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 .
Расположение контура
Как правило, заземляющие проводники выполняются из металлической полосы или прута. Система включает в себя внешний и внутренний контуры. Вне здания производится крепление полосы заземления к электродам, заглубленным в грунт на расстоянии не менее 1 м от фундамента и образующим контур заземления. Чаще контур имеет треугольную форму, но возможна его прокладка в линию или вокруг периметра здания.
Глубина укладки определяется степенью промерзания грунта и составляет не менее 0,5-0,7 м. Меньшая глубина возможна на входе в здание, где вводы проводников обычно заключают в металлические трубы. Горизонтальные полосы заземления рекомендуется класть ребром на дно траншеи. Их длина определяется размером контура и расстоянием до здания.
Внешний контур подвергается атмосферной и подземной коррозии. Разрушение поверхности проводников и арматуры постепенно снижает эффективность защиты. Окрашивание подземных частей системы заземления не рекомендуется.
Для их изготовления используется нержавеющая сталь и защитные медные и цинковые покрытия. Внутри помещения металлическая полоса прокладывается открыто вдоль конструкций здания. При повышенной влажности используется кронштейн крепления полосы заземления.
Стальной прокат
Заземляющая шина должна обладать высокой электропроводностью, пластичностью и хорошей свариваемостью. В качестве плоского проводника в системах для заземления и выравнивая потенциалов используется преимущественно стальная полоса. Этот универсальный вид металлопроката имеет прямоугольное сечение без внутренних пустот и плоскую форму. Полоса изготавливается по ГОСТ 103-2006 «Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой» и обладает рядом ценных качеств:
небольшая стоимость;- долгий срок использования;
- высокая прочность.
Данный стандарт определяет стальной прокат общего назначения толщиной от 4 до 80 мм и шириной от 10 до 200 мм. В зависимости от назначения изготавливают полосы мерной, кратной и немерной длины. Специфика прокатки сталей определяет требования, предъявляемые к длине проката. Полоса из обыкновенных сталей поставляется длиной до 12 м, из легированных – до 6 м. Регламентирована и минимальная длина, для всех видов она составляет 2 м. Рулонный прокат имеет то преимущество, что количество сварных соединений при его использовании в контуре сокращается.
Полоса может быть нормальной или повышенной точности проката. Но этот параметр, как и точность углов или серповидность, практически не влияет на качество заземления и не является значащим при выборе.
Оцинкованная
Для продления срока службы и защиты от воздействия окружающей среды на сталь наносится цинковое покрытие по ГОСТ 9.307-89 «Покрытия цинковые горячие». Стальную полосу предварительно обрабатывают и погружают в емкость с расплавом цинка. Толщина покрытия составляет 40-200 мкм. Чем толще слой, тем больше он способствует увеличению прочности изделия. Усиление покрытия осуществляется повторным погружением полосы в цинковый расплав.
Оцинковка является на данный момент наиболее эффективным и дешевым способом защиты. Нанесение покрытия увеличивает стоимость проката, но срок его службы при этом вырастает. Свойства цинка сохраняются и при небольших повреждениях поверхности. Оцинкованная полоса устойчива к коррозии, упруга, не трескается и имеет аккуратный внешний вид. Она производится из углеродистых и низколегированных марок стали методом продольной резки стального листа и поставляется в виде бухт весом 50-60 кг или хлыстов длиной 5-6 м.
Согласно ПУЭ минимальное сечение заземляющего проводника для установок с напряжением менее 1 кВ равняется 75 мм2. Полоса 4х20 мм является наиболее экономичным решением, которое удовлетворяет этим требованиям. Чаще для изготовления заземляющего контура используется оцинкованная полоса сечением 4х40 мм, 5х40 мм, 5х50 мм. Эти изделия обеспечивают выполнение норм и удобны для монтажа заземления. Один метр полосы 4х40 мм согласно стандарту весит около 1,3 кг. Масса погонного метра также регламентируется ГОСТ 103-2006 и применяется для расчета необходимого количества ленты.
