Контур заземления нормы пуэ: схемы устройства, конструкция контура, правила монтажа

Основные термины

1.7.5. Глухозаземленная нейтраль — нейтраль трансформатора или генератора, подключенная непосредственно к заземляющему устройству. Выход однофазного источника переменного тока или полюс источника постоянного тока в двухпроводных сетях, а также центральная точка в трехпроводных сетях постоянного тока также могут быть глухозаземлены.

1.7.6. Изолированная нейтраль — нейтраль трансформатора или генератора, не соединенная с заземляющим устройством или соединенная с ним через большое сопротивление устройств сигнализации, измерения, защиты и других подобных устройств.

1.7.15. Заземлитель — токопроводящая часть или совокупность соединенных между собой токопроводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную токопроводящую среду.

1.7.16. Искусственный заземлитель представляет собой заземляющий электрод, специально изготовленный для целей заземления.

1.7.17. Естественный заземлитель — сторонняя токопроводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную токопроводящую среду, используемую для заземления.

1.7.18. Заземлитель — проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.

1.7.19. Заземлитель — совокупность заземляющих и заземляющих проводников.

Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью

1.7.100. В электроустановках с глухозаземленной нейтралью, нейтралью генератора или трансформатора трехфазного переменного тока, центральной точкой источника постоянного тока один из выводов источника однофазного тока должен быть соединен с заземлителем средством заземления.

Искусственный заземляющий проводник, предназначенный для заземления нейтрали, обычно должен располагаться рядом с генератором или трансформатором. Для внутрицеховых трансформаторных подстанций допускается размещение заземлителя вплотную к стене здания.

Если в качестве естественных заземлителей используется фундамент здания, в котором расположена подстанция, нейтраль трансформатора следует заземлять путем присоединения не менее чем к двум металлическим колоннам или к закладным деталям, приваренным к арматуре не менее чем двух железобетонных фундаментов.

При расположении встроенных подстанций на разных этажах многоэтажного дома заземление нейтрали трансформаторов таких подстанций должно выполняться с помощью специально проложенного заземлителя.

В этом случае заземлитель должен быть дополнительно присоединен к ближней к трансформатору колонне здания, а его сопротивление учтено при определении сопротивления утечки заземляющего устройства, к которому присоединена нейтраль трансформатора.

Во всех случаях должны быть приняты меры для обеспечения непрерывности цепи заземления и защиты заземляющего проводника от механических повреждений.

Если в PEN-проводнике, соединяющем нейтраль трансформатора или генератора с PEN-шиной распределительного устройства напряжением до 1 кВ, установлен трансформатор тока, заземляющий проводник должен быть присоединен не непосредственно к нейтрали трансформатора или генератора, а к PEN-проводнику, по возможности сразу после тока трансформатора.

В этом случае разделение PEN-проводника на PE- и N-проводники в системе TN-S также должно выполняться за трансформатором тока. Трансформатор тока следует размещать как можно ближе к нейтральному выводу генератора или трансформатора.

1.7.101. Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединяются нейтрали генератора или трансформатора или провода однофазного источника питания, в любое время года не должно быть более 2, 4 и 8 Ом соответственно на линии напряжения 660, 380 и 220 В трехфазного источника питания или 380, 220 и 127 В однофазного источника питания.

Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом применения естественных заземлителей, а также заземлителей повторного заземлителя PEN или PE проводника ВЛ напряжением до 1 кВ с числом отходящих линий не менее двух.

Сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора либо выхода однофазного источника питания, не должно быть более 15, 30 и 60 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В трехфазного источника питания или 380, 220 и 127 В тока однофазного источника тока.

При удельном сопротивлении земли r>100 Ом×м допускается увеличение указанных норм в 0,01r раза, но не более чем в 10 раз.

1.7.102. На концах ВЛ или ответвлениях от них протяженностью более 200 м, а также на вводах ВЛ в ​​электроустановки, где в качестве меры защиты при непрямом прикосновении применяется автоматическое отключение тока, заземление PEN проводник должен быть выполнен

. При этом в первую очередь должны применяться естественные заземления, например подземные части опор, а также заземляющие устройства, рассчитанные на удары молнии (см гл. 2.4).

