5.1.3 Устройство заземления

По расположению заземлителей относительно заземляемых корпусов, заземления делятся на выносные и контурные.

Выносное заземление показано на рисунке 5.1, б. Заземлители располагаются на некотором удалении от заземленного оборудования.

Поэтому заземляемые корпуса находятся вне поля растекания – на земле, и человек, касаясь корпуса, оказывается под полным напряжением корпуса относительно земли

U_пр=U_З. (5.4)

Так как ₁=1 , получим ток через человека

(5.5)

Выносное заземление защищает только за счет малого сопротивления заземления.

Контурное заземление показано на рисунке 5.2, заземлители располагаются по контуру вокруг заземляемого оборудования на небольшом (несколько метров) расстоянии друг от друга.

Поля растекания заземлителей накладываются, и любая точка поверхности грунта внутри контура имеет значительный потенциал. Вследствие этого внутри контура коэффициент напряжения прикосновения ₁ намного меньше единицы. Коэффициент напряжения шага также меньше максимально возможной величины.

Ток через человека, касающегося корпуса, в этом случае может быть значительно меньше, чем при выносном заземлении.

Рисунок 5.2 – Контурное заземление

Иногда при выполнении контурного заземления внутри контура проклады­вают горизонтальные полосы, которые дополнительно выравнивают потенциа­лы внутри контура (рисунок 5.3).

Рисунок 5.3 – Заземлитель с выравниванием потенциалов внутри

контура (сетка):

а – вид в плане; б – формы потенциальной кривой.

Чтобы уменьшить шаговые напря­жения за пределами контура вдоль про­ходов и проездов, в грунт закладывают специальные шины, как показано на рисунке 5.4.

Р исунок 5.4 – Выравнивание потенциалов за пределами контура

Для устройства защитного заземления применяются искусственные и естественные заземлители.

В качестве искусственных заземлителей в соответствии с [1] могут применяться стальные стержни диаметром не менее 16 мм для вертикальных заземлителей и диаметром не менее 10 мм для горизонтальных заземлителей, угловая (уголок) или прямоугольная (полоса) сталь с площадью поперечного сечения не менее 100 мм² и толщиной стенки не менее 4 мм, а также стальные тру­бы диаметром не менее 32 мм и толщиной стенки не менее 3,5 мм.

С тержни длиной 2,5 - 3 м погружаются (забиваются) в грунт вертикально в специально подготовленной вокруг защищаемой тер­ритории траншее (рисунок 5.5).

Рисунок 5.5 – Установка трубчатого заземлителя в траншее:

а – траншея; б – расположение электрода в грунте.

Вертикальные заземлители соединяются между собой стальной шиной, которая приваривается к каждому заземлителю со всех сторон.

В открытых электроустановках защищаемые корпуса нередко присоединяются непосредственно к заземлителю проводниками.

В зданиях прокладывается магистраль заземления, к которой присоединяются заземляющие проводники. Магистраль заземления соединяется с заземлителем не менее чем в двух местах.

В целом совокупность заземлителя и заземляющих проводников называется заземляющим устройством.

Заземляющими проводниками называются проводники, соединяющие заземляемые части с заземлителем.

В качестве естественных заземлителей могут быть использованы:

1) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в не­агрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;

2) металлические трубы водопровода, проложенные в земле;

3) обсадные трубы буровых скважин;

4) металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т. п.;

5) рельсовые пути магистральных неэлектрифицирован­ных железных дорог и подъездные пути при наличии предна­меренного устройства перемычек между рельсами;

6) другие находящиеся в земле металлические конструк­ции и сооружения;

7) металлические оболочки бронированных кабелей, про­ложенных в земле. Оболочки кабелей могут служить един­ственными заземлителями при количестве кабелей не менее двух. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в каче­стве заземлителей не допускается.

Не допускается использовать в качестве заземли­телей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взры­воопасных газов и смесей и трубопроводов канализации и центрального отопления. Указанные ограничения не исклю­чают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциа­лов.

Не следует использовать в качестве заземлителей железо­бетонные конструкции зданий и сооружений с предварительно напряженной арматурой, однако это ограничение не распро­страняется на опоры воздушных линий электропередачи и опорные конструкции открытых распределительных устройств.

Возможность использования естественных заземлителей по условию плотности протекающих по ним токов, необходи­мость сварки арматурных стержней железобетонных фунда­ментов и конструкций, приварки анкерных болтов стальных колонн к арматурным стержням железобетонных фундамен­тов, а также возможность использования фундаментов в силь­ноагрессивных средах должны быть определены расчетом.