Какой провод использовать для заземления — подбор оптимального сечения, расчет параметров и выбор правильной марки кабеля
Чтобы защитить себя, окружающих людей и животных от воздействия электрического тока используют заземление. К примеру, в быту часто такое встречается, когда от металлического корпуса прибора «бьет» электричеством из-за оголенного проводка.
В том случае если нет заземления, то человека, который прикоснется к такому предмету, ударит смертельный разряд тока, ведь 100 мА – это летальная доза. Заземление позволяет отвести этот ток в землю.
Также заземляющий провод помогает осуществить бесперебойную подачу тока в электроустановки, электрооборудования, электролинии. Для этого используется заземляющий провод. Как определить провод заземления, что для этого необходимо делать рассмотрим в данной статье.
Стриппер Tools DL381008 желтый
Содержимое обзора
Каким должен быть провод заземления
Требования, предъявляемые к заземляющему проводу, могут быть различны, все зависит от особенности почвы, цели которые ставятся перед ним, эксплуатационных характеристик, а также самих электроустановок.
Основным критерием, которому они все должны отвечать является возможность пропускать электрический ток такой же по силе как при возникновении КЗ.
Остальные критерии различны, они будут классифицироваться по следующим признакам:
- Количество жил у провода и его класс гибкости. Для подключения электрических установок к заземляющему проводу используются моножильные и однопроволочные провода.
- В том случае если дверцы щитков, в которых происходит распределение проводов, ячейки, заземляющие блоки необходимо часто открывать или закрывать, то для этого используют другие провода – мультижильные или многопроволочные. Именно они более устойчивы к частым сгибаниям-разгибаниям.
- Расположение. Данный провод может проходить либо как отдельная линия, либо находиться в кабельно-проводном изделии.
- Наличие или отсутствие изоляции. Данное условие нужно в том случае, если провод необходимо будет использовать как в открытом, так и закрытом способе.
- Используемый токопроводящий материал. Выбор жилы находящейся в проводе (медная, стальная, алюминиевая) зависит от физических свойств проводника и его химической стойкости.
К примеру, медь обладает наименьшим показателем удельного сопротивления и отличными антикоррозийными характеристиками в сравнении с другими веществами (алюминий, сталь).
Отвертка крестообразный наконечник Xiaomi MJJXLSD002QW
Виды заземляющих проводов
Среди наиболее популярных маркировок проводов заземления, которые разрешено использовать для проведения заземляющего проводника выделяют следующие виды.
ВВГ. Данный вид имеет медную жилу и оснащен слоем изоляции и дополнительным наружным покрытием из полимерного ПВХ.
- Производится как в моно-, так и мультижильном исполнении.
- Класс гибкости данного провода – 1,2. Используется в электросети от 0,66 до 6 кВ.
- Диапазон температур, при которой его можно использовать составляет от минус до плюс пятидесяти градусов по Цельсию.
- Кабель с тремя – пятью жилами может быть оснащен нейтралью и заземляющим проводником.
НУМ. Провод довольно эластичный, класс гибкости от одного до пяти, в середине которого имеется медный проводник.
- Выпускается в изоляции из ПВХ и дополнительной оболочке, между которыми находится негорючая резиновая смесь.
- Его разрешено использовать в электрических сетях, в которых напряжение доходит до 0,66 кВ. работоспособность провода сохраняется от -50 до +50 градусов по Цельсию.
- Имеется одно но – ему необходима защита от воздействия ультрафиолета.
Следующая группа проводов, имеющая маркировку ПВ, имеет мультипроволочную медную жилу в изоляции с двойным слоем из ПВХ, который не горит. Они рассчитаны на электрическое напряжение переменного тока до 0,45 кВ. а постоянного до одного киловатт.
Они отличаются между собой классом гибкости, который указывается в маркировке проводов и заземляющим проводником:
- 3 класс гибкости – обладает прекрасной водостойкостью, не подвержен воздействию паров, конденсатов, плесени. Сохраняет работоспособность от минус семидесяти до плюс шестидесяти градусов по Цельсию. Именно поэтому его используют в помещениях с высоким уровнем влажности, к примеру, баня, открытое пространство;
- 6 класс гибкости – по характеристикам схож с предыдущим видом провода, только немного пластичней;
- С класс гибкости – довольно пластичный из данной категории соединительных изделий. Класс гибкости от двух до пяти. Он обладает медный мультипроволочный электропроводник расположенный в малогорючей изоляции из ПВХ и дополнительном покрытии. Он рассчитан на электрическое напряжение от 0,38 до 0,66 киловатт. Работоспособность сохраняется – от минус 25 до плюс 40 градусов по Цельсию.
- ESUY – самый гибкий из всех предложенных видов кабелей. Он обладает жилой состоящей из многочисленного количества меднолуженых проволочек, расположенных в меднопроволочной оплетке, а также оболочке из прозрачного не способного к возгоранию полимерному ПВХ. Используется данный вид кабеля при температуре от -5 до + 70 градусов по Цельсию.
Он используется для заземления переносного оборудования, во время ремонтных работ и ТО, также его применяют с силовых установках с высоким вольтажем, на железнодорожном транспорте в тяговых установках и при возникновении выровнить узлы электромашин.
Помимо перечисленных категорий кабелей используют и другие марки, к примеру, МГ (без изоляции), ВБбШв (в броне), ШВВП (шнурок). Во время выбора маркировки кабеля стоит учесть требования, изложенные выше ну и, конечно же, нормы ПУЭ, СНиПы, СП.
