Заземляющий штырь – Модульно штыревое заземление — секреты и ошибки монтажа в частном доме.

Модульно-штыревое заземление своими руками: инструкция, монтаж

Монтаж модульно-штыревого заземления является отличным вариантом установки заземляющей системы (заземляющего контура) в частном доме. В данном случае продолжительность монтажных работ существенно сокращается. Функции заземлителя при этом не уступают контуру заземления, выполненному по схеме треугольник с помощью сварки и другим аналогичным системам (линейной, глубинной, электролитической и т.д.). В этой публикации мы подробно покажем, как смонтировать модульно штыревое заземление своими руками и какое преимущество оно имеет перед другими системами.

Конструкция системы

Чем же интересна эта система для собственников частных домов и что входит в ее комплект? Конструкция состоит из стальных штырей длиной 1,5 метра с электрохимическим медным покрытием и имеющих возможность соединяться с помощью муфт. Для соединения горизонтальных и вертикальных частей конструкции в комплект входят латунные зажимы. Конусообразные наконечники предназначены для облегчения погружения штырей в землю.

Модульно-штыревое заземление

Сборка модульно-штыревого заземления производится в следующем порядке: на верхнюю часть штыря накручивается муфта, в которую в свою очередь монтируется ударная головка (насадка для забивания). На нижнюю часть конструкции устанавливается стальной наконечник. Он упрощает процесс заглубления штырей заземления в землю. Есть несколько разновидностей наконечников, область применения которых зависит от твердости грунта.

Комплект модульно-штыревого заземления

Помимо этого, к комплекту прилагается специальная токопроводящая паста, назначение которой – защита от коррозии и постоянное поддержание электрического сопротивления при эксплуатации. Электропроводящая паста наносится на все резьбовые соединения конструкции.  От коррозии можно использовать специальную влагонепроницаемую клейкую ленту, она устойчива к кислотам, солям и газам, не пропускает влагу.

Последовательный монтаж элементов

Установка модульно-штыревого заземления производится легко и просто. Резьбу первого штыря смазываем токопроводящей антикоррозийной пастой и накручиваем на нее конусообразный наконечник. На другой конец таким же образом устанавливаем соединительную муфту и вкручиваем в нее ударную головку, предназначенную для защиты штыря от ударной нагрузки перфоратора.

Установка заземлителя в грунт

Модульно-штыревое заземление, которое собрали, опускаем в заранее подготовленное углубление в земле. Нужно максимально глубоко воткнуть его в грунт своими руками. Затем подключить к сети перфоратор и вставить его насадку в ударную (направляющую) головку. Таким образом штырь будет погружаться в грунт при воздействии на него ударной силы перфоратора. Для присоединения следующего стержня необходимо оставить примерно 20 см от земли.

Ниже мы приводим инструкцию завода-изготовителя по монтажу системы заземления с помощью перфоратора

Инструкция по монтажу модульно-штыревого заземления

После этого следует замерить сопротивление заземления. Для этого необходимо снять ударную головку и к тому месту, где она располагалась подсоединить специальный прибор, омметр.

Прибор для измерение сопротивления заземления М-416

После того как заглубили первый штырь в землю на всю длину, направляющая головка для перфоратора снимается и через соединительную муфту прикручивается следующий штырь. На верхнюю часть снова монтируем соединительную муфту и направляющую головку под перфоратор, после чего процесс повторяется.

Обратите внимание! Штыри модульной системы допускается располагать не только в линию. Их можно вбивать в угловых точках по системе треугольника, а также по дуге. Суммарное сопротивление растеканию тока, создаваемое всей цепочкой, не должно превышать 3-4 Ома.

Количество вбиваемых штырей будет зависеть от суммарного сопротивления растеканию тока всей системы. О способах замера сопротивления заземления вы можете ознакомиться в нашей статье. На рисунке ниже указывается схема изменения сопротивления в зависимости от длины электродов (штырей):

График зависимости сопротивления растеканию заземлителя

После заглубления всех штырей необходимо их соединить горизонтальным заземлителем с помощью латунных зажимов. Один из вертикальных заземлителей соединяется через проводник с электрическим щитом.

Недостатки и преимущества

Если сравнить модульно-штыревое заземление с заземляющим контуром, изготовленным с помощью сварки, то штыревое заземление будет иметь следующие преимущества:

• Легкая и простая установка;
• Монтаж можно произвести самостоятельно своими руками;
• Не требуются сварочные работы, так как вся система монтируется с помощью зажимов и соединительных муфт;
• Нет тяжелых земляных работ;
• Система не поддается коррозии, так как состоит из омедненных элементов и соответственно имеет продолжительный срок службы;
• Все элементы модульно-штыревой системы обладают высоким качеством, так как изготовлены на промышленном предприятии;
•  Дополнительные подготовительные работы не требуются.

Единственным минусом модульно-штыревого заземления является его высокая цена. Но, учитывая все вышеуказанные преимущества, данная система является самым выгодным вариантом для обеспечения электробезопасности частного дома.

Видео по теме

В завершение нашей статьи предлагаем посмотреть видео о монтаже штыревого заземлителя с помощью перфоратора.

fishkielektrika.ru

Модульно штыревое заземление: своими руками, инструкция, монтаж

Модульно-штыревое заземление обеспечивает минимальное сопротивление грунта распространению в нем электрического тока. Такой способ заземления находит широкое применение в промышленных, административных зданиях, частных домах. Расскажем, как сделать его своими руками, какие правила нужно знать при работе с устройством.

Что включает в себя система?

Система продается комплектом, но при необходимости, можно приобрести его компоненты отдельно.

В комплект включены:

• Вертикальные металлические полутораметровые стержни с резьбой, обработанные медью.

Штырь 58-11″UNC Длина стержня: 1500 мм. Диаметр стержня: 14,2 мм. Резьба: 5/8”-11 UNC с двух сторон омедненная. Протяженность резьбы: 30 мм. Вес, 1,85 кг.

• Латунные резьбовые муфты, служащие соединительными элементами между штырями.

 

Муфта соединительная МС-58-11 Латунь Л-63 (допускается изготовление из бронзы). L=70 мм. Диаметр 22 мм. Резьба внутренняя: 5/8”-11 UNC. Протяженность резьбы 60 мм. Вес 0,114 кг.

 

• Латунные зажимы, соединяют металлический штырь с металлической полосой.

 

Латунные зажимы универсальные МС-58-11

 

• Наконечники, надеваемые на стержень, вертикально вставляющийся в грунт. Существует несколько видов наконечников, предусмотренных для обычной и очень твердой почвы, значительно облегчающих погружение за счет острого нижнего конца.

 

Наконечник 58-11″UNC L= 42 мм. Ø20 мм. Резьба: внутренняя 5/8”-11 UNC. Протяженность резьбы: 20 мм. Вес 0,045 кг.

 

• Посадочная площадка с ударным винтом, служащая для передачи усилия от вибрационного молота.

 

Посадочная площадка служит для передачи усилий от отбойного молотка на стержень. Посадочная площадка 5/8”-11 UNC L= 53 мм. Ø 23,6 мм. Резьба наружная 5/8”-11 UNC L=35 мм Вес 0,110 кг.

 

Насадка ударная НУ Длина 265 мм. Основная часть Ø 18 мм. Рабочая часть Ø 11,7 мм. Длина рабочей части 14,5 мм.

 

• Для защиты от коррозии все соединительные элементы на резьбе покрываются входящей в комплект поставки антикоррозийной графитной пастой. Она не растекается даже при сильном нагревании и служит для поддержания электрического сопротивления.
• Пластичная, влагостойкая, устойчивая к воздействию агрессивных растворов антикоррозийная лента служит для защиты от разрушения всех металлических элементов заземления.

