Монтаж заземляющих устройств (монтаж заземления). Устройство заземления
Защитное заземление – это преднамеренное соединение с землей металлических частей электроустановки, не находящихся под напряжением (рукояток приводов разъединителей, кожухов трансформаторов, фланцев опорных изоляторов, корпусов измерительных трансформаторов и т.п.).
Монтаж заземляющих устройств состоит из следующих операций: установки заземлителей, прокладки заземляющих проводников, соединения заземляющих проводников друг с другом присоединения заземляющих проводников к заземлителям и электрооборудованию.
Вертикальные заземлители из угловой стали и отбракованных труб погружают в грунт забивкой или вдавливанием, из круглой стали — ввертыванием или вдавливанием. Эти работы выполняют с помощью механизмов и приспособлений, например: копра (забивка в грунт), приспособления к сверлилке (ввертывание в грунт стержневых электродов), механизма ПЗД-12 (ввертывание в грунт электродов заземления).
Для устройства заземления наиболее распространены электрозаглубители, имеющие стандартную электросверлилку и редуктор, понижающий частоту вращения ниже 100 об/мин и соответственно увеличивающий крутящий момент на ввертываемом электроде. При пользовании этими заглубителями к концу электрода приваривают наконечник-забурник, обеспечивающий рыхление грунта и облегчающий погружение электрода. Выпускаемый промышленностью наконечник представляет собой заостренную на конце и изогнутую по винтовой линии стальную полосу шириной 16 мм. В монтажной практике применяются и другие типы наконечников для электродов.
При устройстве заземления вертикальные заземлители должны закладываться на глубину 0,5 – 0,6 м от уровня планировочной отметки земли и выступать от дна траншеи на 0,1 – 0,2 м. Расстояние между электродами 2,5 – 3 м. Горизонтальные заземлители и соединительные полосы между вертикальными заземлителями укладывают в траншеи глубиной 0,6 – 0,7 м от уровня планировочной отметки земли.
Все соединения в цепях заземлителей выполняют сваркой внахлестку; места сварки покрывают битумом во избежание коррозии. Траншею роют обычно шириной 0,5 и глубиной 0,7 м. Устройство внешнего заземляющего контура и прокладку внутренней заземляющей сети производят по рабочим чертежам проекта электроустановки.
Вводы в здание заземляющих проводников выполняют не менее чем в двух местах. После монтажа заземлителей составляют акт на скрытые работы, указывая на чертежах привязки заземляющих устройств к стационарным ориентирам.
Заземляющие магистральные проводники прокладывают по стенам на расстоянии 0,5—0,10 м от поверхностей на высоте 0,4—0,6 м от уровня пола. Расстояние между точками крепления 0,6 —1,0 м. В сухих помещениях и при отсутствии химически активной среды допускается прокладка заземляющих проводников вплотную к стене.
Заземляющие полосы к стенам крепят дюбелями, которые пристреливают строительно-монтажным пистолетом либо непосредственно к стене, либо через промежуточные детали. Широко применяют также закладные детали, к которым приваривают полосы заземления. Пистолетом типа ПЦ можно пристреливать детали из листовой или полосовой стали толщиной до 6 мм в основания из бетона (марки до 400), кирпича и др.
В сырых, особо сырых помещениях и в помещениях с едкими испарениями (с агрессивной средой) заземляющие проводники приваривают к опорам, закрепленным дюбелями-гвоздями. Для создания зазора между заземляющим проводником и основанием в таких помещениях используют штампованный держатель из полосовой стали шириной 25 – 30 и толщиной 4 мм, а также кронштейн для прокладки круглых заземляющих проводников диаметром 12 – 19 мм. Длина нахлестки при сварке должна быть равна двойной ширине полосы для прямо угольных полос или шести диаметрам для круглой стали.
К трубопроводам заземляющие проводники присоединяют при наличии на трубах задвижек или болтовых фланцевых соединений выполняют обходные перемычки.
