Заземление нормы пуэ

Правила устройства электроустановок о заземлении

В промышленности заземление используется давно, в жилом фонде оно стало использоваться относительно недавно. Правда, в правилах устройства электроустановок (ПУЭ) о заземлении написано немало. Здесь четко расписано, как должен проводиться заземляющий контур, какие элементы должны в нем использоваться, параметры заземляющих контуров и все остальное. Вот почему к этой системе защите от утечек тока необходимо относится со всей ответственность, имеется в виду монтаж, расчет и обслуживание. Итак, заземление (ПУЭ лежит в основе) определяет безопасность эксплуатации электрических сетей.

Термины заземляющей системы

Прежде чем переходить к рассмотрению правил монтажа заземления, необходимо обозначить термины, которыми пользуются специалисты, проводя данный тип работ.

  • Во-первых, что такое заземляющее устройство? Это конструкция, состоящая из заземлителя и заземляющих проводников.
  • Во-вторых, что такое заземлитель? Это проводник из металла, который непосредственно соединяется с землей.
  • В-третьих, что такое заземляющие проводники? Это система металлических проводников, которые соединяют заземлитель с электрическим оборудованием.

Обратите внимание, что заземление электроустановки искусственным способом называется преднамеренным. Есть такое понятие, как сопротивление заземляющего устройства. Это, по сути, сумма сопротивлений заземлителя и заземляющих проводников. Если говорить о сопротивлении самого заземлителя, то это напряжение относительно земли к проходящему по металлическому проводнику току.

Заземлители искусственные и естественные

С терминами разобрались, теперь можно рассмотреть, какие проводники можно использовать в качестве заземлителя. По заголовку раздела становится понятным, что они могут быть или естественными, или искусственными.

К естественным относятся металлические системы подземных трубопроводов (водопровод, канализация, скважины) или металлические конструкции зданий и сооружений, глубоко входящие в землю.

Внимание! Трубопроводы, проложенные под землей, могут быть использованы в качестве естественного заземления лишь в том случае, если стыки труб были соединены газо- или электросваркой. Использовать в данных целях нефте-, газо- и бензопроводы запрещается. В ПУЭ это четко обозначено.

Что касается искусственных заземлителей, то для этого чаще всего используются металлические профили, которые вбиваются в землю на глубину от 2,5 до 3 м. Чаще всего для этих целей применяются стальные уголки с шириною полки 50 мм, арматуру или трубы. Обязательное условие – это оставить над поверхностью земли 10 см торчащего профиля. Заземлителей должно быть или четыре, или три, они устанавливаются или квадратом, или треугольником. Торчащие концы обвязываются круглой арматурой диаметром 10-16 мм или стальной полосой шириною 30 мм. Все стыки производятся только электросваркой.

Показатели сопротивления

Показатели сопротивления очень важны, когда идет речь о сетях с разным напряжением. Это четко зафиксировано в ПУЭ.

  • В электрических установках до 1000 вольт сопротивление должно составлять не больше 4 Ом.
  • Выше 1000 вольт – сопротивление не более 0,5 Ом.
  • Если в сети используются установки и больше и меньше 1000 вольт, то за расчетный показатель берется наименьший.

Правила монтажа

Внимание! Все соединения заземляющей системы производятся только сваркой, где два элемента или участка соединяются внахлест. Качество такого соединения проверятся ударом килограммового молотка. Сварные стыки обязательно надо обработать лаком на основе битума.

Теперь, что касается проводки заземляющих проводников. Их можно проводить по бетонным и кирпичным конструкциям, как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной. Крепление к конструкциям производится дюбелями, между которыми можно оставлять расстояние:

  • на прямолинейных участках в диапазоне 600-1000 мм;
  • на изгибах и поворотах не более 100 мм.

Расстояние от напольного основание до места крепежа должно составлять 400-600 мм. Если заземляющая система проводников будет прокладываться во влажных помещениях, то под них необходимо будет уложить подкладки толщиною не меньше 10 мм.

Правила заземления трубопроводов

Заземление трубопроводов – мероприятие обязательное, закрепленное в ПУЭ. Именно таким образом можно повысить безопасность их эксплуатации, ведь в трубных системах скапливается статическое электричество, плюс всегда есть вероятность попадания молнии в трубы. Требования правил устройства электроустановок обеспечить заземлением не только трубопроводы внешние, но и внутренние (технологические и коммуникационные).

В ПУЭ четко регламентировано, как должно проводиться заземление трубопроводов.

  • Во-первых, система труб должна быть единой непрерывной сетью, соединяемой в единый контур.
  • Во-вторых, к заземляющей системе трубопроводы должны быть подключены минимум в двух точках.

Что касается первой позиции, то это не значит, что сама трубопроводная система должна быть непрерывной. Здесь будет достаточно обеспечить соединение участков или отдельных трубопроводов в одну единую сеть, для чего чаще всего используются так называемые межфланцевые перемычки. По сути, это обычный медный провод марки или ПВЗ, или ПуГВ. Крепление перемычек к трубопроводу обеспечивается сваркой, болтовым соединением или устанавливается хомут заземления для труб.