Для обслуживания системы требуется устройство ревизионного люка.

1. Посадочная площадка с ударным винтом. 2.Установочная муфта. 3. Зажим, удерживающий стержень в вертикальном положении. 4. Соединительная муфта. 5. Заземляющий стержень. 5. Металлический наконечник.

Конструкция модульно-штыревого заземления

Преимущества модульной системы заземления

Система модульно-штыревого заземления отличается следующими преимуществами:

• Легкость монтажа — для установки понадобится один или два человека, минимум инструментов. Читайте также статью: → «Контур заземления: монтаж».
• Исключается большой объем земляных и сварочных работ, все соединения производятся через муфты. Установку можно провести за 3-4 часа.
• Занимает менее 1 кв. метра площади. Ее можно установить даже в подвальном помещении или возле стен здания.
• Срок службы составляет более 30 лет.
• Не подвержена коррозии, так как все элементы покрываются антикоррозийными смазочными веществами.
• Все детали системы изготавливаются в заводских условиях, соответственно, имеют высокое качество.
• Для установки пригодны практически любые виды грунта.

Недостатки модульно-штыревой системы

Модульно-штыревым системам также свойственны и некоторые недостатки:

• Высокая стоимость модульной заземляющей системы.
• Невозможность проведения монтажа на каменистом грунте.
• Ввод в эксплуатацию предполагает оформление акта скрытых работ, составления протокола измерений сопротивления, а также разработку технического паспорта со схемой заземления. Документы необходимо хранить на протяжении всего срока использования. Читайте также статью: → «Подключение к электросети».

Монтаж системы своими руками

Монтаж можно выполнить с привлечением специалистов или собственными силами. Для выполнения работ потребуются:

• отбойный молоток или перфоратор, значительно упрощающий установку устройства;
• измеритель сопротивления.

Этапы установки системы:

1. Рассчитываем необходимую глубину залегания, определяемся с требуемым количеством стержней и величиной их погружения в грунт.
2. Отступив на 1,5 м от стены здания, роем яму шириной, длиной и глубиной по 20 см, отступив на полтора метра от стены.
3. Вблизи места проведения монтажных работ устанавливаем измеритель сопротивления, на расстоянии 10 и 25 метров от него забиваем в грунт измерительные электроды, подключаем прибор.

Совет №1. Если нет возможности измерить сопротивление после установки каждого штыря, можно заглубить систему на более низкий уровень от 15 до 30 метров, и вызвать представителей лаборатории, которые произведут все необходимые замеры и оформят документацию.

Схема расположения электродов при модульно-штыковой системе

4. Подготавливаем устройство. Обрабатываем резьбу с обеих сторон графитной пастой (или аналогичным составом). Надеваем наконечник на резьбу, на второй конец устанавливаем соединительную муфту. Накручиваем посадочную ударную насадку, которая будет контактировать с вибрационным молотом. Удерживать стержень в вертикальном положении будет специальный зажим.
5. Вставляем в яму наконечником вниз подготовленный стержень. Используя отбойный молоток, заколачиваем стержень в землю, оставив 20 см над поверхностью для стыковки со вторым стержнем. Снимаем посадочную ударную насадку.
6. Измеряем сопротивление, соединив измеритель со стержнем.
7. Обрабатываем муфту токопроводящей антикоррозийной пастой и вкручиваем в нее следующий стержень, а на него снова муфту, обработанную пастой. Устанавливаем насадку и вколачиваем в землю по той же схеме с использованием молота. Измеряем сопротивление. Вновь наращиваем стержень, повторяя это действие до тех пор, пока сопротивление не достигнет 4 Ом.
8. Последний штырь забиваем на такую глубину, чтобы из него можно было выкрутить муфту, и оставляем над землей около 10 см.

Готовое модульно-штыревое заземление

9. Далее соединяем вертикальный заземлитель с горизонтальным заземляющим проводником. Зажим состоит из трех пластин, имеет четыре крепления на болтах. В нем предусмотрены разъемы под заземляющий стержень, кабель и стальную полосу. На наружный конец штыря привинчиваем зажим — той стороной, которая предназначена под стержень. На другую сторону зажима привинчиваем болтом кабель или металлическую полосу, укладывая между ними пластину, защищающую от коррозии контактирующие между собой элементы. Все болтовые соединения обрабатываем пластичной влагостойкой лентой.
10. Устанавливаем ревизионный люк.

Совет №2. Вместо готового ревизионного люка, имеющего достаточно большие размеры, можно использовать канализационную муфту. Снизу на муфту крепится заглушка из фанеры с отверстием под стержень.

Если позволяет грунт, то штыри можно углубить до 40 метров. При невозможности погружения стержней в грунт на необходимую глубину, следует выполнить монтаж обычных заземлителей. Их количество будет зависеть от сопротивляемости почвы.

С помощью модульной системы можно выполнить различные виды заземления: на одну точку, очаговое, гребенчатое, многоточечное. Способ установки выбирается в зависимости от типа почвы и площади участка для монтажа. Читайте также статью: → «Разновидности систем заземления».

Показатели сопротивления грунтов

Величина сопротивления грунта показывает, насколько хорошо в нем будет осуществляться растекание тока. Значение этого показателя во многом зависит от состава грунта, фракции и плотности прилегающих друг к другу частиц.

Таблица сопротивления грунта

Тип грунта	Сопротивление, Ом/м
Вечно мерзлый грунт	500-50000
Сухой песок	400-4000
Влажный песок	10-400
Суглинок	10-150
Глина	20-60

Приборы, требующие заземления

Для некоторых электроприборов необходимо дополнительное заземление, кроме розетки с заземляющим контуром. Без устройства качественного заземления потенциально может быть опасна для работа следующих приборов

1. Микроволновая печь. На задней стенке установлена клемма для подключения к заземлению. Но в инструкции к ней указана лишь общая фраза «требуется заземление» и больше ничего не уточняется. Без подключения к заземлению, микроволновая печь, может создавать фон опасный для здоровья человека.
2. Стиральная машина. Зачастую прикосновение к ней вызывает легкое покалывание и пощипывание — пропускается электрический ток. Чтобы избежать этого и полностью обезопасить себя, необходимо заземление стиральной машины.
3. Электрическая духовая печь.
4. Если подключить корпус компьютера к заземлению, скорость работы интернета повысится в несколько раз, система не будет «зависать».

Сравнение заземления модульного и обычного

Сравнительная характеристика обычного заземления и модульной системы показывает множество очевидных преимуществ модульно-штыревого заземления.

Обычное заземление	Модульно штыревое заземление
Требуется выполнение сварочных работ	Сварочные работы не выполняются
Трудоемкий и продолжительный процесс, нуждающийся в выполнении больших объемах землянах работ	С монтажом может справится даже один человек без опыта работы
Для транспортировки необходим грузовой автомобиль	Всю систему может унести в руках один человек
Требуется резка материала	Монтаж происходит при помощи муфт и болтовых соединений, резка не требуется
Необходима значительная площадь	Требуемая площадь установки — 1 кв. м

Распространенные ошибки при монтаже

• Наиболее часто встречающейся ошибкой при монтаже модульного заземления является недостаточное заглубление штырей, которые можно повредить при выполнении хозяйственных работ. Рекомендуется прокладка соединительных и заземляющих проводников на глубине 0,5-0,7 м.
• Часто последний штырь не удается полностью погрузить в грунт. Его необходимо обрезать болгаркой.
• Нельзя забывать про обработку всех мест соединения элементов системы антикоррозийной пастой.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос №1. Можно ли устанавливать заземление, если грунт на участке частично состоит из гравия или мелкого строительного мусора?

