Теорія і практика заземлення

By Немченко Лілія 8 років ago
Home  /  Статті  /  Теорія і практика заземлення

Сучасні технології інсталяції заземлення забезпечують ефективну і безпечну роботу дорогого технологічного, комунікаційного комп’ютерного обладнання

Організація систем заземлення регламентується «Правилами улаштування електроустановок» (ПУЕ), державними будівельними нормами, а також рядом ГОСТів. Згідно ПУЕ, опір заземлюючого пристрою (ЗП), до якого приєднані нейтралі джерела живлення або висновки джерела однофазного струму, повинно бути не більше 4 і 8 Ом відповідно при лінійних напругах 380 і 220 В джерела трифазного струму або 220 і 127 В джерела однофазного струму.

Параметри ЗП для обладнання зв’язку також регламентуються державними нормами, але, як показує практика, частіше – паспортними даними конкретного обладнання та галузевими (внутрішніми) нормами.

Непрофесійне і недбале ставлення багатьох інсталяторів до питань електробезпеки та, зокрема, до заземлення, призводить до таких типових помилок:

  • хаотичне виконання безлічі ЗП в межах однієї будівлі;
  • Неправильна прокладка заземлюючих провідників в будівлі;
  • Відсутність обладнання захисту від перенапруг і т. п.

Звичайно, в одній будівлі може бути організовано декілька ЗП, не пов’язаних між собою. Наприклад, для цифрової телефонної станції, як того вимагає ГОСТ 464-79, передбачається організація окремої системи заземлення. Але мало хто звертає увагу на те, що стандарт передбачає наявність окремої системи заземлення для полюса системи живлення постійного струму.

При живленні обладнання від мережі змінного струму з глухозаземленою нейтраллю організація, на перший погляд, відокремленого заземлення призводить до нестійкої роботи обладнання і навіть виходу його з ладу. Також при влаштуванні електрично незалежного заземлювача для функціонального заземлення, за умовами роботи інформаційного або іншого чутливого до впливу завад обладнання між заземлюючими пристроями, може виникнути різниця потенціалів.

Таким чином, неграмотно виконане заземлення призводить до утворення небажаних електромагнітних завад в роботі обладнання і небезпеки поразки людей електричним струмом.

Для мінімізації електромагнітних завад і забезпечення електробезпеки необхідно скорочувати кількість ЗП. Забезпечити це можна шляхом об’єднання контурів і організації головної заземлювальної шини (ГЗШ).

Головна заземлювальна шина повинна бути розташована якомога ближче до вхідних кабелів живлення і зв’язку і з’єднана з заземлювачем провідником мінімальної довжини. В такому випадку ГЗШ забезпечує найкраще вирівнювання потенціалів. ГЗШ, бажано, повинна бути мідною. Допускається виконання головних заземлюючих шин зі сталі. Застосування головних заземлюючих шин з алюмінію не допускається.

Величезну роль в правильності роботи обладнання відіграє прокладка сполучних дротів. В телекомунікації схема прокладки дротів повинна мати вигляд однокрапкової «зірки». Зважаючи на складність реалізації даної схеми використовується гібридна схема: паралельно одноточковий + послідовно одноточковий.

Але навіть правильно організована система заземлення не в змозі захистити обладнання від імпульсних перенапруг, викликаних розрядами блискавок, а також комутаціями в мережі живлення. ЗП тільки знизить вплив даного виду перенапруг на обладнання.

Захист від імпульсних перенапруг – трирівнева каскадна система обмежувачів перенапруг (ОПН). Залежно від зони захисту і рівня очікуваних перенапруг в будівлі в щитовій збірці, поверхових щитках і безпосередньо перед устаткуванням, яке захищається встановлюються ОПН, що представляють собою газонаповнені розрядники, варисторні і діодні елементи, високочастотні фільтри і т. д.

Рівні перенапруг, зони захисту, необхідне надійне обладнання і місця його установки – все це визначається виходячи з проектних рішень.

Для забезпечення надійної, довгострокової і безперебійної роботи високочутливого електронного обладнання будь-якого функціонального призначення необхідно комплексне створення систем заземлення та захисту від перенапруг.

