Согласно ГОСТ Р 57190—2016 под заземлением подразумевается:
01-10-09 заземление: Преднамеренное или случайное электрическое соединение какой-либо точки сети, элеткроустановки или электрооборудования с заземляющим устройством.
Это один из наиболее важных элементов системы электробезопасности, который обеспечивает защиту как людей, так и электрооборудования от возможных последствий, связанных с электрическими ударами и повреждениями.
Основные функции заземления заключаются в отводе избыточного электрического потенциала в землю, что позволяет снизить вероятность поражения электрическим током. Это особенно актуально в случае коротких замыканий или других нештатных ситуаций, когда электрооборудование может быть подвержено значительным колебаниям напряжения. Заземление также предотвращает электрические пробои, которые могут привести к серьезным последствиям, как для людей, так и для самого оборудования. Кроме того, надежная система заземления способствует обеспечению устойчивой работы электроустановок, минимизируя риск сбоя их функционирования и продлевая срок службы электрических устройств.
Виды заземлителей, конструктивные особенности
1.7.54. Для заземления электроустановок могут быть использованы искусственные и естественные заземлители. Если при использовании естественных заземлителей сопротивление заземляющих устройств или напряжение прикосновения имеет допустимое значение, а также обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем устройстве и допустимые плотности токов в естественных заземлителях, выполнение искусственных заземлителей в электроустановках до 1 кВ не обязательно. Использование естественных заземлителей в качестве элементов заземляющих устройств не должно приводить к их повреждению при протекании по ним токов короткого замыкания или к нарушению работы устройств, с которыми они связаны.
Естественными заземлителями являются металлические объекты, находящиеся в , земле, и установленные для целей, отличных от заземления (ПУЭ 7 п.1.7.109, п.1.7.110).
1.7.109. В качестве естественных заземлителей могут быть использованы: 1) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах; 2) металлические трубы водопровода, проложенные в земле; 3) обсадные трубы буровых скважин; 4) металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т.п.; 5) рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами; 6) другие находящиеся в земле металлические конструкции и сооружения; 7) металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Оболочки кабелей могут служить единственными заземлителями при количестве кабелей не менее двух. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается.
1.7.110. Не допускается использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации и центрального отопления. Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов в соответствии с 1.7.82. Не следует использовать в качестве заземлителей железобетонные конструкции зданий и сооружений с предварительно напряженной арматурой, однако это ограничение не распространяется на опоры ВЛ и опорные конструкции ОРУ. Возможность использования естественных заземлителей по условию плотности протекающих по ним токов, необходимость сварки арматурных стержней железобетонных фундаментов и конструкций, приварки анкерных болтов стальных колонн к арматурным стержням железобетонных фундаментов, а также возможность использования фундаментов в сильноагрессивных средах должны быть определены расчетом.
К искусственным заземлителям относятся металлические объекты, предназначенные для целей заземления.
Существует несколько основных видов искусственных заземлителей, которые различаются по конструктивному исполнению:
Треугольные заземлители представляют собой металлические штыри, собранные в единую металлоконструкцию в виде треугольника.
Преимущества треугольных заземлителей:
— Простота конструкции. Установка треугольных заземлителей может быть выполнена с использованием стандартных инструментов.
— Дешевизна. Данный тип заземлителей может быть собран из подручных материалов.
Недостатками данного типа заземлителей является недолговечность заземлителей ввиду их подверженности коррозии и зависимость характеристик от сезонного удельного сопротивления грунта.
Контурные заземлители состоят из металлических штырей, соединенных с металлической лентой (обычно из меди или стали), которая укладывается в виде замкнутого контура или в прямую линию в грунте.
Преимущества контурных заземлителей:
— Универсальность. Данные заземлители могут использоваться в самых разных условиях — от загородных домов до крупных промышленных объектов.
— Простота установки. Установка ленточного заземлителя обычно не требует сложного оборудования.
К недостаткам прямых заземлителей относится требование большего пространства по сравнению с другими типами заземлителей, зависимость от грунта (эффективность может снижаться в плохо проводящих или насыпанных почвах), подверженность коррозии.
Модульно-штыревые заземлители представляют собой элементы, состоящие из отдельных штырей, соединяемых между собой.
Основные преимущества модульно-штыревых заземлителей
— Удобство установки. Модульно-штыревые заземлители отличаются простотой и быстротой установки. Они не требуют сварки и проведения объемных земляных работ, из-за чего их можно без труда монтировать в различных грунтах. Поэтому данное решение является универсальным для использования в различных условиях.
— Гибкость конфигурации. Система может быть адаптирована под конкретные потребности и специфику объекта, так как штыревые модули могут быть добавлены или удалены в зависимости от требуемого уровня защиты.
— Постоянство характеристик. Сопротивление заземлителя не зависит от сезонных изменений удельного сопротивления грунта.
— Долговечность. Данные заземлители производятся из омедненных или оцинкованных стержней. Это делает его устойчивым к коррозии и механическим повреждениям, из-за чего они могут использоваться на протяжении долгого времени без необходимости замены.
Недостатками данного типа заземлителей являются дороговизна и необходимость специального инструмента для установки.