Плоскогубцы ВИХРЬ 73/6/3/8 200 мм
Как выбирать тип сечения
Чтобы правильно подобрать сечение проводов заземления, необходимо ориентироваться на возможности электрической сети. Контур заземления, а также проводник не подвержен постоянным нагрузкам, в отличие от фазы и ноля.
Именно поэтому сечение заземляющего провода, согласно п. 1.7.126 ПУЭ, должно определяться таким образом:
- Для силового кабеля 16 мм2 берется такого же сечение заземляющий;
- Силовой кабель от 16 до 35 мм2 потребует 16мм2;
- Для силового кабеля более 35 мм2 потребуется не менее полутора фазного.
Индикаторная отвертка SmartBuy, 150 мм, до 500 В, шлицевая, серт. испытания
Монтаж заземления
Перед тем как приступить к монтажу кабеля заземления следует проверить имеющуюся систему, для этого необходимо оценить, что за кабеля ответственны за «землю».
- По имеющимся требованиям п.1.1.29 ПУЭ кабеля заземления имеют латинское обозначение – РЕ.
- Цвета проводов заземления должны быть желтого и зеленого оттенков, хотя в этом быть точно уверенным нельзя, поэтому будет лучше, если предварительно их прозвонить.
Заземление в трехжильном проводе выполняется только лишь с помощью тех способов соединения, которые способны обеспечить оптимальный контакт, а также переходное сопротивление близкое к нолю.
Сюда можно отнести пайку, сварку, затяжку под гайко-болтовое соединение при помощи наконечника, гильзы, клеммы.
В том случае если будут соблюдены все требования ПУЭ, правила выбора сечения, способы монтажа заземляющего кабеля и контура «земли», то никаким проблем не возникнет и безопасность для человека будет полностью гарантирована, ну и конечно же сама работа электрических установок, приборов.
Аккумуляторная дрель-шуруповерт Hammer ACD12/2С 216-022
Фото провода для заземления
Статья подготовлена совместно с экспертами портала https://banya-expert.com/
Таблица для устройства и расчётов заземляющих контуров
Расчет заземления производится для того чтобы определить сопротивление сооружаемого контура заземления при эксплуатации, его размеры и форму. Как известно, контур заземления состоит из вертикальных заземлителей, горизонтальных заземлителей и заземляющего проводника. Вертикальные заземлители вбиваются в почву на определенную глубину.
Горизонтальные заземлители соединяют между собой вертикальные заземлители. Заземляющий проводник соединяет контур заземления непосредственно с электрощитом.
Размеры и количество этих заземлителей, расстояние между ними, удельное сопротивление грунта – все эти параметры напрямую зависят на сопротивление заземления.
К чему сводится расчет заземления?
Читайте также: Параметры биполярных транзисторов. Выбор рабочей точки
Заземление служит для снижения напряжения прикосновения до безопасной величины. Благодаря заземлению опасный потенциал уходит в землю тем самым, защищая человека от поражения электрическим током.
Величина тока стекания в землю зависит от сопротивления заземляющего контура. Чем сопротивление будет меньше, тем величина опасного потенциала на корпусе поврежденной электроустановки будет меньше.
Заземляющие устройства должны удовлетворять возложенным на них определенным требованиям, а именно величины сопротивление растекания токов и распределения опасного потенциала.
Поэтому основной расчет защитного заземления сводится к определению сопротивления растекания тока заземлителя. Это сопротивление зависит от размеров и количества заземляющих проводников, расстояния между ними, глубины их заложения и проводимости грунта.
Зависимости от условий
Зависимость удельного сопротивления грунта (суглинок) от его влажности (данные из IEEE Std 142-1991):
Зависимость удельного сопротивления грунта (суглинок) от его температуры (данные из IEEE Std 142-1991):
На этом графике хорошо видно, что при температуре ниже нуля грунт резко повышает свое удельное сопротивление, что связано с переходом воды в другое агрегатное состояние (из жидкого в твердое) — почти прекращаются процессы переноса заряда ионами солей и кислотными/щелочными остатками.
С помощью этого онлайн-калькулятора Вы сможете рассчитать сопротивление системы защитного заземления, состоящей из горизонтально соединённых стальной полосой вертикальных электродов.
Для расчёта заземления заполните поля формы следующим образом:
*Расстояние между вертикальными электродами берется из расчёта 1,1 их длины.
**Результаты калькуляции носят ориентировочный характер и могут несколько отличаться от реальных значений ввиду сопутствующих электромонтажу факторов и условий.
Как проверить качество смонтированного контура заземления
Первый способ самый точный и действенный, но он не позволяет устранить неисправности и часто приводит к печальным последствиям при наличии ошибок. На практике применяют второй метод: привлечение специалистов подготовленных электрических подразделений.
Для лучшего освоения методов расчёта заземления лучше рассмотреть пример, а лучше – несколько.
Читайте также: ТОП-7 лучших систем защиты от протечек: как выбрать, плюсы и минусы, отзывы
Заземлители часто делают своими руками из стального уголка 50х50 мм длиной 2,5 м. Расстояние между ними выбирается равным длине – h=2.5м. Для глинистого грунта ρ = 60 Ом∙м. Коэффициент сезонности для средней полосы, выбранный по таблицам, равен 1,45. С его учётом ρ = 60∙1,45 = 87 Ом∙м.
Для заземления по контуру роется траншея глубиной 0,5 м и в дно забивается уголок.
d = 0.95∙p = 0.995∙0.05 = 87 Ом∙м.
h = 0,5l t = 0.5∙2.5 0.5 = 1.75 м.
