Урок : Виконання заземлення

Завдання до уроку:

опрацювати теоретичний матеріал,
переглянути відео,
виконати практичну частину.

Заземлення призначене перш за все для забезпечення безпеки людей від ураження електричним струмом при торканні ними елементів електрообладнання, що опинилося під напругою при аварійних режимах. Також заземлення має важливе значення і для забезпечення пожежної безпеки експлуатації електроустановок об'єктів.

Заземлення - це навмисне електричне з'єднання частин електроустановки, які нормально не знаходяться під напругою, з землею.

Заземлення буває:

захисне заземлення - заземлення частин електроустановки з метою забезпечення електробезпеки;
робоче заземлення;
заземлення як захист від розрядів статичної електрики;
заземлення струмовідводів блискавкозахисту.

Третя і четверта позиції спрямовані на попередження виникнення іскрових розрядів на заземлений предмет і важливі з погляду пожежної безпеки. Звичайно заземлення виконується об’єднаним для всіх чотирьох позицій. При цьому величина опору заземлювача вибирається мінімальною з припускаємого для кожного виду заземлення (найбільш жорсткі вимоги до захисного заземлення. Для фазної напруги 220 В - 4 Ом).

Заземлюючий пристрій складається з заземлювача (штучного і природного) і заземлюючого провідника, що з'єднує корпус із заземлювачем.

Захисне заземлення застосовується:

у мережах з ізольованою нейтраллю. При глухому замиканні на землю або на заземлений корпус струм замикання взагалі не залежить від опору заземлювача;
у мережах із напругою вище 1000 В (тобто у мережах з великими струмами замикання) з глухозаземленою нейтраллю. У цьому випадку замикання на землю є фактично коротким замкненням, яке призводить до спрацьовування апарата захисту мережі (запобіжника або автомата), тобто струм замикання на землю не може бути меншим за номінальний струм апарата захисту.

Принцип роботи захисного заземлення. На рис.2, а показана ситуація дотику людини до заземленого корпуса електроустановки, на якому з'явилася напруга. На рис.2, б - її еквівалентна електрична схема.

Рис.2. Випадок дотику людини до заземленого корпуса електроустановки:

а - схема дотику;

б - еквівалентна електрична схема заземленої електроустановки

Захисне заземлення

це навмисне електричне з'єднання з землею або її еквівалентом металевих неструмопровідних частин, що можуть опинитися під напругою.

Заземлювач

це металевий провідник або група провідників, які знаходяться в безпосередньому контакті з землею.

Заземлювальними провідниками називають металеві провідники, які з'єднують заземлювальні частини електроустановок із заземлювачем.

Заземлення будь-якої частини електроустановки — це спеціальне електричне з'єднання її з заземлювальним пристроєм.

Опором заземлювального пристрою називається сума опорів, яка складається з опору заземлювача відносно землі і опору заземлювальних провідників.

Напругою відносно землі при замиканні на корпус є напруга між цим корпусом і точками землі, що знаходяться поза зоною розтікання струмів у землі, але не ближче як 20 м.

Замикання на землю — це випадкове електричне з'єднання частин електроустановки, які знаходяться під напругою, безпосередньо з землею або з її конструктивними частинами, не ізольованими від землі.

Струмом замикання на землю називається струм, що проходить через землю в місці замикання.

Глухозаземленою нейтраллю називається нейтраль трансформатора або генератора, приєднана до заземлювального пристрою безпосередньо або через малий опір (трансформатори струму тощо).

У електроустановках з ізольованою нейтраллю напругою до 1000 В застосовується захисне заземлення, призначенням якого є створення між металевим корпусом устаткування, що захищається, і землею електричного з'єднання досить малого опору (мал.а). Завдяки цьому при дотику людини до устаткування з пошкодженою ізоляцією через його тіло пройде струм, величина якого не буде небезпечною для нього.

Монтаж заземлення.

Заземлювачі є найвідповідальнішою частиною заземлювальних пристроїв і тому монтувати їх можна лише при наявності затвердженого і погодженого проекту. В заземлювальних пристроях можуть бути використані природні і штучні заземлювачі.

Природними заземлювачами називають металеві споруди, що знаходяться в землі, які можуть бути одночасно використані і з метою заземлення.Застосовувати природні заземлювачі краще, оскільки не лише досягається економія металу, а й відпадає необхідність у виконанні значного обсягу земляних і монтажних робіт.

Як природні заземлювачі можуть бути використані водопровідні та інші металеві трубопроводи, прокладені в землі, а також обсадні труби артезіанських свердловин; металеві конструкції, що знаходяться в землі, та арматура залізобетонних конструкцій будинків і споруд, які з'єднані з землею; металеві шпунти гідротехнічних споруд; свинцеві оболонки кабелів, прокладених у землі.