Указанные повторные заземления выполняются, если более частое заземление не требуется по условиям защиты от грозовых перенапряжений.

Повторное заземление PEN-проводника в сетях постоянного тока должно производиться с использованием отдельных проводников искусственного заземления, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами.

Заземлители для повторного заземления PEN-проводника должны иметь размеры не менее указанных в табл. 1.7.4.

Таблица 1.7.4

Наименьшие размеры заземлителей и заземлителей, прокладываемых в земле

Материал	Профиль сечения	Диаметр и т.д.	Площадь поперечного сечения и т.д.	Толщина стенки и т.д.
Сталь черная	Круглый:
для вертикального заземления	16	—	—
для горизонтального заземления	10	—	—
Прямоугольный	—	одна сотня	4
Угловой	—	одна сотня	4
Трубный	32	—	3,5
Сталь оцинкованная	Круглый:
для вертикального заземления	12	—	—
для горизонтального заземления	10	—	—
Прямоугольный	—	75	3
Трубный	25	—	2
Медь	Круглый	12	—	—
Прямоугольный	—	50	2
Трубный	20	—	2
Многопроволочный канат	1,8*	35	—

* Диаметр каждого провода.

1.7.103. Суммарное сопротивление утечки заземлителей (в том числе естественных) при всех повторных заземлениях PEN-проводника к каждой ВЛ в ​​любое время года не должно быть более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В трехфазного источника питания или 380, 220 и 127 В однофазного источника питания.

При этом сопротивление утечки заземлителя каждого из повторных заземлителей не должно быть более 15, 30 и 60 Ом соответственно при одном и том же напряжении.

При удельном сопротивлении земли r > 100 Ом×м допускается увеличение указанных норм в 0,01 r раза, но не более чем в десять раз.

Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью

1.7.104. Сопротивление заземляющего устройства, используемого для защитного заземления открытых токопроводящих частей в системе IT, должно соответствовать условию:

R ≤ Uпр/I,

где R — сопротивление заземляющего устройства, Ом;

Uпр — контактное напряжение, значение которого принимается равным 50 В (см также 1.7.53);

I — общий ток замыкания на землю, А.

Как правило, не следует принимать значение сопротивления заземляющего устройства менее 4 Ом. Сопротивление заземлителя до 10 Ом допускается при выполнении вышеуказанного условия, а мощность генераторов или трансформаторов не превышает 100 кВ×А, включая суммарную мощность параллельно работающих генераторов или трансформаторов.

Заземляющие устройства в районах с большим удельным сопротивлением земли

1.7.105. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью в районах с высоким удельным сопротивлением земли, в том числе в районах вечной мерзлоты, рекомендуется выполнять в соответствии с требованиями к напряжению прикосновения (см. 1.7.91).

В скальных сооружениях горизонтальные заземлители допускается прокладывать на меньшей глубине, чем требуется по 1.7.91-1.7.93, но не менее 0,15 м. Кроме того, допускается не выполнять вертикальные заземлители, требуемые согласно . 1.7.90 на подъездах и в подъездах.

1.7.106. При сооружении искусственных заземлителей в районах с высоким удельным сопротивлением земли рекомендуются следующие мероприятия:

1) установка вертикальных заземлителей увеличенной длины, если удельное сопротивление земли с глубиной уменьшается, а естественные заглубленные заземлители отсутствуют (например, колодцы с металлическими трубами;

2) установка систем наружных заземлителей при наличии вблизи (до 2 км) от электроустановки мест с более низким удельным сопротивлением земли;

3) укладка в траншеях вокруг горизонтальных заземлителей в каменистых сооружениях из влажного глинистого грунта с последующей утрамбовкой и обратной засыпкой щебнем до верха траншеи;

4) применение искусственной обработки грунта для снижения его удельного сопротивления, если другие методы не могут быть использованы или не дают должного эффекта.