Подставив значения в ранее приведённую формулу, можно определить сопротивление одного заземлителя: R = 27.58 Ом.
По приближенной формуле R = 0.3∙87 = 26.1 Ом. Из расчёта следует, что одного стержня будет явно недостаточно, поскольку по требованиям ПУЭ величина нормированного сопротивления составляет Rнорм = 4 Ом (для напряжения сети 220 В).
Здесь вначале принимается kисп = 1. По таблицам находим для 7 заземлителей kисп = 0,59. Если подставить это значение в предыдущую формулу и снова пересчитать, получится количество электродов n = 12 шт. Затем производится новый перерасчёт для 12 электродов, где опять по таблице находится kисп = 0,54.
Таким образом, для 13 уголков Rn = Rз/(n*η) = 27,58/(13∙0,53) = 4 Ом.
Нужно изготовить искусственное заземление с сопротивлением Rнорм = 4 Ом, если ρ = 110 Ом∙м.
Заземлитель изготавливается из стержней диаметром 12 мм и длиной 5 м. Коэффициент сезонности по таблице равен 1,35. Ещё можно учесть состояние грунта kг. Измерения его сопротивления производились в засушливый период. Поэтому коэффициент составил kг =0,95.
Предлагаем ознакомиться Установка дымохода сэндвич своими руками: как сделать правильно, правила монтажа
ρ = 1,35∙0,95∙110 = 141 Ом∙м.
Для одиночного стержня R = ρ/l = 141/5 = 28,2 Ом.
Электроды располагаются в ряд. Расстояние между ними должно быть не меньше длины. Тогда коэффициент использования составит по таблицам: kисп = 0,56.
Читайте также: Что делать, если подали неправильно показания счетчика?
После монтажа заземления производятся измерения электрических параметров на месте. Если фактическое значение R получается выше, ещё добавляются электроды.
Если рядом находятся естественные заземлители, их можно использовать.
Особенно часто это делается на подстанции, где требуется самая низкая величина R. Оборудование здесь используется максимально: подземные трубопроводы, опоры линий электропередач и др. Если этого недостаточно, добавляется искусственное заземление.
Естественное заземление на даче через арматуру фундамента
Устройство размещается внутри фундамента, где шина для подключения выводится наружу.
Любой приведённый пример можно использовать как алгоритм расчёта. При этом для оценки правильности может быть применена онлайн-программа.
Как выглядит онлайн-программа, с помощью которой можно рассчитать заземление
Самостоятельные расчёты заземления являются оценочными. После его монтажа следует произвести дополнительные электрические измерения, для чего приглашаются специалисты. Если грунт сухой, нужно использовать длинные электроды из-за плохой проводимости. Во влажном грунте поперечное сечение электродов следует брать как можно больше по причине повышенной коррозии.
Нормы для каждого из типов
Для того, чтобы понять, какие нормативные и эксплуатационные показатели должны быть для каждого из типов:
- Для электрических установок. Проводить измерения сопротивления заземления нужно в непосредственной близости к подстанции. В зависимости от нагрузки, этот показатель может составлять 60, 30 или 15 Ом. Также стоит учитывать естественные заземлители — для них эти величины должны равняться 8, 4 или 2 Ома соответственно. Все три величины зависят от напряжения в сети. 60 и 8 Ом допускаются для однофазной сети в 200 вольт. 30 и 4 Ом — для трехфазной с напряжением 380 вольт. Минимальные значения (15 и 2 Ома) — для 660 вольт. В ходе эксплуатации сопротивление заземляющего контура также не должно падать ниже показателей, описанных в абзаце выше.
- Для пункта распределения или подстанции. Для установок с напряжением выше 100 киловольт (100 тысяч вольт) проводимость заземления при сдаче сети и при ее эксплуатации также остается неизменной и составляет 0.5 Ома. При этом обязательными требованиями при проверке являются глухой тип заземления и подключенная к нейтральному контуру. Также существуют нормы и для менее мощных установок, в которых напряжение лежит в пределах между 3 и 35 киловольт. В таком случае нужно 250 делить на расчетный ток замыкания в землю — результирующее значение будет необходимым сопротивлением в Омах. Показатель, согласно ПТЭЭП, не должен превышать 10 Ом в любом случае.
- Для воздушных линий электропередач. Рассчитывается в зависимости от проводимости грунта, на котором стоят опоры ЛЭП:
- для грунта с удельным сопротивлением менее 100 Ом на метр — 10 Ом;
- с удельным сопротивлением 100…500 Ом на метр — 15 Ом;
- с удельным сопротивлением 500…1000 Ом на метр — 20 Ом;
- с удельным сопротивлением 1000…5000 Ом на метр — 30 Ом.
Предлагаем ознакомиться: Баня для семьи с детьми
Для ЛЭП с напряжением тока менее 1000 вольт — до 30 Ом (для опор с защитой от попадания молнии). В ином случае сопротивление должно быть 60, 30 или 15 Ом для сетей с напряжением до 660, 380 или 220 вольт соответственно.
Исходные данные для расчета заземления
1. Основные условия, которых необходимо придерживаться при сооружении заземляющих устройств это размеры заземлителей.
1.1. В зависимости от используемого материала (уголок, полоса, круглая сталь) минимальные размеры заземлителей должны быть не меньше:
- а) полоса 12х4 – 48 мм2;
- б) уголок 4х4;
- в) круглая сталь – 10 мм2;
- г) стальная труба (толщина стенки) – 3.5 мм.
