Заземление здания: Заземление зданий, контур заземления здания, проект заземления

Содержание

Заземление зданий, контур заземления здания, проект заземления

Цвет провода заземления — желтый с салатовой полосой. Каждый, кто самостоятельно монтировал хоть раз проводку, задавался вопросом: «А зачем, собственно, он нужен?». Так ли важно усложнять конструкцию и нести лишние расходы? С какой целью делается заземление зданий? А если оно, заземление, действительно необходимо, то как смонтировать эту систему правильно, чтобы она выполняла свои функции?

Для чего нужно заземление зданий

Наши далекие предки сталкивались только с проявлениями атмосферного электричества. Но уже тогда люди знали, насколько опасными могут быть разряды молнии и называли их «гневом богов». Раскопки археологов показали, что уже в те далекие времена люди понимали некоторые принципы действия атмосферного электричества и пытались создавать примитивные системы защиты.  Эти находки представляли собой длинные медные прутья, возвышающиеся над зданиями, противоположным концом погруженные в грунт.

Однако с развитием человеческого общества, технологий, электричество прочно вошло в наш быт. И тут же остро встал вопрос о защите человека от поражающих факторов электрического тока, но на этот раз не атмосферного, а «домашнего», сгенерированного машинами, построенными самим же человеком. Решение оказалось лежащим на поверхности.

Действительно, заземление зданий — практически точная копия конструкции громоотвода. Из опасной зоны ток отводится в землю с помощью фидера — металлического стержня, проволоки, кабеля.

С помощью заземления защищают электрические агрегаты, домашние сети, бытовую и промышленную технику. В случаях, когда на объектах электроснабжения случается пожар, насосы пожарных автомобилей и даже ручные стволы (брандспойты), которыми пожарные бойцы тушат пожар, должны быть заземлены с помощью специальных устройств.

Принцип действия системы заземления

Принцип действия системы заземления чрезвычайно прост. В чем состоит поражающая (разрушающая) сила электрического тока? Все начинается с того, что в одном месте при создании особых условий, накапливается очень большое количество отрицательно заряженных частиц — электронов. Но так как все в природе стремится к равновесию, то этот избыток частиц устремляется туда, где их недостаточно. Звучит не очень пугающе, но когда поток электронов мчится к земле от наэлектризованных облаков, они, эти крошечные частицы, умудряются нагревать слои атмосферы до миллиона градусов по Цельсию.

Изобретатели научились пускать этот поток в мирное русло — по электрическим проводам. Проходя через проволоку, электроны заставляют её нагреваться и иногда от перегрева она, проволока, начинает ярко светиться. Поток электронов создает и электромагнитное поле, приводящее в движение роторы мощных моторов.

Но машины иногда выходят из строя и поток электронов, прокладывают свой путь через любой предмет, проводящий электрический ток, иногда подобным проводником становится и тело человека. Таким образом, заземление зданий предназначено для предоставления заряженным частицам, электронам, образно говоря, альтернативного пути — более удобной, с меньшим сопротивлением, дороги к выходу.

В результате, большая часть электронов проходит по защитному контуру заземления и уменьшает силу тока, направленного на человеческое тело.

Установка и правильный расчет заземления, молниезащиты — необходимое условие безопасности проживающих в доме.

Заземление зданий. Требования

Если расчет заземления частного дома, как и решение о необходимости его монтажа, полностью лежит на совести владельца, то о производственных зданиях и помещениях, многоквартирных жилых домах этого не скажешь. Так, согласно существующим правилам устройства электроустановок, наличие и характеристики системы заземления зависят не только от напряжения, под которым работают машины, но также и от микроклимата внутри конкретных помещений здания.

Расчет заземления электрооборудования производится на стадии проектирования. Согласно ГОСТ 12.1.030-81, в помещениях, где пользуются переменным током с напряжением 380 В и выше или постоянным более 440 В, устройство заземления или зануления обязательно во всех случаях. При напряжении от 42 В до 380 В переменного тока или от 110 В до 440 В постоянного тока заземление устраивается в случае, если работа в помещении сопряжена с условиями повышенной опасности или особо опасными по ГОСТ 12.1.013-78.

Обязательному заземлению подлежат и электроустановки, расположенные под открытым небом.

Машины, работающие от электрической сети с напряжением, менее указанных величин, должны быть заземлены только в помещениях с большой влажностью или на производствах, где есть опасность образования газовоздушных или газопылевых взрывоопасных смесей.

Расчет системы заземления

Методика сводится к расчету количества стержней, необходимых для достижения заданных параметров заземления. Для того чтобы сделать подобный расчет, необходимо знать сопротивление одного стержня. Это сопротивление можно измерить или рассчитать.

Замер производится методом, показанным на рисунке ниже.

Сопротивление стержня определяют по формуле R = U / I, где:

  • U — напряжение, измеренное вольтметром, В;
  • I — сила тока, измеренная амперметром, А.

Расчет заземления можно сделать и без замеров, для этого можно воспользоваться достаточно сложной формулой, но универсальной для любых вертикальных заземлителей.

Для расчета с помощью этой формулы необходимы следующие исходные данные:

  • ρ-экв — эквивалентное удельное сопротивление почвы, Ом×м;
  • L — длина стержня, м;
  • d — диаметр стержня, м;
  • Т — расстояние от поверхности грунта до середины заземлителя (геометрическая середина стержня), м.

Таблица 1. Эквивалентное удельное сопротивление почвы – значения, нормированные для известных видов почв.

Грунт

Эквивалентное удельное сопротивление, Ом×м

Климатический коэфициент

При влажности грунта 10-12%

Возможные границы колебания значений

Рекомендовано для расчетов

Ψ1

Ψ

2

Ψ3

торф

чернозем

садовая земля

глина

суглинок

мергель, известняк

супесчаный

песчаный

20

200

40

40

100

250

300

700

9 — 53

30 — 60

8 — 70

40 — 150

200 — 300

150 — 400

400 — 2500

20

30

50

60

100

250

300

500

1,4

1,6

2,0

2,0

2,4

1,1

1,32

1,3

1,3

1,5

1,5

1,56

1,0

1,2

1,2

1,2

1,4

1,4

1,2

В таблице: Ψ1— очень влажный грунт, Ψ2 – грунт средней влажности, Ψ3 – сухой грунт.

После того, как стало известно сопротивление одного вертикального стержня, можно рассчитать их необходимое количество, без учета сопротивления горизонтального заземления:

где:

  • Rн — нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющих устройств, Ом;
  • Ψ — сезонный климатический коэффициент сопротивления грунта, для средней полосы Российской Федерации, может приниматься как 1,7.

Таблица 2. Наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств (согласно ПТЭЭП), в формуле выше обозначено как Rн.

Характеристика электроустановки Удельное сопротивление грунта ρ, Ом·м Сопротивление заземляющего устройства, Ом
Искусственный заземлитель к которому присоединяется нейтрали генераторов и трансформаторов, а также повторные заземлители нулевого провода (в том числе во вводах помещения) в сетях с заземленной нейтралью на напряжение, В:
 660/380 до 100 15
свыше 100 0. 5 х ρ
 380/220 до 100 30
свыше 100 0.3 х ρ
 220/127 до 100 60
свыше 100 0.6 х ρ

Так как удельное сопротивление грунта зависит от его влажности, для стабильности сопротивления заземлителя и уменьшения на него влияния климатических условий, заземлитель размещают на глубине не менее 0.7 м.

Заглубление горизонтального заземлителя можно найти по формуле:

где:

  • Т – расстояние от поверхности земли до геометрической середины заземлителя, м.;
  • L – длина заземлителя, м;
  • t — минимальное заглубление заземлителя (глубина траншеи), принимается равным 0.7 м.

Сопротивление растекания тока для горизонтального заземлителя:

где:

  • Lг, b – длина и ширина заземлителя;
  • Ψ – коэффициент сезонности горизонтального заземлителя;
  • ηг – коэффициент спроса горизонтальных заземлителей (таблица 3).

Длину самого горизонтального заземлителя найдем исходя из количества заземлителей:

 — в ряд; — по контуру,

где а – расстояние между заземляющими стержнями.

Определим сопротивление вертикального заземлителя с учетом сопротивления растеканию тока горизонтальных заземлителей:

Полное количество вертикальных заземлителей определяется по формуле:

где ηв – коэффициент спроса вертикальных заземлителей (таблица).

Таблица 3. Коэффициент использования заземлителей.

Коэффициент использования показывает как влияют друг на друга токи растекания с одиночных заземлителей при различном расположении последних. При соединении параллельно, токи растекания одиночных заземлителей оказывают взаимное влияние друг на друга, поэтому чем ближе расположены друг к другу заземляющие стержни тем общее сопротивление заземляющего контура больше.

Полученное при расчете число заземлителей округляется до ближайшего большего

Пример расчета

Расчет заземления электрооборудования. Пример — частный дом, используется однофазная электрическая сеть, требуемое сопротивление растеканию не выше 4 Ом. Место расположения — черноземье: эквивалентное удельное сопротивление грунта равно 50 Ом м. Для оборудования системы заземления используются стальные трубы длиной 160 см, диаметром 32 мм.

Расчет одного заземлителя:

Зная сопротивление растеканию, одного заземлителя, нетрудно рассчитать необходимое их количество:

Ответ: 11 заземлителей.

Советы

Сухой грунт — плохой проводник электрического тока, поэтому на песчаных почвах чем глубже забиты заземляющие стержни, тем лучше.

Находясь постоянно во влажной почве, конструкция из тонкого металла очень быстро разрушится в результате коррозии и перестанет выполнять возложенные на нее функции. Поэтому, во влажных грунтах, заземляющие стержни должны быть выполнены из достаточно толстых прокатных материалов.

На фото: заземляющий контур здания выполнен из стальной полосы.

Отличным заземлением может послужить водоносная скважина, если обсадочная труба выполнена из металла.

Если крыша дома выполнена из металлочерепицы (профнастила), ее в обязательном порядке заземляют. Подобная конструкция будет прекрасной молниезащитой здания.

Готовый молниеотвод можно получить, заземлив металлическую мачту телевизионной антенны, если таковая имеется.

Заземление зданий промышленных объектов

Расчет заземления электроподстанции просто необходим, на её территории находится большое количество оборудования, работающего с большим напряжением. Поэтому, практически все оборудование подстанции (трансформаторы, электрические щиты, железобетонные и железные опоры машин, муфты кабелей, кожухи кабельных каналов и размыкателей) заземляется в обязательном порядке.

Сопротивление растекания тока на рассматриваемых объектах не должно превышать 0,5 Ома. Для достижения заданной цифры при устройстве оборудования подстанций по максимуму пользуются естественными заземлителями, такими как трубопроводы подземных кабельных каналов, металлическими опорами электропередач и поддерживают их тросами.

Сопротивление подобных систем рассчитывается по формуле:

где:

  • R тр — сопротивление троса одной опоры ЛЭП, Ом;
  • R оп — сопротивление растеканию тока самой опоры, Ом.