1.7.107. В районах с вечной мерзлотой, кроме рекомендаций, приведенных в 1.7.106, следует:

1) размещать заземлители в незамерзающих водоемах и талых зонах;

2) использовать обсадную колонну;

3) помимо глубокого заземления использовать расширенное заземление на глубину ок. 0,5 м, предназначенные для работы в летний период при оттаивании поверхностного слоя земли;

4) создание искусственных талых зон.

1.7.108. В электроустановках напряжением выше 1 кВ, а также до 1 кВ с изолированной нейтралью на землю с удельным сопротивлением более 500 Ом×м, если мероприятия, предусмотренные 1.7.105-1.7.107, не позволяют получить заземление проводников, приемлемых по экономическим соображениям, допускается увеличивать требуемые настоящей главой значения сопротивления заземляющих устройств на коэффициент 0,002r, где r — эквивалентное удельное сопротивление земли, Ом×м.

При этом , увеличение сопротивления заземляющих устройств, требуемое настоящей главой, должно быть не более чем в десять раз.

Заземлители

1.7.109. В качестве естественного заземления могут быть использованы:

1) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, соприкасающиеся с грунтом, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений с защитно-гидроизоляционными покрытиями в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;

2) металлические водопроводные трубы, проложенные в земле;

3) обсадку скважин;

4) листовой металл гидротехнических сооружений, трубы, встроенные детали ворот и т.п.;

5) железнодорожных путей неэлектрифицированных магистральных и подъездных путей при наличии умышленного расположения перемычек между рельсами;

6) другие металлические конструкции и конструкции, расположенные в грунте;

7) металлические оболочки бронированных кабелей, прокладываемых в земле. Оболочки кабелей могут выступать в качестве единственных заземляющих проводников при количестве кабелей не менее двух. Алюминиевые оболочки кабелей не допускается использовать в качестве заземляющих проводников.

1.7.110. Не допускается использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей, а также трубопроводы канализации и центрального отопления. Эти ограничения не исключают необходимости подключения таких трубопроводов к заземляющему устройству для уравнивания потенциалов в соответствии с 1.7.82.

Железобетонные конструкции зданий и сооружений с предварительно напряженной арматурой не должны применяться в качестве заземлителей, но это ограничение не распространяется на воздушные линии и опорные конструкции ОРУ.

Возможность применения естественных заземлителей по условию плотности протекающих по ним токов, необходимость приварки арматурных стержней железобетонных фундаментов и конструкций, приварки анкерных болтов стальных колонн к арматурным стержням железобетонных фундаментов, а также тогда возможность использования фундаментов в высокоагрессивных средах должна определяться расчетом.

1.7.111. Искусственные заземлители могут быть изготовлены из черной или оцинкованной стали или меди.

Искусственные заземлители не должны быть окрашены.

Материал и минимальные размеры заземлителей должны соответствовать указанным в таблице. 1.7.4.

1.7.112. Сечение горизонтальных заземлителей для электроустановок напряжением выше 1 кВ следует выбирать по состоянию термического сопротивления при допустимой температуре нагрева 400°С (кратковременный нагрев, соответствующий времени защиты и отключения).

Если существует опасность коррозии заземляющих устройств, следует принять одну из следующих мер:

• увеличить сечение заземлителей и заземлителей с учетом их расчетного срока службы;
• используйте заземлители и заземлители с гальваническим покрытием или из меди.

При этом следует учитывать возможное увеличение сопротивления заземляющих устройств вследствие коррозии.

Траншеи для горизонтальных заземлителей должны быть заполнены однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора.

Заземляющие проводники нельзя размещать (использовать) в местах высыхания грунта под воздействием тепла трубопроводов и т.п.

Заземляющие проводники

1.7.113. Сечение заземляющих проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ должно соответствовать требованиям 1.7.126 к защитным проводникам.

Минимальные сечения заземлителей, проложенных в земле, должны соответствовать приведенным в таблице. 1.7.4.