Нормы сопротивления заземлителей различного назначения
Заземлитель конструируется для различных случаев применения, включая защиту трансформаторов, электрооборудования и линий электропередач. Различные стандарты и нормы предписывают допустимые значения сопротивления заземления в зависимости от типа установки.
<*> Для опор высотой более 40 м на участках ВЛ, защищенных тросом, сопротивление заземлителей должно быть в 2 раза меньше указанных в таблице.
<**> Iр — расчетный ток замыкания на землю, в качестве которого принимается:
в сетях без компенсации емкостного тока замыкания на землю — ток замыкания на землю;
в сетях с компенсацией емкостного тока замыкания на землю:
— для электроустановок, к которым присоединены компенсирующие аппараты, — ток, равный 125% номинального тока наиболее мощного из этих аппаратов;
— для электроустановок, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, — ток замыкания на землю, проходящий в данной сети при отключении наиболее мощного из компенсирующих аппаратов.
<***> При удельном эквивалентном сопротивлении грунта более 100 Ом·м допускается увеличение приведенных значений в 0,01 р раз, но не более десятикратного.
<*> Iр — см. примечание к табл. 34.
<**> Сопротивление заземляющего устройства с учетом повторных заземлений нулевого провода должно быть не более 2, 4 и 8 Ом при линейных напряжениях соответственно 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока и напряжениях 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.
Методика проведения замера сопротивления заземлителя
При установке заземляющего устройства особое внимание следует уделять качеству его монтажа и показателям сопротивления. Эти характеристики имеют критическое значение для обеспечения безопасности электроустановок и предотвращения аварийных ситуаций.
Проверка данных параметров должна проводиться лицензированными электролабораториями. Специалисты таких лабораторий обладают соответствующей квалификацией, а также группой допуска по электробезопасности, что позволяет им проводить электроиспытания.
Процесс проверки заземлителей осуществляется с использованием профессиональных приборов, которые включены в Государственный реестр средств измерений и имеют сертификаты действующей поверки. Это гарантирует надежность и точность получаемых результатов, что в свою очередь способствует повышению уровня безопасности электрических систем
Для целей проверки могут быть использованы измеритель сопротивления ИС 20/1, а также тестер электроустановок FLUKE 1653b. Данные приборы предназначены для использования непосредственно на объектах.
Рассмотрим процесс проведения замера сопротивления заземлителя с помощью прибора ИС 20-1 трехпроводным методом и методом токовых клещей.
1 – гнездо для подключения блока питания
2 – защитная панель
3 – передняя панель
4 — ручка
Измерение сопротивления заземления трехпроводным методом.
Задать прибору трёхпроводный метод измерения кнопкой «Режим».
Соединить измерительный кабель длиной 1,5м с разъемом П1.
Отсоединить заземляющее устройство защищаемой системы. Установить наибольшую диагональ (Д) заземляющего устройства (ЗУ). Соединить ЗУ с измерительных кабелями длиной 1,5 м с контактами Т1 и П1. Разместить потенциальный штырь П2 в грунт на расстоянии 1,5 Д, но не менее 20 м от тестируемого ЗУ. Токовый штырь Т2 установить в грунт на расстоянии более 3 Д, но не менее 40 м от ЗУ, и подключить соединительный кабель к разъему Т2 устройства. Обычно ЗУ, токовый и потенциальный штыри располагаются в одной прямой линии. При установке измерительных штырей их рекомендуется максимально заглублять в грунт (не менее чем на 0,5 метра).
Полученное значение сопротивления ЗУ будет учитывать сопротивление измерительного кабеля, который соединен с контактом П1.
Схема подключения и изображение индикатора при измерении сопротивления заземления трёхпроводным методом:
Измерение сопротивления заземления двумя клещами.
В ряде ситуаций, когда нет возможности провести измерения с использованием вспомогательных выносных электродов, в многокомпонентной системе разрешается измерять сопротивление заземлителя с помощью двух токовых клещей (ГОСТ Р 50571.16-2007). Тогда проверка сопротивления выполняется относительно других элементов сложной системы заземления. Необходимо учесть, что полученное значение будет несколько завышено, так как оно включает сопротивления всех цепей, образующих «петлю» заземления.
Установить режим измерения сопротивления с использованием двух клещей. Соединить прибор с ЗУ. Дистанция между клещами должна быть не меньше 30 см. Проверить, чтобы уровень фонового тока с частотой 50 Гц, проходящего через заземляющее устройство, не превышал 2 А.
Схема подключения и изображение индикатора при измерении сопротивления двумя клещами:
Нажать кнопку . Результаты измерения отображаются на индикаторе в течение 20 секунд и могут быть сохранены в ячейке памяти при нажатии кнопки «память». Затем прибор переключается в режим измерения тока.
Измерение сопротивления заземления рекомендуется проводить в летний период с сухим грунтом, а также зимой на промерзшем грунте. Сопротивление заземления не должно превышать установленные нормы в любую погоду.
Заземление играет ключевую роль в обеспечении безопасности и функциональности электрических систем. Оно защищает как людей, так и оборудование, способствуя созданию безопасной и стабильной электрической инфраструктуры.
Вы можете заказать проверку своего заземляющего устройства в электролаборатории «Контур Тока».
