Контур заземления: устройство и схема монтажа. Схема заземляющего контура чертеж

Контур заземления: устройство и схема монтажа

В случае внезапного нарушения изоляции проводника в каком-либо электроприборе его поверхность неожиданно может оказаться под напряжением. Прикоснувшись к нему, можно получить удар током. Поэтому основной защитой от поражения электричеством может являться только контур заземления. Это система, которая снимает напряжение с корпуса электроприбора и отводит ток за пределы здания.

Устройство контура заземления

Заземляющий контур — это защитное устройство, состоящее из нескольких металлических электродов, вертикально забитых в грунт на определенную глубину. Они соединены между собой горизонтальным заземлителем, который изготавливается из стальной полосы и с помощью сварки крепится к верхней части электродов. Собранный таким образом контур при помощи специального кабеля или стальной полосы соединяется с внутренней схемой заземления дома, которая выводится на наружную сторону стены здания.

Все металлические элементы внешнего заземления, находящегося в земле, охватывают определенную площадь соприкосновения с грунтом, который позволяет быстро рассредоточить электрический ток по всему контуру, обозначенному электродами.

Принцип действия защитной цепи

Правильно собранные в одну цепь заземляющие элементы защищают человека от внезапного удара током, а бытовые электроприборы — от поломки в случае пробоя напряжения на их корпус.

Это происходит таким образом. Во время короткого замыкания или утечки тока на обшивку прибора, с него снимается напряжение и через проводник отводится в грунт на заземляющее устройство. Поэтому, чтобы схема контура заземления работала четко, она выполняется строго по требованиям ГОСТа, где специально предусмотрены нормативы внешнего сопротивления всей цепи заземления с учетом таких факторов, как:

Вид почвы и его влажность.
Уровень подпочвенных вод.
Количество электродов, их размер и расположение в контурном заземлении.
Глубина погружения электродов.
Материал электродов и линейных заземлителей, соединяющих их между собой, и внутренним заземлением здания.

По геометрической форме вертикальные электроды, в соответствии с нормативами СНиП, должны забиваться в землю на определенную глубину, с одинаковым расстоянием друг от друга, и представлять собой равнобедренный треугольник.

Расчет профиля схемы

Для правильного функционирования системы защиты желательно произвести расчет ее сопротивления. Для этого нужно учитывать следующее:

Количество и параметры заземляющих электродов: длину, контактную площадь соприкосновения с землей и расстояние между собой.
Общую линейную длину горизонтальных заземлителей, соединяющих электроды и внутренний контур в доме.
Удельное сопротивление грунта.
Влажность грунта и его соленость.
Время года (температуру почвы).

Но как показывает практический опыт, ни одна расчетная методика полностью не учитывает приведенные факторы, а просто используется типичный образец конструкции ранее спроектированного и уже смонтированного контура.

Например, то, что является заземляющим контуром в частных домах, — это простая одноконтурная схема, собранная из трех вертикальных арматурных стержней, металлических уголков или труб, которые соединяются между собой полосой из стали.

Разновидности токоотводящих приспособлений

Наружный контур из искусственных элементов заземления подбирается согласно правилам ПУЭ. В нем четко дано определение основных видов контурных систем, которые могут быть:

Традиционными заземляющими конструкциями.
Глубинными модулями
Наружными заземляющими системами.

Следует подробнее остановиться на каждой из них.

Традиционные конструкции

Такое контурное заземление собирается из одного горизонтального металлического электрода и трех вертикальных стержней. Горизонтальный (линейный) электрод представляет собой металлическую полосу, а забитые вертикально в землю стержни делаются из толстой арматуры. Эти элементы должны иметь определенную, заранее рассчитанную для данной местности и здания длину.

К недостаткам традиционного заземления можно отнести:

Сложность монтажа.
Сильная коррозия. Большинство элементов контура собирается из непокрашенного черного металла, который из-за лучшего контакта с землей нельзя красить.
Влияние температурных перепадов и переменчивой влажности на верхнюю часть устройства.

Глубинные модули

Эта система заземляющего устройства изготавливается в заводских условиях и практически не имеет тех недостатков, которые существуют у традиционного заземления.