Заземление зданий цехов промышленного предприятия производится в зависимости от наличия и количества установленного в нем оборудования. Сам алгоритм расчета ничем не отличается от рассмотренного выше примера. По рассматриваемой схеме производится и расчет заземления электрических кабелей.

Произвести необходимые расчеты и составить полный пакет документации по заземлению здания Вам помогут квалифицированные специалисты нашей компании.

Как заказать услугу?

Заказать услугу, рассчитать стоимость работ или уточнить дополнительную информацию вы можете:

оставив заявку на сайте, через форму обратной связи «Заказать звонок»,

позвонив нам по контактному телефону 8 (495) 669 31 74 

или же написать нам на почту: [email protected] ru

Будем рады ответить на все интересующие вопросы!

Страница не найдена — Группа компаний БТА

Заметки

Водосток является тем элементом, который обеспечивает эффективный отвод воды (дождевой или талой) с поверхности

Заметки

Пакет законопроектов, усиливающих борьбу с картелями, внесен правительством в Госдуму. Он предполагает не только

Заметки

Согласно п.2.124 (2.27) пособия по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) она

Заметки

Справка: содержание воды в сухом снеге – 3%, в мокром – до 33%, во

Заметки

«Это произошло в обеденное время на Советском. Всё случилось, конечно, быстро. Услышали очень сильный

НАШИ НАБЛЮДЕНИЯ И ОПЫТ.

Отчего на крышах образуются ледяные наросты, нависающие на пешеходными дорожками и придомовыми автостоянками? Казалось

Страница не найдена — Группа компаний БТА

Заметки

Водосток является тем элементом, который обеспечивает эффективный отвод воды (дождевой или талой) с поверхности

Заметки

Пакет законопроектов, усиливающих борьбу с картелями, внесен правительством в Госдуму. Он предполагает не только

Заметки

Согласно п.2.124 (2.27) пособия по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) она

Заметки

Справка: содержание воды в сухом снеге – 3%, в мокром – до 33%, во

Заметки

«Это произошло в обеденное время на Советском. Всё случилось, конечно, быстро. Услышали очень сильный

НАШИ НАБЛЮДЕНИЯ И ОПЫТ.

Отчего на крышах образуются ледяные наросты, нависающие на пешеходными дорожками и придомовыми автостоянками? Казалось

Заземление здания | Полезные статьи

Понравилось видео? Подписывайтесь на наш канал!

Заземление зданий должно осуществляться в соответствии нормам ПУЭ, а именно главы 1.7. Также важными регулирующими документами являются ПТЭЭП и технический циркуляр «О заземляющих электродах и проводниках».

Лучше всего монтировать контур заземление зданий из специальных заводских комплектующих с хорошими антикоррозийными свойствами. Но если речь идет о сравнительно небольшом частном доме, контур заземление зданий можно сделать и самостоятельно, например по самой распространенной схеме «треугольник».

Рисунок 1. Контур заземления типа «треугольник»

В целом заземлители всегда монтируются в ряд или образуют определенную геометрическую фигуру — в зависимости от характеристик используемой для монтажа площади.

В каждом отдельном случае должен выполняться расчет заземления зданий, который помогает определить, какого сечения должен быть заземляющий проводник и каким именно будет контур заземления. Например, когда осуществляется заземление зданий и сооружений с минимальным количеством электрооборудования, требуемое сопротивление заземления может быть достигнуто и за счет единичного модульного глубинного заземлителя, благодаря чему объемы работ (в том числе и земляных) существенно уменьшаются. Ну а заземление зданий, характеризующихся большим энергопотреблением, должно выполняться через контур, в котором три и больше заземлителей.

Схема заземления здания в большинстве случаев сложностью не отличается. Она предполагает наличие забитого в землю контура заземления, от которого протянут проводник (например, провод ПВ или ПуГВ) к вводно-учетному (для частных особняков) или этажному (для квартирных и прочих многоэтажек) электрощиту и заводится на заземляющую шину. А уже от нее осуществляется заземление квартир или отдельных электроприборов. В целом схема заземления здания получается довольно простой, эффективной и удобной в реализации.

Рисунок 2. Упрощенная схема заземления и молниезащиты

Стоит отметить, что заземление зданий и сооружений часто сопряжено с проблемой невозможности размещения контура заземления на прилегающей территории. В таком случае контур можно забивать прямо в подвале заземляемого здания.

Нужно знать, что заземление зданий является важным для обеспечения их электробезопасности мероприятием, поэтому, не обладая должными знаниями и навыками, выполнять данную работу самостоятельно строго не рекомендуется.

Защитное заземление зданий

Для защитного заземления используются искусственные и естественные заземлители.

Естественными заземлителями являются:

  • железобетонные и стальные каркасы зданий,
  • металлоконструкции производственного назначения,
  • металлические трубы электропроводки,
  • оболочки кабелей,
  • стационарные надземные трубопроводы любого назначения (кроме трубопроводов, транспортирующих горючие и взрывоопасные вещества, труб центрального отопления и канализации).

Если они обладают необходимой проводимостью, то необходимость в использовании дополнительных проводников отпадает. В качестве заземелителя также может быть использован железобетонный фундамент строения, поскольку его сопротивление приблизительно равно сопротивлению земли (от 150 до 300 Ом/м).

Когда уровень сопротивления заземления выше норм, установленных ПУЭ, используются искусственные заземлители. Они изготавливаются в виде труб, уголков, прутов, углубленных в грунт вертикально на глубину до 3 метров или горизонтально – на 50-70 сантиметров.

Чтобы добиться более равномерного распределения потенциала грунта (т.е. с целью снижения «напряжения шага»), используют группу заземлителей, соединенных стальных полосой. Для обеспечения защиты электрических подстанций используется сетка заземлителей. Когда зазмелители соединяют в группу, не следует формировать из них замкнутый контур с большой площадью, т.к. он может стать своеобразной антенной, внутри которой во время грозы будет циркулировать сильный ток.

Наилучших результатов можно добиться при соединении заземлителей в виде сетки. При этом площадь отдельного контура будет намного меньше общей площади, покрытой сеткой зазамлителей.

Запрет на образование замкнутых контуров не всегда может быть соблюден на практике, в особенности, в случае естественных заземлителей. Арматура железобетонных блоков, из которых строится подавляющее большинство промышленных зданий образует сетку из сваренных между собой штырей. Металлическая клетка арматуры нижней частью соединяется с почвой. Монтажная организация должна обеспечить прочный взаимный контакт всех конструкций из металла в здании и оформить акт скрытых работ. При этом контактом заземления является болт, который приваривают к закладной конструкции фундамента или колонны строения.

При сборке заземления следует избегать зазоров внутри контура, поскольку магнитное поле молнии может наводить на них ЭДС, которая, в свою очередь, может привести к возникновению искры, и, как следствие, возгоранию горючих материалов внутри здания.

Внутри здания систему заземляющих проводников монтируют в виде сетки. Она используется одновременно и как заземление, и как ЭМ-экран строения. В помещениях электростанций, где установленная автоматика, потолок и стены покрывают стальными плитами, а отверстия для кондиционирования и окна защищают сеткой из меди. Покрытие пола выполняется их пластика с высокой электропроводимостью.

При сборке заземления также недопустимо использовать контакты различных металлов, поскольку при этом образуются гальванические пары, приводящие к быстрой коррозии стыков.

Контур заземления

Контур заземления классически представляет собой группу соединенных горизонтальным проводником вертикальных электродов небольшой глубины, смонтированных около объекта на относительно небольшом взаимном расстоянии друг от друга.

В качестве заземляющих электродов в таком заземляющем устройстве традиционно использовали стальной уголок либо арматура длинами 3 метра, которые забивали в грунт с помощью кувалды.

В качестве соединительного проводника использовали стальную полосу 4х40 мм, которая укладывалась в заранее подготовленную канаву глубиной 0,5 — 0,7 метра. Проводник присоединялся к смонтированным заземлителям электро- или газосваркой.

Контур заземления для экономии места обычно «сворачивают» вокруг здания вдоль стен (по периметру). Если взглянуть на этот заземлитель сверху, можно сказать, что электроды смонтированы по контуру здания (отсюда и название).

Таким образом контур заземления — это заземлитель, состоящий из нескольких электродов (группы электродов), соединенных друг с другом и смонтированных вокруг здания по его контуру.

Контур заземления: классический или современный?

Классический контур заземления

Большая площадь установки Крайне малая площадь установки (вплоть до монтажа в подвале дома)
Необходимы сварные работы Все элементы заземлителя легко соединяются резьбовыми соединениями (не влияет на механические и электрические свойства заземлителя)
Требуется резка материала Все детали изготовлены промышленным способом с гарантировано высоким качеством
Требуется транспортировка грузовым автомобилем Полутораметровая упаковка штырей и коробка с дополнительными элементами умещается в обычный легковой автомобиль
Длительный и физически тяжелый процесс установки, требующий привлечения сварщика Быстрая установка своими силами. Для установки заземлителя требуется только один человек.
Элементы конструкции имеют вес не более 2х килограмм.

Заземление зданий. Устройство контура заземления в доме

Содержание

Эксплуатация современных сооружений сопровождается использованием электрической энергии. Заземление зданий — это мера, обеспечивающая безопасное применение приемников тока. Устройства защитного контура в отношении сети в 220 вольт носит рекомендательный характер. В отношении же сети электроснабжения 380 вольт монтаж заземления обязателен.

Человеческое тело представляет собой идеальный проводник электрической энергии. Ее прохождение (при касании приемника тока под напряжением) связано с возникновением судорог. Закономерным итогом может стать смерть человека.

Электроудар возникает не только в результате случайного касания оголенного приемника тока. На практике имеет место быть возникновение аварийных ситуаций, когда напряжение оказывается на корпусе потребляющих электроэнергию приборов (при обрыве на «ноль»). Бытовой прибор при нарушении внутри него изоляции становится смертельно опасным. Заземление строений выполняется для того, чтобы минимизировать возможные риски в отношении его жильцов.

Общий смысл действий сводится к тому, чтобы напряжение, представляющее опасность для человека, уходило в землю. Молниезащита коттеджейподразумевает подключение к электросети защитного проводника, посредством которого происходит подсоединение к корпусу потребителя. Заземление может играть роль и нулевого проводника (необходим для срабатывания защитных приспособлений). Это позволяет сохранить работоспособность приборов при возникновении форс-мажорных обстоятельств. Наличие заземления делает безопасным прикосновение человека к бытовому оборудованию, получившему серьезные повреждения.

Как выполняется монтаж контура заземления дома?

Эксперты рекомендуют выполнять эти работы в теплые месяцы. Причина:

  • простота проведения работ;
  • отсутствие проблем при измерении сопротивления контура.

Под землей располагают конструкции из металла. В отношении частных домов оптимально подходит контур в виде треугольника. Заложенный в грунт заземлитель соответствующей конфигурации:

  • имеет внушительную площадь;
  • в состоянии обеспечить небольшое сопротивление (электрическое) контура.