Якщо оболонки кабелів є єдиними заземлювачами, то в розрахунку заземлювальних пристроїв їх слід враховувати при кількості кабелів не менше двох.

Коли безпосередньо поблизу від електроустановки природних заземлювачів немає, створюють штучні заземлювачі.

Штучними заземлювачами називаються спеціально встановлювані в землі металеві конструкції, призначені для приєднання до них заземлювальних провідників.

Як штучні заземлювачі застосовують вертикально або горизонтально занурені в землю сталеві труби, кутову сталь, металеві стержні, сталеві смуги тощо. У ґрунтах, де є небезпека посиленої корозії металу, слід застосовувати оцинковані або оміднені заземлювачі.

Розташовані в землі заземлювачі, та заземлювальні провідники не повинні бути пофарбовані.

Як заземлювачі найчастіше використовують відрізки труб або кутової сталі завдовжки 2,5—3 м, оскільки при такій їх довжині зменшується вплив промерзання ґрунту. Під час вибору заземлювача перевагу слід віддавати кутовій сталі, оскільки опір розтіканню струму такого заземлювача буде меншим за опір однакового за масою заземлювача з труби.

Електроди заземлювача розташовують так, щоб їх верхні кінці були нижче від рівня землі на 0,5-0,7 м. Це дає змогу знизити опір розтіканню заземлювачів, а також зменшити коливання опору заземлювачів, пов'язані із змінами зовнішньої температури. Для встановлення заземлювачів попередньо риють траншею завглибшки 0,7 м і завширшки в основі 0,5 - 0,6 м, після чого заземлювачі забивають або за допомогою механізмів занурюють у грунт.

Проте найефективнішим способом є укручування круглих сталевих стержнів у грунт за допомогою електросвердел або спеціальних механізмів, У разі використання електросвердла заздалегідь підготовлені стержні Ø 15—18 мм загострюють з одного кінця, а потім на нього, відступивши по 50 мм, надягають і приварюють розрізану по радіусу і розтягнуту в спіраль шайбу («забурник»), в результаті чого цей кінець стержня набуває вигляду, подібного до бурава.

Занурення стержня в грунт методом вкручування: а - електросвердлом; б - заглиблювачем ЗЕ-1;

1 - шпиндель; 2 - електросвердло; 3 - редуктор; 4 - трикулачковий патрон; 5 - стержень; 6 - штанга; 7 - електродвигун.

Приєднування заземлювальних магістралей до природних і штучних заземлювачів, а також смуг зв'язку до заземлювачів з труб і стержнів повинно виконуватися зварюванням (мал. а, б, в). Смуги зв'язку і магістралі заземлення зварюють внапуск, довжина шва повинна становити не менше: подвійної ширини смуги - при прямокутних проводах; шести діаметрів - при круглих проводах (мал.г).Зварний шов накладають у два шари з усіх боків з'єднання. Міцність зварювання перевіряють кількома сильними ударами молотка масою 1,5-2 кг по зварних швах.

З'єднання зварюванням смуг зв'язку заземлення: а - з вертикальним трубчастим заземлювачем; б - з вертикальним заземлювачем з круглої сталі; в - з вертикальним заземлювачем з кутової сталі; г - плоских і круглих смуг одна з одною; 1 - смуга зв'язку; 2 - накладка; 3 - електрод з труби; 4 - електрод із сталевого стержня; 5 - електрод з кутової сталі

Місце введення заземлювальної магістралі в будинок має бути позначене розпізнавальним знаком у вигляді круга Ø 20 см із вписаною в ньому літерою 3, які наносять стійкою фарбою на стіні будинку на висоті 150—180 см. У разі відкритого прокладання вводу заземлювальної магістралі в приміщення він повинен бути вміщений у сталеву трубу для захисту від механічних пошкоджень. Встановлення електродів заземлювача і прокладання заземлювальних провідників у землі оформляють актом на сховані роботи. Місця встановлення заземлювачів і трасу прокладеного в землі заземлювального провідника, з'єднаного із заземлювачем, наносять на план і зазначають відстань від них до постійних орієнтирів.

Заземлювальні провідники прокладають по будівельних елементах будинків і кріплять на опорних конструкціях (мал. а, б, в, г). Опорні конструкції встановлюють на прямих ділянках на відстані 500-900 мм одна від одної. У разі прокладання заземлювальних провідників паралельно підлозі опорні конструкції кріплять на висоті 400-600 мм від її рівня.

Способи кріплення сталевих заземлювальних провідників до опорних конструкцій: а - смужки за допомогою обойми; б - смужки з обтискного обоймою; в - смужки приварюванням; г - круглого прутка приварюванням; 1 - стояк; 2 - обойма; 3 - заземлювальний провідник; 4 - зварний шов.