Прокладка оголенных алюминиевых проводников в земле не допускается.

1.7.116. Для выполнения измерений сопротивления заземляющего устройства должна быть обеспечена возможность отсоединения заземляющего проводника в подходящем месте. В электроустановках напряжением до 1 кВ этим местом обычно является главная шина заземления. Отсоединение заземляющего провода должно быть возможно только с помощью инструментов.

1.7.117. Заземлитель, соединяющий рабочий (функциональный) заземлитель с основной заземляющей шиной в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не менее: медного — 10 мм2, алюминиевого — 16 мм2, стального — 75 мм2.

1.7.118. В местах ввода заземляющих проводников в здание должна быть предусмотрена опознавательная маркировка

1.7.126. Минимальные сечения защитных проводников должны соответствовать табл. 1.7.5.

Площади сечений даны для случая, когда защитные проводники выполнены из того же материала, что и фазные. Сечения защитных проводников из других материалов по проводимости должны быть эквивалентны приведенным.

Таблица 1.7.5

Мельчайшие части защитных проводников

Сечение фазных проводов, мм2	Наименьшая часть защитных проводников и т.д.
S ≤ 16	С
16 < S ≤ 35	16
С > 35	С/2

Главная заземляющая шина

1.7.119. Главная шина заземления может быть выполнена внутри блока ввода электроустановки напряжением до 1 кВ или отдельно от него.

Внутри блока ввода шина PE должна использоваться в качестве основной шины заземления.

При отдельной установке главная шина заземления должна располагаться в доступном, удобном для обслуживания месте рядом с входным блоком.

Сечение отдельно установленной основной заземляющей шины должно быть не меньше сечения РЕ (PEN) провода питающей линии.

Магистральная шина обычно медная. Допускается использование основного заземляющего стержня из стали. Использование алюминиевых шин не допускается.

Конструкция сборной шины должна обеспечивать возможность индивидуального отсоединения присоединяемых к ней проводников. Отсоединение должно быть возможно только с использованием инструментов.

В местах, доступных только для квалифицированного персонала (например, электрощитовые в жилых домах), главную шину заземления следует устанавливать на открытом воздухе. В местах, доступных для посторонних лиц (например, подъезды или подвалы домов), он должен иметь защитную оболочку — шкаф или ящик с дверью, запирающейся на ключ. Табличка должна быть размещена на двери или на стене над палубой.

1.7.120. Если в здании несколько отдельных входов, для каждого входного блока должна быть создана главная шина заземления. При наличии встроенных подстанций главная шина заземления должна быть установлена ​​возле каждой из них.

Эти шины должны быть соединены проводником уравнивания потенциалов, сечение которого должно быть не менее половины сечения РЕ (PEN) проводника линии между подстанциями, выходящей из низковольтных распределительных щитов, которая имеет самое большое сечение.

Для соединения нескольких основных заземляющих шин можно использовать сторонние проводящие детали, если они соответствуют требованиям 1.7.122 в отношении непрерывности и проводимости электрической цепи.

Зачем нужно заземление

Основное назначение системы – обеспечение безопасности людей внутри квартиры или дома. Через защитное заземление все электроприборы в доме — компьютер, чайник, холодильник, стиральная машина и другие — отводятся при необходимости в землю. Это может произойти, если внутри устройства возникла неисправность и внутрь корпуса попал электрический ток.

В случае возникновения аварийной ситуации защитное отсечное устройство срабатывает автоматически. Это исключает возможность воспламенения электрического кабеля, что может привести к пожару. Кроме того, предотвращается поражение электрическим током при прикосновении человека к корпусу устройства.

Нормы ПУЭ заземления

В нормах ПУЭ (правилах устройства электроустановок) указаны все необходимые требования к выполнению электропроводки зданий и сооружений. Они распространяются как на новостройки, так и на реконструкцию. Правила содержат обязательные требования, а также рекомендации по установке оборудования и материалов.

