Рабочее заземление: определение, устройство и назначение

Как работает заземление

Для начала разберемся, почему на корпусе стиральной машинки или другого электрооборудования появилось опасное напряжение. Всё достаточно просто – изоляция проводников по какой-то причине испортилась или повредилась и поврежденный участок касается металлического корпуса какой-то из деталей оборудования.

Если заземление или зануление электрооборудования отсутствует, то при касании человеком поврежденного прибора может возникнуть напряжение прикосновения (разность потенциалов на поверхности между точками касания). При нахождении рядом с поврежденным оборудованием может возникнуть шаговое напряжение (разность потенциалов между ступнями, соприкасающимися с землей). Напряжение прикосновения и шаговое напряжение могут иметь опасное для человека значение. Чтобы уменьшить их значение до безопасной величины, применяется защитное заземление.

Для человека опасны даже такие маленькие значения как 50 мА – такой ток может привести к фибрилляции желудочков сердца и смерти.

Так вот принцип работы заземления заключается в следующем: к заземлителю подключаются корпуса всех электроприборов, дополнительно устанавливается УЗО. В случае возникновения опасного напряжения на корпусе заземление всегда притягивает опасный потенциал к безопасному потенциалу земли и напряжение «стекает» на заземление.

Меры безопасности

Чтобы защитить человека от тока напряжением менее 1000 вольт, нужно проводить заземление всех металлических элементов электрического оборудования. Если человек получит травму от тока, то на его теле останется ожог. Возможны потеря сознания или остановка сердца.

Очень важно, чтобы каждая конструкция полностью отвечала требованиям безопасности, которые предъявляются для обеспечения правильной работы электросетей и предохранителей. Чтобы защитить людей от поражения током, нужно не допускать контакта с металлическими элементами электроустановки

Для этого можно провести полную изоляцию. В этом деле поможет оградительная конструкция, сооруженная вокруг электроустановки

Чтобы защитить людей от поражения током, нужно не допускать контакта с металлическими элементами электроустановки. Для этого можно провести полную изоляцию. В этом деле поможет оградительная конструкция, сооруженная вокруг электроустановки.

Заземлители

1.Естественные

— водопроводные трубы, проложенные в земле (ХВ)

— металлические конструкции здания и фундаменты, надежно соединенные с землей

— металлические оболочки кабелей

— обсадные трубы артезианских скважин

Запрещено

— газопроводы и трубопроводы с горючими жидкостями

— алюминиевые оболочки подземных кабелей

— трубы теплотрасс и горячего водоснабжения

Соединение с естественным заземлителем должно быть не менее чем в двух разных местах.

Контурные

При контурном заземлении обеспечивается выравнивание потенциалов в защищаемой зоне и уменьшается напряжение шага.

Выносные: групповые и одиночные

Позволяют выбрать место с минимальным сопротивлением грунта. Традиционно, для искусственных заземлителей применяют угловую сталь толщиной полки не менее 4 мм, стальные полосы толщиной не менее 4 мм или прутковую сталь диаметром от 10 мм.

Широкое распространение в последнее время получили глубинные заземлители с омедненными или оцинкованными электродами, которые по долговечности и затратам на изготовление заземлителя существенно превосходят традиционные методы.

Особая проблема — создание качественного заземления в условиях вечной мерзлоты

Здесь стоит обратить внимание на системы электролитического заземления, позволяющие эффективно решить проблему

Подробную информацию о различных схемах зазелителей, способах расчета и консультации можно получить на сайте www.zandz.ru

Что такое зануление

Если говорить техническим языком, зануление – это выравнивание потенциалов. Используется зануление там, где нету отдельного контура заземления, который соединяется с землей. То есть, это не было предусмотрено при проектировании и строительстве здания/помещения. По сути своей, зануление это тоже самое что и заземление, но при отсутствии отдельного заземляющего контура который идет в землю.

Защитный проводник, по которому в случае пробоя ток должен стечь, идет не в землю, а в щиток где соединен с «0» (нулевым проводом), – что и называется занулением. А так как «0» это и есть земля (потому что «ноль» заземлятся), ток согласно всем правилам стекает на него. Если, произойдет обрыв «0» (нулевого провода) до общего щита где производилось зануление, вся цепь, в том числе корпуса электроприборов и все что заземлено, окажется под опасным напряжением. Поэтому применять зануление необходимо в комплексе с установкой защитных устройств отключения УЗО.

