Норма сопротивления контура заземления | Элкомэлектро
Электролаборатория » Услуги электролаборатории » Норма сопротивления контура заземления
Акт на контур заземления газового котла
Виды измерений электролаборатории
Периодичность измерений электролабораторией
Очень часто энергетики спорят на тему, какие должны быть нормы растекания тока контура заземления? Какова величина сопротивления контура заземления? Какое допустимое сопротивление контура заземления? Как правило, в таких спорах можно услышать разные цифры, одни называют 4 Ом, от других можно услышать 20 Ом, некоторые специалисты говорят, что сопротивление контура заземлителя не нормируется. Так какие же должны быть нормы и почему такая путаница?
Какие бывают испытания?
Начну с того, что поясню, какие бывают испытания. Электролаборатория проводит приёмо-сдаточные или эксплуатационные испытания. Приёмо-сдаточные испытания проводятся после окончания монтирования новой электроустановки, после того как, электроустановка смонтирована и сдана в эксплуатацию, с этого момента начинаются эксплуатационные испытания.
Соответственно приёмо-сдаточные испытания проводятся только один раз, после окончания электромонтажных работ, а эксплуатационные испытания проводятся периодически, в процессе эксплуатации.
И так, существуют приёмо-сдаточные и эксплуатационные испытания. Приёмо-сдаточные испытания регламентируются Правилами Устройства Электроустановок (ПУЭ), а эксплуатационные Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП).
Почему спорят специалисты?Наконец, мы подошли к самому главному. Почему спорят специалисты, почему такие разные цифры они называют?
Во первых, нужно понять о каких испытаниях идёт речь. Если разговор идёт о приёмо-сдаточных испытаниях, то ответ нужно смотреть в ПУЭ, Глава 1.8, Нормы приёмо-сдаточных испытаний, а если об эксплуатационных, то ответ ищем в ПТЭЭП, Приложение 3, Нормы испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок потребителей.
Во вторых нужно понять предназначение контура заземления.
Контур заземления бывает для подстанций и распределительных пунктов выше 1000 Вольт, воздушных линий электропередач до 1000 Вольт и выше 1000 Вольт и электроустановок до 1000 Вольт.
1. Контур заземления для электроустановки напряжением до 1000 Вольт:
ПУЭ, п. 1.8.39, таблица 1.8.38, п. 3 гласит: при измерении в непосредственной близости к трансформаторной подстанции, сопротивление контура заземления должно быть: 15, 30 или 60 Ом, при измерении с учетом естественных заземлителей и повторных заземлителей отходящих линий: 2, 4 или 8 Ом соответственно для напряжений 660, 380 и 220 Вольт.
ПТЭЭП, Приложение № 3, таблица 36 гласит: сопротивление контура заземления — 15, 30 или 60 Ом для напряжений сети 660-380, 380-220 и 220-127 Вольт соответственно (трёхфазная/однофазная сеть), а при измерении с учётом присоединённых повторных заземлений должно быть не более 2, 4 и 8 Ом при напряжениях соответственно 660, 380 и 220 Вольт источника трехфазного тока и напряжениях 380, 220 и 127 Вольт источника однофазного тока.
2. Контур заземления для трансформаторной подстанции и распредпунктов напряжением больше 1000 Вольт:
ПУЭ, п. 1.8.39, таблица 1.8.38, п. 1 гласит: при измерении в электроустановке с глухозаземленной и эффективно заземленной нейтралью, должно быть не более 0,5 Ом.
ПТЭЭП, Приложение № 3, таблица 36 гласит: при измерении в электроустановке напряжением 110 кВ и выше, в сетях с эффективным заземлением нейтрали, сопротивление контура должно быть не более 0,5 Ом.
В электроустановке 3 — 35 кВ сетей с изолированной нейтралью — 250/Ip, но не более 10 Ом, где Ip — расчетный ток замыкания на землю.