Монтаж заземлителей начинают с выбора подходящего места. Глубина залегания конструкции выбирается ниже отметки промерзания грунта — 0.7-1 м. Траншея в сторону силового щита копается от одного из углов треугольника.

Молниезащита частных домов подразумевает вбивание в вершины треугольника электродов (играют роль заземлителей). Оптимально для данных целей подходит уголок стали со стороной шириной 50 мм. Стержни вбивают в землю. При плотном грунте возникает необходимость бурения скважин. Электроды должны выступать над уровнем земли.

Молниезащита зданийобустраивается в результате формирования контура. На практике для этих целей используется полоса стали 40*5 мм. Ее необходимо приварить к стержням. Полосу от металлического треугольника отводят к силовому шкафу. Там ее крепят к кабелю посредством болта. Данный крепеж следует приварить к полосе.

Заземление зданий требует проверки контура. Для этих целей задействуется диагностический прибор — омметр. Обязательное требование: значение показателя заземления менее регламентируемого. При необходимости в грунт вбиваются дополнительные металлические стержни.

Финальный этап проведения работ — засыпка траншеи землей. Грунт должен быть однородным (наличие в нем щебня и строительного мусора не допускается). При эксплуатации контура в засушливую погоду грунт (в месте его заложения) поливают водой. Цель: снижение сопротивления конструкции.

Правила заземления электрических установок коттеджей

Заземление зданий должно проводиться в соответствии с общепринятыми правилами. Выделяют следующую схему заземления потребителей в загородном особняке:

  • электрический прибор;
  • розетка;
  • силовой щит;
  • проводник заземления;
  • металлический контур;
  • грунт.

Начальный этап мероприятий — выполнение заземляющего приспособления. Роль заземлителя играет конструкция из металла (указанная выше), обладающая внушительной контактной площадью с грунтом. Ее предназначение состоит в:

  • уменьшении потенциала токоприемников;
  • выравнивании разности потенциалов.

Эффективная молниезащита зданий требует грамотного выбора не только формы конструкции, но и глубины, на которой она будет залегать.

Проводник (заземляющий) необходимо подсоединить к заземляющей шине. Выбор проводника обусловлен требованиями, приведенными в нормативном документе: ГОСТ Р 50571.5.54-2013.

Молниезащита коттеджей требует соединения (посредством шины) с обеспечивающими защиту проводниками, сопряженными с розетками здания. Важное требование к данным электротехническим приборам — наличие заземляющего контакта.

Итогом грамотно выполненных мер является то, что каждый отдельно взятый потребитель электроэнергии подключается к единой заземляющей системе.

Как выполняется монтаж заземлителей?

Заземление зданий проводится в соответствии со следующим алгоритмом:

  • установка контура;
  • прокладка обеспечивающих функционал заземления электродов;
  • надежное сопряжение стержней;
  • подсоединение к заземляющим устройствам и потребителям электричества проводников.

Для сопряжения лучше всего подходит стык внахлест. Его следует промазать битумом — это предотвратит возникновение коррозии. Перед реализацией проекта готовят комплект рабочих чертежей.

Как быть, если заземлители пересекаются с инженерно-техническими коммуникациями (кабелями, трубопроводами и т.д.)? В местах стыка контур требуется защитить стальным уголком. Молниезащита частных домов требует маркировки участка входа в здание контура. На поверхность стены (в указанном месте) наносят опознавательные знаки. Обязательная информация — сведения о расстоянии до металлического контура. Обязателен ввод в особняк заземлителя минимум в двух точках.

По завершении монтажных мероприятий составляется акт скрытых работ. Необходимо указать привязку (на чертежах) к стационарным ориентирам заземлителей. Не допускается нанесение краски на поверхность конструкций, выполняющих заземление зданий. Причина очевидна: данные составы увеличивают значение сопротивления заземлителя.

Проводники магистрального типа во внутренней части здания прокладывают по телу стены. Рекомендуемый уровень от поверхности пола — 40-60 сантиметров. Расстояние в 60-100 сантиметров должно разделять крепежные точки. В сухих зонах допускается монтаж электропроводников непосредственно на поверхности стен. Для крепления используются дюбели. Пристрелка монтажных элементов осуществляется строительным пистолетом. В некоторых случаях проводники сопрягают сваркой. Для этого на стенах должны располагаться закладные элементы.

Если помещение насыщено влагой, заземлители следует присоединять к опорам. Целью их установки следует считать создание зазора. Он отделяет сырые стены от проводника. С целью получения доступа к элементам защитного контура прокладывать их следует открыто.

Обращайтесь к нам! Наши цены адекватные, качество услуг — гарантированно высокое. Клиенты вправе рассчитывать на скидки, участие в акционных программах.

Заказать расчет и монтаж заземления и молниезащиты здания

Код

: вопросы и ответы: заземление и соединение для удаленного здания

Q. Если у меня есть подводящий кабель к удаленному зданию, и я проложу провода из ПВХ, каковы требования к заземлению и соединению для этой конкретной установки?

A. Каждый разъединитель здания / сооружения должен быть подключен к электроду типа, указанного в 250.52 [250.32 (A)]. Заземляющий электрод не требуется, если здание / конструкция обслуживается двухпроводной, трехпроводной или четырехпроводной ответвленной цепью [250.32 (A) Ex]. Провод заземляющего электрода должен заканчиваться на клемму заземления отключающего устройства, и его размер должен соответствовать 250.66, исходя из площади проводника незаземленного питающего проводника [250.32 (E)].

Банкноты :

• Заземление средств отключения здания / сооружения на землю предназначено для ограничения наведенных напряжений на металлических частях от ближайших ударов молнии [250,4 (A) (1)].

• Кодекс запрещает использование земли в качестве эффективного пути тока замыкания на землю [250.4 (A) (5) и 250,4 (B) (4)].

• Если провод заземляющего электрода подсоединен к заземляющему стержню, часть проводника, которая является единственным соединением с заземляющим стержнем, не обязательно должна быть больше меди 6 AWG [250,66 (A)]. Если провод заземляющего электрода соединен с электродом в бетонном корпусе, часть проводника, которая является единственным соединением с электродом в бетонном корпусе, не обязательно должна быть больше меди 4 AWG [250,66 (B)].

Что касается соединительной части вашего вопроса, то для быстрого устранения замыкания на землю и снятия опасного напряжения с металлических частей средства отключения здания / сооружения должны быть подключены к заземляющему проводу оборудования цепи, который должен быть одного из типов, описанных в 250. .118. Если заземляющий провод оборудования цепи питания представляет собой провод, его размер должен быть рассчитан в соответствии с 250.122, исходя из номинала устройства максимального тока [250.32 (B)] (см. , рисунок ).

Осторожно : Во избежание протекания опасного нежелательного нейтрального тока на металлические части [250,6 (A)], нейтральный провод цепи питания не разрешается подключать к разъединяющим средствам удаленного здания / сооружения [250.142 (B)].

Понимание различий между соединением, заземлением и заземлением

Невозможно переоценить важность соединения и заземления в коммерческих, промышленных и общественных зданиях.Заземленные цепи машин должны иметь эффективный обратный путь от машин к источнику питания для правильной работы. Кроме того, нетоковедущие металлические компоненты на объекте, такие как шкафы для оборудования, кожухи и конструкционная сталь, должны быть электрически соединены между собой, чтобы между ними не могло существовать потенциал напряжения. Выгоды для владельца здания многочисленны — максимальная защита оборудования, устранение опасности поражения электрическим током, увеличение времени безотказной работы и снижение затрат за счет отказа от дорогостоящего обслуживания оборудования.Однако проблемы могут возникнуть, когда термины, такие как «соединение», «заземление» и «заземление», меняют местами или путают в определенных ситуациях.

Заземление — это прикрепление связанной металлической системы к земле, обычно через заземляющие стержни или другие подходящие заземляющие электроды. NEC запрещает заземление через изолированные заземляющие стержни как единственное средство заземления оборудования. Тем не менее, некоторые производители чувствительного оборудования фактически поощряют эту практику в своих руководствах по установке, чтобы сократить количество обращений в службу поддержки, «не обнаруженных», связанных с ошибками машины и перезагрузкой.

Иллюстрация

Понимание различий между соединением / заземлением и заземлением лучше всего проиллюстрировать на примере. Производитель литых компонентов заменял вышедшие из строя печатные платы на компьютеризированном станке с числовым программным управлением (ЧПУ). После грозы система самодиагностики машины иногда регистрировала проблему с компонентами. Машина не запускалась, задерживая дневной производственный цикл. Специалисты завода по электронике выявили и заменили вышедшие из строя печатные платы, а затем вернули станок с ЧПУ в работу.Однако ремонт и производственные потери в каждом случае обходились в тысячи долларов.

Вызванный для устранения проблемы, персонал организации инженерных служб крупного производителя электрораспределительного оборудования заметил, что, хотя на заводе был заземлен станок с ЧПУ в соответствии с инструкциями производителя по установке, заземление явно нарушало NEC. Это очевидное противоречие демонстрирует тревожный факт: некоторые методы заземления, разработанные для уменьшения ошибок данных в чувствительных машинах, могут фактически нарушать нормы и стандарты заземления, вызывая повреждение оборудования и создавая угрозы безопасности.Также важно отметить, что противоречивые требования можно преодолеть, но никогда не ставя под угрозу безопасность сотрудников.

Основные понятия и термины

Понимание разницы между соединением / заземлением и заземлением требует неявного понимания нескольких важных понятий и терминов, в том числе изложенных ниже.

Безопасное заземление и работа машины

Проблема, с которой сталкивается завод в этом примере, не является чем-то необычным. Производители чувствительных машин обнаружили, что изолированные заземляющие стержни могут уменьшить количество неприятных проблем, таких как перезагрузка, ошибки данных и периодические отключения.Это уменьшение связано с уменьшением количества переходных процессов напряжения или «шума» на заземляющем стержне по сравнению с обычной системой заземления здания. Из-за уменьшения количества ошибок данных, связанных с заземляющим стержнем, некоторые производители включают изолированные заземляющие стержни в свои инструкции по установке. Некоторые даже подразумевают, что гарантия на машину не будет соблюдаться, если заземляющий стержень не будет установлен.

Однако во время грозы или замыкания на землю изолированный заземляющий стержень становится помехой, создавая опасность поражения электрическим током для сотрудников и повышая потенциал чувствительных компонентов машины. На рисунке 1 показаны чрезвычайно большие переходные напряжения, которые могут возникать между приведенными в действие заземляющими стержнями из-за токов молнии и сопротивления земли. Хотя замыкания на землю в самой машине могут не потреблять достаточно тока для срабатывания устройств защиты от сверхтоков, они могут создавать опасность прикосновения для сотрудников.

Статья 250.54 NEC 2008 специально запрещает использование изолированных заземляющих стержней или заземления в качестве единственного средства заземления оборудования, хотя некоторые использовали другие разделы NEC для обоснования такой практики.«Справочник NEC» предоставляет следующие комментарии, связанные со ст. 250,6 (нежелательные токи):

«Увеличение использования электронного управления и компьютерного оборудования, чувствительного к паразитным токам, заставило проектировщиков установки искать способы изолировать электронное оборудование от воздействия таких паразитных циркулирующих токов. Циркулирующие токи в заземляющих проводниках оборудования, металлических кабельных каналах и строительной стали создают разность потенциалов между землей и нейтралью электронного оборудования.

