Что можно использовать в качестве естественных заземлителей

Чтобы получить заземляющие устройства с малым сопротивлением, широко используются так называемые естественные заземли : водопроводные и иные трубы, проложенные в земле, металлические конструкции хорошо связанные с землей и т. п. Такие естественные заземлители могут иметь сопротивление порядка долей ома и не требуют специальных затрат на их устройство. Поэтому они должны быть использованы в первую очередь.

В тех случаях, когда такие естественные заземлители отсутствуют, для заземляющих устройств приходится устраивать искусственные заземлители в виде заземляющих контуров , представляющих собой ряды забитых в землю уголков или труб, соединенных стальными полосами.

Общее сопротивление растеканию заземляющего контура определяется сопротивлением растеканию отдельных заземлителей по известному закону электротехники (как сумма проводимостей параллельно включенных проводников). Однако при контурных заземлителях приходится считаться с явлением так называемого взаимоэкранирования заземлителей. Это явление приводит к увеличению сопротивления растеканию заземлителей, размещенных в заземляющем контуре, по сравнению с отдельными заземлителями (уголок, полоса и т. п.) примерно в 1,5 и даже до 5 – 6 раз (для особо сложных контуров). Чем ближе находятся заземлители один от другого, тем в большей степени взаимоэкранирование влияет на общее сопротивление растеканию. Поэтому отдельные заземлители нужно располагать с расстояниями между ними не менее 2,5 и до 5 м.

Коэффициенты, учитывающие увеличение сопротивления растеканию в результате взаимоэкранирования, называются коэффициентами использования заземлителей. Все части заземляющего контура при протекании через него тока замыкания на землю получают примерно одинаковый потенциал. Поэтому заземляющие контуры способствуют выравниванию потенциалов на занимаемой ими площади . В ряде случаев (например, в установках напряжением 110 кВ и выше, лабораторных высоковольтных установках и др.) они специально для этой цели устраиваются в виде достаточно частой сетки из полос (помимо труб или уголков).

Выполнение сетей заземления облегчается при использовании в качестве заземляющих проводников стальных конструкций различного назначения. Будем называть их условно естественными проводниками.

В качестве естественных проводников могут служить:

а) металлические конструкции зданий (фермы, колонны и т. п.),

б) металлические конструкции производственного назначения (подкрановые пути, каркасы распределительных устройств, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников и т. п.),

в) металлические трубопроводы всех назначений – водопровод, канализация, теплофикация и т. п. (исключая трубопроводы для горючих и взрывоопасных смесей),

г) стальные трубы электропроводок,

д) свинцовые и алюминиевые оболочки (но не броня) кабелей.

Они могут служить единственными заземляющими проводниками , если удовлетворяют требованиям ПУЭ в отношении сечения или проводимости (сопротивления).

В качестве заземляющих проводников в первую очередь применяется сталь. Для осветительных установок и в других случаях, когда применение стали конструктивно неудобно или проводимость недостаточна, используются медь или алюминий.

Заземляющие проводники разделяются на основные (магистральные) и ответвления от них к отдельным электроприемникам.

Заземляющие проводники должны иметь минимальные размеры, приведенные в ПУЭ.

В электроустановках напряжением до 1 000 В с изолированной нейтралью допустимая нагрузка на магистральные заземляющие проводники в соответствии с требованием ПУЭ должна быть не менее 50% допустимой длительной нагрузки на фазный провод наиболее мощной линии данного участка сети, а допустимая нагрузка на ответвления заземляющих проводников к отдельным электроприемникам – не менее 1/3 допустимой нагрузки фазных проводов, питающих эти электроприемники.

Читайте также:  Вино со вкусом черной смородины

Для заземляющих проводников при напряжении как до так и выше 1 000 В не требуются сечения больше 100 мм – для стали, 35 мм2 – для алюминия и 25 мм2 – для меди.

Таким образом, выбор проводников для заземления оборудования достаточно прост, поскольку допустимая нагрузка на различные проводники может быть получена из таблиц ПУЭ или электротехнических справочников.

В цепь однофазного замыкания в сети с заземленной нейтралью входят сопротивления: обмоток (и магнитной цепи) трансформатора, фазного провода, нулевого провода (зануляющего проводника). Трансформатор и фазный провод выбираются по нагрузке и другим факторам, не относящимся к системе зануления.

Для нулевого провода (зануляющего проводника) ПУЭ предписывается следующее требование: его сопротивление не должно превышать более чем в 2 раза сопротивление фазного провода наиболее мощной линии из числа питающих электроустановку или электроприемник (или проводимость должна составлять не менее 50% проводимости фазного провода). Таково второе требование ПУЭ в отношении устройств зануления.