Что касается второй позиции, то специалисты рекомендуют не разбрасываться по всей линии технологической цепочки, просто провести соединение в начале и конце контура.

Заключение по теме

Обычно система заземления работает достаточно долго, особенно это касается той ее части, которая располагается внутри помещений. Но иногда приходиться менять какие-то элементы или целые участки. Повторное подключение и сборка линии не требует каких-то других нюансов проведения работ. Главное – это плотное примыкание всех частей друг к другу, никакого обрыва, коррозии стыков и других изъянов.

Правила выполнения работ по устройству заземления

Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлитель – представляет собой металлический проводник, находящийся в непосредственном соединении с землёй.

Заземляющими проводниками являются металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановки с заземлителем.

Заземлением какой либо части электроустановки называют преднамеренное электрическое соединение с заземляющим устройством.

Напряжением относительно земли при замыкании на корпус называют напряжение между этим корпусом и точками земли, находящимися вне зоны токов в земле, но не ближе 20 м.

Сопротивление заземляющего устройства – это сумма сопротивлений, состоящие из сопротивления заземлителя относительно земли и сопротивления заземляющих проводников.

Сопротивление заземлителя – отношение напряжения на заземлителе относительно земли к току, проходящему через заземлитель.

Искуственные и естественные заземлители

Искусственные заземлители применяют тогда, когда естественные заземлители не не удовлетворяют требования ПУЭ. В качестве естественных заземлителей используются: проложенные в земле стальные водопроводные трубы, соединённые в стыках газо- или электросваркой; трубы артезианских скважин; металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие надёжное соединение с землёй; различного рода трубопроводы, проложенные под землей.

Не допускается использовать в качестве естественных заземлителей нефтепроводы бензопроводы газопроводы и м подобные.

Для искусственных заземлителей применяют отрезки угловой стали 50 мм. Длинной 2,5 – 3 метра, которые забивают вертикально в траншее глубиной 70 см., оставляя над поверхностью дна траншеи 10 см. заземлителя. К этим заземлителям приваривают, проложенную в траншее круглую сталь диаметром 10 – 16 мм. или полосовую сталь сечением мм. по всему контуру.

Сопротивление заземляющего устройства

По ПУЭ в электроустановках до 1000 В с глухим заземлением нейтрали сопротивление заземляющие устройства должно быть не боле 4 Ом. Для электроустановок выше 1000 В.с большими токами замыкания на землю сопротивление заземляющего устройство должно быть не более 0,5 Ом.

Для электроустановок выше 1000 В с малыми токами замыкания на землю сопротивление заземляющего устройства удовлетворять условию R з

Заземление по нормам ПУЭ

Нормы заземления строго регламентируются ПУЭ – Правилами устройств электроустановок. Компоненты электроустановок, которые не подвержены действию электрического напряжения, при аварийной ситуации могут попасть под напряжение.

Этими элементами могут быть: кожухи трансформаторов, корпуса, каркасы распределительных шкафов, осветительная арматура, стальные трубы электропроводки и др.

Защитное заземление работает только, если нарушена изоляция электрооборудования. В зависимости от напряжения электроустановок и сети снабжения могут использоваться различные варианты контура заземления.

Применение ПУЭ при выборе сопротивления

В случае нарушения ПУЭ люди, работающие на данном объекте, могут быть подвержены поражению электротоком. Заземление электроустановок, выполненное по нормам ПУЭ, позволяет безопасно прикасаться к деталям поврежденного электрооборудования. Сопротивление заземлителя зависит от параметров электроустановки, при различных показателях напряжения используют нормативы ПУЭ.

Установка заземления согласно ПУЭ

При изготовлении естественных заземлителей используются такие материалы, как: металлические трубы, находящиеся в земле без изоляции (за исключением труб для горючих жидкостей), металлические детали строительных конструкций, свинцовые оболочки кабелей и т.п.

Конструкции искусственных заземлителей делают из стальных стержней, вбитых в землю в вертикальном положении. Они соединяются посредством сварки с использованием стальных полос, которые привариваются к верхним частям стержней.

Те элементы электроустановки, которые нужно заземлить, соединяются с заземлителем с помощью ответвляющего элемента. Части, которые заземляются, недопустимо последовательно подключать к заземляющим магистралям. Элементы заземления крепятся к электроустановке с использованием болтов или сварки.

При установке контура заземления стоит в полной мере согласовываться с нормами ПУЭ. Лучше всего доверить это сертифицированным специалистам, которые выполнят работы по заземлению быстро и надежно.

Заказать услугу

Заказать расчет заземления и его установку во всех регионах России (в т.ч. Крым) Вы можете, связавшись с нами через форму Контакты или по телефону 8 800 777 16 92.

Смотрите так же:  Провода для мфу

Если у Вас возникли вопросы, Вы можете прямо сейчас связаться с нашим онлайн-менеджером и получить детальную консультацию по интересующему вопросу.

Детальнее о стоимости наших услуг Вы можете узнать в разделе Прайс-листы .

Контур заземления и молниеотвод – основа энергобезопастности частного дома

Урбанизация современного человека, появление в быту большого количества технических средств, использующих электричество, значительно повысили требования к электробезопасности, одним из основных компонентов которой является преднамеренное заземление открытых частей электрооборудования, в нормальном положении не находящихся под напряжением. Они распространяются и на частные дома, владельцы которых несут прямую ответственность за безопасность здания и его жильцов. Небольшие познания хозяина в электротехнике могут помочь ему сделать самостоятельно условия проживания комфортными и безопасными для жизни и здоровья окружающих.

До появления значительного количества бытового электрооборудования в частном доме не было необходимости в заземлении электропроводки. Сейчас же, даже на даче, не говоря уже о собственном коттедже, устанавливают десятки электрических приборов, от соприкосновения с корпусом которых можно получить удар током.

Дело в том, что со временем из-за износа изоляции на проводах уменьшается их сопротивление, поэтому может возникнуть «пробой» тока на корпус. Он может оказаться под напряжением и стать смертельно опасным для пользователей.

Кроме того, при длительной эксплуатации электроагрегатов на их внешних частях накапливаются значительные заряды статического электричества, воздействие которого на человека тоже малоприятно. В завершение ко всему они излучают большое количество электромагнитных волн, которые не менее пагубно влияют на здоровье людей.

Правильная установка заземления практически полностью избавляет человека от этих опасных факторов, особенно детей, которые более чувствительны к их воздействию.

Есть еще одна естественная и самая рискованная причина, по которой необходимость установки заземления возрастает – это воздействие грозовой молнии. Причем, чем меньше расстояние между грозовым облаком и подстилающей поверхностью (то есть крышей дома), тем больше вероятность «пробоя». Поэтому в регионах с частыми и интенсивными летними грозами, да еще, если дом оказался выше относительно окружающих сооружений, устанавливать молниеотвод нужно в обязательном порядке.

Прежде чем монтировать заземление, необходимо определиться с основными терминами и принципом его работы. В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ):

  • искусственное заземление – преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством;
  • заземляющее устройство (ЗУ) – конструкция, состоящая из заземлителя и заземляющих проводников;
  • заземлитель – проводник из металла, который непосредственно соединяется с землей;
  • заземляющие проводники – система металлических проводников, которые соединяют заземлитель с электрическим оборудованием.

К естественно заземленным относятся конструкции и строения, которые постоянно находятся в земле, а в качестве заземлителя служит, к примеру, железобетонный фундамент.

К естественным заземлителям также относятся металлические системы подземных трубопроводов (водопровод, канализация, скважины) или металлические конструкции зданий и сооружений, глубоко входящие в землю.

В соответствии с ПУЭ, трубопроводы, проложенные под землей, могут быть использованы в качестве естественного заземления лишь в том случае, если стыки труб были соединены сваркой. Использовать в данных целях нефте-, газо- и бензопроводы запрещается.

В качестве искусственных заземлителей используются металлические конструкции, состоящие из вертикальных и горизонтальных проводников (трубы, уголки, полосы) и соединенные в виде контура или гребенки.

Принцип же работы этой системы заключается в том, что при «утечке» электротока на открытые металлические поверхности оборудования заземляющее устройство позволяет мгновенно переправить часть его в почву, причем в зависимости от емкости ЗУ до значений, безопасных для здоровья человека или практически полностью. Это равноценно тому, как если бы каплю концентрированной кислоты разбавить в стакане или ведре воды – сама по себе она очень вредоносна для здоровья, а вот раствор, особенно в ведре, опасности уже не представляет.

В свою очередь объем емкости защитного сооружения зависит не только от размера конструкции, но и удельного сопротивления (проводимости) почвы, в который оно будет монтироваться.

Из таблицы 1 видно, что лучшей проводимостью обладают торф, чернозем, садовая земля, глина и суглинок, поэтому именно эти грунты лучше всего подходят для заземления. Скальные породы, пески для этих целей использовать нельзя.

Контур заземления частного дома должен быть выполнен в соответствии с нормами Правил устройства электроустановок. Полное их соблюдение с разработкой проекта, составлением необходимых проверочных документов после установки, актированием работ, привлечением для этого специалистов – очень затратное мероприятие. На эти расходы идут обычно при строительстве нового жилья.

Что же касается зданий, уже находящихся в эксплуатации, то задача их владельцев при установке защитного сооружения заключается в обеспечении прежде всего своей электробезопасности, а для этой цели достаточно придерживаться лишь отдельных положений документа. Причем, используя б/у материалы, сделать это своими руками вполне бюджетно и реально.