Части электроустановок, подлежащие заземлению, присоединяют к заземляющим магистралям отдельными ответвлениями. Стальные заземляющие проводник и присоединяют к металлоконструкциям сваркой, к оборудованию – под возможно, сваркой. заземляющий болт или, где проводники присоединяют к медными проводниками с креплением проволочным бандажом и пайкой. Вокруг подстанции обычно делают общий заземляющий контур, к которому приваривают заземляющие проводники внутренней части подстанции. Отдельные элементы электрооборудования присоединяют к заземляющим проводникам параллельно, а не последовательно, иначе при обрыве заземляющего проводника часть оборудования может оказаться незаземленной.
На подстанциях заземляют все элементы электрооборудования и металлические конструкции . Силовые трансформаторы заземляют гибкой перемычкой, изготовленной из стального троса. Перемычку с одной стороны приваривают к заземляющему проводнику, с другой – присоединяют к трансформатору с помощью болтового соединения. Разъединители заземляют через раму, плиту привода и опорный подшипник; корпус вспомогательных контактов — присоединением к шине заземления .
Если разъединители и приводы смонтированы на металлических конструкциях, то заземление выполняют путем приваривания к ним заземляющего проводника.
Предохранители на 6 – 10 кВ заземляют путем присоединения заземляющего проводника к фланцам опорных изоляторов, раме или металлической конструкции, на которой они установлены.
Монтаж контура заземления — принцип действия и расчет
Контурное заземление устанавливается для защиты зданий от пожаров, а людей от ударов током. Выполняя работы, необходимо соблюсти требования ПУЭ, правильно рассчитать, смонтировать контур и проверить уровень его сопротивления.
Устройство и принцип действия заземления
В жилых помещениях зачастую устанавливают систему TN, нейтраль которой глухо заземлена. Заземляющий провод соединяет все потребители электричества с защитным контуром. Последний имеет малое сопротивление, а ток всегда проходит в цепи там, где сопротивление меньше. По сравнению с заземляющим устройством, тело человека отличается большим сопротивлением, поэтому контур и позволяет решить возложенные на него задачи.
Контурное заземление – это система в виде равностороннего треугольника, прямоугольника либо квадрата, собранная из вертикальных заземлителей – стальных стержней или уголков, которые соединены с помощью сварки в верхних точках горизонтальными стальными полосами. Его подключают к заземляемому оборудованию кабелем. Наиболее распространенным видом конструкции является треугольная.
Наружный контур закапывают в землю. Уровень сопротивления растеканию токов защитного устройства различается в зависимости от типа почвы, ее структуры.
Наилучшие показатели фиксируются при установке контура заземления в торфянистой, суглинистой и глинистой почве. В последнем случае при условии близко подходящих к поверхности подземных вод. Если почва состоит из плотных каменистых включений, показатели ухудшаются.
Можно собрать контур самостоятельно или использовать готовый комплект.
Разновидности контуров заземления
Различают несколько типов конструкций, используемых для заземления.
Традиционные системы заземления
Система такого типа состоит из минимального числа элементов: двух вертикальных электродов из металлической арматуры и одного горизонтального в виде полосы, который соединяет два предыдущих. Сечения и размеры элементов должны соответствовать нормам. Устанавливать заземление рекомендуется на северной затененной стороне участка, во влажном месте. Однако из-за того, что контур зачастую изготавливают из стали и покрывать его краской нельзя, он быстро коррозирует. Также на сопротивление такого устройства влияют температура и уровень влажности почвы, поскольку контур размещают в верхних слоях.
Глубинные системы заземления
Такую систему изготавливают модульно-штыревым способом. По сравнению с предыдущим вариантом, она отличается:
- долгим сроком службы;
- простыми расчетами;
- неподверженностью влиянию окружающей среды;
- отсутствием необходимости в обслуживании;
- легкостью монтажа.
Замер сопротивления смонтированного оборудования должен выполняться специалистами.