К достоинству глубинной модульной системы относится:

Точность и качество всех элементов контура.
Длительная эксплуатация.
Благодаря тому, что электроды устанавливаются на большую глубину, погодные условия практически не влияют на работу заземления.
Отсутствие необходимости частого обслуживания контура.
Простота расчет сопротивления.
Несложный монтаж заземления.

После монтажа контура необходимо проверить все соединительные стыки заземления, а также его работу. Если монтаж произведен точно по расчетам сотрудников специализированной и лицензированной лаборатории, которые производили замер и расчет контурного сопротивления, модуль будет безупречно работать на протяжении долгих лет.

Наружное обустройство

Применяется для заземления трансформаторных подстанций и состоит из вертикальных и горизонтальных электродов. Заземляющий контур собирается из 4 стальных полос шириной 40−50 мм и толщиной 8−10 мм на расстоянии не ближе 1 м от стены строения.

Полосы укладываются на дно траншеи глубиной 500 — 700 мм от поверхности земли. При монтаже используется заранее приготовленный рабочий чертеж, который проектируется под определенное электрооборудование.

Кроме этого, горизонтальное заземление может быть смонтировано в котловане под фундаментом здания и опорами воздушных линий электропередач.

Также для наружного заземления электрооборудования могут использоваться естественные заземлители в виде металлических трубопроводов, обсадных труб, металлических и ж/б сооружений и других токопроводящих конструкций, тесно связанных с грунтом. К заземлителям можно отнести и оболочки свинцовых кабелей, а также нулевой рабочий провод, имеющий повторный заземлитель.

К контурному заземлению не подключаются только трубопроводы со взрывчатыми и легковоспламеняющимися веществами.

Монтаж заземляемого профиля

В соответствии с пунктом 1.7.111 ПУЭ практически все электроды, независимо от того, как они расположены в заземляемом контуре (горизонтально или вертикально), должны быть медными, оцинкованными или стальными. При этом их поверхность для лучшего отведения напряжения ни в коем разе нельзя покрывать краской или другими покрытиями.

Монтаж должен производиться по заранее подготовленным схемам, соответствующим ПУЭ. А работы по подготовке к монтажу заземляющего устройства, к которым относится рытье траншей, пробивка или бурение отверстий под электроды, установка закладных деталей в заливаемый бетоном фундамент, осуществляется на начальном этапе заземления.

Конструктивные параметры

Установка защитного заземления не является сложной. Кроме того, его можно довольно быстро сделать своими силами. Для этого следует просто приготовить:

Для вертикальных электродов — трубы или уголки с толщиной стенок не меньше 4 мм или металлические стержни диаметром от 14 мм.
Для вертикального заземления — стальную полосу с поперечным сечением 100х4 мм.
Для подвода заземления к дому — жесткий кабель сечением от 10 мм2 (можно полосу сечением 30х2.5 мм).
Из инструментов понадобится лопата, большая кувалда, болгарка и сварочный аппарат.

Площадь заземления зависит от модели выбранного контура. Он может быть смонтирован по периметру всего здания, подсоединен к какой-либо подземной коммуникации, но самой распространенной схемой установки заземления является треугольная модель контура.

Полный комплект всех заземляющих элементов можно заказать в специализированных мастерских, где налажено производство медных электродов. Такие комплекты, имея небольшую стоимость, отличаются надежностью и долговечностью.

Порядок установки

При сборке элементов контура следует использовать только материалы, которые являются хорошими проводниками электротока. Сам монтаж защитной системы заземления производится таким образом:

