Монтаж заземляющих устройств

Электрический ток при прохождении через тело человека может вызвать тяжелые травмы, а в некоторых случаях — смерть.
Установлено, что для человека ток 15—25 мА является опасным, а более 50 мА при длительном его прохождении через тело человека может вызвать смерть. Поражение человека электрическим током возможно при соприкосновении его с теми частями электроустановок, которые нормально не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции одной фазы. В этих случаях, чтобы защитить обслуживающий персонал от потенциалов опасной величины, выполняют защитные заземления, т. е. все части установки, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под напряжением при повреждении изоляции фазы, соединяют проводниками с землей.
Заземлитель представляет собой металлический проводник или группу проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Металлические проводники, соединяющие заземляемые части установки с заземлителем, называются заземляющими проводниками. Совокупность заземлителей и заземляющих проводников называют заземляющим устройством, а преднамеренное электрическое соединение части электроустановки с заземляющим устройством — заземлением.
Заземляют следующие металлические части электроустановок:
– корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т. п.;
– приводы электрических аппаратов;
– вторичные обмотки измерительных трансформаторов;
– каркасы распределительных щитов, щитов управления, щитов и шкафов;
– конструкции распределительных устройств, кабельные конструкции, корпуса кабельных муфт, оболочки и брони силовых и контрольных кабелей и проводов, стальные трубы электропроводки и т. п.
На воздушных линиях напряжением 6—1.0 кВ заземляют железобетонные и металлические опоры, расположенные в населенных местностях, а также каркасы и корпуса электрооборудования (разъединителей, предохранителей, разрядников), установленного на деревянных, железобетонных или металлических опорах.
Не заземляют:
– оборудование, установленное на заземленных металлических конструкциях (на опорных поверхностях должны быть зачищенные и незакрашенные места для обеспечения электрического контакта) ;
– корпуса электроизмерительных приборов, реле, установленных на щитах, в шкафах, а также на стенах камер распределительных устройств;
– съемные или открывающиеся части ограждений, шкафов и камер распределительных устройств, установленных на металлических заземленных каркасах.
Для заземления электроустановок различных напряжений используют общее заземляющее устройство.
Заземлители могут быть естественные и искусственные. Естественными заземлителями являются: металлические конструкции зданий и сооружений, соединенные с землей, проложенные в земле металлические трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей и горючих газов); свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле, если их не менее двух.
В том случае, когда сопротивление заземляющего устройства при использовании естественных заземлителей будет удовлетворять требованиям ПУЭ, устраивать дополнительное искусственное заземление не требуется.
В качестве искусственных заземлителей применяют вертикально забитые стальные трубы с толщиной стенок не менее 3,5 мм, угловую сталь, стальные стержни диаметром не менее 6 мм, горизонтально проложенные стальные полосы толщиной не менее 4 мм и общим сечением не менее 48 мм2 и т. п. Сопротивление заземления заземлителей определяется в основном удельным сопротивлением грунта, размером и формой заземлителя, глубиной заложения его в грунте.
Внутреннюю сеть заземления в помещениях РУ выполняют в виде магистрали заземления и ответвлений от них к отдельным корпусам аппаратов.
Последовательное присоединение заземляющих корпусов электрооборудовании к магистрали заземления не допускается. Магистральную заземляющую шину соединяют с заземлителем не менее чем двумя ответвлениями, присоединяемыми к заземлителю в разных местах.
Магистральную заземляющую шину и ответвления к заземляемым частям прокладывают открыто. Открыто проложенные заземляющие проводники окрашивают в черный цвет. При окраске их в иной цвет в местах присоединений и ответвлений необходимо прочертить две полосы черного цвета на расстоянии 150 мм друг от друга.
Сечения заземляющих проводников выбирают из расчета, чтобы при протекании токов однофазных замыканий на землю температура заземляющих проводников в установках выше 1000 В с большими токами замыкания на землю не превышала 400°С, в установках до и выше 1000 В с малыми токами сечение заземляющих проводников выбирают не менее '/з сечения фазных проводников.
В электроустановках напряжением до 1000 В применяют в качестве заземляющих проводников медные и алюминиевые проводники.
Заземляющие проводники соединяют друг с другом сваркой. К заземляемым конструкциям их присоединяют тоже сваркой, а к корпусам аппаратов, машин — сваркой или болтами. Пайкой присоединяют заземляющие проводники к металлическим оболочкам кабелей и проводов.
Проходы заземляющих проводников сквозь стены и перекрытия выполняют в трубах, стальных обоймах или открытых проемах.