Наружный контур заземления состоит из вертикальных электродов и горизонтальных заземляющих элементов. Он изготавливается из четырех полос толщиной 40-50 мм и устанавливается на удалении не менее 1 м от здания. Горизонтальная полоса должна располагаться на глубине от 50 до 70 см от поверхности.
Проведение расчета защитного контура
Чтобы выполнить точный расчет заземляющего контура, необходимо учитывать:
- влажность грунта;
- среднюю температуру зимой и летом в местности монтажа;
- уровень сопротивления и солености почвы;
- сечение и длину заземлителей и электродов;
- расстояние от дома до контура.
Расчет производят по формулам, эта процедура сложна для человека, не обладающего инженерным образованием. Однако даже если произведены правильные вычисления, реальное сопротивление контура будет отличаться от расчетного в силу большого количества влияющих динамических факторов.
На деле многие учитывают лишь удаленность контура от фундамента, а затем корректируют сопротивление, измерив данный показатель уже смонтированной конструкции.
Рекомендуемые размеры заземлителей:
- полосы – ширина – 40-50 мм, толщина – 4-5 мм, не менее 2,5 м длиной;
- уголки – толщина полок – 4-5 мм, ширина полки 40-50 мм, не менее 2,5 м длиной;
- стержни (обязательно гладкие) – сечение 16-20 мм, не менее 2,5 м длиной;
- труба – толщина стенки 3,5 мм, диаметр не менее 32 мм, длина – не менее 2,5 м.
Точные расчеты с учетом всех параметров необходимо проводить, если нужно заземлять крупные торговые и промышленные сооружения.
Объекты, требующие оснащения контуром
В обязательном порядке должны заземляться:
- помещения, где работают станки, приборы и источники освещения с металлическими корпусами и кожухами;
- комплектные трансформаторные подстанции, а также здания, в которых размещено электротехническое оборудование со стальными корпусами;
- вторичная обмотка измерительного трансформатора;
- металлические трубопроводы для кабелей, помещения, где одновременно расположены металлоконструкции и кабели, провода.
Не требуется заземлять устройства, которые установлены на уже заземленное оборудование, автоматы защиты в электрощитках, электроизмерительные устройства.
Схемы подключения
К наиболее распространенным схемам подключения относятся замкнутая треугольная и линейная. Замкнутая система более стабильна в работе, поскольку даже при повреждении одного из горизонтальных заземлителей она продолжит выполнять свою функцию. Линейная в этом смысле проигрывает замкнутой конструкции. Она перестает работать, если повреждена перемычка.
Помимо линейной и треугольной конструкции, могут изготавливаться овальные и прямоугольные защитные устройства, но они менее популярны.
Контур заземления внутри объекта
Контур заземления располагают как снаружи, так и внутри помещений. При его создании внутри помещения необходимо соблюдать правила:
- Не использовать в качестве нулевых защитных проводников трубопроводы центрального отопления, канализации и подобные, несущие тросы, металлические рукава, бронепровода.
- Заземляющие и нулевые проводники прокладывают открытым способом, так как они должны быть доступны для осмотра, и окрашивают в желто-зеленые полоски.
- Проходы через стены и перекрытия оформляются с помощью неметаллических несгораемых труб.
- Стальные шины окрашивают, места сварных соединений обрабатывают масляной краской.
- В сырых помещениях проводники приваривают к опорам.
Это основные правила, но существуют и другие, которые актуальны при прокладке внутреннего контура в помещениях с агрессивной средой, в цехах промышленных предприятий.
Установка контура заземления
Согласно классическому порядку монтажа контура заземления, сначала выполняются подготовительные работы, затем осуществляют непосредственно установку устройства и измеряют сопротивление.
Подготовка к монтажу
Для монтажа необходимо подготовить инструменты:
- лопату;
- болгарку или ножовку по металлу;
- сварочный инвертор;
- перфоратор;
- гаечные ключи на 8, 10;
- измерители тока, напряжения, сопротивления.
