Назначение и устройство защитного контура заземления. Монтаж защитного заземления


Защитное заземление для дома: особенности обустройства

Домашний уют — это то, что окружает человека в период его жизни. Но случись какая-то неурядица, и хозяин дома уже не может наслаждаться прежним теплом и комфортабельностью. В этой статье мы поговорим об электрической безопасности, а точнее обсудим вопрос, что такое защитное заземление и как его применяют на практике в домашних условиях.

Общие основы и цели заземления

Защитным заземлением считается устройство, которое соединяется с эквивалентом грунта и состоит из нетоковедущих проводников, однако, есть вероятность попадания их под напряжение. В первую очередь задача подобного устройства состоит в том, чтобы снизить силу пробойного тока до минимальной величины.

Важно! Обустройство защитного заземления—это дополнительный шаг к безопасности в вашем доме.

Данный вариант заземляющего устройства выполняется не только для бытовых условий, но еще встречается в промышленности, общественных заведениях также предохраняет помещение от влияния атмосферного электричества. Эта разновидность заземлителя используется для трехфазной и трехпроводной электрической цепи. На данном этапе мы разобрались с понятием, что называется защитным заземлением, перейдем к следующим не менее важным моментам.

Фото: защитное заземление общие цели и способы монтажа

Защитное заземление общие цели и способы монтажа

Защитное заземление: его назначение и устройство

В первую очередь, прямым назначением заземления считается ликвидация опасной ситуации в связи с пробоями электрического тока, которые могут нанести поражения человеку и бытовому оборудованию, и влекут за собой плачевные последствия. Также приспособление предупреждает выход напряжения на корпус электрического оборудования.

Присутствие заземления в доме характеризуется следующими весьма определенными преимуществами:

  • данный вариант контура очень простой в монтаже и дальнейшей эксплуатации;
  • контурная фигура в итоге получается компактной с маленькими габаритами, при этом отлично справляется с поставленными задачами;
  • все использованные детали устойчивы к коррозии, следовательно, не может быть и речи о механическом повреждении целостности конструкции;
  • соединение электродов выполняется крепежными деталями, в следствие чего обходятся без сварочных швов.

Важно! Ни в коем случае не пренебрегайте преимуществами, они играют первоочередную роль в установке контура защитного заземления.

Устройство защитного контура выполнено следующим образом: металлические части любого электрического оборудования соединяются специальными проводниками с грунтом, эти детали элементарно попадают под напряжение, когда нарушается изоляция проводки или происходит короткое замыкание. Устранение напряжения и снижение его до нормальных величин, не наносящих вред, происходит в момент уменьшения потенциала приборов, которые заземлены. Иными словами, происходит выравнивание того же потенциала за счет подъема сопротивления основания прибора.

Молниезащита или особенности монтажа заземления

В отличие от искусственного электричества заземление при молниезащите имеет совершенно другие особенности. Однако, можно выделить и одно общее сходство среди всех систем заземления, и это—использованные материалы и детали.

Фото: Устройство контура заземления

Устройство контура заземления

Конструкция защитного заземления может состоять из разного вида металлических деталей, однако, к ним есть отдельное требование такое же важное, как и нормативы относительно правил установки. Например, очень важно, чтобы элементы заземления были использованы нужного размера, как указывается в нормах и ПУЭ, прутья должны иметь гладкую структуру с диаметром не менее 5 мм. Сам металл и основа сооружения должны быть устойчивыми к воздействиям окружающей среды, то есть лучше, если электродами будут стальные элементы ведь от этого зависит долговечность защитного заземления. Известно, что сталь практически не поддается коррозии и отлично проводит электрический ток к грунту. При установке контура, следует использовать метод кольцевого, фундаментального или глубинного монтажа.

Важно! Каждый из способов монтажа защитного заземления для молниезащиты имеет индивидуальные правила. Не применяйте одинаковую тактику установки ко всем нижеперечисленным вариантам.