3. Контур заземления воздушной линии электропередачи напряжением выше 1 кВ:
ПУЭ, п. 1.8.39, таблица 1.8.38, п. 2 гласит: Заземляющие устройства опор высоковольтной линии (ВЛ) при удельном сопротивлении грунта, ρ, Ом·м: 100/100-500/500-1000/1000-5000 – 10, 15, 20 и 30 Ом соответственно.
ПТЭЭП, Приложение № 31, таблица 35, п. 4 гласит:
А. Для воздушных линий электропередач на напряжение выше 1000 В: Опоры, имеющие грозозащитный трос или другие устройства грозозащиты, металлические и железобетонные опоры ВЛ 35 кВ и такие же опоры ВЛ 3 — 20 кВ в
населенной местности, заземлители оборудования на опорах 110 кВ и выше: 10, 15, 20 или 30 Ом при удельном сопротивлении грунта, соответственно: 100, 100-500, 500-1000, 1000-5000 Ом·м.
Б. Для воздушных линий электропередач на напряжение до 1000 Вольт: Опора ВЛ с грозозащитой – 30 Ом, Опоры с повторными заземлителями нулевого провода – 15, 30 и 60 Ом для напряжений питающей сети 660-380, 380-220 и 220-127 Вольт (трёхфазная/однофазная сеть) соответственно.
Подведём итогДля электромонтажников, работающих в сетях напряжением ниже 1000 Вольт:
Сопротивление растекания контура заземления на вновь построенной электроустановке должно быть 15, 30 или 60 Ом или 2, 4 и 8 Ом при измерении с присоединёнными естественными заземлителями и повторными заземлителями отходящих линий для напряжений питающей сети 660-380, 380-220 или 220-127 Вольт (трёхфазная/однофазная сеть) соответственно.
Сопротивление растекания контура заземления на уже эксплуатирующейся электроустановке, тоже 15, 30 и 60 Ом или 2, 4, 8 Ом при измерении с присоединёнными естественными и повторными заземлителями для напряжений сети 660-380, 380-220 и 220-127 Вольт (трёхфазная/однофазная сеть) соответственно.
Как видим, значения сопротивления контура заземления одинаковы, не зависимо от вида испытаний, но разные в зависимости от назначения контура заземления!
Блог
Электролаборатория в ЖК «Достояние»
Электролаборатория в ЖК «Достояние»узнать больше…
Электролаборатория в ЖК Маяк
Наша электролаборатория работает в ЖК «Маяк»узнать больше…
Электролаборатория в ЖК Наследие
Наша электролаборатория работает в ЖК «Наследие»узнать больше…
Не дозвонились?
Заказать звонок
мы перезвоним!
Только в
10%
позвоните нам
для получения скидки
Новости
ЖК Семеновский парк появилась прописка
Новый ЖК в московском районе Соколиная гора!!! .
..узнать больше…
В юго-восточных районах Москвы восстановлено электроснабжение
Снабжение электричеством жилых домов на юго-востоке столицы восстановлено …узнать больше…
Освещать Москву начали 289 лет назад
В этот день, 27 ноября, только в 1730 году, началось непрерывное освещение Москвы …узнать больше…
Сопротивление молниезащиты — РемСтройМонтаж
- Для чего нужно заземление в молниезащите?
- Нормы для молниеотводов
- Что такое качество заземления?
- Удельное сопротивление почв
- Конфигурация заземлителей
- Как измерить сопротивление?
Проектирование различных зданий и сооружений предусматривает необходимость их молниезащиты с целью обеспечения безопасности людей, самих строений и оборудования от пожаров, взрывов, иного рода разрушений при прямых ударах молнии, а также сопутствующих явлениях. Защитная система в данном случает имеет вид молниеотвода – она перехватывает молнию и перенаправляет полученный разряд в почву для нейтрализации.
Схема молниезащиты достаточно простая и понятная, однако в реализации требует соблюдения ряда нюансов. Одним из них является обеспечение нужного сопротивления заземления, которым во многом определяется эффективность функционирования всего механизма. Какие требования к нему выставляются, как посчитать и померять заземление, в чем смысл данного показателя – разберемся далее.
Для чего нужно заземление в молниезащите?
Чтобы защитить любую конструкцию от молнии, недостаточно просто перехватить последнюю, нужно еще и нейтрализовать. Наличие заземляющих элементов характерно для использования любой электрической техники и электросетей. Так же и здесь: есть разряд, который принимает на себя молниезащита и который нельзя просто «выпустить на свободу», – нужно не дать ему причинить вреда человеку, животным, оборудованию и т. п.
Для этого нам понадобится заземляющее устройство в виде электродов, которые:
- отводят при молниезащите атмосферное электричество в почву;
- обеспечивают безопасное растекание тока по грунту;
- защищают людей и животных от поражения током в случае нарушения изоляции молниезащиты;
- предотвращают искровой пробой в воздухе по конструкциям/элементам объекта, выполненным из металла.
Как видим, функциональность у заземления широкая. Но надлежащим образом сработает она только при правильно рассчитанных параметрах сопротивления. Говоря простыми словами, это способность земли поглощать собой электрический ток, таким образом снижая высокое напряжение, сопротивлением способствуя его обезвреживанию и противодействию растеканию.
Измеряется параметр сопротивления заземлителя в омах (Ом) и, при идеальном раскладе, должен стремиться к нулю. Сложность заключается в том, что сама структура почвы, как правило, не дает добиться такого значения. Будет иметь место определенная погрешность, связанная также с тем, что невозможно угадать силу тока в молнии, какая ударит по молниезащите. Вопрос достаточно сложный в проектировании и реализации, требующий профессионального подхода.
Для каждого здания и сооружения разрабатывается индивидуальный проект молниезащиты с учетом большого количества параметров. Основы для этого установлены инструкцией РД 34.21.122-87. Слишком строгих норм нет, в некоторых отраслях промышленности действуют ведомственные нормы по сопротивлению системы молниезащиты на предприятиях.
Нормы для молниеотводов
Упомянутая инструкция является главным нормативным актом, на который нужно опираться при проектировании молниезащиты и ее монтаже. В нем приведены действующие стандарты (в том числе – для сопротивления), формулы для расчетов, а также пояснения и расшифровки представленных правил. С данным документом необходимо обязательно ознакомиться, чтобы получить полное понимание вопроса про молниезащиту. Мы остановимся только на нескольких основоположных моментах.
Первый – это нормативы сопротивления заземления, показывающие максимально допустимые значения данного показателя с учетом последующего сопротивления почвы. Указываются они в зависимости от категории здания по ПУЭ (правилам устройства электроустановок) и составляют:
- 10 Ом – для 1-й и 2-й категории молниезащиты объектов;
- 20 Ом – 3-й категории;
- 40 Ом – когда электропроводность свыше 500 Ом·м;
- 50 Ом – наружных установок;
- не регулируется молниезащита – для 4-й категории.
При этом нужно понимать, что с увеличением силы тока молнии сопротивление заземления снижается в 2–5 раз. Данный факт также должен приниматься в расчет при проектировании молниезащиты сооружений.
Отдельные рекомендации имеются для обособленно стоящих объектов молниезащиты – не больше 10 Ом, если в период грозы рядом с ними могут находиться люди, и не более 40 Ом, если пребывание людей во время молнии здесь исключено, а сама конструкция молниезащиты удалена от жилых зданий не менее чем на 10 метров.
Для опор воздушных линий электропередач тоже есть собственное правило. У них показатели сопротивления не могут превышать 10–30 Ом в зависимости от характеристик почвы, в которой расположена опора.
Указанные нормы представлены в форме таблицы, по которой просто ориентироваться, обладая минимальными знаниями в этой сфере. Сложные системы молниезащиты требуют тщательного проектирования. Но есть более простой вариант – готовые заземлители с указанным производителем коэффициентом.
Вы выбираете тип грунта, умножаете число его удельного сопротивления на указанный коэффициент, получаете итоговую цифру и сверяете ее с необходимой для вашей категории объекта. Если показатели совпали – можно использовать.
Что такое качество заземления?
Второй важный момент, связанный с нашим вопросом, – качество заземления молниеотвода. Оно показывает, насколько эффективно срабатывает система молниезащиты при распределении и погашении отведенного тока. Данный параметр условный и тесно подвязан с итоговым сопротивлением конструкции. Если оно находится в установленных границах, система работает слаженно. Определяется необходимое сопротивление заземления по расчетным формулам, с учетом конфигурации заземляющих устройств и удельного сопротивления грунта, куда оно устанавливается. Естественно, учесть все возможные нюансы не получится, но есть примерные нормы, которые мы берем за стандартные при расчетах с молниезащитой, и способы добиться нужного нам качества.
Удельное сопротивление почв
Точный показатель удельного сопротивления земли определяется на основе геологических изысканий.
На него влияет состав, влажность, плотность залегания пластов и другие факторы, а для удобства обустройства молниезащиты принято основываться на справочных показателях для:
- сухого песка – от 1500 до 4200 Ом·м;
- бетона – от 40 до 1000;
- супеси – 150;
- суглинка – 100;
- чернозема – 60;
- глины – от 20 до 60;
- песчаника, увлажненного подземными водами – 10–60;
- садовой почвы – 40;
- илистого грунта – 30;
- солончака – 20.
Обращаем внимание, что эти показатели для молниезащиты усредненные, плюс – они могут снижаться при погружении электродов в почву из-за уплотнения и увлажнения. Таким образом сопротивление заземления практически всегда получается ниже расчетного значения.
Конфигурация заземлителей
Одновременно с параметрами грунта на итоговое качество заземления влияет строение заземляющих устройств. В стандартах упоминается три разновидности конструкции заземлителей:
- стойка опоры с диаметром от 0,25 метров и длиной не менее 5-ти метров;
- два или три стержня, размещенных вертикально, диаметром 10–20 мм и длиной от 3-х метров, соединенных горизонтальной 5-тиметровой полосой на глубине не меньше 0,5 метров.
Наиболее распространенная конфигурация, по которой конструируется заземлитель – на три вертикальных электрода. Расстояние между ними должно быть минимум вдвое превышать глубину погружения под землю. От стен ближайшего строения до заземлителей должно оставаться расстояние не меньше 1-го метра. Этого достаточно для соблюдения нужного контура и обеспечения безопасности строения.
Теперь самое интересное – так как характеристики грунта являются сравнительно постоянными, варьировать устройство молниезащиты мы можем только посредством изменения конфигурации заземляющего элемента. Для этого нам нужно увеличить площадь касания электродов с почвой.
Делаем это двумя способами:
- удлиняем или утолщаем заземлитель;
- создаем контур, объединяя несколько электродов в единую цепь.
Современные технологии позволяют монтировать заземлители молниезащиты на глубину до 30-ти метров по простой системе. За счет этого мы можем сделать более компактным верхнюю часть молниезащиты, разместив ее даже на ограниченном пространстве.
Электроды, как правило, подвергаются обработке от коррозии, что значительно продлевает сроки их эксплуатации без потерь в качестве заземления.
Как измерить сопротивление?
Для измерения сопротивления заземления применяются особые измерительные комплексы. Осуществляются замеры в нескольких точках по смонтированному контуру и по определенной схеме. Полученный результат фиксируется документально в протоколах/актах проверок сопротивления заземлителя, соответствующих устройств. Дополнительно ведутся журналы, паспорта заземляющих устройств, что также должны быть в обязательном порядке.
Измерения осуществляются на самих устройствах молниезащиты, защищаемых объектах и по контуру вблизи них. Требуется проверка после первичного монтажа системы и по результатам выполнения любого рода ремонтных работ на ней.
Есть также плановые проверки параметров молниезащиты, которые осуществляются с разной периодичностью для объектов того или иного класса. Для 1-й и 2-й категории – раз за год перед началом грозового сезона, а для 3-й – раз в три года.
Все взрывоопасные предприятия и объекты подлежат проверке качества заземления минимально единожды за год.