«Неопытные люди часто рекомендуют изолировать электронное оборудование от всего остального силового оборудования, отсоединив его от заземления силового оборудования. В этом корректирующем действии средства заземления оборудования удаляются или неметаллические прокладки устанавливаются в металлическую систему кабельных каналов вопреки фундаментальным принципам безопасного заземления, изложенным в требованиях ст. 250. Электронное оборудование затем заземляют на землю, изолированную от общей земли системы питания.Изоляция оборудования таким образом создает разность потенциалов, которая может привести к поражению электрическим током. Ошибка усугубляется тем, что такая изоляция не создает обратного пути при замыкании на землю с низким сопротивлением к источнику питания, который необходим для срабатывания устройства защиты от сверхтоков ».

Соединение / заземление в сравнении с заземлением

Изолированные соединения с землей не требуются для чувствительной работы машины. Проблемы возникают, когда соединение / заземление оборудования перепутано. В США термин «заземление» используется для обозначения как минимум пяти или более систем, связанных с заземлением, в том числе:

• Тип системы. Это относится к средствам, с помощью которых устанавливаются зависимости напряжения источника питания. Источники питания делятся на четыре основные категории: трансформаторы, генераторы, электрические сети и статические преобразователи энергии. Эти системы могут быть сконфигурированы как звезда или треугольник, и способ их сопряжения с системой заземления определяет тип системы. Наиболее распространенный тип трехфазной системы — это глухо заземленная звезда, которая устанавливается путем подключения проводника с надлежащим номиналом (также известного как основная или системная перемычка) от клеммы X0 источника (обычно трансформатора) к системе заземления. .

• Заземление оборудования. Лучший способ заземления оборудования — это проложить заземляющий провод подходящего размера по тому же маршруту, что и силовой и нейтральный проводники, от источника к машине. NEC допускает использование металлических кабелепроводов и других заменителей, но некоторые отраслевые эксперты считают, что эти системы менее эффективны, и их следует избегать.

• Заземляющий электрод (заземление). Этот термин относится к методу, с помощью которого система заземления объекта соединяется с землей.Наиболее распространенным заземляющим электродом для небольших объектов является металлический стержень заземления, но системы заземления для больших зданий могут — и должны — быть более сложными и включать средства для периодического осмотра и тестирования этих систем. Система заземляющих электродов, закопанная в землю или заключенная в бетон, а затем забытая, часто является источником возрастающих проблем по мере старения здания и износа заземляющих электродов.

• Снижение грозы. На некоторых объектах используются молниеотводы (также известные как молниеотводы) для направления ударов молнии в сторону от силового оборудования, но эти устройства часто подключаются к системе заземления таким образом, что они имеют противоположный эффект — непреднамеренное внесение энергии молнии в конструкцию объекта. сталь, обмотки низковольтных трансформаторов и, как следствие, чувствительные строительные нагрузки.

• Заземление опорного сигнала. Чувствительные электронные машины полагаются на систему заземления для передачи сигналов малой величины. Поэтому часто бывает важно обеспечить несколько путей заземления, а не полагаться на один заземляющий проводник оборудования между источником питания и чувствительной нагрузкой. Это гарантирует, что паразитные напряжения в системе заземления поддерживаются значительно ниже уровня, при котором их можно спутать с чувствительными опорными сигналами машины.Лучшее руководство по заземлению опорного сигнала — это стандарт IEEE 1100-2006, «Рекомендуемая практика для питания и заземления электронного оборудования».

Обратите внимание, что заземление не требуется для чувствительной работы машины. Например, современные летательные аппараты оснащены чувствительными компьютерами и электронными устройствами, которые корректно работают без привязки к земле. Они полагаются на соединенную металлическую систему — каркас самолета, обшивку, конструктивные опоры, дорожки качения и заземляющие проводники — как основу для заземления.Если в этой связанной системе повышается напряжение относительно земли, все машины на борту испытывают это повышение вместе. В результате машины не видят разницы потенциалов по отношению друг к другу. Как только самолет приземляется, любое напряжение между самолетом и землей должно быть снято с помощью электрода, который проходит в обход резиновых шин.

Устранение проблемы

Непосредственным решением проблемы незаконного заземления стержня на примере завода (рис. 2 ) было устранение опасности поражения электрическим током.Это было сделано путем подключения заземляющего проводника (1/0 меди) от заземляющего стержня к ближайшей части системы заземления здания — в данном случае к конструкционной стали. Это соединение устранило потенциал удара во время шторма, уменьшив сопротивление между заземляющим стержнем и системой заземления здания.

Следующим шагом было устранение ошибок подключения и установка заземляющего провода от источника к станку с ЧПУ ( Рис. 3 ). Основной причиной того, что изолированный стержень заземления был эффективным в уменьшении проблем с эксплуатацией, была связанная система здания, которая испытывала скачки напряжения, наложенные на нее из-за ошибок проводки.Одной из распространенных ошибок является неправильное подключение нейтральных проводов к шинам заземления или проводов заземления к нейтральным шинам. Эта ошибка позволяет нейтральным токам протекать по связанной системе, тем самым создавая переходные процессы напряжения. Нейтральные провода разрешается подключать к объединенной системе только на служебном входе или к понижающему трансформатору (который NEC называет отдельно производным источником). Обратите внимание на рис. 2, что на заводе перед станком с ЧПУ были установлены как регулятор напряжения, так и устройство подавления шума.Эти устройства часто применяются для решения неприятных проблем в работе, вызванных переходными процессами в системе заземления. Однако устройства подавления не являются панацеей. Фактически, они иногда не нужны, когда сначала устраняются проблемы с проводкой и заземлением.

После того, как ложный заземляющий стержень был подключен к остальной части связанной системы, необходимо было решить эксплуатационные проблемы, которые включали исправление ошибок проводки, выявленных при обследовании площадки. Для примера установки этих шагов было достаточно.В других ситуациях вам следует обратиться к следующему контрольному списку:

1. Подключите заземляющий стержень к соединенной системе и установите заземляющий провод от источника питания к чувствительной нагрузке, чтобы устранить угрозу безопасности и обеспечить эффективный путь возврата при замыкании на землю.

2. Исправьте ошибки проводки и заземления в системе питания, обслуживающей чувствительную машину.

3. Установите понижающий трансформатор (т. Е. Отдельно производный источник) для обслуживания только технологической машины.Подключите новую нейтраль к точке заземления на стороне нагрузки трансформатора.

4. Все оставшиеся проблемы в работе, вероятно, вызваны контурами заземления связи. Контуры заземления, которые возникают при соединении проводов между чувствительными машинами, питаемыми от разных источников питания, могут потребовать более сложных схем коррекции, таких как оптическая изоляция.

Следующий шаг

Таким образом, завод в примере установил обрабатывающий станок с ЧПУ в соответствии с рекомендациями производителя.К сожалению, эти рекомендации включали требование о том, чтобы отдельный заземляющий стержень служил единственным средством заземления оборудования. Хотя такая практика может уменьшить количество ошибок данных в чувствительных технологических машинах, она нарушает NEC, создает опасность поражения электрическим током для сотрудников и вызывает разность потенциалов, которая может повредить чувствительные электронные компоненты.

Инженеры-электрики и подрядчики могут помочь клиентам избежать подобных ситуаций, предоставив проактивные консультации в этой области. Лучшее место для начала — собрать как можно больше информации — из NEC 2008 года, семинаров / конференций, проверенных производителей электрического оборудования и онлайн-источников.Обладая этими знаниями, у вас есть еще одна причина обратиться к клиенту и решить критически важный вопрос.

Рэй, P.E., является директором компании Schneider Electric Square D Engineering Services, Роли, Северная Каролина. С ним можно связаться по телефону [email protected] . Ватерер — научный сотрудник подразделения Square D Engineering Services компании Schneider Electric, Норкросс, штат Джорджия. С ним можно связаться по телефону [email protected]


Боковая панель: Знание — сила

Инженер-электрик или подрядчик, который разбирается в различных элементах надлежащих систем заземления, соединения и заземления, лучше всего подходит для консультирования клиентов по надлежащей практике в этой области.Понимание требований NEC также может помочь вам заработать репутацию человека, с которым можно связаться по любым вопросам, связанным с подключением / заземлением. Такой опыт также может привести к будущему бизнесу.

Консультации — Инженер по подбору | Заземление и соединение в коммерческих зданиях

Автор: Сэм Р. Александер, PE, LEED AP BD + C, exp, Maitland, Fla. 15 августа 2012 г.

Существуют различные преимущества для заземления и соединения систем передачи и распределения переменного тока.Основание для выбора того или иного типа системы заземления зависит от ее способности обеспечивать безопасность персонала и защиту оборудования. В первую очередь, электроэнергетика занимается снижением опасности поражения электрическим током и вспышкой для персонала, работающего с электрическими системами, ограничением повреждений компонентов электрической системы из-за переходных перенапряжений и минимизацией прерывания коммерческих или промышленных процессов, которые поддерживает электрическая система.

Основываясь на этих критериях, преобладающая философия проектирования заземления заключается в предоставлении заземленной системы вместо незаземленной для достижения этих целей.Тем не менее, понимание основных принципов работы каждого типа системы необходимо для согласования соответствующей топологии заземления с характеристиками электрической системы. Коммерческие здания, большая часть оборудования которых работает при напряжении 600 В и ниже, похоже, стандартизированы на основе надежного заземления и заземления. Правильное применение этого подхода осуществляется через призму Национального электротехнического кодекса.

Причины для заземленных и незаземленных систем

Согласно NEC, существует две основные цели заземления электрической системы переменного тока: первая — стабилизировать напряжение системы относительно земли в нормальных условиях эксплуатации, обеспечивая систему отсчета земли для системы; другой — поддержание в допустимых пределах избыточных напряжений в системе из-за молний, ​​скачков напряжения в сети и случайного контакта с более высокими напряжениями.Эти две причины позволяют инженеру-проектировщику достичь двух основных целей — защиты оборудования и безопасности персонала для электрической системы. Третья цель заземления — позволить процессам, поддерживаемым электрической системой, продолжаться при наличии неисправного состояния. Обычно это достигается либо незаземленной системой, либо применением специальной формы заземления (заземление с высоким сопротивлением).