Первое требование в большинстве случаев автоматически выполняется, если обеспечено выполнение второго требования. Таким образом, необходимо главным образом обеспечить требуемую величину сопротивления нулевого провода (зануляющего проводника). Для этого необходимо принять сечение нулевого (зануляющего) провода равным 50% фазного.

Правильный выбор зануляющих проводников имеет особо важное значение для обеспечения безопасности.

= Металлические трубы водопровода, проложенные в земле

Трубопроводы горючих газов

Трубопроводы центрального отопления

Вопрос 15

Что из перечисленного нельзя использовать в качестве естественных заземлителей?

Металлические трубы водопровода, проложенные в земле

Обсадные трубы буровых скважин

= Трубопроводы канализации

Рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных и железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами

Вопрос 16

Какие из перечисленных мер могут применяться для защиты при косвенном прикосновении в цепях, питающих переносные электроприемники?

Только автоматическое отключение питания и защитное электрическое разделение цепей

Только сверхнизкое напряжение и двойная изоляция

= Любая из перечисленных мер защиты в зависимости от категории помещения по уровню опасности поражения людей электрическим током

Вопрос 17

Каким образом производится присоединение заземляющих проводников к заземлителю и заземляющим конструкциям?

=Сваркой

Вопрос 18

Как определяется величина участка заземляющего устройства, подвергающегося выборочному вскрытию грунта?

= Решением технического руководителя Потребителя

Решением ответственного за электрохозяйство Потребителя

Решением руководителя организации

Величину участка определяет инспектор энергонадзора

Вопрос 19

В каком случае элемент заземлителя должен быть заменен?

Если разрушено 30-40% его сечения

Если разрушено 20% его сечения

Если разрушено 40-45% его сечения

= Если разрушено более 50% его сечения

Вопрос 20

Можно ли использовать землю в качестве фазного или нулевого провода в электроустановках до 1000 В?

Разрешается без ограничений

= Не допускается

Разрешается только в единичных случаях с разрешения органов энергонадзора

Вопрос 21

Какие объекты относятся к специальным объектам по степени опасности поражения молнией?

Жилые и административные строения

= Объекты, представляющие опасность для непосредственного окружения, социальной и физической окружающей среды

Здания высотой не более 60 м, предназначенные для торговли и промышленного производства

Вопрос 22

Какие объекты относятся к обычным объектам по степени опасности поражения молнией?

Строения высотой более 60 м

Читайте также:  Магнитные держатели для ножей фото

Объекты, представляющие опасность для непосредственного окружения, социальной и физической окружающей среды

= Жилые и административные здания, а также здания и сооружения высотой не более 60 м, предназначенные для торговли и промышленного производства

Временные сооружения, строящиеся объекты

Вопрос 23

Какие из перечисленных конструктивных элементов зданий и сооружений могут рассматриваться как естественные молниеприемники?

Только металлические конструкции крыши (фермы, соединенная между собой стальная арматура)

Только металлические элементы типа водосточных труб

Только технологические металлические трубы и резервуары, выполненные из металла толщиной не менее 2,5 мм

= Любые элементы из перечисленных

Вопрос 24

Когда проводится проверка и осмотр устройств молниезащиты зданий, сооружений и наружных установок?

Один раз в год по графику

= Один раз в год перед началом грозового сезона, а также после установки системы молниезащиты, после внесения каких-либо изменений в систему молниезащиты, после любых повреждений защищаемого объекта

Только после внесения изменений в систему молниезащиты

Только при повреждениях защищаемого объекта

Вопрос 25

Когда проводится проверка состояния устройств молниезащиты зданий и сооружений III категории?

Один раз в год по графику

Один раз в год перед началом грозового сезона

Один раз в три месяца

= Не реже одного раза в три года

Тема 5. Правила применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках

Технические требования к отдельным видам средств защиты. Нормы и сроки эксплуатационных и приемо-сдаточных испытаний средств защиты. Правила пользования ими.

Вопрос 1

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Монтаж заземлителя такого типа производится при соответствии параметров заземляющего устройства с профильными требованиями. При выявлении несоответствующих технических характеристик у заземлителя предусмотрено обязательное доведение их до нормативных. Основой естественного заземлителя может служить металлическая конструкция любого внешнего вида.

Естественный заземлитель: что можно использовать

Стандартизация применения заземлителей в электроустановках зданий регламентируется в материалах следующей документации:

  1. ПУЭ 7-е издание Раздел 1 Глава 1.7.
  2. ГОСТ Р 50571.21-2000 (МЭК 60364-5-548-96).
  3. ГОСТ Р 50571.22-2000 (МЭК 60364-7-707-84).
  4. ГОСТ Р 50571.10-96 (МЭК 364-5-54-80).

Основным требованием при применении естественного контура выступает его устойчивость к протекающим токам короткого замыкания. Исключается вариант возможного нарушения работоспособности связанных с заземлителями устройств.