К проведению проверочных мероприятий важно привлекать специалистов. Они позволят получить максимально точный результат измерений показателей молниезащиты – правильно выбрать точки, использовать надежное оборудование, проверить участок комплексно и гарантировать дальнейшую безопасность эксплуатации системы.
EIA/TIA 222 — Стандарт защитного заземления
Стандарт защитного заземления введен в редакции G . заземление увеличило минимальное количество необходимых заземляющих стержней и установило максимальное количество омов общего сопротивления заземления.
Увеличение количества заземляющих стержней
В редакции F минимальное количество заземляющих стержней, указанное для самонесущей конструкции, составляло три; новый стандарт требует шести заземляющих электродов. В конструкциях с оттяжками количество стержней в основании увеличилось с двух до трех.
Как и в редакции F, новый стандарт требует заземляющего стержня на каждом анкере.
были добавлены в редакцию G и требуют шести заземляющих стержней, установленных симметрично вокруг основания конструкции с интервалом не менее 20 футов между каждым. Минимум три вывода должны быть присоединены симметрично к основанию.
Десять Ом установлены как максимум
Новый стандарт также касается значений сопротивления заземления, заявляя, что владелец должен убедиться, что общее сопротивление не превышает 10 Ом. Уровень сопротивления ранее не определялся. Некоторые спецификации сайта требуют максимум 4 Ом. Общее сопротивление основного заземления конструкции по отношению к удаленному заземлению должно быть измерено или рассчитано в соответствии со стандартом 142-19 Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE).91, говорится в стандарте.
Десятифутовые стержни установлены как минимум
Предыдущая редакция определила, что минимальный заземляющий стержень должен представлять собой оцинкованный стальной стержень диаметром 5/8 дюйма с выводом из луженой медной проволоки не меньше #6.
Стандарт предупреждает, что для почв с удельным сопротивлением менее 50 Ом·м медные или покрытые медью заземляющие электроды могут способствовать гальванической коррозии. В этих условиях указывается, что заземляющие электроды могут быть заменены заземляющими анодами или другими методами контроля коррозии. В стандартах заземления также указано, что при установке мачты AM необходимо соблюдать особые условия.
Минимальный размер подводящего провода увеличивается до 2/0 одножильного
Новый стандарт заземления требует, чтобы соединения между конструкцией и заземляющими электродами или заземляющими анодами или соединения между электродами были совместимы с электродами и выполнялись проводами с площадью поверхности не менее 2/0 твердый.
Это позволит использовать луженую концентрическую прядь 2/0 или 4/0. Некоторые операторы уже требуют 4/0-19консервированный.
По словам Курта Стидхэма, менеджера по разработке продуктов и разработке приложений компании Harger Lightning & Grounding, «при проектировании системы заземляющих электродов для беспроводного объекта вы должны не только обеспечить заземление с низким сопротивлением относительно удаленной земли, но и наиболее главное, вы хотите обеспечить выравнивание потенциалов между всем оборудованием и нетоконесущими конструкциями. Вы также хотите попытаться отвести энергию от удара молнии подальше от укрытия оборудования; для этой цели часто используются наземные радиальные башни».
Наиболее часто используемые электроды, по словам Стидхэма, представляют собой покрытые медью заземляющие стержни размером 5/8 «x 8 футов. Он говорит, что ввод и заземляющее кольцо чаще всего представляют собой сплошную луженую медь № 2. и № 2/0 или № 4/0 многожильный провод заземления из неизолированной меди.
В зависимости от состояния грунта на участке часто используются усиленные электролитические заземляющие стержни или пластины. По словам Стидхэма, при проектировании системы заземляющих электродов молниезащиты важно помнить, что другие системы, зарытые в землю, могут быть затронуты или повреждены энергией удара.
Большинство спецификаций заземления требуют экзотермической сварки соединений, чтобы обеспечить путь с самой низкой индуктивностью для высокочастотных грозовых перенапряжений; они также устраняют проблему износа из-за коррозии.
