Контур защитного заземления


59. Расчет контура защитного заземления

Только качественно выполненное заземление способно защитить человека от опасного поражения электрическим током и обеспечить надежную работу устройств. Заземление- это устройство, предназначенное для преднамеренного электрического соединения с землей оборудования и электроустановки или подключения какой-либо точки сети. Заземление состоит из двух основных частей:

∙ заземлителей- металлические электроды в виде стального (реже медного) стержня, забитые вертикально в землю; может быть представлен как комплекс элементов специальной формы.

∙ заземляющих проводников- защитные проводники, соединяющие заземляющее устройство с заземлителем.

Заземляющее устройство представляет собой совокупность заземлителя и заземляющих проводников и может быть раздельным или объединенным. Заземляющее устройство должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к заземлению электроустановок. Расчет заземляющего устройства сводится к определению количества, типа и места размещения заземлителей, а также сечения заземляющих проводников. Расчет заземляющего устройства требует учета разных факторов, оказывающих влияние на сопротивление заземлителя. “Это достаточно сложный процесс, который может выполнить надежно и профессионально только специалист, обладающий необходимым опытом и навыками. Главным параметром, определяющим устройство заземления является сопротивление заземляющего устройства. Устройство заземления должно в обязательном порядке соответствовать всем требованиям основного документа РФ «ПЭУ» (правила устройства электроустановок). К сожалению, достаточно часто устройство заземления может содержать некоторые ошибки: неправильные PE-проводники, объединение PE-проводника и рабочего нуля, неправильное разделение PEN-проводника, что является серьезными нарушениями «ПУЭ». Это касается тех организаций, специалисты которых не придерживаются регламента «ПУЭ». Расчет заземления производится по допустимым напряжениям прикосновения и шага или допустимому сопротивлению растекания тока заземлителя. Расчет заземления имеет целью установить главные параметры заземления – число вертикальных заземлителей и их размеров, порядок размещения заземлителей, длины заземляющих проводников и их сечения. Расчет заземления требует строгого порядка в расчете и должен соответствовать положениям «ПУЭ» и ГОСТ. При соблюдении определенных условий контур заземления выполняется из некондиционных труб, уголков, стальных стержней, и др. В траншее до разрешенной глубины вертикально забиваются стержни (уголки, трубы и др.), а выступающие из земли концы соединяются с прутком или стальной полосой сваркой. Контур заземления требует обязательных монтажных работ, по окончании которых проходит проверку качества в соответствии с требованиями и нормами «ПУЭ» и «ПТЭЭП». Помните, что при поврежденном заземленном оборудовании основная часть тока уходит в землю через контур заземления только в том случае, если он смонтирован правильно: напряжение на корпусе оборудования не превышает 42 В!

Специфической разновидностью заземления является зануление.

Зануление - электрическое соединение нетоковедущих частей электроустройств или электроприборов с нулевым защитным проводником (нейтралью), которые могут находится под напряжением.

Зануление применяют в трехфазных четырехпроводниках сети напряжением до 1000В с глухозаземленным выводом источника однофазного тока или глухозаземленной нейтралью. Принцип работы, которую выполняет зануление таков: на зануленный корпус при пробое фазной цепи электроприбора практически происходит замыкание «фаза-ноль». Сила тока в цепи увеличивается до огромных величин, что вызывает быстрое срабатывание аппаратов защиты. Срабатывают плавкие предохранители, автоматические выключатели, , и др. устройства, которые быстро отключают линию, в которую включен неисправный прибор.

Заземление и зануление применяются для защиты от поражения током.

В производственных условиях заземление и зануление обладают одинаковыми процессами и заключаются в соединении металлических нетоковедущих частей с шиной заземления. Заземление и зануление обеспечивают срабатывание максимальной токовой защиты при замыкании на землю или корпус.

Защитное заземление осуществляется естественными (различные трубы, металлические конструкции и оболочки проводов) и искусственными (в основном трубы определенного диаметра и длины или угловая полосовая сталь сечением не менее 48 мм2) заземлителями. Защитное заземление обеспечивает установку с изолированной и заземленной нейтралью. Защитное заземление считается эффективным, если ток замыкания на землю не увеличивается с уменьшением сопротивления заземления растеканию тока в земле.

Защитное зануление предотвращает поражение электрическим током при косвенном прикосновении за счет понижения напряжения корпуса относительно земли. Защитное зануление используется, как правило, в электроустановках напряжением до 1 кВ в трехфазных сетях переменного тока с заземленной нейтралью (обычно это сети 220/127, 380/220, 660/380 В), в сетях постоянного тока с заземленной средней точкой источника, в однофазных сетях переменного тока с заземленным выводом. Защитное зануление необходимо для защиты электрооборудования и электроприборов от перенапряжения и безопасности людей при нарушении изоляции токоведущих частей.

studfiles.net

Заземление своими руками, делаем контур

Защитное заземление для дачи и дома

Защитное заземление – это преднамеренное электрическое соединение части электроустановки (ЭУ) с заземляющим устройством с целью обеспечения электробезопасности.

Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения электрическим током в случае прикосновения человека к корпусу электроустановки или другим конструктивным частя, оказавшимся под напряжением. Принцип действия защитного заземления состоит в снижении до безопасного уровня напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус. Этого достигают уменьшением потенциала заземленного оборудования за счет снижения сопротивления заземлителя, а также путем выравнивания потенциала основания, на котором стоит человек. И заземленного оборудования за счет подъема потенциала основания до уровня, равного или близкого к уровню потенциала заземленного оборудования.

Если говорить человеческим языком, то поскольку ток идет по пути наименьшего сопротивления, то чем меньше будет сопротивление заземляющего устройства, тем лучше, это своеобразная ловушка для электротока. Тоесть минуя вас (сопротивление от 1000 Ом), как источник повышенного сопротивления он пойдет путем наименьшего сопротивления, которым будет заземляющий контур (сопротивление не больше  10 Ом).

А поскольку при монтаже современной электропроводки, как правило, устанавливаются элементы защиты (автоматические выключатели, дифференциальные автоматические выключатели — УЗО), то при пробое изоляции и замыкании на заземленный корпус сработает защита и линия обесточится.

Вот в принципе для чего служит заземление, которое называют защитным.

В квартирах, как правило, используется защитное зануление, а вот на даче и в частном доме, где такая защита практически не используется из-за отсутствия техусловий. Нам на помощь прейдет защитное заземление.

Защитное заземление. Видео пояснение.

Заземление своими руками

Мы можем выполнить заземление своими руками. Для этого выберем самое простое групповое заземляющее устройство с искусственными заземлителями, выполненное в виде равнобедренного треугольника.

Для этого выберем место около дома (дачи) на расстоянии не далее метра (рекомендуется) от стены или цоколя здания и выкопаем траншею в виде равностороннего треугольника глубиной 0,8м и сторонами по 3м.

Под вертикальные заземлители желательно выбурить в углах траншеи три скважины глубиной по три метра. Даже если вы решили забить заземлители кувалдой. То для облегчения работы советую выкопать скважины 1,5 м и заострить с помощью болгарки материал, который будете использовать для вертикальных заземлителей.

Материал для вертикальных заземлителей: труба 50×3 либо сталь круглая сечение 10 мм2 или сталь угловая 50×50×5, три штуки по 3м.

Затем по периметру к установленным вертикальным заземлителям привариваем стальную полосу, которая играет роль горизонтального заземлителя.

Материал для горизонтального заземлителя: сталь полосовая 40×4, длина 9м.

После к смонтированному контуру заземления привариваем заземляющий проводник с приваренным болтом М6 или М8 для крепления провода заземления.

Материал для заземляющего проводника: сталь круглая сечение 6 мм2 или сталь полосовая 40×4.

Для уменьшения сопротивления заземляющего устройства (контур заземления) рекомендуется соединить его с естественными заземлителями.

Естественные заземлители, рекомендуемые к использованию:

Проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей;

Обсадные трубы скважин;

Металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей;

Металлические шунты гидротехнических сооружений и т.п.

Внимание!

Все соединения выполняются сваркой (без вариантов — только сварка)!

Готовая конструкция со всеми траншеями заполняется однородным грунтом без щебня и строительного мусора.

Контур заземления | Схема

Увеличить рис.

1 – Крепление. Болт М6, М8 2 – Горизонтальный заземлитель. Сталь полосовая 40×4.

3 – Варианты заземляющих электродов (вертикальные заземлители):

а) – Труба 50×3 б) – сталь круглая сечение 10 мм2 в) – Сталь угловая 50×50×5. 4 – Заземляющий проводник. Сталь круглая сечение 6мм2 или сталь полосовая 40×4.

5 – Медный провод заземления сечение 4мм2.

Алюминиевый провод заземления сечение 6мм2. 6 – Сварной шов Сопротивление заземления зависит от удельного сопротивления грунта.

masstter.com

Как сделать контур заземления

Давно прошло то время, когда наличие защитного заземления было  прерогативой исключительно промышленных предприятий. С ростом количества бытовой техники в нашем жилище,  защитное  заземление стало  непременным атрибутом  любого частного дома.   И это неудивительно.  Любое  нарушение в изоляции  электроприборов  способно привести к  весьма серьезным последствиям для обитателей дома. 