Естественный заземлитель предусматривает строение конструкции, которая постоянно находится в земле. В качестве заземляющих устройств такого типа принято использовать:

  1. Металлическую или железобетонную конструкцию (арматура, железобетонные фундаменты объектов, находящиеся в соприкосновении с почвой).
  2. Водопроводные трубы из металла, проходящие под землей.
  3. Трубы буровых скважин обсадного типа.
  4. Металлические сваи (шпунты) ГТС.
  5. Оболочки металлического состава различных бронированных кабелей, проходящих под землей.
  6. Железнодорожные колеи неэлектрифицированных дорог при обязательном наличии перемычек.

Соответствие требованиям ПУЭ по соотношению сечения проводимости — общеобязательный аспект выбора любого устройства в качестве заземляющего элемента. Естественный заземлитель соединяется с заземляющей магистралью электроустановки в двух и более местах.

В качестве естественного контура запрещено применять:

  1. Конструкции металлических труб горючих или токсичных веществ, газов.
  2. Трубы с коррозионно-стойкой изоляцией.
  3. Проводники отопительных систем или канализационных магистралей.

Естественный заземлитель используется повсеместно — лишь при необходимости уменьшения потенциалов протекающих по нему токов, которые уходят в землю, предусматривается использование искусственных заземляющих устройств.

Искусственный и естественный заземлитель: преимущества

Искусственный контур специально выполняется для реализации заземления. Производятся соответствующие расчеты, определяется, какое оптимальное количество стержней необходимо смонтировать для реализации надлежащего сопротивления. Работа трудоемкая, требуется закупка определенных материалов для создания конструкции.

Читайте также:  Сколько по времени тушить овощи на сковороде

Примеры специальных заземляющих устройств:

  • железные балки, трубы, стержни или уголки, монтируемые в землю;
  • разной формы стальные полотна, которые закладываются в грунт.

Преимуществом электромонтажа заземления с применением естественного заземляющего устройства выступает его бюджетность:

  • минимальные затраты на материал;
  • монтаж заземляющего контура не требует значительных капиталовложений.

Очень распространена технология производства заземления с использованием железобетонного фундамента в качестве естественного заземлителя.

Заземление посредством железобетонного фундамента

Выбор такой конструкции в качестве заземлителя можно осуществить лишь при соответствии физических основ фундамента (гидрофильность бетона) с количественными показателями влажности грунта.

Допускается реализация такого технологического варианта заземления только при условии наличия влажности грунта, на котором находится объект, свыше 3 %. Меньший показатель такой характеристики почвы отразится на гидрофильности бетона: произойдет мощное электрическое сопротивление, железобетонная конструкция потеряет свойства заземлителя.

Естественный заземлитель посредством железобетонного фундамента практичнее применять при таких условиях:

  • наличие неагрессивной среды (грунтовые воды с минимальным показателем жесткости);
  • отсутствие гидроизоляции;
  • наличие дополнительной защиты фундамента (битумное покрытие).

Нормативная стандартизация применения такого типа заземлителя предусматривает варианты, когда его запрещено использовать в системе заземления объекта.

Когда не применяются железобетонные конструкции

Сборный железобетонный фундамент обладает хорошими структурными характеристиками как по прочности конструкции, так и по долговечности. Подводить заземляющий проводник к такому фундаменту не запрещено.

Главное — произвести правильное соединение элементов конструкции. Скрепив между собой арматуру соседних блоков, можно удостовериться в надежности конструкции, а потом приступить к производству заземляющего устройства.

Если выполнить такое соединение нет возможности, лучше прибегнуть к применению искусственного заземлителя. Производить соединения такого типа конструкций нужно с учетом профильной стандартизации производства таких работ.

Принцип соединения железобетонных конструкций

Соединения между деталями производятся, ориентируясь на образование между ними электрической цепи (проходит по металлу). Заблаговременно подготавливаются закладные элементы внутри железобетонных конструкций, посредством которых реализуется соединение технологического или электрического оборудования для последующего заземления.

Наличие болтов, заклепок, сварки или аналогичных соединений позволит смонтировать постоянную коммутационную электрическую цепь. При отсутствии подобных соединений предусмотрен вариант создания аналогичных соединений с использованием гибких перемычек. Эти элементы привариваются к частям конструкции. Стандартизация сечения перемычек составляет 100 кв. мм и выше.

Заключение

Реализуется естественное заземление в соответствии с нормативными стандартами, с учетом внешних и внутренних факторов воздействия, исходя из анализа строительных особенностей объекта.

Естественный заземлитель может выступать в качестве основного заземляющего устройства, но только когда реализуется основная функция заземления — обеспечение надлежащего уровня электробезопасности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *