2. Конструкция и эксплуатация заземляющих устройств.
По расположению заземлителей относительно заземленных корпусов, заземляющие устройства подразделяют на выносные и контурные.
Выносное заземляющее устройство показано на плакате 30.1.
Плакат 30.1- Заземляющее устройство сооружения с групповым
выносным заземлителем
Заземлители располагаются на некотором удалении от заземляемого оборудования. Поэтому заземленные корпуса находятся вне поля растекания тока в земле, и человек, касаясь корпуса, оказывается под полным напряжением относительно земли, если не учитывать коэффициента 2, UПР = UЗ. Так как 1 = 1, ток через человека
IЧ = IЗRЗ /RЧ .
Выносное заземление защищает только за счет малого сопротивления заземляющего устройства.
Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих устройств.
Заземлителем называется проводник (электрод) или совокупность металлически соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей (плак.30.1).
Заземляющим проводником называется проводник, соединяющий заземляемые части ЭУ с заземлителем.
Магистралью заземления называется заземляющий проводник с двумя или более ответвлениями.
Требования к конструкции заземляющих устройств
Заземлители, которые входят в состав групповых выносных и контурных заземляющих устройств, бывают естественные и искусственные.
В качестве естественных заземлителей рекомендуется использовать:
1. Железобетонные фундаменты производственных зданий и сооружений.
2. Технологические, кабельные и совмещенные эстакады промышленных предприятий.
3. Кабельные тоннели промышленных предприятий.
4. Рельсы электрифицированных железных дорог на станциях и перегонах, а также рельсы подъездных путей тяговых подстанций переменного тока.
5. Рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами.
6. Рельсы кранового пути при установке крана на открытом воздухе.
7. Обсадные трубы скважин.
8. Проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления.
9. Заземлители опор ВЛ, соединенные с заземляющим устройством электроустановки при помощи грозозащитного троса ВЛ (если трос не изолирован от опор ВЛ).
10. Нулевые провода ВЛ напряжением до 1 кВ с повторными заземлителями при числе ВЛ не менее двух.
11. Алюминиевые оболочки кабелей, проложенных в земле.
12. Металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, затворы и т.п.
Заземлители должны быть связаны с магистралями заземлителей не менее чем двумя проводниками, присоединенными к заземлителю в разных местах. Это требование не распространяется на опоры ВЛ, повторное заземление нулевого проводника и металлические оболочки кабелей.
Искусственные заземлители применяются тогда, когда естественные заземлители не обеспечивают требуемую величину сопротивления заземляющего устройства или напряжения прикосновения.
Для искусственных заземлителей применяют вертикальные и горизонтальные неокрашенные электроды.
В качестве вертикальных электродов используют прутковую сталь диаметром не менее 10 мм и угловую сталь с толщиной не менее 4 мм.
Горизонтальные электроды используют для гальванического соединения между собой вертикальных электродов, а также самостоятельно. Для этих целей применяют полосовую сталь сечением не менее 48 мм2 и сталь круглого сечения диаметром не менее 6 мм. Допускается применение заземлителей из электропроводящего бетона.
Для установки вертикальных заземлителей (рис.30.2) роют траншею. Верхние концы погруженных в землю вертикальных электродов соединяют стальной полосой с помощью сварки. В таких же траншеях прокладывают и горизонтальные электроды.
Заземляющие устройства не должны иметь окраски, кроме мест сварных соединений горизонтальных и вертикальных заземлителей, а также горизонтальных заземлителей между собой. Указанные места окрашиваются битумной или другими аналогичными красками. В случае опасности повышенной коррозии для заземлителей рекомендуется использовать сталь только круглого профиля и повышенного сечения, при повышенной коррозии могут применяться также оцинкованные или омедненные заземлители.
Активность грунта по отношению к стали в зависимости от одного из параметров – удельного сопротивления грунта, влияющего на скорость коррозии металла в грунте, приведена в табл.30.1.
Таблица 30.1-Зависимость коррозионной активности грунта от его удельного сопротивления
Коррозионная активность грунта |
Удельное сопротивление грунта, Ом·м |
Весьма высокая |
до 5 |
Высокая |
5 – 10 |
Повышенная |
10 – 20 |
Средняя |
20 – 100 |
Низкая |
Более 100 |
Наименьшие размеры стальных вертикальных заземлителей приведены ниже.
Прямоугольный заземлитель:
– сечение, мм2 – 48;
– толщина, мм – 4.
Толщина полки угловой стали, мм – 4.
Диаметр круглого заземлителя, мм:
– оцинкованного – 6;
– неоцинкованного – 10.
Для искусственных заземлителей следует применять сталь. Искусственные заземлители не должны окрашиваться. Сечение горизонтальных заземлителей для электроустановок напряжением выше 1 кВ выбирается по термической стойкости, исходя из допустимой температуры нагрева 400 °С. Не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под действием тепла трубопроводов и т.п. Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора.
В случае опасности коррозии заземлителей должно выполняться одно из следующих мероприятий: увеличение сечения заземлителей с учетом расчетного срока их службы, применение оцинкованных заземлителей, применение электрической защиты.
При устройстве групповых заземляющих устройств вертикальные электроды соединяются стальными полосами. Однако, иногда для осуществления защиты и выравнивания потенциалов вокруг ЭУ используют горизонтальные заземлители.
Горизонтальные заземлители. Глубина прокладки горизонтальных заземлителей должна быть не менее 700 – 800 мм. Она определяется зоной промерзания земли. Прокладка горизонтальных заземлителей в грунте показана на плак.30.3.
При наличии на строительной площадке значительного количества строительного мусора и камней засыпка горизонтального заземлителя сначала производится мягкой однородной землей с утрамбовкой на глубину 200 мм, а затем местным грунтом.
Это требование обусловлено усилением локальных коррозионных разрушений, возникающих при обратной засыпке перемешанным грунтом. Горизонтальный заземлитель из полосовой стали укладывается на дно траншеи на ребро.