Можно, если при этом используется технология электролитического осаждения меди на сталь. Применение такой технологии разрешено техническим Циркуляром «РосЭлектроМонтажа» №11/2006.

Вопрос №2. Какова должна быть минимальная площадь сечения использующегося проводника?

Оптимальная площадь сечения — 150 мм² для стали и 50 мм² для меди. Допускается использовать также стальную полосу 0,5х3 см.

Вопрос №3. Каким образом можно установить заземление частного дома в январе, когда грунт уже замерз?

Модульно-штыревое заземление в частном доме можно смонтировать непосредственно в нем — в подвале или подполе, совмещенном гараже. Чтобы сэкономить длину использующихся проводов, щиток можно установить недалеко от точки заземления.

Вопрос №4. Где лучше всего выполнить зажим провода?

Ниже уровня пола — зажим надежно скрыт и не мешает при передвижении по дому, однако, при этом возникают некоторые сложности в обслуживании.

Вопрос №5. Каким образом можно повысить надежность муфтового соединения отдельных штырей?

Повысить механическую прочность стержней в местах резьбового соединения можно установкой термоусадочки, не входящей в комплект поставки системы.

Оцените качество статьи:

electric-tolk.ru

Правильное устройство заземления. Как выполнить заземление в частном доме

Если в доме, где вы проживаете электросеть будет состоять из 2 проводников, тогда вам обязательно потребуется выполнить правильное заземление в частном доме. Основным назначением подобной системы считается отвод опасного потенциала в землю при неисправности изоляции.

Простыми словами, если электропроводка будет повреждена, то вас не ударит током. В этой статье мы расскажем о том, как сделать заземление в частном доме своими руками.

Необходимость заземления

Если вы все еще не знаете обязательно ли нужно делать заземление в своем дачном домике либо коттедже, тогда помните, что создавать защитный контур необходимо в обязательном порядке. Если более детально изучить нормативы ПУЭ, СНиП, и ГОСТ, тогда можно найти информацию о том, что вам необходимо делать специальный отвод, который в дальнейшем сможет вас обезопасить от удара током.

На данный момент организация системы TN-S в сети 220 и 380 Вольт должна будет проводиться еще во время проведения строительных работ. Потом возводить подобную защитную систему будет дорого. Если ы приобрели дачный домик, в котором присутствует система заземления, тогда помните, что ее подключение, вам необходимо будет выполнить самостоятельно. Проведение монтажа не занимает много времени, и он будет осуществляться достаточно быстро. Также при необходимости вы можете выполнить молниезащиту, но это уже не будет входить в требования.

Устройство контура

Контур защитного заземления будет состоять из наружной и внутренней подсистемы. Объединение двух трасс будет происходить в распределительном щитке, который нужно установить внутри помещения. Уличная часть будете состоять из электродов, которые будут вкопаны в землю и соединенными металлическими пластинами. От этой конструкции в дальнейшем также будет выводиться металлическая шина, которая подходит к главному щиту.

Внутреннее устройство защиты будет состоять из большого количества отдельных проводников, идущих от корпуса мощных приборов. Все необходимые контакты будут соединяться в шину, которая находится внутри щита.

Пластина и шина в большинстве случаев между собою соединяются с помощью медного кабеля, который будет иметь необходимое сечение. Крепление кабеля к металлу будет происходить благодаря болтовому соединению. Как видите, здесь нет никаких сложных решений и поэтому справиться с этой задачей теперь может практически каждый. Теперь пришло время изучить, как пошагово устроить заземление в своем доме.

Разработка схемы

Перед тем, как приступать к монтажу, вам необходимо определиться со схемой заземления в частном доме. В последнее время наибольшей популярностью будет пользоваться следующие схемы:

• Замкнутая. Она представлена в виде треугольника. Основным ее преимуществом будет являться значительное функционирование. Если металлическая перемычка между штырями повредиться, тогда система все равно будет работать, с другой стороны.

• Линейная. Если разобраться с подобной системой более детально, тогда можно понять, что все штыри будут соединяться последовательно. Основным минусом этой системы заземления дома считается то, что, если будет повреждена первая перемычка, тогда в этом случае из строя выйдет вся система.

Конечно, кроме этих схем при необходимости вы можете выбрать и свой вариант. Например, забить готовые уголки вы сможете прямоугольником или квадратом. Наиболее популярные варианты контура заземления вы сможете увидеть на фото ниже.

Подготовка инструмента и материалов

Чтобы выполнить качественную систему, вам потребуются инструменты для монтажа заземления в загородном доме:

1. Варочный аппарат.
2. Болгарка.
3. Перфоратор.
4. Штыковая лопата.
5. Кувалда.
6. Набор гаечных ключей.

Если у вас нет сварочного аппарата, тогда помните, что при необходимости сделать его можно своими руками. Также вам могут потребоваться следующие материалы:

1. Металлический уголок, который будет состоять из нержавеющей стали 50*50 мм. Длина уголков должна составлять не менее 2 метров. Альтернативным вариантом на данный момент также может считаться водопроводная труба, которая будет иметь диаметр не менее 32 мм. Также при необходимости можно использовать прямоугольный профиль и его сечение не должно превышать 150 мм2.
2. Три металлические полоски, длина которых будет составлять 12 см, а ширина 4 см.
3. Металлическая полоса, состоящая из нержавейки 40*4 мм. Ее длины должно хватать от вашего дома к готовой системе.
4. Болт М8 или любой другой.
5. Медный провод толщина, которого должна быть не менее 6 мм.

Когда вы подготовите все необходимые материалы, тогда можно будет переходить к изготовлению заземления в частном доме.

Проведение монтажных работ

Выбор места

Сначала вам необходимо определиться в каком месте сделать заземляющий контур. Важность этого процесса считается достаточно высокой, так как в дальнейшем от этого будет зависеть безопасность использования вашей системы. Если сработает защита, тогда в том месте, где будут располагаться металлические штыри никого быть не должно.

Присутствие человека в месте заземляющего контура может привести к летальному исходу. Отвод лучше всего размещать за домом, где присутствие человека будет минимальным. Расстояние отвода от дома должно составлять не менее 1 метра. Для ограждения небезопасной зоны при необходимости вы можете сделать небольшой заборчик.

Важно знать! Если вы не планируете портить дизайн своего участка, тогда в этом случае вы сможете организовать систему заземления жилого дома под валунами либо садовой скульптурой. В этом случае вы сможете защитить людей, чтобы они не находились в этой зоне.

Земляные работы

Чтобы вам было все понятно для примера мы рассмотрим, как правильно сделать заземление в частном доме треугольником по схеме, которую мы уже рассмотрели выше. На этом этапе, вам может потребоваться просто выкопать треугольник, длина стороны которого будет составлять 1.2 метра. Это расстояние между уголками можно считать наиболее оптимальным. Глубина этой траншеи должна составлять от 50 до 70 см. Также траншею потребуется прокопать к крыльцу своего дома. При необходимости можете прочесть про .

Сборка конструкции

Чтобы процесс вбивания электрода был проще его концы вы можете заточить с помощью болгарки. Благодаря этому электрод сможет легко пронзить почву.

Когда вы закончите вбивать все штыри, к их верхушкам потребуется приварить специальные пластины. Благодаря этому у вас сможет получиться правильный металлический каркас.

electrmaster.ru

Модульно штыревая система заземления своими руками — СамСтрой

В этой статье поговорим о более новой и передовой системе заземления – модульной штыревой системе. Ознакомимся с условиями и способами монтажа такого очага заземления и преимуществами такой системы. Рассмотрим, с помощью чего и как, без привлечения специальной измерительной лаборатории, выполнять контроль сопротивления заземляющего контура. Что делать, если вдруг со временем сопротивление контура заземления изменилось в большую сторону

Модульная штыревая система заземления

Эту систему образуют вертикальные стальные стержни и соединительные муфты. Смотрите рис.1 и рис.2. Стержни, каждый длиной 1,5 м, покрыты слоем меди. Муфты, выполненные из латуни, предназначены для соединения стержней между собой.

samstroy.com

что это такое, как работает, виды заземления и заземлителей: глубинное, штыревое, рабочее, защитное, пластина ptce

В Правилах Устройства Электроустановок (ПУЭ) четко оговорено, что заземление – это система, в которой соединяются какая-то точка электрической сети, оборудования, прибора или установки с заземляющим устройством. С первой половиной этой системы все понятно, а что значит, заземляющее устройство.

Заземляющее устройство – это опять-таки система, состоящая из двух основных элементов: проводник и заземляющий контур (заземлителя). В совокупности с заземляющим устройством все это и называется заземлением. Теперь каждую часть схемы разберем по отдельности.

Заземлитель

Это часть заземления, которая располагается в грунте. Вся схема запитывается именно на грунт, куда электрический ток от установки должен войти. И вот тут многое будет зависеть от самого грунта, а точнее сказать, от его плотности, влажности и химического состава.

Считается, что в каменном грунте самая плохая электрическая проводимость. Поэтому в таких грунтах очень сложно создавать заземляющий контур, поэтому чаще всего устанавливается глубинный заземлитель в виде трубы или штыря. Глубина закладки в данном случае может быть достаточно большой до 20 м.

Что касается песчаных или глинистых грунтов, то оптимальный вариант на них устроить именно заземляющий контур, состоящий из трех или четырех глубинных элементов. Чаще всего используется контур в виде квадрата или равностороннего треугольника. При этом размер фигуры определяет мощность электрических установок или их общее количество. К примеру, для частного дома можно заложить контур в виде квадрата со стороной 4 м, или треугольника со стороной 3м. Если это промышленный объект или большое административное здание, то заземляющий контур будет большим, к примеру, штыри забиваются по углам здания с обвязкой между собой.

Штыревое заземление

Внимание! Установка штыревого заземления требует определенного расчета нагрузки на контур и сопротивления грунта. Что касается последнего, то о нем уже было сказано выше, то есть, от чего зависит сопротивление.

Вот несколько параметров сопротивления почвы из разных пород. Кстати, единица измерения данного показателя – Ом*М.

• Глина – 20.
• Песок – 10-60 (влажный-сухой).
• Садовая земля – 40.
• Солончак – 20.
• Торф – 25.
• Чернозем – 60.
• Гравий – 300.
• Щебень – 3000.
• Гранит – 22000.

Контур заземления

Чем меньше показатель, тем выше электропроводность. То есть, наше утверждение, что в каменных грунтах сложно организовать заземление, подтверждается.

Проводник

Особых требований к проводящему контуру (от электроустановки до контура) нет. Самое главное – это прочность металлического элемента, который способен выдержать и механические нагрузки, и негативное воздействие влаги и температур. Поэтому чаще всего в качестве проводника используются стальные ленты толщиною не меньше 5 мм, тросы сечением не меньше 12 мм, арматура диаметром 10-12 мм.

Что касается частного домостроения, то в них можно использовать даже проволоку диаметром 6 мм ввиду того, что электрические нагрузки на такой проводник будут незначительны. Но¸ как считают специалисты, в этом деле лучше перестраховаться. Поэтому рекомендуется использовать стальную ленту сечением 5×30 мм.

Виды заземления

В классификации видов заземления присутствует два основных его вида:

• Рабочее.
• Защитное.

Есть и несколько подгрупп: радиозаземление, измерительное, инструментальное, контрольное.

Рабочее

Существует определенная категория электрических установок, которые не будут работать, если их не заземлить. То есть, основанная цель сооружения заземляющей системы – это необеспечение безопасности эксплуатации, это обеспечение самой эксплуатации. Поэтому в этой статье данный вид нас интересовать не будет.

Защитное

А вот этот вид специально устраивается с целью обеспечить безопасность работы электроустановок. Он делится на три категории в зависимости от назначения:

• Молниезащита.
• Защита от импульсного перенапряжения (перегруз линии потребления тока или короткое замыкание).
• Защита электросети от электромагнитных помех (чаще всего данный вид помех образуется от рядом работающего электрического оборудования).

Нас интересует именно импульсное перенапряжение. Назначение заземления данного типа – это безопасность обслуживающего персонала и самой установки в процессе аварии или поломки оборудования. Обычно такая поломка внутри электрического агрегата – это замыкание провода электрической схемы на корпус прибора. Замыкание может происходить непосредственно или через любой другой проводник, например, через воду. Человек, коснувшийся корпус установки, подвергается воздействия электрического тока, потому что становится его проводником в землю. По сути, он сам становится частью заземляющего контура.

Схема заземления в частном доме

Вот почему, чтобы устранить такие ситуации и устанавливается заземление корпуса на контур, расположенный в земле. При этом срабатывание заземляющей схемы – это толчок для системы автоматов, которые тут же отключают подачу электроэнергии к оборудованию. Все это располагается в специальных силовых и распределительных щитах.

Сопротивление заземлению

Есть такой термин, как сопротивление растеканию тока. Для простых обывателей легче будет воспринимать, как сопротивление заземлению. Вся суть этого термина заключается в том, что схема заземления должна работать корректно с определенными параметрами. Так вот сопротивление является основным из них.

Оптимальный вариант этого значения – ноль. То есть, лучше всего использовать материалы для сборки контура, у которых электропроводность самая высокая. Конечно, добиться идеала никак не получится, поэтому старайтесь выбирать именно те, у которых сопротивление самое низкое. К ним относятся все металлы.

Есть специальные коэффициенты, с помощью которых производится определение показателя сопротивления заземляющего контура, эксплуатируемого в разных условиях. К примеру:

• в частном домостроение, где используются сети на 220 и 380 вольт (6 и 10 кВ), необходимо устанавливать контур с сопротивлением 30 Ом.

Внимание! Если используется заземляющий контур через нейтраль трансформатора, то сопротивление заземляющей цепи должно быть не больше 4 Ом.

• монтируемая газопроводная система, входящая в дом, должна заземляться схемой в 10 Ом.
• молниезащита должна иметь сопротивление не более 10 Ом.
• Телекоммуникационное оборудование заземляется контуром 2 или 4 Ом.
• Подстанции от 10 кВ до 110 кВ – 0,5 Ом.

То есть, получается так, что чем больше мощность силы тока внутри оборудования или приборов, тем ниже должно быть сопротивление.

Качество заземления

Выше уже говорилось о том, что тип грунта и материал для системы влияют на качество заземляющего контура. Но кроме этого есть еще несколько позиций.

Площадь заземления

Сразу скажем так, чем больше площадь заземления, тем его качество выше. Поэтому, когда стоит вопрос, что использовать: стержень заземления или пластину, то выбирается второй вариант. Почему? Все дело в ее большей площади. Площадь соприкосновения у пластины для заземления в разы больше, чем у штыря. При этом данную площадь можно, в принципе, увеличивать до бесконечности. А это большой плюс. Для этого обычно используют пластины «PTCE» из сплава никеля и меди.