Минимальные размеры арматуры применяемые для монтажа заземляющих устройств
1.2. Длина заземляющего стержня должна быть не меньше 1.5 – 2 м.
1.3. Расстояния между заземляющими стержнями берется из соотношения их длины, то есть: a = 1хL; a = 2хL; a = 3хL.
В зависимости от позволяющей площади и удобства монтажа заземляющие стрежни можно размещать в ряд, либо в виде какой ни будь фигуры (треугольник, квадрат и т.п.).
Основной целью расчета заземления является определить число заземляющих стержней и длину полосы, которая их соединяет.
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.
Расположение заземляющих электродов
Устройство заземлителя может быть цельным либо создано из сборной конструкции, выполненной сваркой или на основе соединения резьбой рабочих деталей.
Для расчета его электрического сопротивления используют формулу, приведенную ниже.
Читайте также: Разрешенная мощность электроэнергии в частном доме
R1 составит 27,8 Ом (при p = 100 Ом*м, L = 3 м, d = 0.05 м (50 мм; для плоских электродов под диаметром понимается их ширина), T = 2 м (T — расстояние от верхнего уровня грунта до середины заглубленного электрода).
Расчет заземления (расчет сопротивления заземления) для нескольких электродов модульного заземления производится как расчет параллельно-соединенных одиночных заземлителей.
Электроды могут располагаться в линию или образовывать треугольник либо другую симметричную геометрическую фигуру.
Расчет заземления, расчет необходимого количества заземляющих электродов
Проведя обратное вычисление получим формулу расчета количества электродов для необходимой величины итогового сопротивления сопротивления (R):
Формул расчёта заземления существует много. Целесообразно применять метод для искусственных заземлителей с геометрическими характеристиками в соответствии с ПУЭ. Напряжение питания составляет 380 В для трёхфазного источника тока или 220 В однофазного.
Нормированное сопротивление заземлителя, на которое следует ориентироваться, составляет не более 30 Ом для частных домов, 4 Ом – для источника тока при напряжении 380 В, а для подстанции 110 кВ – 0,5 Ом.
Для группового ЗУ выбирается горячекатаный уголок с полкой не менее 50 мм. В качестве горизонтальных соединительных перемычек используется полоса сечением 40х4 мм.
Определившись с составом грунта, по таблице выбирается его удельное сопротивление. В соответствии с регионом, подбирается повышающий коэффициент сезонности Kм.
Выбирается количество и способ расположения электродов ЗУ. Они могут быть установлены в ряд или в виде замкнутого контура.
Замкнутый контур заземления в частном доме
Предлагаем ознакомиться Расчет автомата по мощности 380
При этом возникает их экранирующее влияние друг на друга. Оно тем больше, чем ближе расположены заземлители. Значения коэффициентов использования заземлителей Kисп для контура или расположенных в ряд, отличаются.
Значения коэффициентаKисппри разных расположениях электродов
Влияние горизонтальных перемычек незначительно и в оценочных расчётах может не учитываться.
Применение на практике
Уровень электропроводности земли — величина непостоянная. На его значение влияют разнообразные факторы, среди которых основные — влажность, температура, структура и воздухопроницаемость. При установке заземляющего устройства требуется достоверная информация о местах проведения строительных работ. Чтобы сопротивление заземлителя не превысило допустимую норму, необходимо точно обозначить пределы, в которых оно может изменяться.
Все данные для нужд проектирования получают при помощи геологических изысканий и измерений на конкретном объекте. Полученные результаты подлежат корректировке с учётом времени года, ведь нормируемые значения необходимо обеспечить при самых критических условиях. И только если выясняется, что возможность привязки к местности по разным причинам отсутствует, пользуются справочными таблицами, при этом расчёт всегда будет ориентировочным.
Расчет контуров заземлений для жилых зданий
где – ρэкв — эквивалентное удельное сопротивление грунта, Ом·м; L – длина стержня, м; d – его диаметр, м; Т – расстояние от поверхности земли до середины стержня, м.
где – Ψ — сезонный климатический коэффициент (таблица 2); ρ1, ρ2 – удельное сопротивления верхнего и нижнего слоя грунта соответственно, Ом·м (таблица 1); Н – толщина верхнего слоя грунта, м; t — заглубление вертикального заземлителя (глубина траншеи) t = 0.7 м.
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.
Величины расчетного электрического удельного сопротивления грунта (таблица)
Грунт
Сопротивление заземления для комплектов ZZ-000-015 и ZZ-000-030, указанное в таблице, может использоваться при различных конфигурациях заземлителя — и точечной, и многоэлектродной.
Вместе с таблицей ориентировочных величин расчетного удельного сопротивления грунта предлагаем Вам воспользоваться географической картой уже смонтированных ранее заземлителей на базе готовых комплектов заземления ZANDZ с результатами замеров сопротивления заземления.
Расчет заземления, расчет необходимого количества заземляющих электродов
сопротивлений грунтов, Ом·м
сопротивления грунтов, Ом·м
Количество стержневых заземлителей, необходимых для достижения нормативного сопротивления заземляющего устройства, определяется по формуле
где RD – допустимое (нормативное) сопротивление заземления, Ом; ηC – коэффициент сезонности; ηI – коэффициент использования (экранирования) в вертикальных заземлителях.
Забитые электроды соединяются металлической полосой сечением не менее 48 мм 2 . Длина полосы для контура равна
а при расположении электродов в ряд
где a – расстояние между электродами, м; N – число электродов, шт.
Численные значения коэффициента сезонности в основном определяются колебанием влажности почвы в течение года и заданы в табл. 2.
