Монтаж заземляющих устройств
Монтаж заземлителей. Искусственные заземлители сооружают только в случае, если естественные заземлители (железобетонные фундаменты зданий и сооружений и др.) не обеспечивают сопротивление растеканию, требуемое ПУЭ.
Углубленные заземлители, заранее заготовленные, укладывают на дно котлованов под фундаменты зданий и сооружений при производстве строительных работ. Вертикальные заземлители из угловой стали и труб погружают в грунт путем забивки или вдавливания. Вертикальные заземлители из круглой стали ввертывают в грунт или вдавливают. Для этих целей используют различного рода передвижные механизмы (копры, автоямобуры, вибраторы, гидропрессы, бурильно-крановые машины) и ручные приспособления (рис.7). Наиболее эффективен метод вдавливания.
Расчет заземляющих устройств сводится к определению переходного сопротивления растекания тока замыкания на землю с заземлителей, зависящего от удельного сопротивления слоев грунта ρ. Сопротивление слоев грунта зависит от их состава, влажности, уровня грунтовых вод и температуры. Наиболее точно ρ можно определить непосредственным промером на месте одним из существующих методов. Рекомендуемые при предварительных расчетах значения для различных грунтов и повышающие коэффициенты в промерзающих грунтах приводятся в справочниках.
После того, как заземляющее устройство выполнено, обязательно измеряется его сопротивление, и если оно будет отличаться от нормативного, то его снижают, добавляя число заземлителей или повышая проводимость грунта, внося в него шлак, соль или иные вещества.
Произведя расчет для искусственных заземлителей, предварительно определяют, не окажется ли достаточно естественных заземлителей, а уже затем подсчитывают необходимое сопротивление заземлителей искусственных
где Rиск — сопротивление заземлителей искусственных, Rec — то же, естественных, Rзу — нормальное сопротивление.
Заземлители свариваются со стальной полосой сечением 40x4 мм или таким же прутком. Эти полосы укладывают в землю на глубину 0,7 м и образуют общий контур заземлителей.
Стальной пруток длиной 5 м в нормальном грунте (суглинок) при ρ = 100 ом х м имеет переходное сопротивление 22,7 Ом. Для получения нормативного сопротивления растеканию одиночного заземлителя 22,7 Ом подсчитывается сопротивление контура, которое состоит из сопротивления вертикальных Rв и горизонтальных электродов в виде соединительной полосы Rг, включенных параллельно.
Рис. 1. Заземляющие устройства: а — линии тока параллельно включенных заземлителей, б — контур заземления отдельно стоящей трансформаторной подстанции, в — то же встроенной подстанции- 1 — заземлители, 2 — внутренний контур заземления
Расстояние между электродами должно быть не менее их длины во избежание явления их взаимного экранирования (рис. 1 а), что ведет к увеличению сопротивления заземлителя. Контур выполняется в форме прямоугольника, охватывающего электроустановку (например, отдельно стоящую станцию или подстанцию). Если электроустановка встроена в здание, то контур заземлителей делается выносным и присоединяется к внутреннему контуру (внутри здания) не менее чем двумя полосами (рис. 1. б, в).
В установках с изолированной нейтралью и малыми токами замыкания на землю сечение заземляющих проводников считается достаточным: медных 25, алюминиевых 35, стальных 120 мм2. Минимальное сечение круглой или полосовой стали магистралей заземления должно быть не менее 100 м2 в установках до 1000 В и 120 мм2 в установках выше 1000 В.
Для электроустановок напряжением выше 1000 В с малыми токами замыкания на землю сопротивление заземляющего устройства должно удовлетворять условию
где Uз принимается 250 В, если заземляющее устройство используется только для установок напряжением выше 1000 В, и Uз=125 В, если заземляющее устройство используется одновременно и для установок напряжением до 1000 В,
Iз — расчетный ток замыкания на землю, А.
В расчетах заземляющих устройств используют следующие упрощенные формулы, определяющие сопротивление, искусственных заземлителей:
- для углубленного пруткового электрода диаметром 10— 12 мм, длиной около 5 м
- для электрода из уголковой стали 50x50x5 мм и длиной 2,5—2,7 м
- для электрода из трубы диаметром 50—60 мм и длиной 2,5 м
В установках напряжением до 1000 В правильный выбор заземляющих устройств обеспечивает и условия быстрого и надежного отключения участка сети (электроустановки) в случае короткого замыкания.
Рис.7. Погружение в грунт вертикальных заземлителей:
а - забивка в грунт с помощью копра;
б - приспособление к ямобуру АБ-400 для вдавливания заземлителей в грунт;
в - приспособление к электросверлилке для ввертывания стержневых электродов в грунт;
г - приспособление к бурильно-крановой машине для вдавливания стержневых электродов в грунт.
Глубина заложения верха вертикальных заземлителей должна быть равна 0,6-0,7 м от уровня планировочной отметки земли и выступать от дна траншеи на 0,1-0,2 м (рис.8) для удобства приварки к ним соединительных горизонтальных полос или круглых стержней. Горизонтальные заземлители и соединительные полосы (стержни) между вертикальными заземлителями укладывают в траншеи глубиной 0,6-0,7 м от уровня планировочной отметки земли. Рытье траншей производится землеройными машинами.
Рис.8. Размещение вертикальных заземлителей в грунте:
а - не требующем специальной обработки;
б - требующем специальной обработки;
в - соединения заземлителей с полосовой сталью.
Все соединения в цепях заземлителей выполняют сваркой внахлест. Качество сварных швов проверяют осмотром, а прочность - ударом молотка массой 1 кг. Места сварки во избежание коррозии покрывают битумным лаком.