Но для начала необходимо убедиться, можно ли это выполнить при старой проводке. Разводка должна быть выполнена трехжильными проводами (третья из которых, окрашенная в желто-зеленый цвет, как раз и будет использоваться для заземления). А вот если установлены двужильные, без «земли» – придется менять на новые, причем с тремя жилами – при использовании однофазного тока с напряжением в 220 В и с пятью – если имеется и трехфазный ток с 380 В.

Чтобы заземляющее устройство могло справиться со своей задачей, его емкость должна быть больше «вместимости» всего используемого в доме оборудования и электропроводки, в противном случае оно только усугубит опасность. Поэтому в качестве материала для его изготовления в соответствии с ПУЭ можно применять медные и стальные стержни, арматуру, уголки, трубы с поперечным сечением не менее, чем предусмотрено в таблице 1. 7. 4.

Для частного дома оптимальными по конструкции и размеру являются ЗУ в виде треугольного контура со сторонами 3 м, изготовленные из трех вертикально расположенных, стальных уголков с полкой 50 мм и длиной 2,5 м, соединенных между собой стальной полосой шириной 40 мм или круглым прутом диаметром не менее 10 мм. Устанавливаются они на расстоянии не менее 1 м и не более 10 м от здания, в затененных и наиболее увлажненных местах. Так как верхние слои грунта обладают большим сопротивлением, чем нижние, то монтаж сооружения начинают из траншеи, вырытой на глубину 0,7 м.

Кроме ЗУ для устранения последствий утечки тока в сеть дополнительно встраивают на фазовом проводе устройство защитного отключения (УЗО), которое в этом случае мгновенно срабатывает, отключая всю проводку.

Но даже его наличие не спасет здание от негативных результатов, если к этому заземлению присоединить еще и молниеотвод. Поскольку для поглощения мощнейшей энергии грозового заряда емкости его просто не хватит, и тогда ток хлынет в обратную сторону, расплавляя на своем пути все проводники из-за того, что у УЗО есть некоторая реакция, и оно не успевает своевременно отключиться. Поэтому для защиты от молнии необходимо сооружать свой контур на отдалении от первого.

Монтаж следует начать с прокладки заземляющего медного кабеля сечением не менее 4 квадратов от силового электрощита до места будущего соединения с выходом от контура заземления. В щите он подсоединяется к главной заземляющей шине (ГЗШ). В нем же на разрыве фазового провода можно установить УЗО. Если в доме есть ввод сети напряжением 380 вольт, то от него должен прокладываться отдельный проводник сечением не менее 10 кв. мм.

Далее можно приступать к установке самого контура. Для этого на удалении не менее 1 м и не более 10 м от стены, из которой выведен заземляющий проводник от щитка, прокапывается траншея глубиной не менее полуметра в виде равностороннего треугольника с длиной сторон 3 м и направлением одного из углов в сторону дома. Затем от него следует докопать ее до фундамента.

В вершинах получившейся фигуры нужно раскопать ямы объема, который обеспечит комфортное выполнение последующих работ. В середину этих углублений вбиваются вертикальные заземлители (электроды) длиной 2-3 м (с оставлением концов до 10 см), в качестве которых используются стальные уголки с полкой 40-50 мм или круглые пруты диаметром не менее 12 мм. Для облегчения этой трудоемкой работы конец уголка можно заострить или, если есть возможность, пробурить ямы на всю длину стержней.

К оставленным участкам электросваркой, плотно, в «нахлестку» горизонтально привариваются стальные полосы шириной 30-40 мм или «кругляк» диаметром не менее 10 мм, замыкая их в единый контур. Такой же элемент основательно крепится на ближайший к стене угол с последующей выкладкой его к месту выхода медного кабеля и, чтобы их соединить между собой, к концу проводника ЗУ сваркой закрепляется болт М 8.

Соединения элементов конструкции, которые длительное время будут находиться в земле, должны быть только сварными и покрытыми токопроводящими материалами на основе битума (краску использовать нельзя, она диэлекритричная). Болтовые крепления не допускаются, так как со временем они корродируют, ухудшая качество заземления.

По завершении сборки контур заземления плотно засыпается землей.

Проверить, насколько качественно был проведен монтаж контура заземления, можно при помощи обычного бытового мультиметра, сверив напряжения между: заземляющий проводник – фаза и нулевой провод – фаза. При незначительной их разнице можно быть уверенным, что работы выполнены правильно. Если она значительная – какое-то соединение выполнено некачественно и его придется переделывать.

Смотрите так же:  Наушники что значат провода

Такую проверку можно сделать и без приборов, при помощи «контрольки» – патрона с лампочкой и оголенными проводами, один из которых нужно приложить к потенциалу, а второй на «ноль». Лампа ярко засветит, после этого его следует подключить к желто-зеленому проводнику – яркость должна уменьшиться или остаться прежней. Это подтверждение того, что «земля» работает. Если же нить накала будет чуть тлеть или погаснет – с сооружением имеются проблемы.