Расчёт заключается в определении Rз. Для этого необходимо знать удельное сопротивление грунта ρ, измеряемое в Ом*м. За основу принимают его средние значения, которые сводят в таблицу.
Определение удельного сопротивления грунта
Из приведённых в таблице значений видно, что значение ρ зависит не только от состава грунта, но и от влажности.
Значения коэффициента Kм зависят от способа заложения заземлителей. В числителе приведены его значения при вертикальном погружении заземлителей (с заложением вершин на глубине 0,5-0,7 м), а в знаменателе – при горизонтальном расположении (на глубине 0,3-0,8 м).
На выбранном участке ρ грунта может существенно отличаться от средних табличных значений из-за техногенных или природных факторов.
Когда проводятся ориентировочные расчёты, для одиночного вертикально заземлителя Rз ≈ 0,3∙ρ∙ Kм.
Rз = ρ/2πl∙ (ln(2l/d) 0.5ln((4h l)/(4h-l)), где:
- l – длина электрода;
- d – диаметр прута;
- h – глубина залегания средней точки заземлителей.
Для n вертикальных электродов, соединённых сверху сваркой Rn = Rз/(n∙ Kисп), где Kисп – коэффициент использования электрода, учитывающий экранирующее влияние соседних (определяется по таблице).
Типы грунтов республики Казахстан и их удельные электрические сопротивления (карта)
| Удельное сопротивление, среднее значение (Ом* м ) | Сопротивление заземления для комплекта ZZ-000-015, Ом | Сопротивление заземления для комплекта ZZ-000-030, Ом | Сопротивление заземления для комплекта ZZ-100-102, Ом | |
| Асфальт | 200 — 3 200 | 17 — 277 | 9,4 — 151 | 8,3 — 132 |
| Базальт | 2 000 | Требуются специальные мероприятия (замена грунта) | ||
| Бентонит (сорт глины) | 2 — 10 | 0,17 — 0,87 | 0,09 — 0,47 | 0,08 — 0,41 |
| Бетон | 40 — 1 000 | 3,5 — 87 | 2 — 47 | 1,5 — 41 |
| Вода | ||||
| Вода морская | 0,2 | |||
| Вода прудовая | 40 | 3,5 | 2 | 1,7 |
| Вода равнинной реки | 50 | 4 | 2,5 | 2 |
| Вода грунтовая | 20 — 60 | 1,7 — 5 | 1 — 3 | 1 — 2,5 |
| Вечномёрзлый грунт (многолетнемёрзлый грунт) | ||||
| Вечномёрзлый грунт — талый слой (у поверхности летом) | 500 — 1000 | — | — | 20 — 41 |
| Вечномёрзлый грунт (суглинок) | 20 000 | Требуются специальные мероприятия (замена грунта) | ||
| Вечномёрзлый грунт (песок) | 50 000 | Требуются специальные мероприятия (замена грунта) | ||
| Глина | ||||
| Глина влажная | 20 | 1,7 | 1 | 0,8 |
| Глина полутвёрдая | 60 | 5 | 3 | 2,5 |
| Гнейс разложившийся | 275 | 24 | 12 | 11,5 |
| Гравий | ||||
| Гравий глинистый, неоднородный | 300 | 26 | 14 | 12,5 |
| Гравий однородный | 800 | 69 | 38 | 33 |
| Гранит | 1 100 — 22 000 | Требуются специальные мероприятия (замена грунта) | ||
| Гранитный гравий | 14 500 | Требуются специальные мероприятия (замена грунта) | ||
| Графитовая крошка | 0,1 — 2 | |||
| Дресва (мелкий щебень/крупный песок) | 5 500 | 477 | 260 | 228 |
| Зола, пепел | 40 | 3,5 | 2 | 1,7 |
| Известняк (поверхность) | 100 — 10 000 | 8,7 — 868 | 4,7 — 472 | 4,1 — 414 |
| Известняк (внутри) | 5 — 4 000 | 0,43 — 347 | 0,24 — 189 | 0,21 — 166 |
| Ил | 30 | 2,6 | 1,5 | 1 |
| Каменный уголь | 150 | 13 | 7 | 6 |
| Кварц | 15 000 | Требуются специальные мероприятия (замена грунта) | ||
| Кокс | 2,5 | 0,2 | 0,1 | 0,1 |
| Лёсс (желтозем) | 250 | 22 | 12 | 10 |
| Мел | 60 | 5 | 3 | 2,5 |
| Мергель | ||||
| Мергель обычный | 150 | 14 | 7 | 6 |
| Мергель глинистый (50 — 75% глинистых частиц) | 50 | 4 | 2 | 2 |
| Песок | ||||
| Песок, сильно увлажненный грунтовыми водами | 10 — 60 | 0,9 — 5 | 0,5 — 3 | 0,4 — 2,5 |
| Песок, умеренно увлажненный | 60 — 130 | 5 — 11 | 3 — 6 | 2,5 — 5,5 |
| Песок влажный | 130 — 400 | 10 — 35 | 6 — 19 | 5 — 17 |
| Песок слегка влажный | 400 — 1 500 | 35 — 130 | 19 — 71 | 17 — 62 |
| Песок сухой | 1 500 — 4 200 | 130 — 364 | 71 — 198 | 62 — 174 |
| Супесь (супесок) | 150 | 13 | 7 | 6 |
| Песчаник | 1 000 | 87 | 47 | 41 |
| Садовая земля | 40 | 3,5 | 2 | 1,7 |
| Солончак | 20 | 1,7 | 1 | 0,8 |
| Суглинок | ||||
| Суглинок, сильно увлажненный грунтовыми водами | 10 — 60 | 0,9 — 5 | 0,5 — 3 | 0,4 — 2,5 |
| Суглинок полутвердый, лесовидный | 100 | 9 | 5 | 4 |
| Суглинок при температуре минус 5 С° | 150 | — | — | 6 |
| Супесь (супесок) | 150 | 13 | 7 | 6 |
| Сланец | 10 — 100 | |||
| Сланец графитовый | 55 | 5 | 2,5 | 2,3 |
| Супесь (супесок) | 150 | 13 | 7 | 6 |
| Торф | ||||
| Торф при температуре 10° | 25 | 2 | 1 | 1 |
| Торф при температуре 0 С° | 50 | 4 | 2,5 | 2 |
| Чернозём | 60 | 5 | 3 | 2,5 |
| Щебень | ||||
| Щебень мокрый | 3 000 | 260 | 142 | 124 |
| Щебень сухой | 5 000 | 434 | 236 | 207 |
| Тип грунта | Ом*м |
| Известняк поверхностный | 5 050 |
| Гранит | 2 000 |
| Базальт | 2 000 |
| Песчаник | 1 000 |
| Гравий однородный | 800 |
| Песчаник влажный | 800 |
| Гравий глинистый | 300 |
| Чернозём | 200 |
Расчёт заземления и его особенности
Важнейшей функцией заземления является электробезопасность. Перед его установкой в частном доме, на подстанции и в других местах необходимо произвести расчёт заземления.
