Заземление – это намеренное соединение определенной части оборудования или электрической цепи с грунтом. Чаще всего, для заземления используется один или несколько штырей из металла необходимой длины и диаметра, забитых в грунт и соединенных вместе.
- Системы TN ↓
- Система с нулевым и расчлененным рабочим проводником ↓
- Система c проводом PEN и двумя нулями ↓
- Независимые заземлители ↓
- Система с изолированным нейтральным проводом ↓
- Технологии заземляющих устройств ↓
- Конструкция модульного заземления ↓
- Традиционное заземление ↓
- Естественные заземляющие элементы ↓
- Какие ЖБ изделия нельзя применять для заземления? ↓
- Заземление нейтрального проводника ↓
Конструкцию соединяют с кабелем, подключенному к заземляемому устройству. Штыри и провод, металлическая полоса, связывающая их, место установки заземления, оговорено по правилам монтажа электрических установок.
Электроустановки подразделяются:
- С напряжением более 1 кВ с эффективно или глухо заземленной нейтралью.
- С напряжением более 1 кВ с заземленной через резистор или изолированной нейтралью.
- С напряжением менее 1 кВ с глухо заземленной нейтралью.
- С напряжением менее 1 кВ с изолированной нейтралью.
С учетом технических особенностей электросетей и электрической установки, для ее работы может быть необходима какая-либо токоотводящая конструкция. Обычно, до проектирования электрического устройства, определяют перечень требования, в которых указывают необходимую конструкцию.
Сейчас в мире используют единую систематизацию подобных устройств, в которую входят три системы:
- Система IT.
- Система TT.
- Система TN.
Эта аббревиатура расшифровывается так:
- Символ I — изолированный.
- Символ N — подключено к нейтрали.
- Символ T — заземление.
Системы TN
Такие конструкции отличаются наличием глухо заземленной нейтрали и подсоединением к ней всех способных проводить электроэнергию элементов сети.
Подключение к нейтрали производят используя нулевые проводники.
Электрошкафы, щиты и корпуса приборов, подключают к проводнику PEN. Выполняется это для создания короткого замыкания, при пробивании проводки на корпус, в результате чего, защитные автоматы обесточивают сеть, идущую на вышедший из строя участок сети, таким образом, предупреждая поражение током людей, находящихся поблизости.
Система с нулевым и расчлененным рабочим проводником
Система TN-S для безопасности оборудована двумя, а не одним нулевым проводом, один из них служит как защитный провод, а второй используется в качестве нейтрального проводника, подключенного к глухо заземленной нейтрали. Эта конструкция сегодня является самой безопасной, способной эффективно защитить от удара электричеством.
Принцип работы этой конструкции состоит в том, что используют всего одну фазу для подачи рабочего напряжения и ноль.
Разводку производят проводом из трех жил, одна из которых служит как нуль и подключается к вводному проводу.
Система c проводом PEN и двумя нулями
Здесь характерно использование в определенном месте оборудования, соединенного с нулевым проводом, расщепляющимся на два проводника: PE и N, для последующего заземления оборудования.
Для бесперебойной работы, система TN-C-S после места раздвоения, оборудуется еще одним заземлителем.
Положительные свойства этой системы:
- Простой переход на нее во время ремонта старых домов.
- Простая конструкция защиты от молнии.
- Возможность создания защиты проводки простыми автоматами от замыкания.
Минусы этой системы:
- Риск перегорания нулевого провода вне здания, что грозит пробоем корпусов из металла электротоком.
- Нужда в использовании оборудования для уравнивания потенциалов.
- Сложность в создании действенной защиты внегородской черты.
Независимые заземлители
В конструкции системы TT есть два заземлителя:
- Для источника электротока.
- Для незащищенных металлических элементов системы.
Положительным свойством этой конструкции является повышенная работоспособность нулевого провода на промежутке от оборудования до места подачи напряжения и независимость PE провода.
Сложность может появиться только с использованием собственного заземлителя, так как непросто подобрать для него подходящий диаметр. Но такой минус компенсируется с помощью системы защитного отключения.
Система с изолированным нейтральным проводом
В большинстве случаев, в такой конструкции, нейтраль изолируют от земли, или создают необходимое зануление IT, используя устройство со значительным сопротивлением.
В домашних условиях, устройства такого типа не нашли применения, они практически не используются, но позволяют их применять для питания специальных устройств, для которых необходима безопасность и максимальная стабильность при работе, к примеру, в лабораториях и лечебных учреждениях.
Технологии заземляющих устройств
Есть несколько способов изготовления контура заземления.
Чаще всего, используют две из них:
- Модульно-штыревое заземление.
- Традиционное заземление.
Конструкция модульного заземления
Для ее устройства используют стержни, из покрытого медью качественного металла. Их вертикально забивают в грунт на глубину около 1 м, диаметр стержней 14 мм. По краям стержня нарезают по 30 мм резьбы и так же покрывают ее медью.
Металлические части конструкции соединяют вместе латунными муфтами. По горизонтали их соединяют стальными полосами с латунными зажимами или используют для этого комплект медного провода. Также, устраивают соединение контура заземления и щитка-распределителя. Для защиты элементов заземления от коррозии, в комплект входит защитная паста.
Традиционное заземление
Изготавливают такую систему из черного металла: полос, труб, уголка. На 3 м в грунт, с промежутком 5 м вбивают треугольником три металлических электрода. Далее, электроды соединяют в общий контур, используя металлическую полосу и электросварку.
Такое заземление имеет несколько отрицательных свойств (к примеру, трудоемкость создания контура и коррозия, разрушающая металл изделия), по этой причине, в наше время вместо нее стараются использовать более совершенный способ заземления.
Естественные заземляющие элементы
Чаще всего, их используют для заземления электрического оборудования. В качестве естественных заземлителей применяют металлические элементы различных ЖБ конструкций, к примеру, фундаменты подстанций и линий электропередач и фундаменты строений.
Дополнительно, для естественного заземления подключают части подземных коммуникаций, изготовленных из металла, к примеру, подходит броня кабелей и всевозможные трубопроводы, иногда допустимо подключать и наземные коммуникации, к примеру, подойдут для этой цели рельсовые пути.
Какие ЖБ изделия нельзя применять для заземления?
Не стоит подключать заземляющий провод к фундаментам, собранным из отдельных ЖБ элементов. Желательно связать прутья арматуры блоков, и только тогда допустимо подключать заземлитель. Иначе, лучше использовать искусственный заземлитель.
Для этого используют металлический проводник, вбитый вертикально или горизонтально в грунт. Иногда используют несколько таких проводников, связав их вместе. Важно, чтобы отдельные электроды контура, были вбиты на необходимую глубину.
По этой причине, лучше использовать вертикальный заземлитель.
Толщина искусственных заземлителей:
- Металлический прут — сечение 10 мм;
- Оцинкованный металлический прут — сечение 6 мм;
- Металлический уголок — толщина 4 мм, полка 75 мм;
- Металлическая полоса — 4 мм;
- Брак или БУ трубы — 3,5 мм толщина стенки;
- Общее сечение проводников забиваемых в землю — 160 мм.
Заземление нейтрального проводника
В нашей стране, сети 6-35 кВ эксплуатируются с не глухо заземленной нейтралью. Использование таких сетей хорошо тем, что у них низкое значение токов замыкания на грунт, но при ОЗЗ, изготовленных из металла, в таких сетях повышается напряжение на целых фазах относительно земли до уровня линейного, что плохо в этом случае.
Коэффициент замыкания на грунт — отношение разницы потенциалов между землей и фазой при замыкании остальных фаз на землю к разнице между землей и фазой в сети.