Лучший способ обезопасить себя – оборудовать заземление.  Нет необходимости привлекать к устройству контура заземления дома профессионалов.  С этой задачей вполне справится любой желающий. Главное – терпение и внимательность во время работы.

Предназначение и устройство контура заземления

Защитное заземление представляет собой  соединение между  токоведущими частями электроустановок и землей, выполненное преднамеренно.

При  нормальной работе электроприборов  их корпус не находится под напряжением. Работать с такими приборами безопасно. К сожалению, чем больше приборов, тем выше вероятность  выхода какого-либо из них из строя. Малейшее повреждение изоляционного слоя – и корпус прибора окажется под напряжением. Прикасаться к подобному прибору смертельно опасно.

Именно  такие ситуации и предотвращает  защитное заземление.  Всем известно, что электрический ток течет в сторону с наименьшим сопротивлением. Наличие контура  заземления в частном доме с низким  значением сопротивления – залог того, что ток направится в землю.

Самый распространенный вариант контура заземления  представляет собой  электроды, заглубленные в грунт. Они соединены между собой в виде замкнутого контура определенной формы. Нередко используется треугольная форма контура. Возможно выполнение контура заземления вдоль периметра здания.  Среди основных критериев выбора формы контура выделяют удобство его монтажа и  размеры территории, используемой  для его  устройства. Контур заземления присоединяют к  электрощиту при помощи специального кабеля заземления.

Оптимальным расстоянием между домом и контуром заземления считается  5 м. При этом расстояние ближе 1 м и дальше 10 м считается недопустимым.

Совет: минимальная глубина расположения контура заземления – 0,8 м. Контур, размещенный в границах промерзания почвы, зимой не работает.

Электроды заглубляются в почву на 1,5 – 3 м. Выбор глубины для каждого отдельного случая зависит от  структуры грунта и его влажности. Чем больше насыщен грунт водой, тем меньше  заглубляют электроды.

Материалы, необходимые  для монтажа контура заземления

Как правило контур заземления  делают из подручных материалов. Заземляющим электродом  способен послужить  любой стержень, выполненный из черного металла.  Выбор весьма широк. Главный критерий – удобство при забивании в грунт. В основном используются стальные уголки. Возможно использование арматуры  гладкой структуры, труб, двутавра. Единственное требование – сечение металла от 1,5 см2.

Для определения количества необходимых электродов, расчеты применяются крайне редко. В основном используют опытный путь. Самое распространенное количество электродов – три. Таким образом, получается контур заземления треугольной формы. Вершинами треугольника служат электроды. Расстояние между соседними электродами менее 1,2 м недопустимо. Его рассчитывают исходя из сопротивления грунта. Соединение электродов между собой осуществляется с помощью полос металла. Подобная полоса служит и для соединения контура с распределительным.

Перед монтажем контура заземления обязательно проконсультируйтесь с квалифицированным электриком, проживающем в этом же районе. Подобный специалист из опыта знает как сделать  контур заземления, идеально подходящий для  данного района:

  • каково должно быть расстояние от здания до контура;
  • каково должно быть расстояние между соседними электродами;
  • количество необходимых электродов;
  • глубина, на которую следует забить электроды;
  • глубина, на которой  следует расположить контур.

Неоспоримым преимуществом самодельной системы заземления является ее низкая цена.

Необязательно делать контур заземления только из  подручных материалов. В продаже появились специальные готовые системы заземления.

Комплект модульных систем заземления состоит из следующего:

  • стержни, изготовленные из высококачественной стали и покрытые медью.  Длина  стержней составляет около 1,5 м, диаметр – 0,14 м.  Каждый стержень снабжен нарезкой омедненной резьбы;
  • латунные муфты для соединения элементов контура заземления;
  • наконечники. Способствуют облегчению забивания стержня в грунт. Крепятся к стержню при помощи резьбы. Существуют наконечники нескольких видов. Предназначены для различных типов грунта;
  • зажимы для присоединения горизонтальных элементов к вертикальным;
  • антикоррозийная паста для обработки всех элементов системы заземления.

Преимущества модульных систем заземления:

  1. Стержни, изготовленные из нержавеющей стали и покрытые медью, менее подвержены коррозии.
  2. Нет необходимости в сварочных работах.
  3. Нет необходимости в специальном оборудовании при монтаже.
  4. Экономия площади. Для оборудования всей системы достаточно 1 м2.
  5. Долговечность.