Мультиметром можно замерить и сопротивление ЗУ, одного из основных его качественных показателей. А так как приборы этого класса имеют большую погрешность, их показания не признаются при составлении официальных документов, но для домашнего пользования они вполне достаточны. Нормативами ПУЭ (пункт 7. 1. 101 седьмой редакции издания 2016 г.) определено, что для жилых объектов, эксплуатирующих сети с напряжениями 220 или 380 вольт, оно не должно превышать 30 Ом.

Для выполнения этих замеров необходимо установить еще один заземлитель. В его качестве можно использовать любой стальной или медный штырь сечением не менее 5 мм, который нужно воткнуть на отдалении 5-10 метров от контура на глубину до 1,5 м. Так как мультиметры не комплектуются длинными проводами, то стоит найти еще и провод с хорошим сечением, чтобы дотянуться от этого электрода до нейтрального выхода, а клемма потенциала подключается к выходу ЗУ.

Ток, пущенный включением определенной кнопки на приборе, пройдет по замкнутой цепи «контур – земля –вспомогательный стержень – прибор» и определит общее удельное сопротивление сооружения и прилегающего к нему грунта. Оно прямо пропорционально напряжению между клеммами мультиметра и обратно пропорционально заряду, который смог по ней пройти. Чем больше его прошло, тем выше проводимость и заземляющие свойства контура.

Чтобы эти показания были правдивее, необходимо по возможности избавиться от окружающих помех: установить прибор горизонтально, убедиться, что рядом нет мощных электроизлучателей.

Такие замеры в последующем придется проводить регулярно, не реже одного раза в год, так как со временем стальные штыри, находящиеся длительное время в земле, начнут покрываться коррозией, являющейся крайне сильным изолятором, ухудшающим проводимость. Поэтому, если сопротивление контура окажется выше нормативного, его необходимо будет заменить или реконструировать. Идеальным вариантом могло бы стать использование в качестве заземлителей омедненных уголков или медных стержней, но это очень дорогостоящие материалы.

Более точные показания можно получить только при помощи специальных приборов для измерения заземления, мегомметров типа М416 или Ф4103-М1, в которых в отличие от мультиметров используются способы многопроводникового подключения дополнительных электродов. А если для этого привлечь еще и специалистов энергообеспечивающих сетей, которые в своих замерах используют всевозможные поправочные коэффициенты окружающей среды, цифры эти окажутся правдивее.

Схема подключения мегомметра М416 при измерении сопротивления контура заземления:

Особенностью монтажа молниеотвода, состоящего из трех элементов (приемника, токоотвода и заземлителя), является то, что при установке компонентов, не соответствующих расчетным данным, «непрошеная гостья» с неба, несущая в себе непредсказуемо мощный заряд, который никакой контур заземления не в состоянии принять, обратным током просто расплавит всю конструкцию, вызвав пожар дома. Поэтому все ее составляющие должны обладать достаточной проводимостью и быть хорошо изолированы огнеупорными материалами от легковоспламеняющихся частей здания.

В продаже имеются готовые комплектующие для мачты, но они дорогие, а сложности в изготовлении этих сооружений нет, поэтому их легко сделать собственными руками из подручных материалов. Для молниеприемника используются медные или стальные стержни длиной 0,5-2 метра и сечением: медных – 35 кв. мм, стальных – 70 кв. мм.

При этом следует учитывать: одна вертикаль в состоянии покрыть площадь, радиус которой равен 1,5 ее величины. То есть если высота дома со штырем составляет 6 м, то он будет 9 м. Поэтому при необходимости их устанавливают несколько, подсоединив к одному токоотводу, в качестве которого используется медная или алюминиевая проволока толщиной 6 мм.

В частных домах, покрытых шифером, часто применяют горизонтальные приемники, в качестве которых используют стальной трос толщиной не менее 5 мм, натянутый над коньком крыши на деревянных столбиках.

Кровлю, изготовленную из профнастила, металлочерепицы и другого металлического покрытия, можно применять как молниеприемник. В этом случае материал должен быть не тоньше 0,4 мм, а под ним отсутствовать легковоспламеняющиеся предметы. К такой крыше достаточно присоединить токоотвод и вывести его на заземлитель.

Все соединения мачты должны быть болтовые или сварные, а компоненты проложены по кратчайшей линии до земли. Перед тем как подсоединить к контуру заземления, нужно мультиметром измерить сопротивление, подключив потенциал и нейтраль к ее концам – оно должно быть не более 10 Ом.

Что касается заземляющего устройства для молниеотвода, то его следует делать отдельно от сетевого и на значительном отдалении. Конечно, сейчас уже есть оборудование, которое позволяет свести все в одно ЗУ, но стоимость его настолько высока, что значительно превысит обустройство двух.