  • Кольцевой способ представляет собой крепление металла в виде замкнутого кольца, которое обустраивается вокруг всего здания, подвергающегося заземлению.
  • Фундаментальный тип используется еще в начале строительства, поэтому планировку подобного заземления продумывают заранее. Важно чтобы в дальнейшем из постройки выступали элементы, предназначенные для крепления к ним токоотводящих металлических проводников.
  • Глубинный метод не предусматривает строгих параметров при установке, однако приходиться руководствоваться типом почвы и ее структурой, отсюда и высчитывать оптимальную глубину залегания электродов. Доступность и простота монтажа—это большой плюс подобного способа.
Zashchitnoe zazemlenie obshchie tseli i sposoby montazha1

Линейные размеры при монтаже системы заземления

В нашей статье мы подробно разобрали для каких целей применяется защитное заземление и что из себя представляет назначение защитного заземления, следовательно, в заключение нужно выделить, что без подобного устройства в современных условиях нельзя обойтись.

Вас могут заинтересовать:

prokommunikacii.ru

Защитное заземление и зануление

Защитное заземление используется для того, чтобы обезопасить человека от поражения электрическим током при прикосновении не только к токонесущим элементам, но и корпусу или другим деталям электрических установок. Это может произойти в случае короткого замыкания, когда металлические элементы электроустановки находятся под напряжением 220В, и даже корпус любого бытового прибора может оказаться для человека смертельным. Основной принцип работы заземления – обеспечение соприкосновения деталей, которые не несут в себе ток, с землей или подобными ей по свойствам материалами (к примеру, каменным углем или другими эквивалентами по ГОСТу), благодаря чему потенциал тока снижается до безопасного уровня. Чтобы это работало, в земле необходимо разместить металлическую деталь – заземлитель, а к нему должен вести провод, соединяющий заземлитель непосредственно с самой электрической установкой.

Заземление дома

Кроме того, существует еще одна функция заземления – некоторым приборам он помогает снизить уровень помех. Принцип этого действия заключается в том, что высокочастотный ток уходит в землю, тем самым прибор (пример – мощный электродвигатель) не создает помех окружающим электроустановкам. Если действие заземления направлено именно на улучшение качества работы электрооборудования, на повышение терминов его эксплуатации, то подобная система называется рабочим заземлением. Рабочее заземление согласно требованиям по госту применяется на трансформаторах и электрогенераторах, крупных электростанциях, к нему также относят заземление громоотводов и молниеотводов.

Существует два типа заземления:

  • естественное;
  • искусственное.

К тому или иному виду можно отнести заземление прибора по характеру его заземлителей. К естественным заземлителям можно отнести привычные подземные металлоконструкции, исполняющие по требованию двойную функцию. Это могут быть обыкновенные водопроводные трубы (если только они не транспортируют горючие жидкости или газы), металлоконструкции, которые являются фундаментом здания (к примеру, сваи) и т.д. Все остальные способы заземления относятся к искусственным (установка специальных металлических стержней и др.). Стоит отметить, что монтаж защитного заземления может осуществлять только специалист-электрик, который будет учитывать не только необходимые параметры напряжения, но и сопротивление грунтов, и другие немаловажные факторы.

Когда от заземлителя электричество попадает в землю, небольшое количество тока распространяется вокруг него и может нанести вред человеку, оказавшемуся поблизости. Эта окружность вокруг металлического заземлителя называется радиус поражения. Обычно сила тока стоящему на земле не приносит больших повреждений (на это влияет уровень сопротивления грунта и изначальная сила тока), исключение составляет случай, когда человек оказывается поблизости громоотвода.

В случае если человек оказался непосредственно в радиусе поражения электрического тока, напряжение которого не очень велико, передвигаться следует как можно более мелкими шажками, желательно не отрывая ноги от земли. Это и называется принципом шагового напряжения. Таким образом, действие на организм человека будет наименьшим.

Различают два типа заземляющих устройств относительно их расположенности относительно самого электроприбора:

  • выносное;
  • контурное.

Особенность выносного заземлителя в том, что он находится за пределами площадки, на которой расположена сама электроустановка. Контурное заземление проходит по периметру зоны размещения электроустановки (т.е. по контуру), а, возможно, и внутри. Действие самих заземлителей от этого практически не меняется, они все равно обеспечивают высокий уровень безопасности, если сооружены согласно требованиям.