Монтаж заземляющих устройств

Монтаж наружного контура заземления производят по рабочим чертежам проекта электроустановки, который учитывает удельное сопротивление грунта в месте монтажа и максимально допустимое сопротивление заземляющего устройства в электроустановке.
По трассе, указанной в проекте, роют траншеи глубиной 0,7 м, на дне которой размечают места погружения электродов с таким расчетом, чтобы расстояния между ними были примерно одинаковыми (обычно не менее 2,5 м), а их количество соответствовало указанному в проекте.
Метод погружения электродов зависит от их формы. Круглые стальные стержни диаметром 12...16 мм вворачивают в грунт с помощью различных приспособлений. Приспособление ПВЭ (рисунок 1, а) состоит из электрической сверлилки 1, передающей вращательное движение через редуктор 2 и зажимное устройство 3 на стержень. На нижний конец стержня обычно наваривают небольшую металлическую полоску, образующую винтовую линию. Благодаря этому элементарному шнеку, а также усилию, которое рабочий прикладывает к ручкам сверлилки, стержень при вращении довольно быстро погружается в землю. При отсутствии источника электроэнергии для ввертывания стержней применяют приспособление ПЗД-12 с двигателем внутреннего сгорания небольшой мощности (рисунок 1, б).
Уголки погружают в грунт вибромолотом ВМ-2 (рисунок 1, в), представляющим собой электродвигатель 1, на вал которого насажены массивные чугунные диски. Благодаря тому, что диски закреплены на обоих выходных концах вала эксцентрично, при вращении ротора возникает сильная вибрация, которая через пружинные подвески 2 передается на основание 3. Для погружения электрода, основание вибромолота закрепляют на верхнем конце электрода и включают двигатель.


Рисунок 1 – Инструмент и приспособления для погружения электродов:
а — приспособление ПВЭ, б — приспособление ПЗД-12,
в — вибромолот ВМ-2

После погружения вертикальных заземлителей их соединяют между собой горизонтальными заземлителями (стальной полосой сечением не менее 48 мм2 и толщиной не менее 4 мм или стальным прутом диаметром не менее 10 мм) способом электрической, газовой или термитной сварки. Части заземлителя соединяют сваркой внахлестку. Длина нахлестки должна быть равна ширине проводника (при прямоугольном сечении) или шести диаметрам (при круглом сечении), а длина сварного шва должна быть соответственно не менее двойной ширины или шести диаметров. Если на месте производства работ отсутствует электроэнергия, отдельные элементы контура заземления соединяют между собой термитной сваркой.


Рисунок 2 – Соединение заземляющего проводника к трубопроводу.
а — полосы, б — круглого проводника