О функциональном заземлении

Добавлено 2 ноября 2016 года в 21:59, Ср

Об авторе блога http://vgs-design-el.blogspot.ru/

Сологубов Виктор Григорьевич, 65 лет. Закончил Харьковский институт радиоэлектроники в 1973 году, по специальности радиоинженер. Работал инженером-конструктором слаботочных систем автоматики, затем — проектировал системы электроснабжения. Сейчас занимаюсь тем, что мне нравится — веду блог, создаю новые интернет проекты. С вопросами и предложениями относительно содержания статей обращайтесь на E-mail по адресу [email protected]

Функциональное (рабочее) заземление используется для нормального функционирования электроустановки или оборудования, т.е. для их работы в обычном режиме, не в целях электробезопасности, поэтому его использование в качестве единственной системы заземления категорически запрещается.

Данный вид заземления может совмещаться с защитным заземлением или выполняться дополнительно к нему исходя из требований производителя оборудования, заказчика или нормативных документов.

Защитное заземление зачастую является источником перенапряжений и кондуктивных помех в слаботочных системах автоматического управления, измерительного, информационного или другого чувствительного к воздействию помех оборудования, что побуждает к поиску эффективных способов защиты подобного оборудования от различного рода помех и перенапряжений.

Источники помех в сетях заземления

К контуру защитного заземления подключено большое количество электротехнического оборудования с разными режимами работы по сети переменного тока и различной потребляемой мощностью. При коммутации цепей электроснабжения, производстве электросварочных работ и т. п. возникают большие переходные токи, которые могут превышать рабочие токи в сотни раз и создавать выбросы напряжения в сетях электроснабжения и заземления.

Протяженная цепь электроснабжения в случае, когда её основная часть проложена вне помещения по наружной трассе, представляет собой хорошую антенну для импульсных помех. При близких грозовых разрядах в цепях электроснабжения могут возникать выбросы напряжения от 10 до 20 кВ.

Поскольку любое заземление представляет собой обладающую низким сопротивлением цепь возврата тока, паразитные выбросы напряжения по цепям электроснабжения провоцируют в контуре заземления броски токов значительных амплитуд, вызывая кратковременные изменения разности потенциалов в его цепи величиной до сотен вольт и длительностью от единиц до сотен миллисекунд.

Для электротехнического оборудования, работающего на переменном токе, подобные изменения разности потенциалов в цепи действующего контура заземления не создают проблем.

Для слаботочных микропроцессорных устройств, напряжение электропитания которых составляет 5—12 В постоянного тока, изменения разности потенциалов могут порождать паразитные сигналы, которые воспринимаются электронной аппаратурой и приводят к сбоям и отказам в работе систем автоматики, повышенной погрешности измерений, выходу из строя чувствительных элементов, нестабильности регулируемых параметров, ошибкам в собираемых данных.

Способы защиты информационного оборудования от помех

1. Сеть с изолированной нейтралью

Радикальным решением описанных выше проблем с помехами по защитному заземлению является применение гальванической развязки по питанию (IT – сеть) с раздельным заземлением силовой и измерительной части системы, что исключает протекание токов помехи от силовой земли.

Осуществление гальванической развязки может выполняться с помощью развязывающего (разделительного) трансформатора или с помощью автономных источников питания: гальванических батарей и аккумуляторов.

Основная идея гальванической развязки заключается в том, что в электрической цепи полностью устраняется путь, по которому возможна передача кондуктивной помехи. Поскольку в такой сети нет гальванической связи между землей, фазой и нейтралью, то не образуется замкнутый токовый контур с землей и касание любого из силовых выходов разделительного трансформатора является безопасным. Токи утечки на землю составляют микроамперы, что значительно меньше уровня токов безопасности и не представляет угрозы для человека.

Разделительный трансформатор, кроме того, является хорошей защитой от импульсных, грозовых перенапряжений, что обеспечивает более надежную работу подключенной аппаратуры.

Таким образом, высокая надежность, электробезопасность и помехозащищенность сетей с изолированной нейтралью является их неоспоримым преимуществом.

Вместе с тем,применение разделительных трансформаторов с системами контроля изоляции (СКИ)требует достаточно больших затрат и возникает законный вопрос о целесообразности таких расходов.Эта тема заслуживает отдельного рассмотрения.

2. Электромагнитная совместимость оборудования (ЭМС)

В большинстве случаев сбоев и отказов в работе систем автоматики, вычислительной и измерительной техники можно избежать соблюдением требований электромагнитной совместимости оборудования и правил выполнения заземления таких систем:

  • Применение оборудования, которое отвечает требованиям соответствующих стандартов на электромагнитную совместимость (ЭМС);
  • Применение в цепях питающих фидеров устройства защиты от перенапряжений;
  • Присоединение металлических оболочек кабелей к совмещенной системе уравнивания потенциалов;
  • Разделение силовых и сигнальных кабелей и правильное выполнение их пересечений;
  • Применение сигнальных и информационных кабелей, соответствующих требованиям изготовителя к электромагнитной совместимости;
  • Силовые и сигнальные кабели должны быть отделены от токоотводов системы молниезащиты минимальным расстоянием либо при помощи экранирования в соответствии с МЭК 62305-3.
  • Электропитание слаботочных микропроцессорных устройств необходимо производить от источников бесперебойного электропитания (UPS), имеющих помехоподавляющие сетевые фильтры.
  • Наружные протяженные сети электроснабжения необходимо прокладывать кабелем с экранирующей оболочкой, подключаемой к действующему контуру защитного заземления.
  • Соединение заземлителей функционального и защитного заземления с целью уравнивания потенциалов между ними должно выполняться в одной точке на шине СУП или ГЗШ – токи утечки по РЕ проводнику не должны попадать на экраны кабелей.
Смотрите так же:  Мера измерения тока

3. Правильно выполненное заземление

Это один из основных и доступных методов уменьшения импульсных помех и перенапряжений, которые приводят к сбоям при работе слаботочного микропроцессорного оборудования. Правильное заземление обычно решает большую часть вопросов снижения перенапряжений и помех.