Для того чтобы посчитать, какое количество заземлителей вам понадобится и на каком расстоянии их расположить, придется произвести расчет защитного заземления. Сопротивление растекания тока от 1 элемента заземления металлического стержня рассчитывается по такой формуле:

Формула сопротивления растекания тока

Для расчетов по этой формуле нужно знать длину и диаметр стержня-заземлителя, удельное сопротивление грунта (которое можно найти по таблице, зная, в какую землю вы будете погружать заземлители) и расстояние от земли от середины стержня.

Этот пример наглядно показывает, как самому определить, сколько стержней надо будет использовать для того, чтобы заземлить электроприбор. Полученное значение нужно округлить до ближайшего целого в большую сторону.

Также есть схема, по которой рассчитывается сопротивление тока для горизонтальных заземлителей. Для этого необходимо знать длину и ширину самих металлоконструкций, коэффициент сезонности и коэффициент спроса. Если горизонтальные стержни расположены по контуру, то длина каждого равна расстоянию между ними L=a.

Формула сопротивления тока для горизонтальных заземлителей

Если вы самостоятельно решили определить контур для будущего заземления, то лучше всего подойдут контуры геометрических фигур. В зависимости от площадки, которая у вас имеется, можно выбрать контур квадрата, прямоугольника или прямой линии. Но самой оптимальной формой для периметра заземления считается треугольник. Для частного дома равносторонний треугольник – чрезвычайно удобный контур, потому что он позволяет току равномерно растекаться во все стороны и не экранировать.

Для того чтобы точно узнать значение сопротивления контура вашего заземляющего механизма, проще всего использовать специальный электроприбор. Он показывает уровень не только контурного сопротивления, но и поможет без справочной информации узнать сопротивление грунта при самодельном заземлении на частной территории.

Стандарты ГОСТа по электробезопасности

Стандарт по ГОСТ

Статья ГОСТ 12.1.030-81 четко регламентирует правила соблюдения электробезопасности в сетях с различным напряжением (до 1000 В и более 1000 В), с постоянным или переменным током. Рекомендуется соблюдать принцип безопасности абсолютно для любых электроустановок, они все должны быть либо заземлены, либо занулены. Согласно требованиям ГОСТа в первую очередь заземлителями должны выступать естественные подземные конструкции, но при этом необходим контроль того, чтобы они были прочными, химически и термически устойчивыми, могли обеспечить необходимую защиту в любое время года. Все переносные и ручные заземлительные установки должны также находиться под контролем, и проходить необходимую проверку.

Для сетей, в которых напряжение достигает более 1000 В с изолированной нейтралью, сопротивление заземляющего устройства по ГОСТу не может быть более чем R=250/L где L – максимальная сила тока. Если же удельное сопротивление земли больше чем 500 Ом, то в формулу вводится дополнительный повышающий коэффициент.

Исходя из «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», записанных в требованиях ГОСТа, все заземляющие устройства проходят контрольную проверку при первичном монтаже, а также в процессе эксплуатации через определенный промежуток времени, чтобы убедиться, что они соответствуют нормам безопасности.

Заземление и зануление

Защитное заземление и зануление в электроустановках — это похожие процессы, которые несут в себе одну и ту же функцию, но осуществляются немного по-разному. Обе эти схемы используются для того, чтобы обезопасить пользователя электроприборов от поражения током. При заземлении провод от установки должен соединяться с землей, а при занулении – с нулевым проводом.

Схема защитного заземления и зануленияСхема защитного заземления и зануления

Нулевыми проводниками могут служить:

  1. Естественные конструкции – трубопроводы, металлические сваи, производственные стальные элементы.
  2. Отдельная жила из многожильного кабеля или провода.
  3. Специальный отдельный проводник.
  4. Алюминиевая кабельная оболочка.

Заземление электроустановок в быту

Заземление электроустановок в быту

Даже в обычном жилом доме существует ряд установок, которые обязательно требуют заземления. К ним относятся:

  • электрощитки;
  • электрические шкафы;
  • металлические корпуса бытовых электроприборов;
  • металлокорпуса электрического оборудования.