Крепление полосы заземления к стене
Крепление и соединение стальной полосы из горячеоцинкованной стали размером: 20х3, 20х4, 25х3, 25х4, 30х3, 30х4, 40х4, 40х5, 45х4, 45х5 мм — на держателях проводника ДП-45ГЦ, ( Альбом технических решений А18-01 «Узлы крепления стальной оцинкованной полосы шириной от 20 до 40 мм, толщиной от 3 до 7 мм к стенам, цоколям, перекрытиям, парапетам зданий и сооружений» в PDF, в DWG)
Крепление и соединение стальной полосы из горячеоцинкованной стали размером: 40х4, 40х5, 50х4, 50х5 мм — на держателях проводника ДП-50ГЦ ( Альбом технических решений А18-02 «Узлы крепления стальной оцинкованной полосы шириной от 40 до 50 мм, толщиной от 3 до 7 мм к стенам, цоколям, перекрытиям, парапетам зданий и сооружений» в PDF, в DWG )
Крепление и соединение стальной полосы из горячеоцинкованной стали размером: 50х4, 50х5, 50х6, 60х4, 60х5, 60х6 мм мм — на держателях проводника ДП-60ГЦ, (См. узлы крепления, Альбом технических решений А18-03 «Узлы крепления стальной оцинкованной полосы шириной от 50 до 60 мм, толщиной от 3 до 7 мм к стенам, цоколям, перекрытиям, парапетам зданий и сооружений» в PDF, в DWG)
Крепление и соединение стальной полосы из горячеоцинкованной стали 20х3, 20х4, 25х3, 25х4, 30х3, 30х4, 40х4, 40х5, 45х4, 45х5 мм и круга 8-10 мм — на держателях проводника ДПУ-30ГЦ, ДПУ-4ГЦ (См. узлы крепления ДПУ-30ГЦ и ДПУ-4ГЦ)
Указанные держатели проводника предназначены для установки как снаружи, так и внутри помещений. Цинковое покрытие средней толщиной 55 мкм методом горячего оцинкования по ГОСТ 9.307-89 надежно защищает изделия от коррозии, а крепежные изделия выполнены из нержавеющей стали А2 или А4 (соответствует маркам стали AISI 304 или AISI 316 соответственно, марка стали А4 устанавливается по требованию Заказчика) согласно ГОСТ ISO 3506-1—2014;
Для установки изделий (смотрите узлы крепления) необходимо разметить стену с шагом 1 метр и просверлить отверстия диаметром 12 мм и глубиной 45 мм, продуть их сжатым воздухом, установить забивной анкер (обозначение — ДП-45ГЦ-01) и закрепить опорную скобу держателя проводника, затем установить нижнюю пластину, полосу, верхнюю пластину и затянуть болты).
Смотрите также: крепление полосы заземления к сэндвич-панели
Смотрите в каталоге продукцию для соединения полосы заземления 20х3, 20х4, 25х3, 25х4, 30х3, 30х4, 40х4, 40х5, 50х4, 50х5, 50х6, 50х7 мм зажимами ЗС
Выбирайте в каталоге требуемую полосу заземления
Разработчик, правообладатель и (ELMAST®), 603104, Россия, Нижний Новгород, ул.Нартова,6
Медная
Наряду с оцинкованными полосами широко применяются на практике полосы заземления с медным покрытием. Медь менее активна электрохимически, чем сталь и цинк. Поэтому она служит дольше и может применяться в более сложных условиях.
Омедненные заземлители обладают хорошей пластичностью. Они поставляются немерной длиной, что удобно для прокладки контуров заземления. Также медная полоса используется для внутреннего контура в качестве магистрального проводника, служащего для подключения к нему оборудования. Минусом полос заземления с медным покрытием является их высокая цена.
Прокладка внутреннего контура
Электрооборудование, которое подлежит заземлению, размещено по всей площади производственных помещений. К системе заземления оно подключается путем прокладки внутри здания магистральных шин. Установка заземляющих проводников делается открыто, к ним всегда должен быть свободный доступ для контроля и осмотра. Исключение составляют металлические трубы скрытой электропроводки и взрывоопасные установки, где проемы заделываются легко выбиваемыми негорючими материалами.