Расчет заземления

Какой бы вариант системы заземления ни был выбран, обязательным этапом является предварительные расчеты параметров  заземления. Обычно заземление выполняют опытным путем. Этот способ поможет избежать множества сложных расчетов.

Алгоритм  монтажа контура заземления в данном случае следующий:

  • Строим на расстоянии 5 м от дома контур заземления треугольной формы. Длину электродов берем 3 м, расстояние между ними 2 м. Используем стержни из металла.
  • Соединяем электроды между собой.
  • Производим замер  сопротивления контура заземления. Для измерения сопротивления используем специальный прибор – омметр. Максимально допустимое сопротивление контура заземления  составляет 10 Ом. Оптимальное значение — 4 Ом. Сравниваем полученный результат  с оптимальным значением.

  • При несоответствии полученного  значения сопротивления оптимальному,  добавляем в контур еще один электрод.
  • Соединяем  все электроды в новый контур.
  • Вновь измеряем сопротивление контура.
  • Повторяем указанные выше процедуры до тех пор, пока не добьемся значения сопротивления контура  4 Ом.

Существует возможность определить количество необходимых электродов и длину горизонтального заземлителя при помощи расчетов:

  • При наличии на участке однородного грунта, определяем сопротивление одного электрода, используя формулу 1:

Для определения значения  удельного сопротивления грунта используйте таблицу 1.

При наличии на участке неоднородного грунта определим сопротивление одного электрода по формуле 2:

При этом значения сезонного климатического  коэффициента приведены в таблице 2:

По формуле 3 определим необходимое количество электродов без учета сопротивления горизонтального заземлителя:

Для определения нормируемого сопротивления заземления воспользуемся таблицей 3:

Определим  сопротивление  горизонтального заземлителя по формуле 4:

При этом для определения длины заземлителя используем формулу 5:

Рассчитаем сопротивление электродов с учетом сопротивления горизонтального заземлителя по формуле 6:

Определим окончательное количество электродов, необходимых для устройства контура заземления:

Для определения коэффициента спроса вертикальных заземлителей воспользуемся таблицей 4:

Окончательное значение количества электродов, полученное в результате приведенных выше расчетов, округляем до большего целого. Каким методом воспользоваться – опытным либо расчетным – личное дело каждого. Выбирайте любой, исходя из собственных предпочтений.

Как сделать контур заземления своими руками

После проведения всех предварительных расчетов и подготовки необходимых материалов приступаем непосредственно к  монтажу контура заземления.

Совет: лучшее время для монтажа контура  заземления – лето. И не только из-за того, что в теплое время года легче производить земляные работы.  Дело в том, что в сухом грунте  сопротивление  больше. Добившись оптимального значения сопротивления  в засушливую погоду, не стоит беспокоиться об ухудшении этого показателя в дальнейшем. Напротив, с увеличением влажности почвы сопротивление снизится.

Рассмотрим основные этапы монтажа  треугольного контура заземления, схема которого представлена на рисунке.

  • На расстоянии порядка 5 м от дома в удобном месте  выройте траншею в виде равностороннего треугольника. Глубина траншеи около 1 м, ширина – 0,5 м. Длина стороны треугольника должна соответствовать выполненным ранее расчетам. От любого угла к  распределительному щитку дома прокопайте траншею.

  • Вбейте в каждую из вершин треугольника  электроды. Концы электродов предварительно заострите при помощи болгарки.
  • При очень твердом грунте предварительно пробурите  скважины под электроды. Вставив в скважину электрод,  засыпьте ее смесью грунта и соли.
  • Не погружайте электрод в грунт полностью, оставьте верхушку над землей.
  • Соедините между собой электроды стальной  полосой, шириной не менее 40 и толщиной не менее 5 мм. Для крепления  электродов и полосы используйте сварку.
  • Соедините один из электродов с  распределительным щитком, проложив в ранее подготовленной траншее идентичную  стальную полосу.
  • Соедините полосу и  распределительный щиток при помощи 10 мм болта. Обязательно приварите болт к щитку.
  • Следующим этапом является измерение контура заземления. Для измерения воспользуйтесь омметром.
  • Если результат измерений соответствует оптимальному значению сопротивления – контур заземления смонтирован правильно. Можно приступать к закапыванию траншей.
  • Если же при измерении контура заземления выяснится, что сопротивление превышает нормативное значение – добавьте еще один электрод.
  • Для закапывания траншеи используйте исключительно однородный грунт. Наличие примесей щебня  и строительного мусора недопустимо.
  • Контур заземления готов.

stroiremdoma.ru


Смотрите также