Согласно ГОСТу во всех жилых домах защитное заземление обеспечивает безопасность основных электроустановок, а также, естественно, имеет свой собственный заземлитель источник внешнего питания дома — трансформатор. Эти требования предъявляются и ко всем новостройкам, которые не могут быть сданы в эксплуатацию без проверки уровня электробезопасности.

У бытовых приборов, которые сделаны по современному образцу, в вилке уже имеется три проводка, один из которых связан непосредственно с корпусом. Такой же третий проводок предусмотрен и в розетках. Благодаря этому, обычному человеку не стоит беспокоиться о безопасности при подключении мелких электроприборов, они зануляются без вмешательства извне и при коротком замыкании не несут в себе угрозы. Крупные бытовые электроприборы вроде стиральных машин или электроводонагревателей рекомендуется устанавливать специалисту, который ознакомлен с требованиями по ГОСТу защитного заземления либо зануления.

Есть два типа сетей, которые можно встретить в современных домах. Это однофазная и трехфазная. Каждая из них имеет 1 нулевой защитный проводник, 1 рабочий ноль и 1 или 3 соответственно фазовых провода. В современных постройках уже есть зануление, либо заземление всех основных электроустановок, но в старых жилых постройках этого не предусмотрено, поэтому жильцам необходимо самим озаботиться этим процессом.

Как самостоятельно сделать заземление в квартире (доме)

Если вы живете в старой постройке или хотите обезопасить свой частный дом или коттедж, рассмотрите в качестве альтернативы несколько схем заземления.

Один из способов – использовать вместо заземления зануление. Для этого необходимо присоединить корпус к нейтрали (нулевому проводнику). По этому принципу при резком появлении напряжении на корпусе произойдет короткое замыкание нуля и фазы, за счет чего напряжение сильно повысится, и сработают предохранители (автоматы защиты).

Подобная схема может быть опасна, если ею занимается не профессионал, который может элементарно перепутать фазу с нулем. Также при обрыве нулевого провода все корпуса электроприборов окажутся под напряжением, что сделает их потенциально опасными.

Также, если вы используете трехфазные электроприборы, которые не нуждаются в нулевом проводнике, то можно применить схему, именуемую в международной терминологии как IT. Ее особенность в том, что каждый электроприбор должен иметь свой собственный заземлитель. Альтернативой ей являются стандартные схемы TT и TN-С-S. Их механизм прописан согласно гостовским требованиям, которые можно найти в интернете или специальной литературе.

Переносные конструкции защитного заземления

Во многих ситуациях необходимо придерживаться дополнительной безопасности при ведении работ рядом с электроустановками. Не смотря даже на то, что общее напряжение может быть отключено, заземлить отдельные конструкции желательно, если вам необходимо работать непосредственно с ними. Стационарное устройство защитного заземления может дать сбой, и возникнет напряжение в элементах, с которыми работает мастер. Чтобы этого не произошло, используются мобильные переносные заземлители. Они могут занулить внезапно возникшее напряжение, тем самым обезопасив людей, работающих на отдельных элементах электроустановок. Такая электробезопасность должна соблюдаться на всех крупных промышленных предприятиях, заводах, электростанциях.

Переносная заземляющая установкаПереносная заземляющая установка

Переносных заземляющих установок встречается несколько видов в зависимости от формы и предназначения:

  • штанговые переносные конструкции;
  • бесштанговые переносные конструкции;
  • штанговые переносные конструкции с металлическими звеньями.

Чаще всего переносные защитные механизмы используются для проведения ремонтно-монтажных работ на воздушных линиях или распределительных электроустановках. Принцип их действия заключается в том, что они состоят из трех основных элементов: токопроводящей детали, контактной и собственно изолирующего элемента (их может быть несколько).

К подобным переносным конструкциям применяются очень высокие требования, ведь от их качества непосредственно зависит жизнь человек. Во-первых, они должны быть крепкими, чтобы зажимы, которые крепятся к проводам или контактам, не соскакивали и не ломались от манипуляций электромонтажников. Во-вторых, все элементы переносной установки должны быть сделаны из высокоустойчивых материалов, которые не расплавятся от напряжения при коротком замыкании.