Читайте также: Фазометр: назначение, принцип действия, что измеряет, как работает
Как выглядит заземление частного дома
Электрический контакт с землёй создаёт погруженная в грунт металлическая конструкция из электродов вместе с подключёнными проводами – всё это представляет собой заземляющее устройство (ЗУ).
Места соединения с ЗУ проводника, защитного провода или экрана кабеля называются точками заземления. На рисунке ниже изображено заземление из одного вертикального металлического проводника длиной 2500 мм, вкопанного в землю. Его верхняя часть размещается на глубине 750 мм в траншее, ширина которой в нижней части составляет 500 мм и в верхней – 800 мм. Проводник может быть связан сваркой с другими такими же заземлителями в контур горизонтальными пластинами.
Вид простейшего заземления помещения
После монтажа заземлителя траншея засыпается грунтом, а один из электродов должен выходить наружу. К нему подключается провод над поверхностью земли, который идет к шине заземления в электрощите управления.
Предлагаем ознакомиться Расчет дымовой трубы: 4 важных нюанса для расчета
При нахождении оборудования в нормальных условиях на точках заземления напряжение будет нулевым. В идеальном случае при коротком замыкании сопротивление ЗУ будет равно нулю.
Решение задачи правильного расчёта заземления особенно важно для электростанции или подстанции, где сосредоточено много оборудования, работающего под высоким напряжением.
ВеличинаRзопределяется характеристиками окружающего грунта: влажностью, плотностью, содержанием солей. Здесь также важными параметрами являются конструкции заземлителей, глубина погружения и диаметр подключённого провода, который должен быть таким же, как у жил электропроводки. Минимальное поперечное сечение голого медного провода составляет 4 мм 2 , а изолированного – 1,5 мм 2 .
Если фазный провод коснётся корпуса электроприбора, падение напряжения на нём определяется величинами Rз и максимально возможного тока. Напряжение прикосновения Uпр всегда будет меньше, чем Uз, поскольку его снижают обувь и одежда человека, а также расстояние до заземлителей.
На поверхности земли, где растекается ток, также существует разность потенциалов. Если она высокая, человек может попасть под шаговое напряжение Uш опасное для жизни. Чем дальше от заземлителей, тем оно меньше.
Величина Uз должна иметь допустимое значение, чтобы обеспечить безопасность человека.
Снизить величины Uпр и Uш можно, если уменьшить Rз, за счёт чего также уменьшится ток, протекающий через тело человека.
Если напряжение электроустановки превышает 1 кВ (пример – подстанции на промышленных предприятиях), создаётся подземное сооружение из замкнутого контура в виде рядов металлических стержней, забитых в землю и соединённых сваркой между собой при помощи стальных полос. За счёт этого производится выравнивание потенциалов между смежными точками поверхности.
Безопасная работа с электросетями обеспечивается не только за счёт наличия заземления электроприборов. Для этого ещё необходимы предохранители, автоматические выключатели и УЗО.
Заземление не только обеспечивает разность потенциалов до безопасного уровня, но и создаёт ток утечки, которого должно хватать для срабатывания защитных средств.
Соединять с заземлителем каждый электроприбор нецелесообразно. Подключения производят через шину, расположенную в квартирном щитке. Вводом для неё служит провод заземления или провод РЕ, проложенный от подстанции к потребителю, например, через систему TN-S.
Итоги и выводы
Заземление — важный элемент электрической цепи, который обеспечивает защиту от коротких замыканий, поражения током или попадания молнии в один из ее участков. Ключевым показателем здесь является сопротивление: чем оно меньше, чем больше тока «уведет» контур и тем ниже будет вероятность серьезного удара или повреждения оборудования.
Нельзя пренебрегать нормами контроля, которые призваны проверить качество заземления и работу контура в условиях полной нагрузки. Процедуры производятся как непосредственно после создания цепи, так и в процессе ее использования. Частота проверок зависит от нагрузки на сети и целей, для которых используется контур.
