Провод заземления является важным элементом при работе с электроприборами и высоким напряжением. Даже полное отключение электричества не может обеспечить 100% гарантии безопасности, так как на проводах может скапливаться напряжение. Для того чтобы его отвести, используется естественное или искусственное заземление.
Часто применяют переносное устройство, как наиболее удобный и дешевый способ. Важно правильно осуществить расчет сечения провода переносного заземления, поскольку от него зависит надежность работы прибора.
Предназначение устройства
Переносное заземление – это съемная система, которая используется для защиты рабочих при проведении манипуляций с электроустановками или электрооборудованием. Задачей системы является отводить наведенные токи или случайно поданное на объект напряжение. Применяются такие приборы в тех местах, где нельзя использовать стационарные ножи. При использовании переносного защитного устройства в случае попадания напряжения на заземленный участок произойдет короткое замыкание, и персонал избежит удара током.
Характеристики переносного заземления, в том числе требования к сечению, перечислены в государственном стандарте 52853. Там же указано, что при испытаниях проверяется сечение проводника, для этого разбирают провод на пряди, подсчитывают их число, и число жил в пряди. Затем измеряют диаметр жилы, и по известной формуле из школьной геометрии определяют сечение.
Лента-плетенка
Для переносных заземлений может использоваться специальная лента. Она нужна для механического соединения муфт и экранов. Благодаря такой конструкции монтируемый сросток получает более прочное соединение. Лента имеет стабильные параметры, высокую прочность, конструкция не только грамотно проводит ток, но и весьма устойчива на разрыв. Ленту можно использовать в качестве перемычек и экранных шин. Структура материала плетеная, что позволяет просверливать в ней отверстия для болтовых креплений.
Стандартное изделие для переносного сопротивления состоит из 24 прядей. Каждая прядь луженая, имеет 13 проволок, диаметр каждой составляет 0,2 мм.
Провод
Чаще всего провод заземления имеет сечение от 25 мм2 и применяется для трехфазных систем. Для каждой фазы, размещенной на воздушной линии, предусматривается свой провод. При возникновении случайного или непредусмотренного напряжения задачей переносного заземления является отведение его на специальный провод и создание короткого замыкания, предохраняющего рабочих от опасности.
Применять такие переносные провода можно при температуре от -45 до +45 градусов Цельсия. Желательная относительная влажность должна составлять 80% при температуре окружающей среды 20 градусов.
Напряжение до 1000 В
Сечение провода переносного заземления подпадает под строгие технические требования и стандарты. Оно должно выдерживать нагрев в случае возникновения замыкания на трехфазном и однофазном источнике. Провод заземления, используемый в электроустановках с напряжением меньше 1000 В, должен иметь сечение не меньше 16 кв. мм.
Нельзя применять провода, имеющие меньшее сечение. Если напряжение в электроустановке не превышает 6-10 кВ, сечение проводников может колебаться от 120-185 мм2. Такие элементы не слишком удобны, так как имеют большую массу. Можно использовать несколько переносных заземлений с меньшим сечением, они устанавливаются напротив друг друга.
Напряжение выше 1000 В
Если минимальное сечение у проводов переносных заземлений не меньше 16 мм2, то есть переносное заземление рассчитано на величину выше 1000 В, минимальное значение должно быть не меньше 25 мм2. Расчет сечения должен проводиться по следующей формуле:
S = ( Iуст √tф ) / 272.
- Iуст – является обозначением тока короткого замыкания;
- tф – время, измеряющееся в секундах;
- 272– коэффициент, который может отличаться для разных металлов. При точном расчете для меди он равен 250. В данном случае он взят с запасом.
Для того чтобы не изготавливать несколько заземлителей, единицу времени в формулу нужно включать максимальную; следовательно, провод заземления будет более толстым. Если сеть имеет заземляющую нейтраль, то рассчитывать диаметр сечения требуется по току одной фазы. Важным аспектом является обеспечение термической устойчивости, если образуется двухфазное замыкание.
Не разрешается применять для создания заземления обычный изолированный кабель. Изоляция не позволит обнаружить механические повреждения жил, если таковые появятся. Перетирание жил приводит к прожиганию полупроводника, использовать поврежденный кабель нельзя.
Портативное заземление должно быть оснащено специальными зажимами. При помощи этих элементов переносная конструкция закрепляется специальной штангой на токопроводящих частях и позволяет создать надежное заземление. Проводники должны быть присоединены к зажимам без использования переходных наконечников: это обеспечит большую площадь касания и надежность соединения. Отсутствие слабых контактов не позволит конструкции выгореть при воздействии на нее большого напряжения.
Если требуется прикрепить заземляющее соединение к проводнику при работе с трехфазным источником, то соединения приваривают. Можно использовать болты, но тогда провод заземления должен быть пропаян.
Ограничиваться пайкой нельзя, так как при работе с токами выше 1000 будет существенный нагрев, пайка ослабнет, и переносная конструкция будет разрушена.
Значение сопротивления
Сопротивление, которое оказывает заземление – это способность грунта распределить электрический ток, попавший в него при помощи заземлителей. Величина важна для переносного и стационарного устройства. Она измеряется в омах и зависит непосредственно от сопротивления грунта и площади соприкосновения заземлителя с грунтом. Менять площадь можно, увеличивая заглубление электрода или соединяя вместе несколько коротких электродов. В последнем случае увеличивается площадь сечения.
Чем меньше показатель, тем лучше работа с ним. Нулевого значения в естественных условиях добиться нельзя, поэтому чаще всего разные типы электрооборудования имеют разную норму – от 60 до 0.5 Ом.
Если подключение заземления происходит через нейтраль трансформатора, суммарное сопротивление не должно превышать 4 Ома. В противном случае утрачивается смысл его использования. Если требуется обустроить заземление в частном доме, расчет должен опираться на то, что в таких домах величина не превышает 30 Ом.
Обратите внимание, есть ли в доме газопровод. При подключении труб сопротивление не должно превышать 10 Ом. Это объясняется тем, что газопровод является источником повышенной опасности, и минимальное сечение подбирается с учетом данного фактора.
Если требуется установить заземление для подключения молниеприемника, меняя сечение и длину, следует добиться сопротивления не более 10 Ом.
Источник тока в виде трансформатора или генератора при заземлении не должен подключаться к поверхностям, имеющим сопротивление, превышающее отметку 8 Ом. Допустимая величина напрямую зависит от напряжения. Если в трансформаторе напряжение 380, сопротивление должно составлять не более 2 Ом, 220 – не более 4 Ом, 127 – не более 8 Ом.
Если оборудование укомплектовано газовыми разрядниками, использующимися для защиты линий, проведенных по воздуху, заземление не должно выдавать сопротивление больше 2 Ом, некоторое оборудование допускает 4 Ом и имеет об этом специальные пометки.
Для телекоммуникационного оборудования требования к сопротивлению составляют 2-4 Ома. Если используется подстанция, рассчитанная на 110 кВ, сопротивление заземления не должно быть выше 0.5 Ом.
Нормы сопротивления, проиллюстрированные выше, распространяются на нормальные грунты, удельное сопротивление которых не выше 100 Ом*м. К таким почвам относятся глинистые и суглинистые. Например, для песчаных поверхностей характерно удельное сопротивление 500 Ом*м, что превышает общеизвестную и всеми принятую норму в пять раз.