Можно сделать вывод, что для всего электрооборудования (от крупномасштабного, питающего целые районы электричеством, до мелкой бытовой техники) используют системы защитного заземления или зануления. Назначение защитного заземления – свести риск поражения людей током к минимуму или уменьшить силу напряжения до безопасного уровня. Если соблюдены все основные требования по монтажу этих конструкций, то человеку не грозит быть пораженным высоким напряжением при коротком замыкании, утечке тока или повреждении электропроводки.

energomir.biz

Монтаж заземления. Монтаж устройств защитных заземлителей.

От чего зависит технология монтажа вертикального заземлителя?

Технология установки вертикального заземлителя находится в прямой зависимости от размеров электродов, времени года, климатических условий, от общего числа устанавливаемых электродов, удаленности объектов друг от друга, а также от наличия механизмов и приспособлений, которые потребуются для сооружения заземлителя.

Кроме того, необходимо учитывать сравнительные характеристики механизмов, их стоимость, объем работ, который ' предстоит выполнить, а также условия их проведения.

Какие рациональные технологии существуют?

Для каждого вида грунта есть свой способ установки заземлителей:

—              для талых или мягких грунтов необходимо вдавливание либо вкручивание электродов, представляющих собой стержень, а также забивка или вдавливание профильных электродов; -

—              для плотных фунтов необходима забивка электродов с любым сечением, в случае, если фунт мерзлый, необходимо воспользоваться вибропогружением;

—              для скальных и мерзлых фунтов в случае необходимости достаточно глубокого погружения, заземлитель прокладывают в предварительно пробуренную скважину.

Следует отметить, что забитый электрод минимально сопротивляется растеканию, у ввернутого заземлителя такой показатель приблизительно на 20—30% выше. Если же заземлитель устанавливается в готовую скважину, то его сопротивление растеканию может находиться на таком уровне, что вводить электроустановку в эксплуатацию станет опасно для жизни.

Вдавленные заземлители, а также заземлители, погруженные с помощью вибраторов, имеют несколько повышенное сопротивление по сравнению с вбитыми, но показатель этот не. будет превышать 5—10%. Однако через некоторое время, буквально через 2—3 недели, сопротивление уменьшится и сравняется с вбитыми.

При этом потребуется значительно больше времени для того, чтобы была восстановлена структура грунта, а также уменьшилось сопротивление заземлителей, ввернутых в грунт, тем более, если для вкручивания был использован расширенный наконечник. Такой ход позволяет облегчить погружение в грунт, однако он сильно разрыхляет почву. И требуется значительное количество времени для того, чтобы почва вновь пришла в нормальное состояние.

Какие заземлители лучше всего использовать при забивке?

В процессе забивки допустимо применять любые электроды подходящего профиля, как уголковые, квадратные, так и круглые. Как уже было сказано выше, наименьший расход металла будет в случае использования круглой стали.

Если на вашем участке обычный грунт, то, если вам необходимо забить заземлитель на глубину до 6 м, целесообразнее всего использовать круглую сталь, диаметр которой составляет 12—14 мм. Если же глубина будет большей — до 10 м, а также при необходимости забивания электрода в достаточно плотный грунт, то в этом случае сечение материала должно составлять от 16 до 20 мм.

В каких случаях необходимо использовать вибраторы для монтажа заземления?

Для того чтобы поместить электроды в грунт более чем на 12 м, используют специальные вибраторы (так называют устройства ударно-вибрационного действия). С их помощью электроды с легкостью входят даже в сильно промерзший грунт.

С помощью вибратора электроды можно поместить в грунт значительно глубже, нежели при вбивании или ввертывании.

Это очень важно для фунтов, сопротивление которых достаточно большое (около 1000 Ом), а также для почв, в которых фунтовые воды залегают на значительной глубине — свыше 9 м. Это относится, в первую очередь, к сухим песчаным фунтам. В них сопротивление электродов по мере погружения в толщу земли будет сильно понижаться.

Как производить закладку заземлителя без подготовки?

Если в процессе изготовления проекта фунт не прозондировали и его характеристики неизвестны, то для того, чтобы не проделывать лишнюю работу, сооружать подземную часть заземляющего устройства необходимо следующим образом:

1.              В первую очередь производят заготовку отрезков электрода, их длина должна полностью соответствовать конструкции применяемого устройства.