4. Уравнивание потенциалов

Уравнивание потенциалов между заземляющими устройствами разных назначений является основным условием обеспечения электробезопасности персонала. В помещениях, предназначенных для работы чувствительной к помехам аппаратуры, обязательно делают систему уравнивания потенциалов. По внутреннему периметру здания должен располагаться кольцевой соединительный проводник, соединенный с главной заземляющей шиной. Кольцевые проводники уравнивания потенциалов должны располагаться также на каждом этаже. Пример внутреннего контура системы уравнивания потенциалов по периметру здания показан на рис. 1.

Варианты функционального заземления

1. Реконструкция уже действующих объектов

В этом случае по условиям работы информационного оборудования часто требуется низкоомный заземлитель, который выполняется дополнительно к имеющемуся защитному заземлению электроустановки здания.

Согласно ПУЭ 1.7.55 «В первую очередь должны быть соблюдены требования, предъявляемые к защитному заземлению». Другими словами – на первом месте должна быть защита жизни и здоровья людей. Соответственно, шина функционального заземления (ШФЗ) должна быть соединена с защитным заземлением на главной заземляющей шине (ГЗШ) основной системы уравнивания потенциалов электроустановки здания, как показано на рис. 2.

Рис. 2

Данная схема заземления позволяет обеспечить электробезопасность в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50571-4-44-2011 (МЭК 60364-4-44), а также ПУЭ гл. 1.7 при условии, что имеющееся защитное заземление выполнено в полном соответствии с ПУЭ.

Опыт реконструкции действующих объектов показывает, что практически на всех объектах, особенно находящихся в эксплуатации 10 и более лет, обнаруживаются те или иные недостатки по заземлению: коррозия заземляющих устройств, несоответствие требованиям к сопротивлению заземлителя, несоблюдение требований электромагнитной совместимости.

Поэтому перед установкой информационного оборудования необходимо провести обследование устройств защитного заземления. Обследование заземляющих устройств включает в себя: внешний осмотр, вскрытие (при необходимости) находящихся в земле проводников, а также комплекс измерений параметров заземляющих устройств.

По результатам измерений должен быть выполнен соответствующий объем работ по восстановлению параметров защитного заземления, который целесообразно совместить с монтажом функционального заземления и переходом (при необходимости) на систему электропитания TN-S или TN-C-S.

Низкоомный заземлитель функционального заземления при этом желательно выполнять по «лучевой» схеме заземления, которая обеспечивает стабильную работу оборудования. В стесненных условиях возможно использование составного, глубинного заземлителя.

Функциональное заземление имеет свои требования к сопротивлению заземления, соответствующие требованиям предприятия-изготовителя аппаратуры или ведомственным нормам. Например, для средств вычислительной техники и информатики согласно СН 512-78 сопротивление заземления должно быть не более 1 Ом, для высокочувствительной медицинской аппаратуры в соответствии с Пособием по проектированию к СНиП 2.08.02-89 – не более 2 Ом и т. д.

2. Проектирование новых объектов

При проектировании новых объектов появляется возможность выполнить заземляющее устройство повторного защитного заземления на вводе в электроустановку здания на требуемое сопротивление функционального заземления, которое должно быть одновременно использовано для всех видов оборудования здания.

Схема заземляющего устройства повторного защитного заземления на требуемое сопротивление функционального заземления показана на рис. 3.

В здании устанавливается главная заземляющая шина (ГЗШ), к которой подключаются: заземляющий проводник повторного защитного заземления, РЕN проводник, проводник системы уравнивания потенциалов, РЕ шина питающей линии в системе TN, заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категорий, а также шина функционального заземления (ШФЗ).

Такая схема в последнее время получает широкое распространение при проектировании новых объектов и соответствует высокому уровню электробезопасности.

3. Независимое функциональное заземление

Иногда заземлитель функционального заземления приходится размещать отдельно, вне зоны влияния естественных и искусственных заземлителей электроустановки здания.

Выполнение функционального заземления, не связанного с заземляющим устройством защитного заземления и основной системой уравнивания потенциалов здания, нужно рассматривать как особый случай,в котором должны быть приняты специальные меры защиты людей от поражения электрическим током, исключающие возможность одновременного прикосновения к частям, присоединенным к системе уравнивания потенциалов электроустановки здания и к частям оборудования, присоединенным к независимому заземляющему устройству функционального заземления.