В пределах 3−5 м от здания раскапывается площадка глубиной в пределах 500 мм и площадью примерно 2х2 м. После этого от выкопанной площадки, на той же глубине, к дому копается траншея. Она должна подходить к точке выхода внутреннего контура из стены дома.
На выкопанной площадке размечается равнобедренный треугольник, вершины которого должны располагаться на расстоянии 1−1.5 м друг от друга.
В размеченные точки при помощи кувалды забиваются металлические стержни (электроды). Для облегчения работы концы желательно заострить болгаркой.
Используя сварку, забитые в землю электроды соединяют между собой стальной полосой. После этого на ближней стороне полученного контура приваривается болт для крепления кабеля, идущего от расположенного в доме электрощита. Вместо кабеля можно уложить в траншею стальную полосу, которая приваривается к смонтированному заземлению, а болт приваривается уже на конце полосы выведенной на стену дома.
Все сварные соединения (швы) должны быть очищены от шлака, прогрунтованы и покрашены, иначе в земле под действием сырости они быстро разрушатся.
Выведенную из земли полосу желательно покрасить чередующимися полосками зеленого и желтого цвета.
Также перед засыпанием траншеи рекомендуется измерить сопротивление смонтированного заземления специальными приборами. Если оно будет недостаточным, следует забить дополнительный электрод и соединить его сваркой с основной заземляющей конструкцией. Сопротивление всей системы должно быть в пределах 4 Ом.
Траншея должна засыпаться чистым грунтом без остатков строительного мусора.
В расположенном в доме электрощите нужно установить дополнительную шину — РЕ (если она отсутствует) и соединить ее проводником с выводом от смонтированного заземляющего конура.
Все находящиеся в доме электроприборы соединить с шиной РЕ.

Правила устройства энергоустановок (ПУЭ)

Монтаж защитного заземления рекомендуется производить с учетом норм контура заземления ПУЭ, что обеспечит надежную защиту электроприборов и людей от поражения током.

Нормативы ПУЭ — это собирательная группа специализированных правовых актов, которые были утверждены Министерством энергетики еще при Советском Союзе. Данные ПУЭ описывают правила правильной закладки электропроводки в промышленных помещениях, жилых здания, частных домах и других объектах, а также разъясняют подключение различного электрооборудования и принцип их устройств.

ПУЭ содержат в себе требования по прокладке коммуникаций к электроустановкам, узлам, определенным энергосистемам и их отдельным элементам.

Проверка системы

Проверка сварных швов производится визуальным осмотром. Затяжка гаек проверяется при помощи гаечного ключа. Для замера сопротивления лучше пригласить специалиста из специализированной электролаборатории.

Но проверить сопротивление можно и собственными силами. Для этого берется переносная розетка и подключается одним проводом к фазе, а другим — к заземлению. После этого в розетку подключается какой-либо мощный электроприбор.

Практически контур считается правильным, если подключенный к фазе и заземлению прибор, мощность которого должна составлять 2 кВт, будет работать исправно, даже если напряжение в этом промежутке понизится в пределах 10 В.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

elektro.guru

Как правильно сделать контур заземления — Меандр — занимательная электроника

Читать все новости ➔

Часто мы сталкиваемся с проблемой оборудования заземления (на дачных участках, при подключении высокомощного электрооборудования и т.д.), но как правильно это сделать не каждый знает. Да теоретически заземление представляет собой какой-то металлический штырь, вбитый в землю и подсоединенный собственно к проводу, который и будет выполнять роль заземляющего проводника нашей электроаппаратуры. Но это только теоретически. Неправильно оборудованный контур заземления просто не будет выполнять своей функции (защиты от поражения электрическим током), да и органы энергонадзора не примут такое заземление, что в частном доме или на дачном участке может стать причиной отказа в подключении вас к общей энергосети.

В основном дома, в том числе и частные, старой постройки не оборудовались контурами заземления. Однако если вы захотите установить пилораму или другое дерево- или метало-обрабатывающее оборудование или оборудовать электрическую сауну, но без оборудования контура заземления вам не обойтись. Что ж приступим собственно к оборудованию заземления. Поскольку сам контур будет располагаться на улице, то нужно выбрать для него удобное место. Во-первых, желательно чтобы это место было недоступно для детей и домашних животных. Во-вторых, старайтесь оборудовать контур как можно ближе к зданию дома или заземляемого оборудования. Для работы нам понадобятся три стальных уголка (50×50×5 мм) длиной по 3 метра и стальная полоса (4×40 мм) больше 9 метров. В принципе можно взять вместо уголка и штыри 6 мм-вой арматуры.

На земле размечаем равносторонний треугольник со сторонами 3×3×3 м. По разметке (от одного угла треугольника к другому) прокапываем траншеи шириной 0,5 м и глубиной 0,8 м. Затем в углах получившегося треугольника нужно пробурить скважины или выкопать углубления хотя бы 2-х метровой глубины. В них мы вобьем наши уголки, концы которых предварительно заострим с помощью болгарки. Глубина скважин зависит от вида грунта у вас на участке. Если он достаточно рыхлый, то уголки модно просто забить кувалдой, не выкапывая углублений. Но предварительно надо рассчитать свои силы и возможности – вбить то надо все три метра. Обрезать уголки не желательно, так как в этом случае качество и надежность заземления зависит именно от глубины «залегания» залегания заземляющего стержня и площади соприкосновения его с землей.