2.              Забивают нижний конец заземлителя.

3.              Измеряют сопротивление растеканию отрезка, который уже находится в фунте.

4.              Приваривают к концу отрезка следующий элемент заземляющей конструкции.

5.              После забивки еще одного отрезка вновь необходимо выполнить измерение на сопротивление растеканию тока.

6.              Ведут работы до тех пор, пока не будет получена требуемая проводимость.

Какие достоинства и недостатки имеются у технологии ввертывания?

Главной положительной характеристикой данной технологии является то, что освоить ее очень просто за счет того, что здесь используются механизированные приспособления (например, ручные электросверлильные машины и малые бензодвигатели). С помощью данных приспособлений можно погрузить электроды на не слишком значительную глубину. Это в некоторых случаях может в значительной степени увеличить количество электродов и расход металла.

Данные конструкции имеют не слишком большую мощность, поэтому для того, чтобы процесс вкручивания заземлителя в почву происходил как можно легче, на их концы Надевают наконечники. В этом заключается основная отрицательная характеристика данной технологии — наконечники на заземлителях в значительной степени разрыхляют фунт, что в итоге приводят к тому, что сопротивление почвы резко возрастает. Это будет продолжаться до тех пор, пока структура грунта не возвратится в прежнее положение.

Если же нужно как можно быстрее ввести в эксплуатацию заземляющее устройство, то в этом случае необходимо сделать большое количество погружаемых в почву заземлителей, что в конечном итоге приведет к тому, что расход металла будет достаточно большим.

Однако несмотря на все это, данная технология позволяет в сжатые сроки и с достаточной экономией изготовить заземляющее устройство.

Чем хороши вертикальные глубинные заземлители?

Данные конструкции позволяют обеспечить очень хорошую проводимость за счет того, что они находятся в прямом контакте с нижними слоями грунта. Особенно это хорошо заметно, когда у них увеличено сопротивление.

Где лучше устанавливать горизонтальные заземлители?

Если в наличии нет механизмов для монтажа вертикальных электродов в скальных, гравийных или иных плотных грунтах, то в этом случае необходимо соорудить горизонтальные заземлители.

В случае если на скальном грунте находится даже незначительный слой почвы, то изготовить горизонтальный или «лучевой» заземлитель достаточно просто, кроме того для этого не придется тратить дополнительные средства.

Кроме того, горизонтальные заземлители используют еще и для того, чтобы объединить между собой вертикальные электроды, образовав тем самым сложный заземлитель или контур заземления.

Какие заземлители чаще всего используются для защиты от молний?

Для этой цели обычно применяют лучевые заземлители. В летний период хорошей проводимости можно добиться и от горизонтального заземлителя, который прокладывают в торфяном или другом талом верхнем слое почвы, который должен хорошо проводить электричество. Примерно то же самое можно отнести и к электрическим установкам, Которые функционируют в теплое время года.

Из чего делают горизонтальные заземлители?

Конструкция горизонтальных заземлителей предполагает, что они могут быть изготовлены из круглой, полосовой или иной стали. Лучше всего делать данный тип заземления с помощью круглой стали. Делают это не только из-за того, что круглая сталь способна лучше сопротивляться коррозии, но и из-за ее более низкой цены по сравнению с иными изделиями.

По этой причине особенно для протяженных заземлителей лучше всего использовать малоуглеродистую круглую сталь.

Как правильно выбрать технологию монтажа заземлителя?

Способ монтирования заземляющих устройств необходимо выбирать, исходя из нескольких критериев:

—              общий объем работ;

—              удаленность объекта от баз механизации;

—              тип грунта;

—              наличия механизированных устройств.

В случае если поблизости от мест проведения работ имеются водоемы, то на их дно можно уложить протяженные линии заземлителей, от которых кабельные или воздушные линии будут направляться к объектам.

Если работы происходят в стесненных условиях, допустим, при прокладке горизонтальных перемычек между несколькими вертикальными электродами, то траншею для укладки этих элементов конструкции придется копать вручную.

www.eti.su


Смотрите также