оснащених зажимами для підключення захисних провідників, за умови, що гак для їх підвішування ізольований. Вимоги даного пункту не відміняють вимог п. 7.1.36 і не є підставою для виконання електропроводок двопровідними.

7.1.87. На вводі в будинок повинна бути виконана система зрівнювання потенціалів шляхом об'єднання наступних провідних частин:

Основний (магістральний) захисний провідник;
Основний (магістральний) заземлювальний провідник або основний заземлювальний затискач;
Сталеві труби комунікацій будинків і між будинками;
Металеві частини будівельних конструкцій, блискавкозахисту, системи центрального опалення, вентиляції та кондиціонування. Такі провідні частини повинні бути з'єднані між собою на вводі в будинок.

Рекомендується по ходу передачі електроенергії повторно виконувати додаткові системи зрівнювання потенціалів.

7.1.88. До додаткової системи зрівнювання потенціалів повинні бути підключені всі доступні дотику відкриті провідні частини стаціонарних електроустановок, сторонні провідні частини і нульові захисні провідники всього електрообладнання (у тому числі штепсельних розеток).

Для ванних і душових приміщень додаткова система зрівнювання потенціалів є обов'язковою і повинна передбачати, в тому числі, підключення сторонніх провідних частин, які виходять за межі приміщень. Якщо відсутнє електрообладнання з підключеними до системи зрівнювання потенціалів нульовими захисними провідниками, то систему зрівнювання потенціалів слід підключити до РЕ шини (затискача) на вводі. Нагрівальні елементи, замонолічених в підлогу, повинні бути покриті заземленою металевою сіткою або заземленою металевою оболонкою, приєднаними до системи зрівнювання потенціалів. В якості додаткового захисту для нагрівальних елементів рекомендується використовувати ПЗВ на струм до 30 мА.

Не допускається використовувати для саун, ванних і душових приміщень системи місцевого зрівнювання потенціалів.

1.7.103. Загальний опір розтіканню заземлювачів (у тому числі природних) всіх повторних заземлень PEN-провідника кожної ПЛ в будь-який час року має бути не більше 5, 10 і 20 Ом відповідно при лінійних напругах 660, 380 і 220 В джерела трифазного струму або 380, 220 і 127 В джерела однофазного струму.

1.7.111. Штучні заземлювачі можуть бути з чорної або оцинкованої сталі або мідними. Штучні заземлювачі не повинні мати забарвлення.

Траншеї для горизонтальних заземлювачів повинні заповнюватися однорідним ґрунтом, що не містить щебеню і будівельного сміття.

Не слід розташовувати (використовувати) заземлювачі в місцях, де земля підсушується під дією тепла трубопроводів і т.п.

1.7.117. Заземлювальний провідник, що приєднує заземлитель робочого (функціонального) заземлення до головної заземлювальної шини в електроустановках напругою до 1 кВ, повинен мати переріз не менше: мідний - 10 мм², алюмінієвий - 16 мм², сталевий - 75 мм².

Розрахунок заземлення

Типовий розрахунок опору розтікання електричного струму заземлюючого пристрою, що складається з вертикальних заземлювачів, виконується за наведеними нижче формулами:

R - загальний опір розтіканню електричного струму

R1 - опір вертикального заземлювача

R2 - опір горизонтального заземлювача

ρ - питомий електричний опір ґрунту

ρ1 - питомий електричний опір верхнього шару грунту

ρ2 - питомий електричний опір нижнього шару грунту

n - кількість вертикальних заземлювачів

L1 - довжина вертикального заземлювача

L2 - довжина горизонтального заземлювача

L3 - довжина сполучної смуги до введення в будівлю

D - діаметр вертикального заземлювача

b - ширина полиці горизонтального заземлювача

H - глибина верхнього шару грунту

h1 - відстань до середини вертикального заземлювача

h2 - відстань до середини горизонтального заземлювача

k1 - кліматичний коефіцієнт для вертикальних заземлювачів

k2 - кліматичний коефіцієнт для горизонтальних заземлювачів

η - коефіцієнт використання для вертикальних електродів

Кліматичні коефіцієнти для вертикальних і горизонтальних заземлювачів

Заземлювач Кліматична зона I II III IV Вертикальний 1,8 ... 2,0 1,6 ... 1,8 1,4 ... 1,5 1,2 ... 1,4 Горизонтальний 4,5 ... 7 , 0 3,5 ... 4,5 2,0 ... 2,5 1,5 ... 2,0

Кліматичні зони Росії

I - Архангельська, Мурманська, Вологодська, Кіровська, Пермська, Свердловська, Сахалінська, Камчатська і Магаданська області, північна половина Західному і Східному Сибіру і Республіка Комі, північна частина Хабаровського краю і східна частина Приморського краю;

II - Республіка Карелія, Ленінградська, Новгородська, Псковська області, південна частина Хабаровського і західна частина Приморського країв;

III - Смоленська, Калінінградська, Московська, Калінінська, Орловська, Тульська, Рязанська, Івановська, Ярославська, Горьковская, Брянська, Челябінська, Володимирська, Калузька, Костромська, Амурська області, південна частина Західної та Східної Сибіру, Республіка Чувашія, Республіка Мордовія, Республіка Марій ел, Республіка Татарстан, Республіка Башкортостан і Республіка Удмуртія;

IV - Курська, Астраханська, Куйбишевська, Саратовська, Волгоградська, Оренбурзька, Воронезька, Тамбовська, Пензенська, Ростовська, Ульяновська області, Краснодарський край, Північний Кавказ і Закавказзя.