Полосы заземления внутреннего контура положено прокладывать горизонтально или вертикально. Только если здание включает наклонные конструкции, разрешено прокладывать проводники параллельно им. Внутренний контур заземления монтируется с использованием стен и потолков, при необходимости прокладки по полу полоса заземления укладывается в каналы. Проводники прямоугольного сечения монтируют широкой плоскостью к стене. Крепление полосы к кирпичным и бетонным поверхностям производится забиванием гвоздей с помощью строительно-монтажного пистолета. Для фиксации на деревянных стенах используются шурупы.
Заземляющие проводники соединяют между собой при помощи сварки. При сильном нагреве защитное цинковое покрытие испаряется, при этом снижается сопротивляемость стали внешним воздействиям. Поэтому точки соединения обрабатываются цинковым спреем или эмалью. В местах, где предусмотрено измерение сопротивления заземляющего устройства, проводник крепится болтами. Он должен иметь возможность отсоединения, но только с помощью инструмента. Точки крепления полос заземления должны находиться на расстоянии от 650 мм до 1000 мм друг от друга. Они расположены тем чаще, чем больше поперечное сечение полосы.
Конструкция здания может включать температурные швы, предохраняющие его от деформации Пересекающая такой шов полоса заземления должна иметь компенсирующий изгиб. Через стены и перекрытия полосу заземления свободно проводят через проемы или заключают в стальную трубу.
Выбор места для монтажа ГЗШ
На столбе воздушной линии
Если на участке подводки питающей линии к основному ВРУ, расположенному на обслуживаемом объекте, имеется дополнительное вводное устройство (на столбе, например), то ГЗШ может монтироваться непосредственно на нём.
Требования действующих нормативов (того же ПУЭ, например), обязывают соединять смонтированную на столбе заземляющую шину с основной распределительной планкой, располагаемой во внутреннем вводном устройстве.
Также не следует забывать об организации повторного заземления PEN проводника на столбе посредством выделения из него отдельной шины заземления PE. Последнее означает, что указанный конструктивный элемент должен электрически соединяться с ещё одним заземляющим контуром, обустраиваемым непосредственно под опорой.
В шкафу ВРУ
Шкаф со смонтированной в нём главной шиной может размещаться непосредственно на фасаде дома в заранее предусмотренном для этого месте. На объектах производственного назначения и в зданиях различных организаций установка ВРУ, как правило, предполагает использование для этих целей специальной щитовой комнаты.
При наружном (уличном) расположении распределительного устройства корпус шкафа должен иметь индекс IP, соответствующий условиям его эксплуатации.
Монтаж элементов конструкции, реализующих шину функционального (рабочего) заземления, предполагает целый набор специальных операций, при проведении которых необходимо учитывать следующие моменты:
- для удобства монтажа главная шина фиксируется болтами на стальном корпусе шкафа;
- при монтаже шина заземления должна соединяться с «нулевой» рейкой посредством стальной (медной) перемычки;
- её размеры должны быть сравнимы с сечением защитного и нулевого рабочих проводников;
- их размещение относительно друг друга никак не оговаривается действующими нормативами.
Сечение заземляющей пластины РЕ должно быть не менее 10 мм2 (в том случае, когда она изготовлена из меди). Для стального проводника это значение не может быть менее75 мм2.
Установка вне шкафа
Вне шкафа планка главной шины заземления должна устанавливаться в местах, защищённых от постороннего доступа и вмешательства.
Она фиксируется в границах твёрдой плоской поверхности на изоляторах из достаточно прочного материала. В качестве примера открытого размещения ГЗШ рассмотрим монтаж типовой пластины на19 дюймов торговой марки «TLK».
Широко распространенные в электротехнике заземляющие шины TLK-ERH-CU – это сертифицированный продукт от «TLK», соответствующий всем оговоренным ранее требованиям. При их изготовлении на медную рейку с типоразмером 19 дюймов (19”) размещают от 14-ти до 18-ти крепёжных болтов для подключения подводящих проводников.
Согласно требованиям, предъявляемым к конструкциям этого класса, такую 19 дюймовую рейку с 14 (18) разъемами положено устанавливать в специальных шкафах, выпускаемых той же торговой фирмой. И лишь после этого готовая конструкция подключается к системе заземления посредством медного провод ПВЗ соответствующего сечения.