В требованиях к заземлению указаны меры защиты от прямого и непрямого прикосновения. Требования делятся на заземление электроустановки выше и ниже 1 кВ для сетей:

• с изолированной нейтралью;
• с эффективно заземленной нейтралью;
• с заземленной нейтралью.

В документе также приведены варианты заземлителей, проводников, требования к устройству главных заземляющих шин и видам соединений защитных элементов и проводников системы уравнивания потенциалов. Правила заземления содержат определение, описание и варианты заземления переносных и передвижных установок электрооборудования.

Монтаж контура заземления

Монтаж внешнего контура системы предполагает установку металлоконструкции в непосредственной близости от здания. Срабатывает при коротком замыкании.

Элементы контура заземления

Для загородных домов изготавливается из следующих компонентов:

1. Горизонтальное заземление – металлические полосы, соединяющие вертикальные элементы системы.
2. Вертикальное заземление — металлические стержни.
3. Проводник — электрическая линия от щита до контура заземления.

В качестве вертикальных элементов используется металлический профиль сечением не менее 14 мм или уголки размером 50х50 мм. Длина элементов должна быть около 3 метров. Материал — черная сталь, оцинкованная сталь или медь.

Медные жилы имеют наилучшие показатели сопротивления. В качестве горизонтальных элементов в системе используются полосы шириной не менее 1 см и толщиной не менее 0,3 см.

Вертикальные заземлители должны плотно соприкасаться с землей, иметь максимальную площадь рассеивания напряжения.

Изделия из металла не красят, а покрывают антикоррозийными составами для предотвращения ржавчины.

Виды контуров заземления

• Треугольник. Это самый простой вариант схемы. Металл вбивается в землю по вершинам равностороннего треугольника. Расстояние между каждыми двумя столбами должно быть примерно 3 метра. При монтаже цепи в стесненных условиях на небольших площадях можно выдерживать меньшее расстояние.
• Линейный контур. Его используют для небольших площадей, где нет возможности разместить треугольную конструкцию. При этом систему можно монтировать вдоль забора или отмостки кабины. Заземляющие элементы вкапываются в землю по прямой линии, чем больше длина, тем лучше.
• Контур различной геометрии. В зависимости от размера участка возле дома и расчета можно сделать контур в виде квадрата или другой геометрической фигуры. Самое главное – использовать достаточное количество заземляющих элементов в необходимой части.

Расчет заземления

Для правильной работы системы необходимо перед установкой элементов провести расчет заземления.

Сопротивление контура заземления жилых домов не должно превышать 4 Ом.

Также в расчет включаются следующие показатели:

1. Вертикальные элементы — длина, диаметр, количество.
2. Горизонтальные заземлители – длина, ширина, глубина погружения в грунт.
3. Тип электрической сети – однофазная или трехфазная.
4. Напряжение сети. Обычно — 220 В.
5. Параметры почвы. Климатическая зона в зависимости от температурного режима в летний и зимний периоды, тип почвы — песок, супесь, суглинок, глина. Степень влажности почвы также влияет на сопротивление заземления.
6. Возможность размещения электродов — по контуру или в ряд.

Установленная сеть будет лучше работать в грунтах с низким сопротивлением. Торф имеет самые низкие значения сопротивления — 20-30 Ом*м. В то же время влажный песок и песчаный грунт имеют самые высокие скорости — 300-500 Ом*м.

Правила и требования к контуру заземления

• Молниезащита и заземление. Если в вашем доме есть молниезащита, две системы объединяются в одну. Система молниезащиты также имеет видимый контур заземления с грозозащитным разрядником – мощным разрядником из толстого металлического профиля. При объединении выполняется система уравнивания потенциалов.
• Глубина установки вертикальных стоек. Их необходимо вбивать в землю ниже глубины промерзания на 0,6-1 м. Для Москвы и Московской области глубина промерзания составляет от 1,1 до 1,8 мили в зависимости от типа почвы. Поэтому рекомендуемая глубина погружения штанг составляет 3 м.
• Запрещается использовать в качестве заземлителей трубы отопления, дренажные трубы или другие токопроводящие жидкости, газы и смеси.
• Минимальные требования к материалам представлены в таблице 1.7.4 в разделе 1.7.102 ПУЭ.