Из материалов потребуются:
- Уголки, изготовленные из стойкой к коррозии стали, 40×40×4/50×50×5 см и длиной не менее 2,5 м. Или стальные круглые стержни диаметром 20 мм.
- Три металлических полосы длиной 250 см, шириной от 40 до 60 мм и толщиной в районе 5 мм. Чем больше расстояние между электродами, тем лучше растекание токов, так как электромагнитные поля меньше взаимодействуют друг с другом. В идеале расстояние между электродами должно соответствовать их длине или увеличиваться кратно этому параметру.
- Полоса из нержавеющей стали для соединения контура с фундаментом 40×4 или 50×5 мм или силовой кабель.
- Болты М8, М10.
- Токопроводник из меди.
Место под установку контура должно располагаться недалеко от фундамента и распределительного щитка.
Монтаж защитного устройства
Первым шагом делают траншеи глубиной порядка 80 см под контур заземления и полосу, соединяющую систему с фундаментом. Конфигурация траншей должна соответствовать форме контура заземления. В данном случае выполняется заземление в виде треугольника со сторонами размером по 2,5 м каждая.
Металлические уголки стоит заострить, чтобы они легче входили в грунт. Их вбивают в почву, а не выкапывают углубления. Электроды должны войти в грунт плотно. Перемычки приваривают к электродам. Обрабатывают сварные швы битумной мастикой для защиты от коррозии. Кабель по траншее подводят в дом, к электрощитку. Для этого с помощью болтов и гаек закрепляют на вертикальный заземлитель запакованный в концевой контакт кабель. Для этого используют шины из меди (10мм2), алюминия (16 мм2) или металла (75 мм2). Засыпают контур сначала песком, потом землей.
Замер сопротивления защитного устройства
Чтобы проконтролировать работоспособность устройства, рекомендуется замерить его сопротивление растеканию токов по всем правилам. Работы лучше выполнять зимой или летом, когда сопротивление грунта максимальное. За норму сопротивления защитного контура принимают показатели 15, 30, 60 Ом или 2, 4 и 8 Ом при измерении с естественными заземлителями и повторными заземлителями отходящих линий для сети 660-380, 380-220 или 220-127 В, соответственно.
Проверка сопротивления в контуре
Чтобы замерить заземление правильно, должны использоваться специальные измерительные устройства – «МС-08» или «МС-416» и пробные электроды. Методика такова:
- Потенциальный электрод размещают между контуром и домом на расстоянии не менее 20 м. Другой на прямой линии с первым и защитным устройством, на расстоянии не более 40 м.
- Подключив напряжение, измеряют сопротивление.
- Измерение заземления проводят несколько раз, постепенно приближая выносной электрод, но не ближе чем на 5 м.
Определение величины сопротивления выполняют по наихудшему результату из полученных.
Наиболее распространенные ошибки
При монтаже заземляющего устройства наиболее часто допускают следующие ошибки:
- Контур подключают не в ту точку электроустановки, например, непосредственно к оборудованию. Он должен подключаться к главной заземляющей шине.
- Вместо контура используют трубу водоснабжения, отопления или другие подобные. Они могут быть заземляющими конструкциями с некоторыми оговорками и далеко не всегда.
- Отсутствие связи нулевого проводника в заземляющем устройством, а также установка отдельных автоматических выключателей в нулевом проводнике.
- Использование в качестве заземлителей арматуры, закопанных металлических предметов, рабочего нуля, заборов.
- Использование контуров заземления, изготовленных из элементов малого сечения.
- Сварной шов менее 10 см.
- Сварные швы не обрабатывают от коррозии битумными мастиками.
- Полоса контура, которая вышла из земли, не окрашивается. Она должна быть окрашена черной или желто-зеленой краской.
- Недостаточная длина горизонтальных и вертикальных заземлителей.
- Недостаточное заглубление горизонтальных элементов.