Что такое зануление.

Особенности конструкции

Рабочее заземление — это установленные в грунте металлические прутья. Они играют роль проводников электротока и способны отводить электричество вглубь на несколько метров. Такие железные штыри являются соединительными элементами между шиной заземления и клеммами электрического оборудования. В результате образуется металлическая связь.

Такая связь имеется в каждом жилом здании. С ее помощью соединяются верхушки заземлителей. Она заводится к вводному щитку и затем разводится по всем квартирам. Роль заземляющего проводника в этой конструкции играет шина или провод, площадь сечения которого — минимум 4 кв. мм.

Порядок монтажа защитного заземления

Защитное заземление – система преднамеренного соединения с землей железных частей электрической установки в целях повышения безопасности ее эксплуатации. Металлические составляющие конструкции под напряжением находиться не должны.

• установка заземлителей;
• прокладка заземляющих проводниковых частей;
• соединение заземляющих проводников – между собой, электрическим оборудованием.

Вертикальные стальные угловые заземлители, отбракованные трубы в грунт погружают и фиксируют путем забивки либо вдавливания. Круглые стальные части в землю по знаку места заземления вдавливают либо вворачивают. Для выполнения работ применяются особые приспособления, машины – сверлилки, копры, ПЗД-12. Чаще всего для устройства системы применяют электрические заглубители со стандартными редуктором и сверлилкой. Это способствует снижению частоты вращений менее 100 оборотов за минуту и увеличению крутящего момента на вкручиваемом электроде. К концу электрода приваривают забурниковый наконечник, который обеспечивает нормальное погружение рабочей части, рыхлит грунт. Заводской электрод имеет вид полосы 4х40 мм или других размеров. Полоса заземления заострена на конце, имеет винтовой изгиб. Другие типы наконечников для электродов также применяются, для фиксации используют зажимы заземления.

Вертикальные заземлители закладываются на 0.5-0.6 м от планировочной отметки, со дна траншеи выступают до 0.2 м

Важно соблюдать правильные интервалы между электродами – это от 2.5 до 3 м. Горизонтальные медные ленты для заземления и соединения укладываются в траншеи на 0.7 м в глубину от отметки планирования на грунте

Если струбцины, клеммники, болты, тросы, скобы для крепления использовать нельзя, делается сварка внахлест. Стыки покрываются слоем битума – она защитит детали от коррозии. Ширина траншеи составляет 0.5 м, глубина 0.7 м.

Внешний заземляющий контур, прокладка внутренней сети делают по проектным рабочим чертежам. Каждая клемма заземления должна давать корректные показания. Зажимы заземления устанавливайте по схеме. Вводы в здание проводников делайте как минимум в паре мест. После завершения работ готовится акт, на чертежах размечаются привязки на местности – где проходит каждая полоса заземления.

Магистральная полоса заземления прокладывается на удалении 0.5-0.1 м от поверхностей вдоль стен, расстояние от пола 0.4-0.6 м. Между точками крепления выдерживайте интервал 0.6-1.0 м. В сухих помещениях при условии отсутствия химически активных сред допустима прокладка заземлителей прямо к стене.

Стержни крепят к стенам дюбелями – с применением дополнительных комплектующих либо без них. Широко используют закладные детали, колодки, к которым привариваются полосы. Пистолетом изделия пристреливаются в кирпичные, бетонные основания. В помещениях с высоким уровнем влажности, особенно едкими токсичными испарениями, проводники привариваются к установленным с применением дюбелей-гвоздей опорам. Для зазоров используют стальной полосный держатель штампованного типа, кронштейн. Длина нахлестки в ходе сварки равняется двойному показателю ширины полосы, если она прямоугольная, и шести диаметрам, если используется круглая сталь.

Шина заземления на din рейку может крепиться задвижками, болтовыми фланцевыми соединителями, обходными перемычками. Отдельные ответвления использовать тоже можно. Стальные заземляющие присоединяются сварным способом к металлическим конструкциям, для оборудования предпочтительно крепление на болты, гайки. Другие варианты – пайка и бандаж.