Энергетические системы в 1950-х годах, как правило, были незаземленными, трехфазными, трехпроводными, с дельта-трансформатором и дельта-генератором.Основное преимущество этой конфигурации заземления заключается в том, что она позволяет одному замыканию фазы на землю с болтовым соединением работать бесконечно без повреждения в месте повреждения и без срабатывания устройства защиты от сверхтоков. Это обеспечивает непрерывность работы, пока находится неисправный проводник, хотя и с риском поражения электрическим током для персонала. Однако большинство замыканий на землю имеют не болтовое соединение, а дуговое искрение низкого уровня (повторное зажигание). Эти повторные замыкания на землю из-за их относительно низких токов замыкания могут остаться незамеченными оборудованием для контроля замыканий на землю.Опасность здесь заключается в том, что повторные замыкания на землю вызывают возрастающие переходные перенапряжения на изоляцию проводящей системы. Если не контролировать, напряжение на изоляцию системы может привести к двойному замыканию линии на землю, что приведет к нежелательному срабатыванию устройств защиты от сверхтоков. Еще худший сценарий — это последствия опасности разрушительной дуги. По этой причине сейчас меньше шансов построить незаземленные системы, и они с большей вероятностью будут модернизированы с помощью системы с заземленным сопротивлением какого-либо типа.

В электрической системе есть различные точки, доступные для заземления, например, средняя точка однофазного трансформатора, угол обмоток треугольником или центр обмоток звезды. Точки, которые считаются нейтральной точкой системы, чаще всего используются для заземления. Нейтральная точка влияет и, в свою очередь, одинаково влияет на три другие фазы в сбалансированной трехфазной системе. По своей природе эта точка представляет собой лучшую возможность реализовать две основные цели заземления электроэнергетической системы.Описанные ниже методы заземления включают подключение к нейтральной точке звездообразной системы (генератора или трансформатора). Как правило, там, где нет нейтральных точек для заземления на обмотках генератора или трансформатора, как при соединении треугольником, используются заземляющие трансформаторы, такие как трансформаторы типа зигзаг или звезда-треугольник. Эти заземляющие трансформаторы эффективно создают нейтральное соединение, которое затем можно заземлить.

Виды заземления

Высокоомное заземление (HRG) , с возможностью применения в диапазоне напряжений от 480 В до 13.8 кВ, обеспечивает средства для ограничения проблем с переходными перенапряжениями, связанными с незаземленными системами, при этом обеспечивая преимущества непрерывности обслуживания. Идеальный диапазон напряжения — 5 кВ и меньше. Как правило, увеличение тока замыкания на землю улучшает контроль перенапряжения, но увеличивает вероятность повреждения при коротком замыкании. И наоборот, уменьшение тока замыкания на землю увеличивает перенапряжение, но снижает повреждение в месте повреждения. Правильное применение HRG в диапазоне среднего напряжения (MV) 2.От 4 до 13,8 кВ потребуется максимальный предел для одиночного тока замыкания на землю между точкой замыкания на землю до значения ниже 7 ампер. Кроме того, собственный емкостный зарядный ток между фазой и землей должен быть меньше или равен току через заземляющий резистор. Математически ток замыкания на землю представляет собой векторную сумму тока заземляющего резистора и тока емкостной зарядки. Емкостной зарядный ток — это функция электрической системы, которую необходимо предварительно оценить.При соблюдении этих величин и условий можно рассчитать диапазон токов замыкания на землю HRG.

Схемы низкоомного заземления (LRG) предназначены для ограничения токов замыкания на землю в диапазоне от 100 до 400 ампер в системах с диапазонами напряжения от 480 В до 15 кВ. При таком увеличении величины тока замыкания на землю цель LRG состоит в том, чтобы исключить переходные процессы перенапряжения за счет увеличения повреждений в точках замыкания и замыканий на землю. Однако, чтобы свести к минимуму эти повреждения, система защитных устройств формируется как часть схемы LRG.В идеале неисправность изолирована, а остальная электрическая система продолжает работать. При более высокой величине токов замыкания на землю емкостной зарядный ток относительно земли очень мало влияет на выбор резистора заземления. В этом случае это сопротивление представляет собой просто напряжение между фазой и нейтралью на заземляющем резисторе, деленное на ток замыкания на землю.

Реактивное заземление (RG) — еще одна альтернатива, используемая в системах среднего напряжения в диапазоне от 2,4 до 15 кВ. В этой схеме заземления индуктор используется для ограничения протекания токов замыкания на землю.Было показано, что системы с реактивным заземлением создают переходные перенапряжения при гораздо более высоких токах замыкания на землю, чем системы с резистивным заземлением. Чтобы ограничить переходные перенапряжения до приемлемых пределов, результирующий ток замыкания на землю может составлять до 60% от трехфазного замыкания с болтовым соединением. Поскольку это намного превышает предел в 400 ампер для LRG в том же диапазоне напряжений, реактивное сопротивление не так широко используется в электротехнической промышленности, за исключением заземления с настроенным реактивным сопротивлением.

Нейтрализатор замыкания на землю (GFN) — это еще одна форма заземления реактивного сопротивления, известная как заземление с настроенным реактивным сопротивлением.Как следует из названия, индуктивное сопротивление настраивается на естественный емкостной зарядный ток незаземленной фазы относительно земли. Этот эффект настройки за счет индуктивного реактивного сопротивления по существу нейтрализует (нейтрализует) вклад тока от емкостного зарядного тока. Это оставляет небольшую часть тока замыкания на землю, которая по своей природе является резистивной. Этот резистивный ток нейтрали относительно земли находится в фазе с напряжением нейтрали относительно земли. Преимущество этого согласования фаз состоит в том, что дуговое замыкание на землю с меньшей вероятностью будет поддерживаться напряжением, когда переменный ток и напряжение одновременно достигают нулевого значения.Приложение GFN похоже на приложение HRG в том, что замыкание на землю может сохраняться, так что электрическое обслуживание продолжается. Обнаружение неисправности обеспечивается скоординированным набором реле защиты от замыканий на землю. Недостаток GFN аналогичен RG в том, что реактивное заземление в целом имеет тенденцию к увеличению переходных перенапряжений. Кроме того, цепь заземления должна быть перенастроена после того, как в электрической системе будет выполнено какое-либо переключение.

Сплошное заземление (SG) обычно было решением более 60 лет назад, когда инженеры искали альтернативу для решения проблемы переходных перенапряжений из-за дугового замыкания на землю в незаземленных системах.Несмотря на то, что его применение не было столь успешным в диапазоне от 2,4 до 13,8 кВ из-за высокой энергии в точке повреждения, SG даже сегодня постоянно применяется при напряжениях ниже 600 В. Система с глухозаземленной нейтралью будет производить максимальный ток повреждения для данного состояния повреждения. Таким образом, он предоставляет наилучшие возможности для раннего обнаружения опасности возникновения дугового разряда в электрических системах. Координация устройства максимального тока, которое является важной частью системы SG, обеспечивает изоляцию только неисправной цепи, в то время как остальная часть системы продолжает функционировать.

Граница (зона заземления) электрической системы

Эффекты замыкания на землю различных схем заземления, описанных выше, ограничены определенными областями электрических систем, известными как зоны заземления или системы заземления. Границы этих систем заземления образуются разграничениями, такими как первичные обмотки треугольником трансформаторов или точка постоянного тока инверторов и преобразователей переменного / постоянного тока. Эти системы, которые связаны друг с другом магнитным полем или электрически изолированы, за исключением некоторой формы соединения оборудования, считаются отдельными системами.

На рисунке 1 трехфазная система на 480 В включает в себя первичные обмотки треугольником систем 2 и 4, двигатель с незаземленной звездой, глухо заземленный трансформатор звездой-звездой, генератор источника с незаземленной треугольной обмоткой и заземленную вторичную обмотку звездой. трансформатор источника. Система 2 имеет незаземленную вторичную обмотку трансформатора треугольником и незаземленную первичную обмотку однофазного трансформатора. Система 3 имеет незаземленную вторичную обмотку однофазного трансформатора, а Система 4 — заземленную вторичную обмотку трансформатора звездой.

Когда отдельные системы разрабатывают свои собственные соединения и заземления, они называются отдельно производными системами (SDS). Источники питания, такие как трансформаторы и генераторы, обычно конфигурируются как SDS. Однако, когда они электрически подключены к другой системе, они становятся частью этой системы и классифицируются как не относящиеся к SDS. Трансформатор T1 и генератор G в системе заземления 1 (рисунок 1) не относятся к SDS.

Твердое заземление трансформатора коммерческих зданий

Трансформаторы для коммерческих зданий обычно подключаются как SDS.Основной характеристикой SDS является соединение заземленного нейтрального проводника с соединенным корпусом оборудования или с соединенной шиной заземления. Для трансформаторов существует две конфигурации твердого соединения нейтрали с землей. Первая конфигурация имеет это соединение на самом трансформаторе (см. Соединение A на трансформаторе на Рисунке 2).

Вторая конфигурация имеет это соединение нейтрали с землей у первого средства отключения после трансформатора (см. Соединение C на панели 208 В на Рисунке 2).Эта вторая конфигурация заземления и соединения идентична тому, что требуется для служебного входного оборудования коммерческих зданий, которое обслуживается трансформатором электросети. В этом случае соединение нейтрали с землей называется основной перемычкой заземления. Также указано третье соединение B. Три соединения A, B, C нельзя использовать одновременно, так как это создаст параллельный путь для заземленного проводника. Однако любые два из трех соединений A, B, C будут соответствовать правилам установки на основе 250.30 (А) (1) NEC. В общем, установка заземления и заземления одиночного трансформатора в здании может быть расширена до нескольких трансформаторных схем, где на каждом этаже многоэтажного здания расположено несколько трансформаторов. Это достигается путем протягивания общего заземляющего электрода либо вертикально через полы, либо горизонтально внутри каждого этажа.

Генератор для коммерческих зданий с твердым заземлением

Заземление и заземляющие соединения генераторов для коммерческих зданий могут быть выполнены либо как SDS, либо как не-SDS.Выбор конфигурации для использования определяется выбором передающего оборудования, которое будет передавать силовые соединения от энергосистемы к генератору (генераторам) здания при потере электропитания от энергосистемы общего пользования. Если передаточное оборудование (переключатель) позволяет переключать свои нейтральные соединения (т. Е. 4-полюсные), то генератор, подключенный к передаточному переключателю, должен быть подключен как SDS. Такое расположение обеспечит соответствие требованиям безопасности 250.6 (B), NEC (см. Рисунок 3). Если безобрывный переключатель не позволяет переключить свои нейтральные соединения (т.е.е., 3-полюсный), то генератор должен быть подключен как без SDS, чтобы снова соответствовать 250.6 (B), NEC (см. рисунок 4). Несмотря на то, что на генераторе G2 нет соединения нейтрали с землей, генератор не считается незаземленным. Это связано с тем, что нейтральное соединение генератора, хотя и не подключено к земле на самом генераторе, подключено к земле на оборудовании служебного входа MDP через безобрывный переключатель. Также корпус генератора заземлен вспомогательным заземляющим электродом в соответствии с 250.54, NEC. Этот заземляющий электрод обеспечивает для генератора те же преимущества, что и заземление электрической системы.

Несколько генераторов, обслуживающих коммерческое здание, обычно подключаются как SDS. Это связано с требованиями к устройствам защиты от замыканий на землю на объектах, достаточно больших, чтобы требовать нескольких генераторов. Например, для правильного функционирования этих устройств защиты от замыканий на землю необходимо, чтобы генераторы были подключены как SDS. Параллельно подключенные генераторы создают особые проблемы с точки зрения способов заземления и защиты оборудования.Здесь достаточно сказать, что согласование электрических параметров этих параллельно включенных генераторов сводит к минимуму циркулирующие токи третьей гармоники, которые могут повлиять на устройства защиты от замыканий на землю.