Нормы сопроивления при этом вовсе не отличаются. Различают три типа норм: для линий электропередач, трансформаторов и электрических установок. С повышением рабочего напряжения по экспоненте возрастает максимальная величина сопротивления. Также учитывается и ряд специфических показателей (например, удельная проводимость грунта). Исходя из нее можно получить максимальное регламентированное сопротивление.
Основными способами для увеличения эффективности работы заземлителя является использование разных конфигураций проводника. Ключевая задача заключается в том, чтобы предельно повысить площадь прямого контакта контура с землей. Для этого используется один или несколько проводников. В последнем случае их могут соединять как последовательно, так и параллельно.
Также для замера сопротивления контура заземления важно знать и поправочные коэффициенты — например, при вычислении минимально допустимого сопротивления заземления учитывается также удельное содержание материала в грунте и сопротивление повторного заземления. Для получения этого показателя нужно использовать специальное оборудование.
Метки: заземление, полный, сопротивление, формула
Расчет заземления из электролитических заземлителей
Для его проведения используются те же принципы, что и при вычислении сопротивления горизонтальных электродов, выполненных в форме обычной трубы. Только учитывается влияние электролита на окружающую его почву. Для этого вводится поправка коэффициента С. Она может изменяться в разных условиях от 0,05 до 0,5.
Формула расчета сопротивления представлена ниже.
Электролитическое заземление изготавливается в виде горизонтального отрезка полой трубы из нержавеющей легированной стали или медных сплавов, устойчивых к процессам коррозии. Через нее происходит насыщение почвы сквозь электроды минеральными солями, обладающими электролитическими свойствами.
Глина, суглинок, супесь (различия)
Рыхлые осадочные грунты, состоящие из глины и песка, классифицируются по содержанию в них глинистых частиц:
- глина — более 30%. Глина очень пластичная, хорошо скатывается в шнур (между ладонями). Скатанный из глины шар сдавливается в лепешку без образования трещин по краям.
- тяжелая — более 60%
- обычная — от 30 до 60% с преобладанием глинистых частиц
- пылеватая — от 30 до 60% с преобладанием песка
- суглинок — от 10% до 30% глины. Этот грунт достаточно пластичен, при растирании его между пальцами не чувствуются отдельные песчинки. Скатанный из суглинка шар раздавливается в лепешку с образованием трещин по краям.
- тяжелый — от 20 до 30%
- средний — от 15 до 20%
- легкий — от 10 до 15%
- супесь (супесок) — менее 10% глины. Является переходной формой от глинистых к песчаным грунтам. Супесь наименее пластичная из всех глинистых грунтов; при ее растирании между пальцами чувствуются песчинки; она плохо скатывается в шнур. Скатанный из супеси шар рассыпается при сдавливании.
Требования к заземляющим проводникам: стационарным и временным
Заземляющий провод является одним из неотъемлемых элементов любой электроустановки. Его основное назначение — защита от косвенного прикосновения к частям электроустановки, находящимся под напряжением. Косвенным называется прикосновение к частям оборудования, которые в нормальных условиях не находятся под напряжением, например, корпуса двигателей, трансформаторов или даже ручка фена.
Но вследствие нарушения изоляции токоведущих частей (проводов), они могут оказаться под напряжением. Именно для защиты от таких случайностей и предназначено защитное заземление.
Немного теории
Обычному человеку, не особо вдающемуся в основы электротехники, достаточно сложно разобраться во всех этих нюансах. Особенно когда начинают оперировать такими понятиями как заземление, зануление, глухо заземленная или эффективно заземленная нейтраль. Поэтому, для начала попробуем доступным языком объяснить суть всех этих обозначений, и определить основную цель, с которой их придумали.
Нейтраль электрооборудования
- Существует пять основных схем подключения нейтрали электрооборудования. Нейтралью называют общую точку обмоток электрооборудования, соединенного в звезду. Соединение звезда — это кода три начала обмотки подключаются к соответствующим фазным проводам, а концы этих обмоток соединяются между собой — нейтраль.
- В точке соединения концов этих обмоток, в идеальных условиях потенциал будет равен нулю. Такой же потенциал имеет земля. Поэтому при помощи шины или проводника выполняется заземление нейтрального провода. Обычно подключается он к специальной шине стационарного заземлителя.
- Такая система называется TN или системой с глухо заземленной нейтралью. В нашей стране она повсеместно используется в электроустановках до 1000В и подразделяется на три подвида.
- Но прежде чем мы приступим к разбору этих подвидов, давайте определимся, что такое нулевой и защитный провод. Как говорит инструкция, нулевым или нейтральным проводом называется проводник, подключенный к нейтрали. На схемах этот провод обычно обозначают – «N».
Отличия зануления и заземления
- Кроме того, существует еще так называемый проводник защитного заземления. Он обозначается «РЕ». Используя КС 066 1 зажим плашечный заземляющего провода или другой подобный вид подключения, он подключается к земле и к корпусу оборудования, тем самым, обеспечивая нулевой потенциал на корпусе. Но как мы помним, в сетях с глухо заземленной нейтралью она так же подключается к земле.
Именно, исходя из этого условия, в сетях TN и существует три вида подключения:
Система TN-S
Система TN-С
Система TN-C-S
Система ТТ
Важно: Ссылаясь на систему заземления TN -С, некоторые «горе электрики» пытаются реализовать ее у себя дома, используя нулевой проводник в качестве и нейтрального и защитного. Но согласно п.1.7.132 ПУЭ для однофазных сетей это запрещено. Это связано с тем, что при обрыве нулевого провода высока вероятность появления напряжения на корпусе защищаемого оборудования. Поэтому, если нет отдельного контура заземления, то лучше обойтись вообще без него, чем подключать корпус оборудования к нулевому проводнику.