Когда шина заземления будет установлена, клемма заземления, другие составляющие системы протестированы, вокруг станции можно будет делать контур. К контуру сваркой крепятся заземляющие для внутренних частей подстанций. Отдельно взятые элементы соединяются с проводникам в параллельном, а не последовательном направлении. Изолятор для шины заземления нужно использовать обязательно. Предохранители, рассчитанные на 6-10 кВ, заземляются путем прикрепления проводника к фланцевым частям опорных изоляторов, металлической конструкции, раме.

Зажим заземления, шина и другие детали в домах крепятся на фасадах, размещаются в щитовых комнатах. Для уличного монтажа нужно подбирать шкаф с заданным IP корпуса.

Источник electry.ru

Заземление электроустановок в производственных и жилых помещениях является обязательным условием. В совокупности с автоматическими отключающими устройствами оно снижает вероятность пожаров при коротком замыкании и травматизма людей. Расскажем в статье, что такое главная заземляющая шина, где и когда она используется.

Что такое контур заземления: определение и устройство

Контур заземления — это электротехническое устройство с низким электрическим сопротивлением, позволяющее быстро отвести электрический ток в землю. Он представляет из себя две части, соединённые между собой — наружная и внутренняя система. Соединение этих частей осуществляется в электрощитке, расположенном на входе в дом.

Наружная система представляет из себя устройство которое позволяет перейти электрическому току в землю с последующим распределением его по площади. Она состоит, как правило из нескольких электродов забитых (закопанных) в землю и соединённых при помощи сварки пластинами определённого сечения. От них приваренная шина отходит в щит, где соединяется с внутренней частью.

Монтаж заземления в частном доме

Что такое внутренняя подсистема? Это разводка проводки заземления по всем комнатам и помещениям дома к розеткам и к мощным электроустановкам. Формируется общая шина, которая в электрощитке соединяется с внешним контуром.

Защитные свойства заземления очень просты. При нарушении изоляции проводов, ток из электросети по проводам внутренней системы попадает на внешний контур заземления. По электродам этого контура он стекает в землю. Из электротехники известно, что земля имеет большую электрическую ёмкость, что даёт уверенность в поглощении таких утечек электричества.

Конструкции ЗУ и их виды

Основным элементом действующего ЗУ является одиночный заземлитель, выполняемый в виде забиваемого в грунт штыря (его ещё называют электродом). В случаях, когда заземляющая конструкция изготовлена из нескольких соединенных между собой штырей, её называют групповой (смотрите рисунок, размещённый далее по тексту).

Конструкция группового заземлителя

Для чего нужно заземление

Перед погружением в почву вертикально монтируемых электродов сначала вырывается траншея на глубину порядка 0,7-0,8 метров, после чего в уже готовые канавки в определённых точках кувалдой забиваются трубы или уголки.

Дополнительная информация. В случае очень «тяжелого» грунта стальные стержни заглубляют в землю посредством вспомогательных механизмов типа вибраторов.

По завершении рытья траншеи на концы труб или уголков на расстоянии примерно 20 см от верхнего среза на сварку присоединяются подготовленные ранее стальные полосы.

Согласно действующим нормативам (ПУЭ, в частности), защитное заземление может быть обустроено одним из следующих способов:

Расположением одиночных заземлителей в виде компактной наружной конструкции, которая называется выносной (смотрите размещённую ниже картинку);

Выносная заземляющая система

Путём распределения тех же элементов вдоль контура защищаемого объекта (помещения). Такая конструкция может обустраиваться как снаружи, так и внутри зданий и называется контуром заземления.

При контурном расположении штырей легко удается реализовать так называемое «выравнивание потенциалов», необходимое в случае однофазного замыкания на нуль. Помимо этого, в данном случае проявляется эффект взаимного влияния одиночных заземлителей, который позволяет снизить такие важные показатели системы, как напряжение в точке прикосновения и разность потенциалов на расстоянии человеческого шага.

Обратите внимание! Напряжение прикосновения определяется как величина потенциала в аварийной точке защищаемого оборудования по отношению к земле. В отличие от контуров выносные конструкции этими свойствами не обладают, но зато они позволяют произвольно выбирать место для обустройства заземления

В отличие от контуров выносные конструкции этими свойствами не обладают, но зато они позволяют произвольно выбирать место для обустройства заземления.