Параллельное заземление генераторов может быть реализовано с помощью общей шины нейтрали, подключенной к одной шине заземления, или с помощью отдельных шин нейтрали, подключенных к их соответствующим шинам заземления. Чтобы использовать параллельную схему с общей нейтральной шиной, распределительный щит с устройствами максимального тока генератора должен находиться рядом с самими генераторами.Это связано с тем, что соединение нейтрали с землей на SDS должно быть у генераторов или у первого средства отключения после генераторов (250,30 (A) (1) NEC). Согласно требованиям этого кодекса, если распределительный щит генератора должен быть расположен удаленно от самих генераторов, то соединение нейтрали с землей должно быть на встроенном устройстве максимальной токовой защиты каждого генератора. Здесь необходимо подчеркнуть, что такое применение твердого заземления для генераторов, описанное выше, не является обычной практикой для генераторов с напряжением выше 600 В.Это связано с тем, что одиночные замыкания между фазой и землей при твердом заземлении при таких более высоких напряжениях, как правило, больше, чем трехфазные замыкания на болтах, с которыми производители генераторов проектируют свои генераторы.

Независимо от того, заземлены ли генераторы или трансформаторы в виде паспортов безопасности или не-паспорта безопасности, если они обслуживают конкретный коммерческий объект, тогда все заземляющие электроды (250,50 NEC) должны быть соединены вместе, чтобы сформировать систему заземляющих электродов. Это увеличивает целостность системы заземления здания, не нарушая требований к различным зонам заземления, поскольку токопроводящие проводники не соединены между собой между зонами заземления.

Заключение

Существует несколько схем заземления и соединения трансформаторов и генераторов. К ним относятся незаземленные, заземленные по сопротивлению и надежно заземленные. Системы с заземленным сопротивлением подразделяются на системы с высоким сопротивлением, низким сопротивлением, реактивным сопротивлением и настроенным реактивным сопротивлением. Незаземленные системы, которые когда-то были одной из наиболее широко используемых систем заземления, в настоящее время являются наименее используемым методом заземления. Незаземленная система предназначена для того, чтобы первое замыкание на землю могло существовать бесконечно долго, чтобы обеспечить непрерывность обслуживания при обнаружении места замыкания.К сожалению, система в этом состоянии имела тенденцию к возникновению переходных перенапряжений, которые приводили к нарушениям изоляции оборудования и проводов.

В целях достижения баланса между непрерывностью работы и снижением переходных перенапряжений были разработаны другие схемы импедансного заземления и твердое заземление. При напряжении выше 600 В твердое заземление не так широко используется из-за более высоких уровней энергии в точке повреждения. Однако при напряжении 600 В и менее надежное заземление является стандартом де-факто для трансформаторов и генераторов в коммерческих зданиях.При таком более низком напряжении сплошное заземление с включенными в него согласованными устройствами защиты от сверхтоков предназначено для быстрой изоляции замыканий на землю. Таким образом, только неисправная часть системы выходит из строя, в то время как остальная часть системы продолжает работать.

Расшифровка терминов

Заземленная электрическая система — это система, в которой по крайней мере один проводник от системы или точка на проводящей системе соединен либо с землей, либо с каким-либо другим проводящим телом, которое служит вместо земли.Это соединение может быть с промежуточным устройством импеданса или без него. Считается, что с устройством с очень низким импедансом система надежно или эффективно заземлена. С помощью устройства импеданса система может быть заземлена либо резистивно, либо реактивно.

Связанная электрическая система — это система, в которой нетоковедущие проводящие материалы электрической системы соединены вместе таким образом, что они представляют собой путь с низким импедансом для токов замыкания на землю.Это связанное соединение позволяет токам замыкания фазы на землю в заземленной системе течь обратно к источнику электроэнергии для последующих мер безопасности со стороны системы. Из-за взаимосвязанности заземленной и связанной системы связанная система также способствует достижению цели заземленной системы.

Незаземленная электрическая система не имеет прямого соединения между проводниками системы и землей или землей, за исключением очень высокого естественного реактивного сопротивления из-за емкостной связи между линией и землей.Независимо от значения названия, NEC по-прежнему требует, чтобы корпуса проводящего оборудования незаземленной системы были заземлены по той же причине, по которой заземленная система должна быть заземлена. Этот код также требует, чтобы незаземленная система была подключена аналогично заземленной системе, чтобы обеспечить путь с низким импедансом для межфазных токов замыкания, чтобы циркулировать обратно к источнику.

Токи замыкания на землю — это нежелательное протекание электрических токов в электрической системе из-за непреднамеренного соединения между незаземленным проводником электрической цепи и землей.Замыкания на землю в среднем составляют 95% всех неисправностей в электрических системах, причем наиболее распространенным типом замыканий на землю является дуговое замыкание. Все формы заземления и соединения направлены на минимизацию или устранение замыканий на землю. Следовательно, различные упомянутые методы заземления будут рассматриваться в контексте обработки токов замыкания на землю.


Александр — старший инженер-электрик с опытом работы. Его опыт в области электротехники для строительных систем, и он работает в основном в коммерческих и правительственных зданиях.


Список литературы

Л. Дж. Кингри, Р. Д. Пейнтер, A.S. Локер, «Применение заземления нейтрали с высоким сопротивлением в системах среднего напряжения», IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 47, № 3, май / июнь 2011 г.

Д. Д. Шипп, Ф. Дж. Анджелини, «Характеристики методов заземления нейтрали различных энергосистем: факты и вымысел», Катлер-Хаммер, 1988.

Д. Пол, С. Л. Венугопалан, «Метод заземления с низким сопротивлением для энергосистем среднего напряжения», ICF Kaiser Engineers, 1991.

Б. Бриджер мл., «Заземление с высоким сопротивлением», IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. IA-19, No. 1, январь / февраль 1983 г.

Л. А. Бей, Дж. Айверсон, «Заземление генераторов переменного тока и переключение нейтрали в аварийных и резервных энергосистемах, части 1 и 2», Cummins Power Generation, 2006.

K. J .S. Хунхун, Дж. Л. Кёпфингер, М. В. Хаддад, «Резонансное заземление (нейтрализатор замыкания на землю) подключенного генератора», IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. ПАС-96, № 2, март / апрель 1997 г.

Дж. Р. Дунки-Якобс, «Влияние дугового замыкания на землю на конструкцию низковольтной системы», IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 1A-8, No. 3, май / июнь 1972 г.

Рекомендуемая практика IEEE для заземления промышленных и коммерческих энергосистем, IEEE Std 142, 2007.

Рекомендуемая практика IEEE для систем аварийного и резервного питания для промышленных и коммерческих приложений, IEEE Std 446, 1995.

Справочник национальных правил по электротехнике, Национальная ассоциация противопожарной защиты, 2011 г.

Оборудование и конструкция: заземление и соединение в отдельных зданиях или сооружениях

Множественные здания или сооружения на одной и той же территории обслуживаются единой автономной коммунальной службой электроснабжения, а отдельные здания на участке снабжаются фидерами.Служба также может напрямую снабжать одно из зданий, а фидеры или ответвления питают другие здания от этого служебного оборудования. Особые правила заземления и соединения применяются к отдельным зданиям или сооружениям, питаемым от фидеров или ответвлений. Требования изложены в части III статьи 250 Национального электротехнического кодекса (NEC), в частности, 250.32.

Раздел 250.32 (A) требует системы заземляющих электродов в соответствии с Частью III Статьи 250. Это означает, что требования к заземляющим электродам в 250.50 должны применяться к отдельным зданиям или сооружениям, питаемым от фидеров или ответвлений. Если какой-либо из заземляющих электродов в 250,52 (A) присутствует (существует) в обслуживаемом здании или сооружении, они должны быть соединены вместе, чтобы сформировать систему заземляющих электродов. Сюда входят электроды водопровода, металлические опорные конструкции в земле, которые квалифицируются как электроды, электроды в бетонном корпусе и т. Д. Если электродов нет, их необходимо установить. Исключение из требований к заземляющему электроду 250.32 (A) применяется к зданию или сооружению, которое питается от одной ответвленной цепи, индивидуальной или многопроволочной, которая включает в себя заземляющий провод оборудования.

Для последовательного применения NEC важно различать здание, конструкцию и оборудование. Определение «сооружения» было пересмотрено в NEC 2017 года как «то, что построено или построено, кроме оборудования». В определениях поясняется, что все здания являются конструкциями, но не все сооружения являются зданиями.Например, дом — это здание, а рекламный щит — это строение.

Другой важный фактор, который необходимо понять, — это разница между оборудованием и конструкцией. Например, двигатель или наземный кондиционер — это оборудование, охватываемое главой 4 NEC. При установке на открытом воздухе они обычно крепятся к бетонной подушке или опоре. Бетонное основание — это конструкция, к которой крепится оборудование. Это не превращает комбинацию оборудования и фундамента в конструкцию и, таким образом, вызывает требования к заземляющему электроду.Строятся конструкции. Любой заземляющий электрод в этих типах установок оборудования, скорее всего, является вспомогательным заземляющим электродом и, следовательно, не является обязательным.

Другой пример — светильник для парковки, установленный на опоре. Светильник и опора являются оборудованием, подпадающим под действие статьи 410 NEC, а бетонное основание — это конструкция, к которой крепится оборудование. Ключевое различие между оборудованием и конструкцией состоит в том, что конструкции сооружаются, как указано в определении, в то время как оборудование обычно производится или изготавливается на предприятии и доставляется на место для установки.Важно различать оборудование и конструкции, чтобы эффективно определить, когда 250,32 (A) требует заземляющего электрода, а когда это вариант в соответствии с 250.54.

В соответствии с 250.32 (B) (1) фидер или ответвленная цепь, питающая отдельное здание или сооружение, обычно должна включать заземляющий провод оборудования (EGC). EGC может быть проводом или любым способом подключения, указанным в Разделе 250.118, который квалифицируется как EGC. Если EGC является проводным, его размер должен соответствовать 250.122. Исключение № 1 позволяет использовать заземленный (обычно нейтральный) провод фидеров или ответвленных цепей для заземления в отдельных зданиях или сооружениях при определенных и предписывающих условиях. Во-первых, EGC не включен в цепь, питающую отдельное здание или сооружение. Во-вторых, нет непрерывных металлических путей между источником питания и местом назначения в обслуживаемом здании или сооружении.

Наконец, отсутствует защита от замыкания на землю оборудования, установленного на стороне питания фидера.Это исключение касается только существующих систем электропроводки в помещении. Для существующих систем, в которых таким образом используется заземленный провод, размер проводника не должен быть меньше размеров, требуемых в 250.122 или 220.61, в зависимости от конкретного случая. Исключение № 2 позволяет использовать заземленный провод, как указано в 250.32 (A) (1) Исключение № 2.