У мест ввода заземляющих проводников в здания устанавливают опознавательные знаки заземлителя.
Расположенные в земле заземлители и заземляющие Е проводники не окрашивают. Если в грунте содержатся примеси, вызывающие повышенную коррозию, применяют заземлители увеличенного сечения, оцинкованные или омедненные заземлители или осуществляют электрическую защиту от коррозии.
Горизонтальные заземлители в местах пересечения с подземными сооружениями (кабелями, трубопроводами), с железнодорожными путями и дорогами, а также в местах возможных механических повреждений защищают асбестоцементными безнапорными трубами.
По окончании монтажа заземлителей перед засыпкой траншей составляют акт освидетельствования скрытых работ.
Монтаж заземляющих и нулевых защитных проводников. Заземляющие и нулевые защитные проводники в помещениях и в наружных установках должны быть доступны для осмотра. Это требование не относится к нулевым жилам и металлическим оболочкам кабелей, трубам скрытой электропроводки, металлоконструкциям и трубам, находящимся в земле и фундаментах, а также заземляющим и нулевым защитным проводникам, проложенным в трубах и коробах и в скрытых несменяемых электропроводках.
Заземляющие проводники прокладывают горизонтально и вертикально или параллельно наклонным конструкциям зданий.
В сухих помещениях заземляющие проводники по бетонным и кирпичным основаниям могут укладываться непосредственно по основаниям с креплением полос дюбель-гвоздями, а в сырых, особо сырых помещениях и в помещениях с едкими парами прокладку проводников выполняют на подкладках или опорах (держателях) на расстоянии не менее 10 мм от основания (рис.9).
Проводники крепят на расстояниях: 600-1000 мм между креплениями на прямых участках, 100 мм на поворотах от вершин углов, 100 мм от мест ответвлений, 400-600 мм от уровня пола помещения и не менее 50 мм от нижней поверхности съемных перекрытий каналов. Через стены, перегородки и перекрытия заземляющие проводники прокладывают в открытых проемах или в гильзах, а при пересечении температурных швов устанавливают компенсаторы.
Соединение заземляющих проводников и присоединение их к металлическим конструкциям зданий выполняют сваркой, за исключением разъемных мест, предназначенных для измерений. Длину нахлестки для сварки проводников при соединениях принимают равной ширине полосы при прямоугольном сечении и шести диаметрам - при круглом сечении.
К корпусам машин и аппаратов заземляющие проводники присоединяют, как правило, под заземляющий болт, имеющийся на их корпусах. Машины, установленные на салазках, заземляют путем присоединения к последним заземляющего проводника.
Рис.9. Крепление заземляющих проводников из полосовой стали:
а - непосредственно к стене;
б - на подкладках;
в - на держателе для полосовой и круглой стали;
1 - дюбель;
2 - полоса (шина заземления);
3 - подкладка из полосовой стали;
4 - держатель для плоских и круглых проводников
При наличии сотрясений или вибрации принимают меры против ослабления контакта (установка контргайки, контрящих шайб и т.п.). Контактные поверхности на электрооборудовании и у заземляющих проводников в местах болтового соединения зачищают до металлического блеска и покрывают тонким слоем вазелина.
Способ соединения заземляющих проводников и подсоединения их к заземляющим болтам указан на рис.10.
Рис.10. Соединение и присоединение заземляющих проводников:
а - соединение сваркой полосовой стали;
б - соединение сваркой круглой стали;
в - присоединение к заземляющему болту круглой стали;
г - присоединение к трубопроводу полосовой стали сваркой
Если на трубопроводах, используемых в качестве заземлителей, установлены задвижки, водомеры или выполнены болтовые фланцевые соединения, то в этих местах приваривают или устанавливают на хомутах обходные перемычки сечением не менее 100 мм .
Открыто проложенные заземляющие и нулевые защитные проводники имеют отличительную окраску - по зеленому фону желтая полоса вдоль проводника. Окраске не подлежат места, предназначенные для подсоединения инвентарных переносных заземлителей.
Монтаж устройств молниезащиты зданий и сооружений выполняют в соответствии с Инструкцией. Устройства молниезащиты (молниеотводы) состоят из молниеприемников, непосредственно воспринимающих на себя удар молнии, токоотводов и заземлителей, Молниеприемники применяют следующих видов:
стержневые - из вертикально установленного стержня из стали круглой, полосовой, угловой, трубчатой сечением не менее 100 мм , длиной не менее 200 мм, укрепленного на опоре или непосредственно на самом защищаемом здании или сооружении;
тросовые - из стального многопроволочного оцинкованного троса не менее 35 мм (диаметр около 7 мм), укрепленного на опорах над защищаемыми зданиями или сооружениями; в виде молниеприемной сетки из стальной проволоки диаметром 6 мм, уложенной на неметаллическую кровлю здания непосредственно или под несгораемый утеплитель. В зависимости от категории здания по устройству молниезащиты сетки применяют с ячейками размерами 6X6; 3X12; 12X12; 6X24 м. Молниеприемником может служить также металлическая кровля и другие металлические части, возвышающиеся над зданием (сооружением).
Конструкции токоотводов и заземлителей в устройствах молниезащиты подобны конструкциям заземляющих проводников и заземлителей в устройствах защитного заземления электроустановок, поэтому требования к их устройству и прокладке, а также методы производства монтажных работ аналогичны описанным выше.
Содержание: Расчет заземления • Практические данные: отличия от расчетных Расчет заземления в виде нескольких электродов