Требования к заземлителям
Ну вот, разобравшись с основными теоретическими аспектами, давайте поговорим и о самих проводниках. В зависимости от места их установки к ним предъявляются совершенно разные требования. Поэтому давайте отдельно рассмотрим включение заземляющих проводов для стационарных и передвижных электроустановок.
Общие требования к проводам заземления
Но начнем мы наш разговор с общих требований, предъявляемых к проводникам, используемым для заземления. Как вы уже должны были понять они должны обеспечивать снижение потенциала на защищаемом оборудовании до нулевого или близкого к нему значения. В связи с этим они должны иметь возможность пропускать ток, равный току короткого замыкания в данной электроустановке.
- Казалось бы, в связи с этим, сечение таких проводников, в обязательном порядке должно быть не меньше, чем у фазных проводников, но это не так. Дело в том, что фазные проводники должны обеспечивать долговременное протекание больших токов. А вот защитный провод, должен обеспечить такую возможность только на время работы защиты. Обычно это время не превышает 2-3 секунд.
Сечение проводов заземления
- Определить такое сечение вы вполне можете и своими руками благодаря таблице 1.7.5 ПУЭ. Для проводов с сечением рабочих жил до 16 мм 2, сечение защитных проводников должно быть идентичным. Для проводов от 16 до 35 мм 2 сечение защитных проводов может быть 16 мм 2 . Для проводов большего сечения защитный проводник должен быть не менее чем в два раза меньшего сечения.
Структура кабеля с нулевым проводом меньшего сечения
Согласно нормам ГОСТ, вся кабельно-проводниковая продукция должна содержать маркировку сечения жил. Причем если сечение жил зануления и заземления отличаются от рабочих, то она должна указываться отдельно как на видео.
- В некоторых случаях допускается отдельный расчёт сечения проводника заземления. Для этого используется формула, в которой учтены такие показатели как ток короткого замыкания, время срабатывания защит, тип изоляции и проводника, а также способ прокладки кабеля. Но используют такой способ определения сечения достаточно редко.
- Теперь, что касается обозначения заземляющих и нулевых проводников. Их буквенную аббревиатуру вы уже знаете. Но кроме того они имеют еще и цветовую. Заземление при пятипроводной системе заземления должно иметь желто-зеленую окраску. Нулевой провод обозначается голубым цветом.
Знак места подключения заземления
- Отдельным вопросом является качество заземления. Его определяют путем измерения его сопротивления. Согласно п.1.7.101 ПУЭ для трехфазной сети с линейным напряжением в 380В, оно должно быть не более 4 Ом. Это достаточно маленькая величина, которая обуславливается только внутренним сопротивлением проводника.
Схема измерения сопротивления заземления
- Для достижения соответствующего качества заземления следует использовать винтовые зажимы. Они позволяют достаточно просто отключить проводник для ремонтных работ и испытаний, а также обеспечивают качественный контакт. Удлинение заземления и нулевых проводников не приветствуется, но допускается. В этом случае можно использовать зажим плашечный заземляющего провода КС 066 1 или подобные зажимы для проводов меньшего сечения.
- Отдельным вопросом является отдельная прокладка проводов заземления и зануления. Согласно п.1.7.127 ПУЭ провод медный для заземления должен быть не менее 2,5 мм 2 если он имеет защиту от механических повреждений и не менее 4 мм 2, если он не имеет таковой. Для алюминиевого провода, независимо от способа прокладки, сечение должно быть не меньше 16 мм 2 .
Требования к переносным заземлениям
Отдельной темой стоят проводники для временного использования. С их помощью к заземляющему контуру подключают электроустановки временного характера. Это могут быть передвижные будки, механизмы или автотранспорт.
Переносное заземление
- Для этого используют специальные переносные заземления. Подобные проводники используют и для создания безопасных условий работ.
- Такие проводники не должны иметь изоляции, это делается для того, чтобы всегда можно было визуально осмотреть его целостность. Для крепления к контуру заземления и механизму он должен иметь струбцины. Струбцина для провода заземления должна крепится к проводу методом сварки или винтового соединения.
Струбцина переносного заземления
- Проводник обязательно должен быть медным и многожильным. Причем количество оборванных отдельных проволок строго регламентируется и не должно превышать 5%.
- Сечение таких переносных заземлений должно быть не менее 16 мм 2 для электроустановок до 1000В и не менее 25 мм 2 для электроустановок более высокого напряжения. Для заземления машин и механизмов можно использовать провод с сечением не менее 16 мм 2 независимо от класса напряжения.
На фото переносное заземление для заземления машин и механизмов
Качество такого заземления проверить достаточно сложно. Поэтому единственным условием является обязательная зачистка металлической поверхности перед их наложением.
Вывод
Заземление нейтрального провода и проводника заземления играют очень важную роль не только для создания безопасных условий, но и для работоспособности всей системы. Поэтому этим аспектом электроустановки не следует пренебрегать. И мы очень надеемся, что наша статья помогла вам разобраться в этом вопросе.
Источник https://electricsexpert.ru/kakoj-provod-ispolzovat-dlya-zazemleniya/
Источник https://dzgo.ru/blog/raschet-kontura-zazemleniya.html
Источник https://elektrik-a.su/kabeli-i-provoda/zazemleniya/trebovaniya-k-zazemlyayushhim-provodnikam-484