Поэтому чаще всего, когда планируется заземление высоковольтных линий, к примеру, опор ВЛ 10 кВ, используется именно пластинчатый вариант (PTCE). Хотя показатель площади можно увеличить и по-другому. Можно просто использовать стержень заземления, только не один, а несколько, обвязав их вокруг опор ВЛ 10 кВ контуром из хорошего проводника. Вот почему в частном домостроение используется контур из трех или четырех штырей. Для ВЛ 10 кВ количество может быть увеличено до бесконечности. Для производственных мощностей не обязательно применять квадрат или треугольник, здесь может быть использована линейная структура. Главное – побольше стержней установить на линии.

Чем больше больше площадь заземления, тем выше его качество

Есть еще один вариант увеличения площади контакта с грунтом. Это увеличить размеры штырей. То есть, сделать их длиннее и толще. Кстати, такой вариант используется, если верхние слои грунта имеют высокое сопротивление, а нижние, наоборот, низкое. Такое глубинное заземление прекрасно работает даже в том случае, если устанавливается один металлический штырь. Правда, для 10 кВ линий придется количество заземляющих проводников увеличить, один ничего здесь не решит. Но лучше установить PTCE.

Расчет заземления

Не будем останавливаться на этом разделе долго. Все дело в том, что рассчитать заземление непросто. Существует достаточно большая и сложная формула, по которой и производится расчет. Но, как показала практика, ее конечный результат – всего лишь неточная цифра. Почему? Потому что все зависит от типа грунта. Наша земля во многих участках – слоеный пирог из разных наполнителей. Поэтому точно определить, где и какой слой находится, можно только по специальной карте геологической разведки.

Вот почему выбирая глубинное заземление, необходимо ориентироваться на максимальный показатель, подставляя в формулу разные величины сопротивления грунта.

Заключение по теме

Итак, в этой статье мы постарались ответить на интересующий многих начинающих электриков вопросы, что такое заземление, и как работает оно? Усвойте один нюанс. Заземление – необходимая система в сетях электрического снабжения (неважно, это 6, 10 кВ, или 100). Поэтому ее сегодня используют не только в производственных цехах, заводах и фабриках, это неотъемлемая часть электрической схемы частных жилых домов и городских квартир.

onlineelektrik.ru

Модульно-штыревое заземление: этапы монтажа

В последнее время модульное заземление начинает пользоваться значительной популярностью. Если вы также планируете установить модульно-штыревое заземление, тогда помните, что сложность работ в этом случае значительно сократится.

Если рассмотреть этот вариант более детально, тогда можно сказать о том, что он практически ничем не уступает другим системам. После изучения этой статьи вы узнаете, как сделать модельно-штыревое заземление своими руками. Также вы сможете найти информацию про основные преимущества этой системы.

Конструктивные особенности

На данный момент многие люди, даже и не знают, что представляет собою подобная система. Если изучить систему, тогда можно сказать о том, что она состоит из стальных полуторометровых штырей, которые в дальнейшем будут обрабатываться медью и соединяться с помощью специальных муфт. Также в комплекте системы вы сможете встретить специальные зажимы, с помощью которых будет происходить соединение горизонтальных и вертикальных контуров. Ниже вы сможете рассмотреть схему модульного заземления:

Модульно-штыревая система может устанавливаться следующим образом: на верхнюю часть штыря будет монтироваться специальная посадочная площадка, которая также должна будет соединяться с муфтой. На нижнюю часть конструкции будет устанавливаться специальный наконечник. Эта насадка вам может потребоваться для передачи силы вибромолота.

Во время приобретения наконечников вы сможете заметить, что они могут иметь определенные разновидности. Их область применения в большинстве случаев будет зависеть именно от грунта, в котором они будут использоваться.

Кроме этого, к комплекту также в обязательном порядке должна будет прилагаться специальная электропроводящая жидкая паста. Ее основным назначением считается защита от коррозии, а также постоянная поддержка электрического сопротивления во время эксплуатации. Наносить подобную пасту вам необходимо будет на все болтовые соединения, которые будут располагаться в вашей конструкции.

Этапы монтажа

Принцип установки подобного вида заземления считается достаточно простым. Сначала на первый штырь вам потребуется надеть специальный наконечник. Перед установкой подобного штыря вам потребуется нанести токопроводящую пасту. На другой конец, вам также потребуется навинтить соединительную муфту и обработать ее антикоррозийной пастой. Затем уже будет накручиваться специальная площадка для приложения сил вибромолота.

Теперь готовое модульно-штыревое заземление необходимо поместить в заранее подготовленную яму. Затем вибромолот потребуется подключить к сети и поставить его к площадке стержня. Таким образом штырь сможет погрузиться в грунт на всю длину. Единственное, что потребуется запомнить так это то, что необходимо просто оставить 20 см. После этого вам потребуется замерить сопротивление готовой конструкции. Для этого вам потребуется снять посадочную площадку и присоединить специальный прибор.

Когда первый стержень будет располагаться в земле на всю длину, тогда посадочная насадка будет сниматься и через соединительную муфту монтируется на другой штырь. В конструкции также будет присутствовать специальный зажим, который в дальнейшем сможет удерживать штырь в вертикальном положении и будет подниматься по установленному устройству вверх. На готовую конструкцию снова необходимо установить соединительную муфту и вибромолот, а затем следует повторить весь процесс. Если вам будет интересно, тогда также можете прочесть, как организовать правильное заземление в частном доме.

После установки каждого вертикального стержня потребуется проверять сопротивление растеканию. Установка штырей будет происходить до тех пор, пока вы не добьетесь необходимого сопротивления. На рисунке ниже вы сможете увидеть схему изменения сопротивления в зависимости от длины.

Затем потребуется соединить горизонтальный заземлитель и вертикальный проводник. Чтобы справиться с подобной задачей необходимо к концу стержня, что выступает из земли крепить латунный зажим и присоединить горизонтальный заземлитель. В конструкции между штырем и горизонтальным кабелем будет размещаться специальная пластинка, которая в дальнейшем сможет защитить готовую конструкцию от коррозии. Когда система будет полностью подсоединена, то места сварки потребуется обработать специальной клейкой лентой.

Основные преимущества и недостатки

Модульно-штыревое заземление на сегодняшний день может иметь определенные плюсы и минусы. Если систему сравнить со стандартным заземлением, тогда с уверенностью можно сказать, что она будет иметь следующие достоинства:

1. Простоту в установке.
2. Система занимает небольшую территорию.
3. Монтаж необходимо осуществлять с минимальным количеством работников.
4. Установку можно выполнить без проведения сварочных работ.
5. Заземление можно будет считать полностью устойчивым к коррозии, так как оно будет обрабатываться специальным покрытием.
6. Вбить систему не составляет никакого труда.
7. Все элементы этой конструкции изготовляются производственным путем.

В этой системе теперь также можно встретить и минусы. Основным минусом считается стоимость этой системы. Но несмотря на этот недостаток ее можно считать достаточно выгодной. Если перейти на современный рынок, тогда можно с уверенностью сказать о том, что здесь будет присутствовать просто огромное количество разнообразных конструкций. Именно поэтому вам потребуется выбрать то, что подойдет лучше всего.

Дополнительная информация

Чтобы сделать штыревое заземление своими руками вам потребуется оформить определенный пакет документов. Основными документами, которые вам могут потребоваться являются: протокол измерений, акт скрытых работ, а также паспорт монтажа со схемой. Эти документы обязательно должны находится у владельца дома.