Когда все уголки забиты, привариваем к их концам по периметру стальную полосу. Затем от контура заземления до дома (заземляемого оборудования) роем траншею шириной 0,5 м и глубиной 0,8 м (такую же, как в треугольнике) и вкладываем в нее металлическую полосу. С одной стороны мы наглухо привариваем ее к контуру, а с другой выгибаем перпендикулярно и закрепляем на фундаменте. Закапываем траншеи грунтом.Конец заземляющей полосы нужно соединить с заземляющим проводом дома или с корпусом оборудования. Можно к стальной полоске приварить металлический болт и проводом сделать все необходимые подключения. Можно также довести полоску до распределительного щитка, если он расположен снаружи и прямо к его корпусу приварить. Тут все зависит от конкретного расположения щитков или оборудования. Главное, что контур заземления мы выполнили по всем правилам и можем не беспокоится о его надежности очень длительное время.

Возможно, Вам это будет интересно:

meandr.org

Типовой проект заземления для трансформаторной подстанции

Открыть схему в полном размере

Задание:

Необходимо произвести расчет и сделать проект заземления для объекта. Объект: комплектная трансформаторная подстанция (КТП) класса 10/0,4 кВ. Длина: 3,06 м; ширина: 2,1 м; высота: 4,5 м. Грунт: суглинок. Удельное сопротивление грунта: 100 Ом∙м. Предпочтительный вариант: глубинное модульное заземление.

Скачать чертёж трансформаторной подстанции в формате PDF.Скачать чертёж трансформаторной подстанции в формате DWG (AutoCAD).

Решение:

Мероприятия выполнены в соответствии с ПУЭ 7-е изд. Глава 1.7.

В соответствии с ПУЭ п.1.7.96, 1.7.97 и 1.7.104 для электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью (35-10 кВ) сопротивление ЗУ не должно превышать 4 Ом. В соответствии с ПУЭ п. 1.7.101 сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора или выводы источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении 380 В источника трехфазного тока.

Комплекс мероприятий по обеспечению необходимых требований к заземляющему устройству представлен следующими решениями:

установка двух вертикальных электродов длиной 10,5 м и одного вертикального электрода длиной 9 м, объединенных горизонтальным электродом из коррозионностойкой полосы стальной омедненной сечением 30х4 мм. Глубина заложения полосы 0,5 м;
до стены объекта прокладывается горизонтальный заземлитель длиной 3 метра (полоса омедненная сечением 30х4 мм).

Расположение элементов заземляющего устройства показано на рисунке 1

Заземление для трансформаторной подстанции

Расчет сопротивления заземляющего устройства:

Сопротивление горизонтального электрода:

Формула расчета сопротивления заземления

где ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м; b - ширина полосы горизонтального электрода, м; h - глубина заложения горизонтальной сетки, м; Lгор – длина горизонтального электрода, м.

Сопротивление вертикального электрода:

где ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м; L – длина вертикального электрода, м; d – диаметр вертикального электрода, м; T– заглубление - расстояние от поверхности земли до заземлителя, м;

где t – заглубление верха электрода, м

Полное сопротивление заземляющего устройства:

где n – количество комплектов;kисп – коэффициент использования;

Формула расчета заземления

Расчетное сопротивление заземляющего устройства составляет 3,94 Ом.

Перечень необходимых материалов:

Приложение: проект в форматах DWG и PDF

Проект заземления трансформаторной подстанции, вид 1

Открыть изображение в полном размере

Файлы в форматах DWG и PDF доступны для скачивания только авторизованным пользователям.

Скачать модель проекта заземления трансформаторной подстанции в формате PDF.Скачать проект заземления трансформаторной подстанции в формате DWG (AutoCAD).

Вам требуется выполнить проект по заземлению и молниезащите? Закажите его, обратившись в Технический центр ZANDZ.ru!

Остались вопросы по данному расчету? Задайте его в комментарии к этой странице!

Смотрите также:

www.zandz.ru

Каталог товаров