Внутри помещений при контурной защите заземляющие шины и проводники располагаются с учётом следующих требований ПУЭ:

• Они прокладываются в местах, обеспечивающих свободный доступ (на случай осмотра и ремонта, например) и исключающих возможные механические и ударные повреждения;
• При размещении на полу зданий заземляющие проводники должны помещаться в специально подготовленные для этого канавки;
• На объектах повышенной влажности и в складских хозяйствах с хранящимися в них летучими парами химикатов заземляющие шины следует прокладывать по периметру помещения, зафиксировав их скобами на удалении примерно 10 мм от стены;
• Каждый корпус действующей установки присоединяется к распределённому магистральному или выносному заземлителю посредством отдельного ответвляющего проводника.

Указанный запрет объясняется невозможностью получить при последовательном включении нормированную величину переходного сопротивления, обеспечивающего заданную эффективность действия системы.

Ящик главных заземляющих шин ГЗШ

Смотрите еще: ящик главных заземляющих шин ГЗШГлавная заземляющая шина ГЗШоКоробка уравнивания потенциалов КУП Наши новости

28.08.2020 Уважаемые покупатели! Предлагаем Вашему вниманию ГЗШо — главная заземляющая шина для подключения проводников главной системы уравнивания потенциалов, нулевого защитного проводника питающей линии и за… 27.08.2020

Уважаемые партнеры и клиенты! Наша компания предлагает линейку щитов механизации ЩМ-Р предназначенные для подключения потребителей на строящихся объектах. Обеспечивает защиту от короткых замыканий и…

14.08.2020

ВНИМАНИЕ! Наша компания с августа начала выпускать перемычки для АКБ. Более подробно о продукции Вы можете ознакомиться на сайте https://www.tdmzemi.ru/catalog_item_81-1.html

При заинтересованн…

Из чего состоит заземление

1. Внешний контур заземления. Располагается за пределами помещений, непосредственно в грунте. Представляет собой пространственную конструкцию из электродов (заземлителей), соединенных между собой неразделимым проводником.
2. Внутренний контур заземления. Токопроводящая шина, размещенная внутри здания. Охватывает периметр каждого помещения. К этому устройству подсоединяются все электроустановки. Вместо внутреннего контура может быть установлен щиток заземления.
3. Заземляющие проводники. Соединительные линии, предназначенные для подключения электроустановок непосредственно к заземлителю, или внутреннему контуру заземления.

Рассмотри эти компоненты подробнее.

Внешний, или наружный контур

Монтаж контура заземления зависит от внешних условий. Прежде чем начать расчет, и выполнить проектный чертеж, необходимо знать параметры грунта, в котором будут установлены заземлители. Если вы сами строили дом, эти характеристики известны. В противном случае лучше вызвать геодезистов, для получения заключения по грунту.

Какие бывают грунты, и как они влияют на качество заземления? Примерное удельное сопротивление каждого типа грунта. Чем оно ниже, тем лучше проводимость.

• Глина пластичная, торф = 20–30 Ωм·м
• Суглинок пластичный, зольные грунты, пепел, классическая садовая земля = 30–40 Ом·м
• Чернозем, глинистые сланцы, полутвердая глина = 50–60 Ом·м

Это лучшая среда для того, чтобы установить наружный контур заземления. Сопротивление растекания тока будет достаточно низким даже при малом содержании влаги. А в этих грунтах естественная влажность обычно выше среднего.

Полутвердый суглинок, смесь глины и песка, влажная супесь — 100–150 Ом·м

Сопротивление немного выше, но при нормальной влажности параметры заземления не выйдут за нормативы. Если в регионе установки установится продолжительная сухая погода, необходимо принимать меры к принудительному увлажнению мест установки заземлителей.

Глинистый гравий, супесок, влажный (постоянно) песок = 300–500 Ом·м

Гравий, скала, сухой песок – даже при высокой общей влажности, заземление в такой почве будет неэффективным. Для соблюдения нормативов, придется устанавливать глубинные заземлители.

Многие владельцы объектов, экономя «на спичках», просто не понимают, для чего нужен контур заземления. Его задача при соединении фазы с землей обеспечить максимальную величину тока короткого замыкания. Только в этом случае быстро сработают устройства защитного отключения. Этого невозможно достичь, если сопротивление растекания тока будет высоким.

Определившись с грунтом, вы сможете выбрать тип, и самое главное — размер заземлителей. Предварительный расчет параметров можно выполнить по формуле:

Расчет приведен для вертикально установленных заземлителей.