Теперь вы можете посмотреть видео, на котором рассказано, как выполнить монтаж штыревого заземлителя отбойным молотком.

Надеемся, что эта информация была полезной и теперь вы точно знаете, что такое модульно-штыревое заземление и основные его преимущества.

Читайте также: как измерить сопротивление контура заземления.

vse-elektrichestvo.ru

Заземление

Под «заземлением» понимается электрическое соединение оборудования, приборов к заземляющему устройству, которое в свою очередь связано с грунтом (землей). Целью заземления является выравнивание потенциала оборудования, цепей и потенциала земли. Заземление обязательно к применению на всех энергообъектах для обеспечения безопасности работников и оборудования от действия токов короткого замыкания. При возникновении пробоя ток КЗ по цепи заземляющего устройства стекает на землю. Время прохождения тока ограничивается действием релейной защиты и автоматики. При этом обеспечивается сохранность оборудования, а также безопасность работников в части поражения электрическим током.

Для защиты электронной аппаратуры от электростатических потенциалов и ограничения величины напряжения корпуса оборудования в целях безопасности обслуживающего персонала, сопротивление идеальной цепи заземления должно стремиться к нулевому значению. Однако на практике добиться этого нереально. Учитывая данное обстоятельство в современных стандартах безопасности заданы достаточно низкие допустимые значения сопротивления цепей заземления.

Сопротивление заземляющего устройства

Полное сопротивление заземляющего устройства слагается из:

• Сопротивления металла электрода и сопротивление в месте контакта заземляющего проводника и заземляющего электрода.
• Сопротивления в области контакта электрода и грунта.
• Сопротивления земли по отношению к протекающим токам.

На Рис. 1 приведена схема размещения заземляющего электрода (штыря) в грунте.

Рис 1. Заземляющий штырь

Как правило, штырь для обустройства заземления изготавливают из металла, проводящего электрический ток (сталь или медь) и маркируют соответствующей клеммой. Поэтому для практических расчётов можно пренебречь величиной сопротивления заземляющего штыря и места контакта с проводником. По результатам проведённых исследований было установлено, что при соблюдении технологии монтажа заземляющего устройства (плотный контакт электрода с землей и отсутствие на поверхности электрода посторонних примесей в виде краски, масла и пр.) в виду небольшого значения можно не учитывать сопротивление в месте контакта заземляющего электрода с землёй.

Сопротивление поверхности грунта – это единственная составляющая полного сопротивления заземляющего устройства, рассчитывающаяся при конструировании и установке заземляющих устройств. На практике считают, что электрод для заземления находится среди одинаковых слоев грунта, располагающих в виде концентрических поверхностей. У самого ближнего слоя — наименьший радиус и поэтому минимальная площадь поверхности и наибольшее сопротивление.

При удалении от заземляющего электрода у каждого последующего слоя увеличивается поверхность и уменьшается сопротивление. На некотором расстоянии от электрода сопротивление слоев грунта становится настолько малым, что его значение не берется для расчётов. Область грунта, за пределами которой сопротивление представляет собой незначительную величину, называется областью эффективного сопротивления. Размер данной области находится в непосредственной зависимости от глубины погружения в грунт заземляющего электрода.

Теоретическое значения сопротивления грунта вычисляется по общей формуле:

где ρ – величина удельного сопротивления грунта, Ом*см.
L – толщина слоя грунта, см.
A – площадь концентрической поверхности грунта, см2.

Данная формула наглядно объясняет, почему происходит уменьшение сопротивления каждого слоя грунта при удалении от заземляющего электрода. При расчете сопротивления грунта его удельное сопротивление принимают за постоянную величину, однако на практике величина удельного сопротивления меняется в определенных пределах и зависит от конкретных условий. Формулы для нахождения сопротивления заземления при большом числе заземляющих электродов имеют сложной вид и позволяют найти только приблизительное значение.

Чаще всего сопротивление заземления штыря определяют по классической формуле:

где ρ – среднее значение удельного сопротивления грунта, Ом*см.
R – сопротивление заземления электрода, Ом.
L – глубина расположения заземляющего электрода, см.
r – радиус заземляющего электрода, см.

Влияние размеров заземляющего электрода и глубины его заземления на значение сопротивления заземления

Поперечные размеры заземляющего электрода в незначительной степени влияют на сопротивление заземления. При увеличении диаметра штыря заземления отмечается небольшое снижение сопротивления заземления. Например, если диаметр электрода увеличить в 2 раза (Рис. 2), то сопротивление заземления уменьшится меньше, чем на десять процентов.

Рис. 2. Зависимость сопротивления заземляющего штыря от диаметра его сечения, измеренного в дюймах

При увеличении глубины размещения заземляющего электрода сопротивление заземления снижается. Теоретически доказано, что увеличение глубины в два раза позволяет уменьшить сопротивление на целых 40%. В соответствии со стандартом NEC (1987, 250-83-3) для обеспечения надёжного контакта с землёй следует погружать штырь на глубину не менее 2,4 метра (Рис. 3). Во многих случаях штырь, заземленный на три метра, полностью удовлетворяет актуальным требованиям стандартов NEC.

Согласно стандартов NEC (1987, 250-83-2) минимально допустимый диаметр стального заземляющего электрода составляет 5/8 » (1,58 см), стального электрода с медным покрытием или электрода из меди – 1/2 » (1,27 см).

На практике используют следующие поперечные размеры заземляющего штыря при его общей длине равной 3 метрам:

• Обычный грунт – 1/2 » (1,27 см).
• Сырой грунт – 5/8 » (1,58 см).
• Твёрдый грунт – 3/4 » (1,90 см).
• При длине штыря более 3 метров – 3/4 » (1,91 см).

Рис. 3. Зависимость сопротивления заземляющего устройства от глубины заземления (по вертикали – величина сопротивления электрода (Ом), по горизонтали – глубина заземления в футах)

Влияние удельного сопротивления грунта на величину сопротивления заземления электрода

Приведенная выше формула показывает, что величина сопротивления заземления зависит от глубины нахождения и площади поверхности заземляющего электрода, а также от значения удельного сопротивления грунта. Последняя величина является основным фактором, определяющим сопротивление заземления и глубину заземления электрода, необходимых для обеспечения минимального сопротивления. Удельное сопротивление грунта зависит от времени года и точки земного шара. Наличие в почве электролитов в виде водных растворов солей и электропроводящих минеральных веществ в большой степени влияет на сопротивление грунта. У сухой почвы, не содержащей растворимых солей, сопротивление будет достаточно высоким (Рис. 4).

Рис. 4. Зависимость удельного сопротивления грунта (минимальное, максимальное и среднее) от вида почвы

Факторы, оказывающие влияние на удельное сопротивление грунта

При крайне низком содержании влаги (близком к нулю) песчаный суглинок и обычная земля имеют удельное сопротивление свыше 109 Ом*см, что позволяет относить такие почвы к классу изоляторов. Увеличение влажности почвы до 20 … 30% способствует резкому снижению удельного сопротивление (Рис. 5).

Рис. 5. Зависимость удельного сопротивления грунта от содержания влаги

Удельное сопротивление грунта зависит не только от содержания влаги, но и от его температуры. На Рис. 6 показано изменение удельного сопротивления песчаного суглинка с влажностью 12,5% в температурном диапазоне +20 °С до –15°С. Удельное сопротивление почвы при понижении температуры до – 15 °С возрастает до 330 000 Ом*см.