Традиційна технологія заземлення.

Найпоширенішою і дешевою, на перший погляд, технологією заземлення є система, заснована на застосуванні елементів з чорного металу (кутники, арматура, труби, сталеві смуги). Відповідно до цієї технології для створення заземлюючих пристроїв, якi виходячи з проекту для конкретного об’єкта, в землю на глибину 3-6 м (іноді глибше) і на відстані 3-5 м один від одного вбивають вироби з металопрокату певного перерізу. Після цього всі вертикальні заземлювачі об’єднують між собою металевою смугою за допомогою зварювання або болтових з’єднань, створюючи тим самим в землі своєрідну «сітку».

Кількість вертикальних заземлювачів, глибина їх занурення і перетин вибираються за певною методикою, яку неважко знайти в спеціалізованій літературі.

Даний метод заземлення застосовують з самого початку електрифікації, і на сьогоднішній день його можна вважати основним. На жаль, навіть абсолютно правильно спроектоване і виконане ЗП на основі виробів з чорного металу не позбавлене серйозних недоліків. Зокрема, при зануренні в землю чорний метал, який використовується для заземлення, піддається руйнівному впливу корозії.

Це обмежує термін служби системи і веде до значного погіршення характеристик заземлення з плином часу. Нерідкі випадки, коли через кілька років після установки ЗП повністю виходить з ладу через руйнування його складових частин.

В процесі монтажу заземлення також виникають певні складнощі. Наприклад, виникає необхідність виконання значних обсягів земляних робіт, причому ці обсяги збільшуються прямо пропорційно зменшенню значення необхідного опору.

Проблема тут в тому, що далеко не завжди вдається забезпечити виконання робіт по монтажу заземлюючих пристроїв на необхідної за попереднім розрахунком території.

Особливо це стосується реконструйованих і модернізованих електроустановок і будівель. Часто для монтажу вертикальних заземлювачів потрібна наявність спеціальної техніки, яка дозволяє забивати заземлювачі на великі глибини. Це несе в собі додаткові труднощі і витрати.

Таким чином, при організації ЗП потрібно думати не тільки про показник опору на момент інсталяції, але і про подальшу експлуатацію даної системи.

Навіть правильно спроектований і виконаний заземлюючий пристрій (ЗП) на основі виробів з чорного металу піддається впливу корозії, що обмежує термін служби системи і призводить до значного погіршення характеристик заземлення з плином часу. Нерідкі випадки, коли через кілька років після установки ЗП повністю виходить з ладу через  руйнування його складових частин

Основний елемент модульно-стрижневий системи – покритий міддю металевий стрижень, як правило, довжиною 1,5 м діаметром від 14,2 до 20 мм

Терміни і визначення.

  • Заземлення – виконання електричного з’єднання між визначеною точкою системи, установки або обладнання і локальною землею.
  • Захисне заземлення – заземлення точки чи точок системи, установки або обладнання з метою забезпечення електробезпеки;
  • Функціональне (робоче) заземлення – заземлення точки чи точок системи, установки або обладнання з метою, не пов’язаною з електробезпекою (наприклад, для забезпечення електромагнітної сумісності).

Заземлюючий пристрій (ЗП) є невід’ємною частиною будь-якої електроустановки. Грамотно виконана система заземлення забезпечує правильну роботу обладнання та електробезпеки при його експлуатації.

Модульно-стрижнева система

Сучасна технологія створення ЗП – модульно-стрижнева система заземлення або система глибинного заземлення.

На українському ринку представлено кілька виробників відповідного обладнання.

Основним елементом модульно-стрижневої системи є металевий стрижень, як правило, довжиною 1,5 м, призначений для забивання в землю. Діаметр його знаходиться в межах від 14,2 до 20 мм, що повністю відповідає існуючим нормам. У його конструкції передбачена можливість приєднання такого ж стержня для нарощування довжини глибинного заземлювача. Інші елементи відіграють допоміжну роль. До них відносяться сполучні затиски, наконечники для забивання стрижнів в ґрунт, спеціальні засоби, що захищають змонтований пристрій від виникнення вогнищ корозії.