Всегда существует возможность возникновения разности потенциалов между раздельными системами заземления, если эти системы заземления находятся в пределах зоны ненулевого потенциала. Опасная разность потенциалов может возникнуть, например, при коротком замыкании на корпус электрооборудования в сети TN-S (до срабатывания системы защиты), при срабатывании молниезащиты (шаговое напряжение), при воздействии внешних электромагнитных полей и др.

С точки зрения электробезопасности вариант независимого функционального заземления (не связанного с заземляющим устройством защитного заземления) допустим, если аппаратура питается от разделительного трансформатора или заземлители разных назначений находятся на таком расстоянии, что между ними есть зона нулевого потенциала. Расстояние между двумя этими заземлителями должно быть ≥ 20 м.

Подробнее о территориально сближенных и независимых заземляющих устройствах см. в статье «Требования к заземляющим устройствам. Устраняем противоречия». Схема независимого функционального заземления показана на рис. 4.

Рис. 4

Необходимость устройства независимого функционального заземления может возникнуть, например, когда производитель информационного оборудования прямо указывает на необходимость автономного заземления (без отдельной «функциональной земли» оборудование не работает). В этом случае в шкафу с оборудованием производитель предусматривает две шины заземления:

  • защитная РЕ;
  • функциональная FE.

Функциональная шина FE изолирована от корпуса шкафа. К ней присоединяются экраны сигнальных (контрольных) кабелей. Шина FE соединяется медным изолированным кабелем (во избежание контакта с металлическими конструкциями здания) сечением не менее 1х25 мм2 с заземлителем, удаленным от заземлителя защитного (или любого другого) заземления на расстояние не менее 20 м. Защитное же заземление корпуса шкафа выполняется PE проводником на шину уравнивания потенциалов, соединенную с главной заземляющей шиной. Заметим, что эта шина FE внутри шкафа предусматривается самим заводом-изготовителем оборудования.

В качестве иллюстрации на рис. 5 приведен вариант независимого функционального заземления, не связанного с заземляющим устройством защитного заземления.

Рис. 5

Обоснование проектных решений

Чтобы не возникало сложностей с согласованием и сдачей проекта, нужно быть внимательным при получении ТЗ на проектирование. Если на проектируемом объекте применяется чувствительное к воздействию помех оборудование, то нужно сразу же запросить у заказчика или у производителя паспорта на данное оборудование, где должна быть обоснована необходимость устройства независимого заземлителя и указано требуемое сопротивление функционального заземления. Паспорта (сертификаты) на применяемое оборудование прилагаются к проекту и служат обоснованием проектных решений на всех этапах согласования проекта.

Независимое функциональное заземление выполняется по схеме на рис. 4.

Если независимый функциональный заземлитель производителем оборудования не предусматривается, то в этом случае функциональное заземление должно быть выполнено по одной из схем (рис. 2, 3) с учетом требований к электромагнитной совместимости. Изолированная шина функционального заземления в этом случае может быть установлена в отдельном ящике заземления, исключающем одновременное прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной разностью потенциалов при повреждении изоляции.

Пример такого ящика функционального заземления показан на рис. 6.

Похожие статьи:

  • Резисторы на 220 вольт Резистор металлокерамический 30W/R50K (0.5 OM) (9) INMIG150, 180 WESTER Самовывоз (8) Рязань г, Яблочкова проезд д.6, пункт выдачи «220 Вольт», оплата при получении Рязань г, Яблочкова проезд д.6, пункт выдачи «220 Вольт», по […]
  • Заземление в щитке частного дома Заземление в щитке частного дома Назначение защитного заземления При пробое изоляции питающего провода на металлическом корпусе незаземлённого прибора появляется потенциал. Если дотронуться к такому устройству, то можно получить удар […]
  • Можно ли подключить узо без заземления Подключение УЗО без заземления Специальные устройства защитного отключения (УЗО) рекомендуют устанавливать там, где существует высокая вероятность поражения током. Задачей устройства является оперативное отключение всего электрического […]
  • Электропроводка без гофры Кабель без гофры. Почему нельзя и когда можно. Каждый, кто сталкивается с монтажом электропроводки в доме, обязательно задается тремя вопросами: нужна ли гофра на потолке нужна ли гофра в стенах и третий, самый главный, а можно […]
  • Для чего нужно заземление компьютера Зачем нужно заземление в розетке Содержание статьи Зачем нужно заземление в розетке Где взять заземление в "хрущевке" Как определить фазу ноль Что происходит, если используется незаземленная розетка? Из школьного курса физики, […]
  • Компрессор 220 вольт москва Компрессоры Коаксиальные FIAC Компрессоры Fiac с прямым приводом Общая схема конструкции коаксиального поршневого компрессора с прямой передачей напоминает конструкцию обычного велосипедного насоса. Тот же поршень, привод и цилиндр, […]