Коефіцієнти використання ηв і ηг для багатоелектродних заземлювачів складаються зі стрижнів (труб або куточків)

Відношення відстані між
трубами до їх довжині

Вертикальні заземлювачі Горизонтальні заземлювачі Кількість ηв Кількість ηг 1 2 0,84-0,87 4 0,66--0,72 3 0,76-0,80 6 0,58--0,65 5 0,67-0, 72 10 0,52--0,58 10 0,56-0,62 20 0,44--0,50 15 0,51--0,56 40 0,38--0,44 20 0,47- 0,52 60 0,36--0,42 2 2 0,47-0,52 4 0,76--0,80 3 0,85--0,88 6 0,71--0,75 5 0 , 79--0,83 10 0,66--0,71 10 0,72--0,77 20 0,61--0,66 15 0,66--0,73 40 0,55--0 , 61 20 0,65--0,70 60 0,52--0,58 3 2 0,93--0,95 4 0,84--0,86 3 0,90--0,92 6 0 , 78--0,82 5 0,85--0,88 10 0,74--0,78 10 0,79--0,83 20 0,68--0,73 15 0,76--0 , 80 40 0,64--0,69 20 0,74--0,79 60 0,62--0,67

Мінімальні розміри заземлюючих електродів з поширених матеріалів з точки зору корозійної і механічної стійкості

Матеріал Покриття Профіль Мінімальний розмір Діаметр мм Площа перерізу мм2 Товщина мм Товщина покриття мкм Сталь чорний1 метал без антикорозійного покриття Прямоугольний2 150 5 Кутовий 150 5 Круглі стрижні для заглиблених електродов3 18 Кругла дріт для поверхневих електродов4 12 Трубний 32 3,5 Гарячого оцінкованія5 або нержавеющая5,6 Прямоугольний2 90 3 70 Кутовий 90 3 70 Круглі стрижні для заглиблених електродов3 16 70 Кругла дріт для поверхневих електродов4 10 507 Трубний 25 2 55 В мідній оболонці Круглі стрижні ля заглиблених електродов3 15 2000 із електрохімічним мідним покриттям Круглі стрижні для заглиблених електродов3 14 100 Мідь Без покритія5 Прямокутний 50 2

Круглий дріт для поверхневих електродов4

258 Трос 1,8 для кожної дроту 25 Трубний 20 2 Луджена Трос 1,8 для кожної дроту 25 5 Оцинкована Прямоугольний9 50 2 40

Мінімальна поперечний переріз заземлювальних провідників прокладених в землі

Наявність захисту Механічно захищені Механічно не захищені Захищені від корозії 2,5 мм 2 Cu; 10 мм2 Fe 16 мм 2 Cu; 16 мм2 Fe Чи не захищені від корозії 25 мм 2 Cu; 50 мм2 Fe

1 Термін служби при швидкості корозії в нормальних грунтах 0,06 мм на рік становить 25 - 30 років.
2 Прокат або нарізана смуга з округленими краями.
3 Заземляющие електроди розглядаються як заглиблення, коли вони встановлені на глибині більше 0,5 м.
4 Заземляющие електроди розглядаються як поверхневі, коли вони встановлені на глибині не більше 0,5 м.
5 Може також використовуватися для електродів покладених (забитих) в бетоні.
6 Застосовується без покриття.
7 У випадку використання дроту, виготовленої методом безперервного гарячого цинкування, товщина покриття в 50 мк прийнята відповідно до цих технічних можливостей.
8 Якщо експериментально доведено, що ймовірність пошкодження від корозії і механічних впливів мала, то може використовуватися перетин 16 мм2.
9 Нарізана смуга з округленими краями.

Класичний спосіб вимірювання опору заземлення

Схема установки для вимірювання опору розтікання електричного струму.

Класичний спосіб вимірювання опору розтікання (Рис. 1) полягає у вимірюванні напруги і струму відповідно до схеми (метод вольтметра - амперметра). Користуючись формулами закону Ома: R = U / I, ми можемо визначити опір заземлення електрода R. Наприклад, якщо напруга дорівнює 10 В і струм дорівнює 1 А, то R = U / I = 10/1 = 10 Ом. Вимірювальна система складається з джерела змінного струму, амперметра, вольтметра і двох металевих електродів, що забиваються в землю. Недоліки подібного методу - невисока точність внаслідок наявності в землі різних комунікацій, велика трудомісткість, складність проведення вимірювань в зимовий час.

Альтернативний спосіб вимірювання опору

Існує альтернативний (Рис. 2) спосіб вимірювання опору розтікання (журнал «Новини електротехніки» №5 (17) 2002). Сутність цього методу полягає у вимірюванні фазної напруги електричної мережі та напруги на калібрувальному опорі відповідно до схеми. Шуканий опір заземлювального пристрою визначають за такою формулою:

Rзу = Rкр (Uф-Uкр) / Uкр,

де:

Rзу - опір заземлювального пристрою

Rкр - опір каліброваного резистора (50 - 100 Ом)

Uф - фазна напруга

Uкр - напруга на калібрувальному резисторі

Калібрувальний резистор повинен мати потужність розсіювання порядку декількох сотень ват. Точність цього методу становить + 10%, тобто результат вимірювань завжди буде або точним, або з невеликим запасом з безпеки.

Зазначений метод затверджений в якості офіційного в Республіці Білорусь (РД 02150.007-99).

Впустив Л.Г.

ТОВ «ТехноСфера», 2010 р

ВСЕ СТАТТІ

Статьи