Рис. 6. Зависимость удельного сопротивления грунта от его температуры

На Рис. 7 показаны изменения удельного сопротивления грунта, зависящие от времени года. На значительных глубинах от поверхности земли температура и влажность грунта достаточно стабильны и меньше зависят от времени года. Поэтому система заземления, в которой штырь находится на большей глубине, будет более эффективна в любое время года. Превосходные результаты достигаются при достижении заземляющего электрода до уровня грунтовых вод.

Рис. 7. Изменение сопротивления заземления в течение года.

В качестве заземляющего устройства взята водопроводная труба (¾»), расположенная в каменистом грунте. Кривая 1 (Curve 1) показывает изменение сопротивления грунта на глубине 0,9 метра, кривая 2 (Curve 2) – на глубине 3 метра.

В отдельных случаях отмечается экстремально высокое значение удельного сопротивления грунта, что требует создания сложных и дорогостоящих систем защитного заземления. В данном случае нужно устанавливать штырь заземления небольших размеров, а для снижения сопротивления заземления периодически добавлять в окружающий грунт растворимые соли. На Рис. 8 показано значительное снижение сопротивления почвы (песчаный суглинок) при увеличении концентрации содержащихся солей.

Рис. 8. Связь между сопротивлением грунта и содержанием соли (песчаный суглинок с влажностью 15% и температурой +17 оС)

На рис. 9 показана зависимость между удельным сопротивлением грунта, который насыщен раствором соли, и его температурой. При использовании заземляющего устройства в подобных грунтах, штырь заземления должен иметь защиту от влияния химической коррозии.

Рис. 9. Влияние температуры грунта, пропитанного солью, на его удельное сопротивление (песчаный суглинок – содержание соли 5%, воды 20%)

Зависимость величины сопротивления заземляющего устройства от глубины зазеления электрода

Для определения необходимой глубины расположения заземляющего электрода будет полезна номограмма заземления (Рис. 10).
Например, для получения значения заземления в 20 Ом в грунте, имеющим удельное сопротивление 10 000 Ом*см, необходимо использовать металлический штырь диаметром 5/8 » заглубленный на 6 метров.

Практическое использование номограммы:

• Задать нужное сопротивление заземленного штыря по шкале R.
• Отметить на шкале Р точку фактического удельного сопротивления грунта.
• Провести до шкалы К прямую линию через заданные точки на шкале R и Р.
• В месте пересечения со шкалой K отметить точку.
• Выбрать требуемый размер заземляющего штыря по шкале DIA.
• Через точки на шкале K и на шкале DIA провести прямую линию до пересечения шкалы D.
• Пересечение данной прямой со шкалой D даст искомую величину заглубления штыря.

Рис. 10. Номограмма для выполнения расчёта заземляющего устройства

Измерение удельного сопротивления грунта при помощи прибора TERCA2

Имеется земельный участок большой площади.
Задача – найти место с минимальным сопротивлением и оценить глубину нахождения слоя грунта с наименьшим удельным сопротивлением. Среди различных видов грунта, встречающихся на данном участке, минимальное сопротивление будет у влажного суглинка.
После детального обследования участка зона поиска сужается до 20 м2. Исходя из требований к системе заземления, необходимо определить сопротивление грунта на глубине 3 м (300 см). Расстояние между крайними заземляющими штырями будет равняться глубине, для которой производится измерение среднего удельного сопротивления (в данном случае 300 см).

Для использования упрощённой формулы Веннера

заземляющий электрод должен находиться на глубине порядка 1/20 расстояния между электродами (15 см).

Установка электродов выполняется по специальной схеме, приведённой на Рис. 11.
Пример подключения тестера заземления (Мод. 4500) показан на Рис. 12.

Рис. 11. Установка заземляющих электродов по сетке

Далее следует выполнить следующие действия:

1. Снять перемычку, с помощью которой замыкаются выводы Х и Х V (C1 и P1) измерительного прибора.
2. Подключить тестер к каждому из 4-х штырей (Рис. 11).

Пример.
Тестер показал сопротивление R = 10 Ом.
Расстояние между электродами А = 300 см.
Удельное сопротивление определяется по формуле ρ = 2 π *R*A

Подставив исходные данные получим:

ρ = 2 π * 10 * 300 = 18 850 Ом•см.

Рис. 12. Схема подключения тестера

Измерение напряжения прикосновения

Важнейшей причиной для проведения измерения напряжения прикосновения является получение достоверной оценки о безопасности персонала подстанции и по защите оборудования от воздействия токов высокого напряжения. В отдельных случаях степень электробезопасности оценивается по другим критериям.

Заземляющие устройства в виде отдельного штыря или решетки электродов, требуют периодического осмотра и проверки измерения сопротивления, которое выполняется в следующих случаях:

• Устройство заземления имеет компактные размеры и его можно временно отключить.
• При угрозе возникновения электрохимической коррозии заземляющего электрода, вызванной низким удельным сопротивлением грунта и постоянными гальваническими процессами.
• При низкой вероятности пробоя на землю недалеко от проверяемого устройства заземления.

В качестве альтернативного способа определения безопасности технологического оборудования подстанции используется измерение напряжения прикосновения. Данный способ рекомендован в следующих случаях:

• При невозможности отключения заземляющего устройства для проведения измерений сопротивления заземления.
• В случае угрозы возникновения пробоев на землю вблизи от проверяемой системы заземления или поблизости от оборудования, подключенного к проверяемой системе заземления.
• Когда контур оборудования, находящийся в контакте с грунтом, сравним по своей площади с размером заземляющего устройства, подлежащего проверке.

Необходимо отметить, что измерение сопротивления заземления при помощи метода падения потенциала или замеры напряжения прикосновения не позволяют сделать достоверный вывод о способности проводника заземления выдерживать значительные токи при утечке тока с фазного на заземляющий проводник. Для этой цели необходим иной метод, при котором используется проверочный ток значительной величины. Измерение напряжения прикосновения выполняется при помощи четырёхточечного тестера заземления.

В процессе измерения напряжения прикосновения прибор создаёт в грунте небольшое напряжение, которое имитирует напряжение при неисправности электрической сети вблизи от проверяемой точки. Тестер показывает значение напряжения в вольтах на 1 А тока, протекающего в цепи заземления. Чтобы определить наибольшее напряжение прикосновения, которое может возникнуть в экстремальном случае, следует умножить полученное значение на максимально возможную силу тока.

Например, при проверке системы заземления с наибольшим возможным током неисправности в 3000 А, тестер выдал значение 0,200.

Следовательно, напряжение прикосновения составит

U = 3000 A * 0,200 = 600 В.

Измерение напряжения прикосновения во многом напоминает метод падения потенциала: в каждом случае необходимо устанавливать в землю вспомогательные электроды заземления. Однако расстояние между электродами будет отличаться (Рис. 22).

Рис. 13. Схема проводника заземления (общий случай для электросети промышленного назначения)

Рассмотрим характерный случай. Вблизи подстанции подземный кабель получил повреждение изоляции. Через это место в грунт потекут токи, которые направятся к системе заземления подстанции, где создадут высокую разность потенциалов. Высокое напряжение тока утечки может представлять существенную угрозу для здоровья и жизни персонала подстанции, находящегося на опасном участке.