Раздел 250.104 устанавливает новые требования к соединению металлических систем водяных трубопроводов и других металлических трубопроводов, установленных или прикрепленных к зданию или сооружению, снабжаемым фидерами или ответвлениями.Размер перемычки для металлических водопроводных труб и соединяемых между собой строительных стальных конструкций не должен быть меньше размеров, указанных в таблице 250.102 (C) (1), а не в таблице 250.66.

Особые правила заземления и соединения применяются к отдельным зданиям или сооружениям, питаемым фидером (ами) или ответвленной (ыми) цепью (ами). Заземляющий электрод обычно требуется в таких зданиях или сооружениях, если только здание или сооружение не питается от одной ответвленной цепи и не удовлетворяет требованиям, указанным в исключении для 250.32 (А). Понимание того, что представляет собой оборудование по сравнению с тем, что квалифицируется как здание или конструкция, помогает пользователям Кодекса определить требования к заземляющим электродам или вариант установки вспомогательного заземляющего электрода.

Заземление в сравнении с соединением — Понимание различий в электрических системах здания

Автор Том Келли
Экспертиза включает:
    • Отказы электрического оборудования
    • Несчастные случаи с поражением электрическим током
    • Пожары и взрывы
    • Проектирование высокоэнергетического лазера
    • Промышленные электрические аварии
    • Анализ удара молнии
    • Робототехника и автоматизация
    • Объем повреждений
    Ремонт

Хотя подросток может быть хорошо знаком с термином «заземление», существует путаница в значении этого слова в электрическом смысле.В строительных электрических системах «заземление» и «соединение» — это два термина, которые часто понимают неправильно. Неправильное применение концепций заземления и соединения может создать опасность смертельного шока и пожара. «Заземление» — термин, пришедший из Европейского международного электротехнического комитета (МЭК). Заземление является синонимом заземления, но часто считается, что оно имеет другое значение.

Национальный электротехнический кодекс (NEC) — это стандарт, регулирующий электрические установки в США.Этот стандарт пересматривается каждые три года с целью включения новых технологий и передового опыта для повышения безопасности электрических систем и установок. Статья 250 NEC, в настоящее время озаглавленная «Заземление и соединение», содержит требования по обеспечению постоянного низкоомного «эффективного пути тока замыкания на землю». Правильно установленный, этот путь заземления является одним из способов облегчить работу устройства защиты от перегрузки по току (OCPD), такого как предохранитель, автоматический выключатель или прерыватель цепи замыкания на землю (GFCI), при возникновении замыкания на землю.В 2005 году эта статья претерпела серьезное обновление. В предыдущих выпусках статья называлась просто «Заземление».

Символ заземления

Проще говоря, заземление — это соединение электрической системы с землей, чтобы обеспечить путь для рассеивания скачков напряжения от молнии и подобных событий. Крепление к земле, сделанное электродом, вбитым в землю, подключается к определенной точке в электрической системе в зависимости от источника электроэнергии. Эта единственная точка становится заземлением для остальных ответвленных цепей в установке.

Заземляющий стержень установлен в земле с помощью зажима.

Соединение — это соединение электропроводящих материалов и другого оборудования по всей электрической системе, чтобы обеспечить ту же точку отсчета для заземления системы. Соединение должно быть выполнено таким образом, чтобы обеспечить путь для тока короткого замыкания, если проводник под напряжением касается поверхности непреднамеренным образом. Такая неисправность будет устранена OCPD из-за пути, который создает связь с землей.Соответствующие сечения заземляющих проводов указаны в таблицах NEC.

Добавление других заземляющих электродов к электрической установке не обязательно делает систему более безопасной. Хотя эти электроды обеспечивают дополнительные пути для рассеивания высокой энергии, скачков высокого напряжения, таких как молния, они создают искусственные ориентиры. Без надлежащего подключения дополнительных электродов к контрольной точке заземления системы могут возникнуть потенциально опасные разности потенциалов между различными электродами в системе.При низких напряжениях, ниже 600 вольт, сопротивление земли между этими электродами может изменяться в зависимости от условий почвы от нескольких Ом до нескольких сотен Ом.

Электрическая панель, показывающая заземление и нейтраль.

NEC охватывает ряд специальных электрических установок, перечисленных в дополнительных статьях. Например, участки с домашним скотом, чувствительные к паразитным электрическим полям, дополнительно определены в статье 547 NEC. Пристани для яхт и верфи имеют требования, выходящие за рамки статьи 250, по обеспечению безопасности, учитывая близость электрических сетей к воде и плавсредству, привязанному к конструкции дока.В таблице 250.3 перечислены дополнительные требования к заземлению для различных приложений.

Каждая электрическая система уникальна и требует тщательной оценки соответствующих статей NEC для обеспечения соответствия действующим стандартам. Изменения и дополнения к электрической системе необходимо оценивать на соответствие. Ярлыки, сделанные во время модификаций, могут поставить под угрозу производительность и безопасность исходной системы в том виде, в котором она была спроектирована.

Том Келли имеет степень бакалавра электротехники и степень магистра электротехники в Атлантическом университете Флориды, Бока-Ратон, Флорида, а также степень магистра делового администрирования с акцентом на стратегическое лидерство в Уинтропском университете, Рок-Хилл, юг. Каролина.25-летняя карьера Тома в области электротехники включает судебно-технические исследования, связанные с промышленными электрическими авариями, анализ отказов электрооборудования, отказы систем управления, робототехнику и компоненты автоматизации, а также объем оценок ущерба. Он проводил расследования пожаров, вспышек дуги, поражения электрическим током и несчастных случаев, а также оценку ударов молнии.

Общие сведения о заземлении зданий для обеспечения безопасности

Заземление электрических цепей

Наверное, самая важная часть любой электрической установки — это то, что они правильно заземлены или, как некоторые говорят, заземлены .Если вы получаете , электрический ток проходит через ваше тело , чтобы добраться до земли, а это может вас травмировать или убить . Электрические цепи спроектированы таким образом, что в случае неисправности электричество может пойти на землю , а не пройти через ваше тело . Заземление в любой электрической цепи жизненно важно для вашей безопасности. .


Полную версию статьи «Заземление» см. Здесь


Электричество естественно идет на Землю

Мы генерируем электричество, создавая напряжение, разность уровней мощности между положительным и отрицательным проводами в электрической цепи.Поскольку мы используем электричество, оно будет течь до тех пор, пока эта разница в мощности не уравновесится (например, когда батарея разряжена, все электричество течет, балансируя батарею — разницы в мощности не остается).

Земля огромна и может поглотить всю энергию, которую мы можем произвести, поэтому электричество всегда будет течь на землю и поглощаться. Вот почему они с большим энтузиазмом относятся к течению через землю на землю, если мы встаем на пути.

Мы можем использовать это в наших интересах, чтобы защитить себя.Через наши электрические цепи мы всегда обеспечиваем близлежащее соединение с землей, чтобы в случае неисправности мощность могла безвредно уйти.

Мы следим за тем, чтобы стальной корпус стиральной машины (или любого другого прибора) всегда был напрямую заземлен. В случае неисправности и электрического контакта с корпусом машины она может улететь на землю. Если мы коснемся корпуса машины, мы поймем, что в безопасности.

В наших электрических цепях также есть автоматические выключатели, которые отключат и отключат питание в случае внезапного сильного потока электричества через электрическую цепь.Если есть неисправность и электричество в нашей стиральной машине начинает течь в стальной корпус машины, это может быть очень опасно, если мы прикоснемся к машине, но если корпус соединен с землей, электричество уйдет, и автоматический выключатель должен переключиться. отключение питания.

Заземление (или заземление) для безопасности

Ваша защита электрической системы в электрических цепях вашего дома — это соединение с «землей» или «землей». К сожалению, многие люди не знают, правильно ли заземлен их дом.

Строгие правила установки электрооборудования требуют, чтобы металлические каркасы и стальные корпуса бытовых приборов, таких как стиральные машины, тостеры, компьютеры и т. П., Были заземлены. Их силовые кабели должны иметь три провода:

  1. «под напряжением» — коричневый провод (раньше были красные).
  2. «нейтраль» — синий провод (раньше были черными)
  3. «земля» — провод с зелеными и желтыми полосами (раньше они были зелеными).

Обратите внимание, что эти цвета были изменены, когда было обнаружено, что дальтоники электрики подключали зеленый провод заземления к сети, превращая стиральную машину в смертельную ловушку.В старых домах вы можете обнаружить, что провода все еще старого цвета.

Токоведущий и нейтральный провода несут питание, а земля является соединением с землей.

В большинстве домашних проводов цепи освещения имеют только токоведущий и нейтральный провод (нет заземления), в то время как розетки, потолочные вентиляторы и кондиционеры имеют все три.

Заземляющие провода выходят из каждой розетки и подключаются обратно к распределительному щиту вашего дома, на котором установлены автоматические выключатели.Здесь заземляющие провода соединены вместе и, в свою очередь, должны быть подключены кабелем к металлическому стержню, который вбивается в землю. Металлический стержень может быть стальным или, в идеале, медным или медным покрытием, и должен быть длиной более метра.

Автоматические выключатели (MCB)

Автоматические выключатели заменили старые предохранители. Помните те? Это были те маленькие стеклянные трубочки с тонкой проволокой внутри или, до этого, кусок тонкой проволоки, соединенный между двумя клеммами в блоке предохранителей. Если что-то случайно будет подключено к земле, например, вы прикоснетесь к проводу под напряжением, электроны устремились бы к земле, вызывая выброс тока, который, если бы он прошел через вас, мог бы сжечь или убить вас.Скачок тока приведет к расплавлению плавкой проволоки, что приведет к отключению источника питания. Плавкий предохранитель использовался на протяжении многих поколений, но много лет назад был заменен автоматическими выключателями, которые намного эффективнее.

Детекторы утечки на землю

Автоматические выключатели в сочетании с датчиками утечки на землю намного более чувствительны, чем старые предохранители. Обычно они имеют номинальный ток 6, 10 или 16 ампер, который указан на выключателе чуть выше переключателя. Это электрический ток, на который детектор обычно рассчитан.

Если электроны отрываются, прерыватель обнаруживает скачок напряжения и немедленно отключается. Они работают очень быстро, быстрее, чем нужно, чтобы сказать: «Черт возьми, больно!» быстрее, чем австралиец предлагал бесплатное пиво в футбольном матче. Это потому, что электроны движутся довольно быстро, когда они возбуждены, вам будет сложно поймать один, я вам скажу.

В результате вы живете, чтобы рассказывать сказки, и ваш дом не сгорает.

Однако есть одна неприятная загвоздка.Детекторы утечки на землю не работают должным образом, если распределительный щит не заземлен. Во многих местах вы обнаружите, что многие дома не заземлены должным образом.

Недавно я осмотрел несколько профессионально построенных вилл. Электрические системы выглядят хорошо смонтированными с использованием хороших материалов, но когда я заглянул в распределительную коробку, кабели заземления свисали свободно, ни один из них не был подключен, и кабель заземления не был установлен.