В стандарте указано, что альтернативные или специальные системы заземления или особые требования к заземлению должны быть включены в спецификации на поставку владельца. Он также требует, чтобы все электрически активное оборудование и приспособления, поддерживаемые конструкцией , были подключены к вторичному заземлению.
ANSI/TIA/EIA222-G можно получить на сайте www.tiaonline.org. Это разумное вложение для компаний, которые зарабатывают на жизнь проектированием, производством, монтажом и обслуживанием вышек связи и аксессуаров.
Поставщиков оборудования для заземления можно найти здесь.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Этот общий неполный обзор призван служить полезной отправной точкой для исследования и анализа затрагиваемых тем. Надлежащее обучение, профессиональные знания и часто требуется лицензия, прежде чем кто-либо будет заниматься проектированием, выбором, установкой продукта и деятельностью, связанной со строительством/разработкой. Эта информация не предназначена для того, чтобы инструктировать или научить кого-либо правильным или безопасным методам любого аспекта проектирования или построения беспроводной сети. Чтобы обеспечить минимальное воздействие и определить соответствие безопасным условиям труда, вы должны получить совет и рекомендации профессионала отрасли.
Несоблюдение этих минимальных требований и соответствующих обязательств по соблюдению может привести к серьезной травме или смерти вас или ваших коллег по работе.
Все аспекты беспроводной конструкции опасны по своей природе. Вы несете единоличную ответственность за безопасность и осторожность перед выполнением любых задач, связанных со строительством.
Обновление: 20.01.2015
Молниезащита и сопротивление заземляющего электрода
К Стивен Макфадьен on
В большинстве установок используется какая-либо система молниезащиты, которая подключается к заземляющему электроду. Функция заземляющего электрода заключается в безопасном рассеивании удара молнии в землю. Часто рабочие характеристики заземляющего электрода указываются и проверяются путем указания максимального сопротивления и проверки соответствия установленной системы этому параметру. Сопротивление легко понять и легко измерить. Однако это указывает только на работу заземляющего электрода в условиях грозы.
Другие параметры имеют более значимое значение.
Детальный анализ системы относительно сложен. Однако довольно легко изучить некоторые концепции и увидеть, как сопротивление вписывается в общую картину. На приложенном изображении показан стандартный короткий ход (длительностью менее 2 мс), определенный стандартом IEC 62305 [1]. Несмотря на то, что удары молнии будут разными, важным моментом является быстрый рост di/dt. Фактические параметры меняются ход за ходом, но для типичного первого хода средний пиковый ток I составляет 33,3 кА с dt/dt 30/90% 24,3 кА/мкс [2][3].
Для иллюстрации некоторых концепций мы можем использовать типовую спецификацию заземляющего электрода с максимальным сопротивлением 10 Ом, которое достигается за счет использования заземляющего стержня. Обычно заземляющий стержень имеет индуктивность 5×10 -6 Гн/м [4]. Если принять длину стержня 5 м, то наведенные напряжения за счет сопротивления В r и индуктивности В l при начальном подъеме составят:
и
Как видно, напряжение из-за индуктивности в два раза больше, чем из-за сопротивления.
При пике молнии 65 кА или заземляющем стержне длиной 10 м разница в перепадах напряжения будет еще больше преувеличена. Это ясно иллюстрирует важность индуктивности в конструкции любого заземляющего электрода молниезащиты. Использование сопротивления само по себе не является точной мерой производительности.
Это еще более осложняется ионизацией почвы. Из-за характера грозовых перенапряжений, вероятно, происходит ионизация почвы, что снижает кажущееся сопротивление [5]. Эффект от этого заключается в уменьшении резистивного падения напряжения и дальнейшем увеличении важности индуктивности системы.
Удар молнии также можно рассматривать как бегущую волну. В этом случае ток должен бороться с импульсным сопротивлением. В этом анализе сопротивление не имеет значения, и можно отметить, что наиболее эффективной системой заземляющих электродов является система с низкой индуктивностью и высокой емкостью. Заземляющий стержень плохо работает в этом отношении, и лучшей системой заземляющих электродов является устройство сетчатого типа.