Принцип використання обладнання простий. На перший стрижень надівається наконечник, стрижень забивається в ґрунт за допомогою вібромолота, потім за допомогою сполучної муфти (або ж без муфти) з першим стрижнем з’єднують наступний. Подібний процес повторюється і триває до досягнення необхідного значення опору.

Дану систему можна використовувати для організації одноточкового і багатоточкового заземлюючого пристрою практично повсюдно. Монтаж виконується силами одного-двох чоловік.

Так як з глибиною питомий опір ґрунту знижується, то корисним виявляється властивість модульно-стерижневої системи досягати глибини до 50 м. Причому, щоб забити заземлювач на таку глибину, досить скористатися самим звичайним вібромолотом. З огляду на те, що заземлювач знаходиться на великій глибині, він не схильний до кліматичного впливу (замерзання або засихання поверхневого шару ґрунту). Крім того, з’являється можливість досягати низьких значень опору однією точкою, що дозволяє заощадити кількість матеріалів, значно зменшити обсяги земляних робіт, виконати заземлюючий пристрій на обмеженій території (навіть в підвалі будівлі).

Важливим є і матеріал, з якого виготовлені згадані стрижні.

Обміднені елементи мають високу вартість, але мають більший строк служби, не менше 40 років, так як мідне покриття навіть після окислення в землі зберігає свої провідні властивості протягом усього терміну експлуатації.

Оцинковані ж елементи мають термін служби близько 15 років. Як правило, вони застосовуються в ґрунтах з підвищеним вмістом алюмінію, де не можна використовувати мідь. Вироби з чорного металу в цьому випадку є неконкурентоспроможними.

Таким чином, сучасна модульно-стрижнева система створення заземлюючих пристроїв є гарною заміною традиційних методів заземлення, оскільки володіє набагато кращими характеристиками по всіх параметрах. Система не вимагає спеціальної техніки для монтажу і володіє великим терміном служби, що дозволить знизити експлуатаційні витрати.

Застосування сучасних методів створення ЗП дозволяє гарантовано отримати необхідний показник опору і стабільні параметри роботи обладнання на довгі роки.

Нормативні документи, що регламентують пристрій систем заземлення:

  • Правила будови електроустановок.ПУЕ (2006).
  • ДНАОП 0.00_1.32_01. Правила будови електроустановок. Електрообладнання спеціальніх установок. ПБЕ (2001).
  • ДСТУ 3680_98. Стійкість до Дії грозових розрядів. Методи захисту.
  • НАПБ А.01.001_95. Правила пожежної безпеки в Україні.
  • ДСТУ Б В.2.5_38: 2008. Улаштування блискавкозахисту будівель і споруд.
  • ДБН В.2.5_27_2006. Захисні заходи електробезпеки в електроустановках будинків і споруд.
  • ГОСТ 5238_81. Установки провідного зв’язку. Схеми захисту від небезпечних напруг і струмів, що виникають на лініях. Технічні вимоги.
  • ГОСТ 14857_76. Установки проводового мовлення. Схеми захисту від небезпечних напруг і струмів, що виникають на лініях проводового мовлення. Загальні вимоги і норми.
  • ГОСТ 464_79. Заземлення для стаціонарних установок проводовий зв’язку, радіорелейних станцій, радіотрансляційних вузлів дротяного мовлення і антен систем колективного прийому телебачення. Норми опору.
  • ГОСТ 27049_86. Захист устаткування проводовий зв’язку й обслуговуючого персоналу від атмосферних розрядів.
  • Правила безпечної ЕКСПЛУАТАЦІЇ електроустановок спожівачів.
  • ГОСТ 17441_84. З’єднання контактні електричні. Приймання і методи випробувань.
  • ГОСТ 16556_81. Заземлювачі для пересувних електроустановок. Загальні технічні умови.
  • Відомчі норми технологічного проектування підприємств електрозв’язку України.

 

Комерційний директор ТОВ “ЕФ ЕР ТІ – ГРУП”

Євген Кузьмінський

Category:
  Статті
this post was shared 0 times
 000
About

 Немченко Лілія

  (15 articles)