Читайте также: Синхронный двигатель: устройство, принцип работы, режимы работы, пуск

Как сделать монтаж контура заземления

Во-первых, нужно выбрать место для установки. Целесообразно отступить от дома на 2 метра, при этом разместить цепь со стороны электрощита, чтобы уменьшить путь заземления здания. При этом необходимо учитывать следующее:

• схему лучше разместить во влажном помещении;
• лучше поместить его в глину или глину, чем в песок;
• контур лучше разместить немного дальше, но при более благоприятных условиях.

Затем проводятся земляные работы. Готовится траншея выбранной геометрии. Нижняя часть стержней шлифуется для лучшего проникновения в грунт. Стержни утапливаются на нужную глубину. Над землей металлические элементы должны выступать на 20 см для установки горизонтальных заземлителей.

После этого осуществляется сборка металлоконструкций. К вертикальным элементам контура привариваются металлические полосы, полоса подводится к зданию. Сварные швы обрабатывают антикоррозийным составом, грунтуют и промазывают мастикой. Яма засыпается землей.

Выполните вход в сеть в здании. Полоса подносится к дому и крепится к стене болтом. Он соединяется с заземляющим проводником, который ведет от экрана к главной шине. Используется желто-зеленый кабель; медные провода сечением 6 мм подходят для загородных домов.

После завершения установки следует проверить работоспособность системы. Кроме того, мониторинг работоспособности сети требуется проводить каждые 12 лет.

Тестирование

После завершения монтажных работ необходимо проверить контур заземления на нормированные показатели. Для теста потребуются точные измерительные приборы, не всегда доступные пользователю.

Проверка контура заземления

При отсутствии необходимого оборудования следует воспользоваться самыми простыми способами, один из которых описан ниже (подходит только для частного дома).

Во-первых, нужно взять достаточно мощную нагрузку (например, утюг с потреблением около 2-4 кВт). Во-вторых, нужен специальный переходник с обычной розеткой на одном конце (другой из них выполнен в виде двух отдельных проводов). Далее один из них следует выполнить в виде изолированного одиночного контакта, а на конце другого сделать толстый шлейф.

После этого необходимо полученный шлейф подключить к свободной колодке на шине заземления в щитке. В ближайшую к нему фазную клемму розетки следует включить одиночный изолированный контакт (ни в коем случае нельзя нарушать последовательность подключения концов переходника к фазе и земле).

После всех этих манипуляций нагревательный прибор будет включен в цепь питания через сопротивление самодельного контура заземления. Затем нужно измерить напряжение в сети мультиметром с включенным утюгом и без него.

Небольшая разница в показаниях двух описанных измерений означает, что изготовленный заземлитель полностью исправен. Если они сильно отличаются, контур необходимо доработать (например, увеличить количество булавок).

О том, как проверить правильность заземления мультиметром, мы рассказывали в соответствующей статье!

Итог

Подводя итог всему сказанному, возьмем во внимание рекомендации, которыми поделились опытные мастера:

• Перед началом монтажных работ желательно подготовить чертеж будущей конструкции, который может понадобиться при дальнейшей эксплуатации. При наличии проще восстановить расположение выводов в памяти.
• Допускается забивать отрезки электродов не только в угловых точках треугольника. Их можно расположить как в линию, так и по дуге. Самое главное, чтобы суммарное сопротивление току рассеяния, создаваемое всей цепочкой, не превышало 3-4 Ом.
• Если оно больше нормируемого значения, систему необходимо дополнить, добавив еще несколько стержней.
• При отсутствии опыта самостоятельной проверки сопротивления заземления лучше всего пригласить специалиста.

Ознакомившись со всеми тонкостями процесса сборки и испытания ЗК, любой желающий может попробовать сделать его своими руками.