- Устанавливают контур заземления, но не заземляют основные коммуникации, состоящие из металлических элементов: водоснабжения, отопления, газоснабжения, канализации.
Должна быть предусмотрена возможность отключения заземляющего устройства от электроустановки для производства измерений, то есть полоса, которая выходит из заземляющего устройства, должна отсоединяться. Такую возможность дает болтовое соединение элементов.
Если установка произведена в соответствии со всеми правилами, удалось должным образом измерить сопротивление и показатели соответствуют норме, здание надежно защищено от короткого замыкания и его последствий.
Монтаж заземления
Монтаж заземления
Штыревая конструкция модульного заземления обеспечивает максимальное удобство и технологичность монтажа:
- любая конфигурация контура заземления
- все детали сопрягаются без сварки
Я оценила простоту монтажа.
Поняла: я сама бы могла смонтировать –
настолько все продуманно.
Надежда Бажутина,
департамент проектирования,
группа компаний “ПРОГРЕССТЕХ”
Вертикальные заземляющие электроды необходимой глубины монтируются
из 1,5-метровых штырей, заглубляемых в землю друг за другом с помощью обычного электрического отбойного молотка (с энергией удара 20-25 Дж). Соединение штырей между собой производится простыми резьбовыми муфтами (без сварки). Для подключения заземляющего проводника используется болтовой зажим.
Конфигурация заземлителя (одно- или многоэлектродная) выбирается в зависимости от доступной площади, типа грунта и типа объекта (жилой либо промышленный).
Глубинный монтаж в виде одного электрода на глубину в 15 – 30 метров является наиболее технологичным и позволяет получать очень эффективное заземление:
- качество (сопротивление заземления) не зависит от погоды и времени года
- возможность монтажа внутри периметра зданий (в подвалах)
- минимальная площадь контура заземления
- минимум земляных работ
Пример монтажа модульного заземления
Монтаж электролитического заземления
Конструкция и технологии электролитического заземления•обеспечивают максимальное удобство и простоту монтажа в вечномерзлых, каменистых и песчаных грунтах.
Процесс установки такого заземлителя:
- не требует большого количества земляных работ (по сравнению с традиционными способами)
- нет необходимости делать глубокие каналы для закладки заземляющего электрода (глубина всего 0.7 метра)
- не нужна строительная техника. Весь монтаж выполняется двумя монтажниками за 3 часа.
|___ -образный электрод с перфорацией по всей длине, заполненный специальной смесью солей, просто укладывается в ранее вырытый канал глубиной 0,7 метра и длиной 2,5 метра. После монтажа – электролитический электрод заземления не требует обслуживания в течении всего срока службы, обеспечивая требуемое сопротивление заземления в течении 50 лет.
Смонтированный комплект электролитического заземления ZANDZ
перед конечным этапом монтажа – установкой колодца и равнением грунта
Пример монтажа электролитического заземления
Порядок проведения монтажа
модульного заземления
- Подготовка первого штыря.
Внутреннюю часть стартового наконечника обработать токопроводящей смазкой и затем надеть его на штырь.
Внутреннюю часть соединительной муфты обработать токопроводящей смазкой и привинтить ее до упора на другую сторону штыря.
Направляющую головку для отбойного молотка ввинтить до упора в соединительную муфту привернутую на штырь заземлителя.
Обратите внимание, что ввинчивать направляющую головку необходимо до полного контакта с штырем. Это необходимо для того, чтобы при монтаже энергия удара отбойного молотка передавалась через головку напрямую штырю, а не через муфту. В противном случае возможно разрушение муфты.
Данный инструмент можно взять в аренду с оплатой “по суткам” в некоторых компаниях.
Обратите внимание на то, что при монтаже последнего штыря необходимо оставить на поверхности участок этого штыря, необходимый для соединения с заземляющим проводником.
Особенности монтажа
модульного заземления
Стыковка штырей заземлителя