Для измерения приблизительного значения напряжения прикосновения, возникающего в данном случае, следует выполнить ряд действий:

• Подключить кабеля между металлическим ограждением электрической подстанции и точками Р1 и С1 четырёхточечного тестера заземления.
• Установить заземляющий электрод в грунте в том месте, где наиболее вероятен пробой кабеля.
• Подключить электрод ко входу С2 тестера.
• На прямой между первым электродом и местом подключения к ограждению установить в землю дополнительный электрод. Рекомендуемое расстояние от точки установки этого электрода до места подключения к ограждению равно одному метру.
• Подключить данный электрод к точке Р2 тестера.
• Включить тестер, выбрать диапазон 10 мА, зафиксировать показания прибора.
• Для получения значения напряжения прикосновения умножить показания тестера на максимальную величину тока.

Чтобы получить карту распространения потенциала напряжения необходимо устанавливать электрод (разумеется, подключенный к выводу Р2 тестера) в различные места вблизи ограждения, находящиеся рядом с неисправной линией.

Измерение сопротивления заземления прибором «С.А. 6415» с использованием токовых клещей

Измерение сопротивления заземления с помощью токовых клещей относится к новому, весьма эффективному методу, позволяющему проводить измерения при включённой системе заземления. Также данный метод обеспечивает уникальную возможность измерения общего сопротивления устройства заземления, включая определение сопротивления соединений в действующей системе заземления.

Принцип работы прибора С.А. 6415

Рис. 14. Схема проводника заземления (общий случай для электросети промышленного назначения)

Рис. 15. Принцип работы заземляющего проводника

Классическое заземляющее устройство для электрической сети промышленного назначения можно представить в виде принципиальной схемы (Рис. 23) или в виде упрощенной схемы работы заземляющего проводника (Рис. 24).

Если на одном из участков цепи с сопротивлением RX при помощи трансформатора подать напряжение E, то через данную цепь пойдет электрический ток I.

Данные величины связаны между собой соотношением:

Измерив силу тока I при известном постоянном значении напряжения Е, можно определить сопротивление RX.

На приведенных схемах (Рис. 23 и 24) для генерации тока используется специальный трансформатор, подключенный к источнику напряжения через усилитель мощности (частота 1,6 кГц, постоянная амплитуда). Возникший ток регистрируется синхронным детектором в образующемся контуре, далее усиливается при помощи избирательного усилителя и после преобразования через аналогово-цифровое устройство отображается на дисплее прибора.

Избирательный усилитель эффективно очищает полезный сигнал от побочных сигналов сети и прочих паразитных шумов высокой частоты. Для регистрации уровня напряжения применяются катушки, которые охватывают проводник в возбуждаемом контуре. Далее в компараторе происходит сравнение входящего сигнала с опорным. При неправильном подключении токовых клещей прибор С.А. 6415 на дисплее выдаёт следующую надпись: «open jaws» (что означает – «клещи открыты»).

Типовые примеры измерения сопротивления заземления в реальных условиях

1. Измерение сопротивления заземления трансформатора, установленного на столбе ЛЭП

Порядок проведения измерений:

• С заземляющего проводника снять защитную крышку.
• Обеспечить необходимое пространство для свободного охвата токовыми клещами проводника или штыря заземления.
• Клещи должны подключаться на пути прохождения тока от нейтрального или заземляющего провода к штырю заземления (системе штырей).
• На приборе выбрать измерение тока «А».
• Захватить токовыми клещами проводник заземления.
• Определить значения тока в проводнике (максимальный допустимый ток составляет 30 А).
• При превышении данного значения прекратить измерение сопротивления.
• Отключить прибор от этой точки и выполнить замеры в других точках.
• Если значение тока не превышает 30 А, следует выбрать режим «?».
• На дисплее прибора будет показан результат замеров в Омах.

Полученное значение включает общее сопротивление системы заземления, куда входят: сопротивление контакта нейтрального провода со штырем заземления, а также локальные сопротивления всех соединений между штырем и нейтралью.

Рис. 16. Измерение сопротивления заземления на столбе ЛЭП

Рис. 17. Измерение заземления трансформатора, установленного на опоре линии электропередач (заземление в виде группы штырей)

Рис. 18. Измерение заземления трансформатора, установленного на опоре линии электропередач (для заземления используется металлическая труба)

Согласно схеме, приведенной на Рис. 25, для заземления используется торец столба и штырь, находящийся в грунте. Для корректного измерения общего сопротивления заземления следует подключать токовые клещи в точке, находящейся выше места соединения заземляющих проводников, проложенных от заземляющего штыря и торца столба.

Причиной повышенного значения сопротивления заземления может быть:

• Некачественное заземления штыря.
• Отключённый проводник заземления
• Высокие значения сопротивления в области контактов проводников или в точке сращивания заземляющего провода.
• Следует внимательно осмотреть токовые клещи и места соединений на конце штыря на предмет отсутствия значительных трещин на стыках.

2. Измерение сопротивления заземления на распределительной коробке или на счетчике электроэнергии

Методика проведения измерений заземления на распределительной коробке и на электросчётчике схожа с той, что рассмотрена при измерении заземления трансформатора. Схема заземления может состоять из группы штырей (Рис. 26) или в качестве заземляющего проводника может применяться металлическая водопроводная труба, имеющая контакт с грунтом (Рис. 27). При измерении заземления сопротивления можно использовать оба вида заземления одновременно. Для этого необходимо подобрать оптимальную точку на нейтрали, чтобы получить корректное значение общего сопротивления системы заземления.

3. Измерение сопротивления заземления на трансформаторе, установленном на площадке

При проведении замеров заземления на трансформаторной подстанции необходимо помнить:

• На этом энергообъекте всегда присутствует высокое напряжение, опасное для жизни человека
• Нельзя открывать ограждение трансформатора.
• Все работы могут выполняться только квалифицированными специалистами.
• При проведении замеров следует соблюдать требования мер безопасности и охраны труда.

Рис. 19. Измерения величины заземления на трансформаторе, размещенного на специальной площадке

Порядок проведения измерений:

• Определиться с количеством заземляющих штырей.
• При расположении штырей заземления внутри ограждения, измерения производить по схеме, показанной на Рис. 28.
• При расположении заземляющих штырей вне зоны ограждения – использовать схему, приведённую на Рис. 29.
• При наличии одного штыря заземления, находящегося внутри ограждения, необходимо подключиться к заземляющему проводнику в точке, расположенной после контакта этого проводника со штырем заземления.
• Использование токовых клещей мод. 3730 и 3710, подключенных непосредственно к штырю заземления, в большинстве случаев обеспечивает лучшие результаты измерений.
• Во многих случаях, к зажиму на штыре подключены несколько проводников, идущих к нейтрали или внутрь заграждения.
• Токовые клещи следует подключать в той точке, через которую проходит единственный путь для тока, протекающего в нейтральный проводник.

При получении низких значений сопротивления, следует переместить точку проведения замеров как можно ближе к штырю заземления. На рис. 29 показан заземляющий штырь вне зоны заграждения. Для обеспечения корректных замеров необходимо выбрать точку подключения токовых клещей в соответствии со схемой, показанной на Рис. 29. При наличии внутри ограждения нескольких заземляющих штырей, следует определиться с их подключением, чтобы выбрать оптимальную точку для измерений.

Рис. 20. Выбор правильной точки для измерения заземления

4. Передающие стойки

При проведении замеров заземления на передающих стойках следует помнить, что существует множество различных конфигураций заземляющих устройств, что вносит определённые сложности при оценке проводников заземления. На Рис. 30 приведена схема заземления одиночной стойки на фундаменте из бетона с внешним заземляющим проводником.

Место подключения токовых клещей выбирается выше точки соединения элементов заземления, которые могут иметь конструкцию в виде группы пластин, штырей или представлять собой конструктивные элементы фундамента стойки.

Рис 21. Измерение сопротивления заземления передающей стойки

electro-control.ru