Устройство заземления

Устройство системы заземления представляет собой совокупность соединенных между собой проводящих частей, имеющих непосредственный электрический контакт с грунтом. Система заземления обеспечивает стекание токов различной природы в землю и совмещает в себе несколько функций:

• В первую очередь необходима для безопасной для человека эксплуатации электрического оборудования. Все металлические корпусы и другие токопроводящие части электрического оборудования соединяются с системой заземления. Данная мера не допускает возникновения опасного напряжения на металлических корпусах при повреждении изоляции электроприборов;
• Во-вторых, организуется для нормальной работы электрических и энергетических объектов (таких как электрические станции, линии электропередачи, электроподстанции и т.д.);
• В третьих, необходима для отведения токов молнии от системы молниезащиты в землю.

Устройство заземления любого объекта и назначения организуется из естественных и искусственных заземлителей. Железобетонные фундаменты, металлические коммуникации в грунте (трубы водоснабжения, канализации) относятся к естественным заземлителям.

все комплектующие систем заземления

Дополнительно, в большинстве случаев монтируется искусственный заземлитель – совокупность горизонтальных и вертикальных металлических проводников, проложенных в грунте и объединенных между собой. Все устройства искусственного заземлителя должны обеспечивать коррозионную и необходимую механическую прочность на весь срок службы. Наиболее распространенные материалы горизонтальных и вертикальных проводников и их минимальные сечения приведены в ГОСТ Р 50571.5.54 – 2013.

Рис 1. Устройство заземления. а) – заземление в линию; б) – контур заземления

Наиболее часто устройство заземления имеет горизонтальные проводники в форме полосы, прутка, трубы. Вертикальные заземлители обычно выполняют из круглых стержней, либо из уголка.

Для выполнения требования коррозионной стойкости широко распространены проводники из стали с оцинкованным, либо омедненным покрытием.

Соединение проводников между собой осуществляется специальными зажимами, соединителями, крепежами, либо сваркой.

Устройство заземления может включать только горизонтальный заземлитель, либо совокупность горизонтального и вертикального заземлителя.

Для протяженных зданий и сооружений ПУЭ предписывает выполнение заземлителя в виде внешнего замкнутого контура.

Согласно СО 153-34.21.122-2003 горизонтальные проводники рекомендуется прокладывать на глубине не менее 0,5 м от поверхности земли и на расстоянии не менее 1 м от стен и фундаментов.

Согласно ПУЭ в большинстве случаев рекомендуется выполнять общее (единое) заземляющее устройство, совмещающее приведенные функции.

Основной характеристикой заземления является значение его сопротивления. Оно показывает значение напряжения, возникающего на системе заземления, при протекании через него тока 1 А. Сопротивление заземления измеряется в омах [Ом]. Низким значением сопротивления считается от единиц до десятков Ом в зависимости от назначения объекта и электрических характеристик грунта – от значения удельного сопротивления грунта. Эта характеристика позволяет сравнивать различные типы грунтов по эффективности растеканию токов в грунте.

Удельное сопротивление грунта для различных типов почв варьируется в широких пределах. Также оно сильно колеблется в течение года из-за изменения количества влаги в почве, а также промерзания в зимний период. Наличие влаги в грунте существенно снижает удельное сопротивление грунта. В ГОСТ Р 50571.5.54–2013 приведены ориентировочные значения большинства типов грунтов, встречающихся на территории России.

Подробная таблица сопротивлений грунтов приведена по ссылке.

Для контроля состояния и эффективности работы системы заземления проводится измерение сопротивления заземлителя. Измерения проводятся специальными приборами согласно регламенту в зависимости от типа и назначения объекта.