Для. монтажа контура наружного заземления с использованием естественных заземлителей заземляющие проводники приваривают к трубопроводам (рисунок 2). Все сварные соединения, расположенные в земле, для защиты от коррозии необходимо покрывать плотным слоем битумного лака. Сами заземлители и соединяющие их проводники окрашивать не следует, так как слой краски ухудшает контакт контура с землей.
В случаях, когда сварное соединение по каким-либо причинам затруднено, для присоединения заземляющих проводников к трубопроводам используют винтовые хомуты (полосы шириной не менее 40 мм и толщиной 4 мм). При установке хомутов контактную поверхность трубопровода зачищают до металлического блеска, а поверхность хомута облуживают припоем ПОС-40. Присоединение заземляющего проводника к хомуту должно выполняться сваркой.
Перед засыпкой траншей, в которых смонтирован наружный контур заземления, к нему приваривают стальные полосы или круглые стержни и вводят их внутрь здания, где находится оборудование, подлежащее заземлению. Таких вводов, соединяющих заземлители с внутренней заземляющей сетью, должно быть не менее двух и выполняются они стальными проводниками тех же размеров и сечений, что и для соединения заземлителей между собой. Как правило, вводы заземляющих проводников в здание прокладывают в несгораемых неметаллических трубах, выступающих по обе стороны стены примерно на 10 мм.
В цехе промышленного предприятия, в здании трансформаторной подстанции электрооборудование, подлежащее заземлению, располагается самым различным образом, и для присоединения его к системе заземления в помещении должны быть проложены заземляющие и нулевые защитные проводники. В качестве последних используют нулевые рабочие проводники (кроме взрывоопасных установок), а также: металлические конструкции зданий (колонны, фермы и т. п.); проводники, специально предназначенные для этой цели; металлические конструкции производственного назначения (каркасы распределительных устройств, подкрановые пути, шахты лифтов, обрамление каналов и т. п.); стальные трубы электропроводок; алюминиевые оболочки кабелей; металлические кожухи шинопроводов, короба и лотки; металлические стационарно проложенные трубопроводы любого назначения (кроме трубопроводов, горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления).
Запрещается использовать для указанной цели металлические оболочки трубчатых проводов, несущие тросы, металлорукава, броню и свинцовые оболочки кабелей, хотя сами по себе они должны заземляться или зануляться и иметь надежные соединения на всем протяжении.
Если естественные магистрали заземления использовать нельзя, то в качестве заземляющих или нулевых защитных проводников используют стальные проводники, минимальные размеры которых приведены в таблице 2. Заземляющие проводники в помещениях должны быть доступны для осмотра, поэтому они (за исключением стальных труб скрытой электропроводки, оболочек кабелей и т. п.) прокладываются открыто.
Проход через стены выполняют в открытых проемах, несгораемых неметаллических трубах, а через перекрытия — в отрезках таких же труб, выступающих над полом на 30...50 мм. Заземляющие проводники проходят сквозь них свободно, за исключением взрывоопасных установок, где отверстия труб и проемов заделывают легко пробиваемым несгораемым материалом.

Таблица 2 – Минимальные размеры заземляющих проводников

Перед прокладкой стальные шины выправляют, очищают и окрашивают со всех сторон. Места соединения после сварки стыков окрашивают асфальтовым лаком, масляными красками. В сухих помещениях можно воспользоваться нитроэмалями, а в помещениях с сырыми и едкими парами нужно применять краски, стойкие к химически активной среде.
В помещениях и наружных установках с неагрессивной средой в местах, доступных для осмотра и ремонта, допускается выполнять болтовые соединения заземляющих и нулевых защитных проводников при условии, что будут приняты меры против ослабления и коррозии контактных соединений.


Рисунок 3 – Крепление заземляющих проводников дюбелями:
а — непосредственно к стене, б —• с подкладкой


Рисунок 4 – Крепление проводников заземления к стене:
а — плоских, б — круглых

Открыто проложенные заземляющие и нулевые защитные проводники должны иметь отличительную окраску: по зеленому фону полоски желтого цвета шириной 15 мм на расстоянии 150 мм друг от друга. Заземляющие проводники прокладывают горизонтально или вертикально; под углом их можно прокладывать только параллельно наклонным конструкциям здания.
Проводники прямоугольного сечения крепят плоскостью к кирпичной или бетонной стене (рисунок 3) с помощью строительно-монтажного пистолета или пиротехнической оправки. К деревянным стенам заземляющие проводники прикрепляют шурупами. Опоры для крепления заземляющих проводников устанавливают с соблюдением следующих расстояний: между опорами на прямых участках—600...1000 мм, от вершин углов на поворотах—100 мм, от уровня пола помещения —400...600 мм.
В сырых, особо сырых и помещениях с едкими парами крепление заземляющих проводников непосредственно к стенам не разрешается, их приваривают к опорам, закрепленным дюбелями (рисунок 4) или вмазанным в стену.