Дополнительная информация. Используемый для размещения 19-дюймовой рейки шкаф имеет соответствующее обозначение – «№19».
Ещё одним вариантом обустройства шины заземления является использование для этих целей специальных DIN реек, относящихся в категории типовых электротехнических изделий, объединяемых в одном шкафу.
Согласно действующим стандартам (ГОСТ, в частности) комплект из таких DIN реек может предназначаться и для других целей (они могут использоваться в качестве планок для подключения фазных и нулевых проводников).
Крепление на кронштейнах
Крепление прямо на стены разрешено только в помещениях с сухой неагрессивной атмосферой. При наличии в воздухе большого количества влаги и едких паров заземляющие проводники полагается приваривать к опорам. Расстояние до стены должно составлять не менее 10 см. Держатели шин заземления изготовляются из стали, их крепят пистолетными дюбелями или приваривают к вмазанным в стену закладкам. На сложных поверхностях применяют дюбели с распорной гайкой или капроновые распорные дюбели. Расстояние между опорами должно составлять от 600 мм до 1000 мм по прямой, на углах 100 мм от точки поворота. Рекомендуемая высота, на которой должен быть размещен кронштейн, составляет от уровня пола 400-600 мм.
Проводники заземления окрашиваются по всей длине желтыми и зелеными прилегающими друг к другу полосами. Цветные полосы должны иметь одинаковую ширину, для шин она установлена в диапазоне 15-100 мм.
Заземление играет важную роль в защите людей и имущества от повреждений. Благодаря ему такие внезапные явления, как молния или короткое замыкание, не приведут к человеческим жертвам и порче материальных ценностей.
Использование стальной полосы в качестве заземляющего проводника хорошо показало себя на практике и признано эффективным и выгодным.
Как правильно устанавливать держатели шин заземления
Плоские проводники заземления прокладываются по покрытию из бетона или кирпича — для этого пользуются строительно-монтажным пистолетом. А в стабильных сухих условиях шины заземления могут быть проложены непосредственно по основаниям (стенам). Но в помещениях, где влажность повышена или может периодически повышаться, а также в непосредственном соседстве с химически активными материалами заземляющие проводники необходимо прокладывать на специальных держателях для круглых и плоских проводников (держателях шин заземления).
Данные монтажные приспособления должны быть установленными в соответствии с определенными стандартами, как то:
- на поворотах расстояние должно равняться 100 мм от вершин углов;
- расстояние от мест ответвлений должно составлять также 100 мм;
- от съемных перекрытий каналов (их нижней поверхности) — 50 мм;
- от пола — 400—600 мм.
Держатели шин заземления крепятся к специальным изделиям, вмонтированным в основание (стену) с помощью сварки. При этом держатель фиксируется по периметру хвостовика, а также при помощи дюбелей. К большинству оснований, таких как бетон или кирпич, держатели крепятся с использованием пистолетных дюбелей. Иногда применяются другие разновидности дюбелей: капроновые распорные либо с распорной гайкой.
Держатели К-188 позволяют крепить круглые (10—12 мм в диаметре) и плоские (40х4 и 25х3 мм) заземляющие элементы к строительным конструкциям. Закрепляются данные держатели винтом, сваркой или дюбелями. Круглые и плоские проводники заземления помещаются в пазы, предусмотренные для этого в держателе: в верхний (в форме призмы) и в нижний (прямоугольный) соответственно. Фиксируются проводники отгибанием элементов.
Допустимой считается нагрузка на держатели К-188 — 40 Н.
Изделие предназначено для длительной эксплуатации в местности с умеренным климатом под специальным навесом или в хорошо проветриваемых помещениях (категория размещения У2).
Монтаж заземляющих проводников при помощи держателей К-188 должен быть следующим:
1) детальная разметка; 2) сверление отверстия для проведения проводника сквозь перекрытие; 3) установка на поверхность держателей шин заземления; 4) прокладывание магистральных проводников для защиты; 5) соединение проводников сваркой; 6) обработка мест соединения масляной краской или другим покрытием: цинковым спреем, нитроэмалью.
Окрашивать заземляющие проводники принято в желто-зеленые полоски шириной 15—100 мм.