Расшифровка величин формулы:

• R0 — полученное после вычисления сопротивление одного заземлителя (электрода) в омах.
• Рэкв — удельное сопротивление грунта, см. информацию выше.
• L — общая длина каждого электрода в контуре.
• d — диаметр электрода (если сечение круглое).
• Т — вычисленное расстояние от центра электрода до поверхности земли.

Задавая известные данные, а также меняя соотношение величин, вы должны добиться значения для одного электрода порядка 30 Ом.

Если установка вертикальных заземлителей невозможна (по причине качества грунта), можно рассчитать величину сопротивления горизонтальных заземлителей.

Поэтому лучше потратить больше времени на забивание вертикальных стержней, чем следить за барометром и влажностью воздуха.

И все же приводим формулу расчета горизонтальных заземлителей.

Соответственно, расшифровка дополнительных величин:

• Rв — полученное после вычисления сопротивление одного заземлителя (электрода) в омах.
• b — ширина электрода — заземлителя.
• ψ — коэффициент, зависящий от погодного сезона. Данные можно взять в таблице:

ɳГ — так называемый коэффициент спроса горизонтально расположенных электродов. Не вдаваясь в подробности, получаем цифры из таблицы на иллюстрации:

Предварительный расчет сопротивления необходим не только для правильного планирования закупок материала: хотя будет обидно, если вам не хватит для завершения работ, пары метров электрода, а до магазина несколько десятков километров. Более-менее аккуратно оформленный план, расчеты и чертежи, пригодятся для решения бюрократических вопросов: при подписании документов о приемке объекта, или составлении ТУ с компанией энергосбыта.

Разумеется, никакой инженер не подпишет бумаги только на основании пусть и красиво исполненных чертежей. Будут произведены замеры сопротивления растекания.

Далее расскажем о том, как добиться правильных характеристик внешнего контура заземления.

Выводы

Необходимость устройства заземления не вызывает сомнения. Это требование техники безопасности и нормативных документов (ПУЭ). Оно защищает потребителей от поражения электрическим током и позволяет предотвратить трагедию.

Но следует обратить внимание на следующие ошибки при самостоятельном устройстве заземления:

1. Нельзя применять болтовое соединение штырей с металлосвязью. Коррозия металла приводит к нарушению контакта, что ведёт к увеличению сопротивления.
2. Красить электроды для защиты их от коррозии, что также ведёт к увеличению сопротивления контура.
3. Применять электроды с маленькой площадью поперечного сечения.
4. Далеко удалять сам контур заземления от дома, это сильно увеличивает сопротивление всей системы.
5. Соединять между собой алюминиевые и медные проводники. Контактная коррозия ведёт к ухудшению соединения.

Если в процессе устройства и эксплуатации контура заземления обнаруживаются недостатки, устранить их необходимо незамедлительно. Обрыв цепи или увеличение электрического сопротивления ведёт к нарушению надёжной работы заземляющего устройства. В таком случае контур не сможет обеспечить безопасность.

Следует внимательно подходить к устройству заземления, его эффективность и гарантированная работа зависит от выбора схемы, правильных расчётов и монтажа. Если вы не уверены в своих силах и умении, лучше воспользоваться предложением профессионалов.

Заключение по теме

Итак, в этой статье мы постарались ответить на интересующий многих начинающих электриков вопросы, что такое заземление, и как работает оно? Усвойте один нюанс

Заземление – необходимая система в сетях электрического снабжения (неважно, это 6, 10 кВ, или 100). Поэтому ее сегодня используют не только в производственных цехах, заводах и фабриках, это неотъемлемая часть электрической схемы частных жилых домов и городских квартир

Источники

• https://HomeMyHome.ru/zanulenie-i-zazemlenie-v-chem-raznica.html
• https://samelectrik.ru/chto-takoe-zazemlenie-i-dlya-chego-ono-prednaznacheno.html
• https://electricvdome.ru/zazemlenie/zachem-nuzhno-zazemlenie.html
• https://proprovoda.ru/provodka/zazemlenie/zachem-nuzhno.html
• https://onlineelektrik.ru/emontazh/zazemlenye/zazemlenie-eto-sistema-bezopasnosti.html
• https://o-remonte.com/zachem-nuzhno-zazemlenie-i-chto-takoe-uzo/
• https://FishkiElektrika.ru/zazemlenie-elektroustanovok
• https://odinelectric.ru/knowledgebase/vidy-sistem-zazemleniya