Убедитесь, что электрическая арматура заземлена.

Вы также обнаружите, что если вы используете недорогие розетки, платы или сами вилки, они могут не иметь заземления.Вы должны это проверить. Посмотрите на все свои вилки, и особенно на платы вилок, они должны иметь два контакта или отверстия для питания под напряжением и нейтрали, а затем две металлические полоски снаружи, которые входят в контакт с металлическими полосками в вилке или розетке. Если вилка или розетка не имеют заземляющих соединений, они не заземлены. Это нормально для таких приборов, как фен с пластиковым корпусом, но такие вещи, как стиральные машины и компьютеры, всегда должны иметь заземление.

Громоотводам необходимо хорошее заземление

Молниеотводы также необходимо правильно заземлить.В большинстве домов таких вещей нет, но если у вас есть дом на возвышенности, вы можете его рассмотреть. Медный штырь на крыше, соединенный прочной медной лентой с прочным заземляющим стержнем. В случае удара молнии медь обеспечивает безопасный путь к земле, защищая ваше здание от серьезных повреждений.

Один друг недавно сообщил, что забрался на его крышу и обнаружил, что его интернет-тарелка была прикручена к его громоотводу. Что еще хуже, верх тарелки был установлен выше кондуктора.Он позвонил в известную компанию, предоставляющую интернет-услуги, и они сказали ему, что обычно прикрепляют антенну к громоотводу.

Плохая идея.

В самой высокой точке вашего дома у вас есть металлическая тарелка, подключенная к вашему компьютеру, который, в свою очередь, подключен к земле. В крайне маловероятном случае удара молнии в ваш дом у вас может быть двадцать миллионов миллиардов триллионов электронов, которые все отправятся домой к маме через ваш компьютер, а в Windows нет программы для проведения молний.

Вы можете зайти в Интернет и поискать драйвер для вашего молниеотвода, но я подозреваю, что у вас могут возникнуть проблемы с его поиском.

Лучше избегать использования «Lightning Internet Services», даже если они обещают высокую скорость загрузки.

Итак, чтобы подвести итог, убедитесь, что в вашем доме есть заземление, все розетки заземлены должным образом и что ваш компьютер не подключен к воздушному змею Бенджамина Франклина.


Фил Уилсон
Авторское право © Фил Уилсон Сентябрь 2007 г.
Эту статью или любую ее часть нельзя копировать или воспроизводить без разрешения владельца авторских прав.

Электроды заземления для домашнего обслуживания — InterNACHI®

от Ника Громико, CMI® и Кентона Шепарда

Системы электрического заземления отводят потенциально опасные электрические токи, обеспечивая путь между распределительной коробкой здания и землей. Молния и статическое электричество являются наиболее распространенными источниками опасных или разрушительных зарядов, которые могут рассеиваться через систему заземления. Электроды заземления подключаются к электрической системе здания через проводники заземляющих электродов, также известные как заземляющие провода.В качестве заземляющих электродов может работать ряд различных металлических сплавов, наиболее распространенным из которых и посвящена данная статья.

Требования к электродам и заземляющим проводам:

  • Алюминий имеет тенденцию к коррозии и не должен использоваться в заземляющих проводах, если они не изолированы. Влага и минеральные соли из кирпичной кладки — частые причины коррозии неизолированного алюминия. Это также более плохой проводник, чем медь. Использование алюминиевых проводов в системах заземления в Канаде запрещено.
  • Поскольку заземляющие электроды не изолированы, их нельзя делать из алюминия.
  • Если присутствует более одного электрода, они должны быть соединены друг с другом перемычкой.

Общие типы заземляющих электродов Заземляющие стержни

Самая распространенная форма заземляющего электрода — это металлический стержень, который вбивается в землю таким образом, что он полностью погружен в воду. InterNACHI рекомендует вставлять стержень вертикально и цельным, но это не всегда возможно на каменистых участках.Если стержень забить в подземные породы, он может поцарапаться и потерять покрытие. Ржавчина может накапливаться на обнаженном железе или стали и снижать проводящую способность стержня. К сожалению, эта ржавчина редко будет заметна инспектору.

Электрики, как известно, разрезают стержень, когда им трудно вставить всю его длину под землю. Эта практика нарушает кодекс и может представлять угрозу безопасности. Инспекторам следует обратить внимание на следующие признаки, указывающие на то, что заземляющий стержень был укорочен:

  • Ржавчина в верхней части стержня.Стержни заземления имеют антикоррозийное покрытие, но обычно изготавливаются из стали или железа и подвержены коррозии в любом месте, где стержень порезан.
  • У большинства стержней есть выгравированная этикетка на вершине. Если эта этикетка отсутствует, вероятно, стержень порезан.

Инспекторам следует иметь в виду, что коммунальные предприятия иногда разрешают укорачивать заземляющие стержни. Квалифицированный электрик может проверить, подходит ли укороченный стержень для заземления.

Если возможно, инспекторы должны проверить состояние зажима, который соединяет заземляющий стержень с заземляющим проводом.Хомуты должны быть из бронзы или меди и плотно прилегать. Требования к длине, толщине стержня и защитному покрытию изложены в Международном жилищном кодексе 2006 г. (IRC) следующим образом:

Стержневые и трубчатые электроды длиной не менее 8 футов (2438 мм), состоящие из следующих материалов, должны быть рассмотрены. в качестве заземляющего электрода:

  1. Электроды трубы или кабелепровода должны быть не меньше торгового размера ¾ (метрическое обозначение 21) и, если они изготовлены из железа или стали, должны иметь гальванизированную внешнюю поверхность или иное металлическое покрытие для защиты от коррозии.
  2. Электроды из стержней из железа или стали должны иметь диаметр не менее 5/8 дюйма (15,9 мм). Стержни из нержавеющей стали диаметром менее 5/8 дюйма (15,9 мм), стержни из цветных металлов или их эквиваленты должны быть указаны в списке и должны быть не менее 1⁄2 дюйма (12,7 мм) в диаметре.
Примечания
  • Хотя IRC 2006 года не упоминает, можно ли вращать штангу под углом, электрические нормы Калифорнии 1998 года допускают максимальный угол наклона 45 градусов от вертикали.
  • При необходимости электрик может установить два заземляющих стержня.Они должны находиться на расстоянии не менее 6 футов друг от друга.
  • В Канаде заземляющие стержни должны быть 10 футов в длину и требуются два.

Электроды в бетонном корпусе (Ufer Grounds)

Этот метод электрического заземления был изобретен во время Второй мировой войны в Аризоне и обычно называется «Ufer» в честь его создателя, Герберта Г. Уфера. Армия Соединенных Штатов была обеспокоена тем, что молния или статическое электричество могут вызвать случайный взрыв взрывчатых веществ, которые хранились в хранилищах в форме иглу.Климат пустыни ограничивал полезность заземляющих стержней, которые должны были быть вбиты на сотни футов в сухую землю, чтобы быть эффективными. Уфер посоветовал военным подключить провода заземления к стальным арматурным стержням (арматуре) с бетонным покрытием бомбоубежищ, чтобы эффективно рассеивать электричество в земле. Тестирование подтвердило его теорию о том, что относительно высокая проводимость бетона позволит электрическому току рассеиваться на большой площади поверхности земли.Метод Уфера чаще встречается в новом жилом строительстве и требует металлического каркаса. Инспектору может быть сложно обнаружить электрод этого типа. В IRC 2006 г. описываются основания Ufer следующим образом:

Электрод, заключенный в бетон толщиной не менее 2 дюймов (51 мм), расположенный внутри и около дна бетонного фундамента или основания, находящегося в прямом контакте с землей, состоящего из: не менее 20 футов (6096 мм) одного или нескольких оголенных или оцинкованных или трех стальных арматурных стержней или стержней с электропроводящим покрытием не менее 1/2 дюйма (12.77 мм) или состоящий из не менее 20 (6096 мм) футов неизолированного медного проводника сечением не менее 4 AWG, считается заземляющим электродом. Арматурные стержни разрешается соединять вместе с помощью обычных стяжных проволок или других эффективных средств.

Металлические подземные водопроводные трубы

Водопроводная система здания может быть подключена к заземляющему проводу и работать как заземляющий электрод. В течение некоторого времени это был единственный тип обязательного заземляющего электрода, и он, как правило, был предпочтительнее других методов.Однако с 1987 года этот метод стал единственным, который необходимо было дополнить электродом другого типа. Этот переход связан с возросшей популярностью непроводящих диэлектрических муфт и пластиковых труб. Когда водопровод заменен пластиковыми трубами, на сервисной панели электрооборудования должно быть размещено уведомление о том, что имеется неметаллическое водоснабжение. Инспекторы не смогут определить, заменены ли наружные водопроводные трубы, идущие к уличному водопроводу, пластиковыми деталями.

Инспекторы должны проверить следующее:

  • Провода заземления должны быть надежно прикреплены к водопроводным трубам вблизи точки входа в здание. Заземляющий провод, который свободно обвязан вокруг трубы, не подходит.
  • Газовые трубы никогда не должны использоваться в качестве заземляющих проводов. Они обычно сделаны из пластика снаружи дома и содержат горючие газы, которые могут воспламениться при воздействии электрического тока.
IRC 2006 года утверждает следующее об электродах для водопроводных труб:

Металлическая подземная водопроводная труба, которая находится в прямом контакте с землей на расстоянии 10 футов (3048 мм) или более, включая любые обсадные трубы, эффективно прикрепленные к трубе, и что является электрически непрерывным путем соединения вокруг изоляционных стыков или изоляционной трубы с точками соединения проводника заземляющего электрода и проводов заземления, считается заземляющим электродом.Внутренние металлические водопроводные трубы, расположенные на расстоянии более 5 футов (1524 мм) от входа в здание, не должны использоваться как часть системы заземляющих электродов или как проводник для соединения электродов, которые являются частью системы заземляющих электродов.

Редкие заземляющие электроды

Вышеупомянутые заземляющие электроды составляют подавляющее большинство систем заземления, с которыми сталкиваются инспекторы. Два описанных ниже электрода встречаются гораздо реже, хотя они признаны IRC.Инспекторы могут не иметь возможности проверить их присутствие. IRC 2006 объясняет их следующим образом:


Пластинчатые электроды

Пластинчатые электроды, которые подвергают воздействию внешней почвы не менее 2 квадратных футов (0,186 м2) поверхности, следует рассматривать как заземляющий электрод. Электроды из железных или стальных пластин должны иметь толщину не менее 1⁄4 дюйма (6,4 мм). Электроды из цветного металла должны иметь толщину не менее 0,06 дюйма (1,5 мм). Пластинчатые электроды должны быть установлены на глубине не менее 30 дюймов (762 мм) от поверхности земли.

Кольцевые электроды заземления

Кольцо заземления, окружающее здание или сооружение, находящееся в прямом контакте с землей на глубине ниже поверхности земли не менее 2,5 футов, состоящее из не менее 20 футов неизолированного медного проводника не меньше чем № 2 считается заземляющим электродом.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.