Заземление предохраняет от ударов электрическим током, когда нетоковедущие части электроустановок оказываются под напряжением. Это может произойти в результате удара молнии или нарушения изоляции. В первую очередь при устройстве заземления используются естественные заземлители, например, трубы или арматура. Если же они отсутствуют либо не обеспечивают требуемое сопротивление растеканию, то возникает необходимость в искусственных заземлителях.
Расположение контура
Как правило, заземляющие проводники выполняются из металлической полосы или прута. Система включает в себя внешний и внутренний контуры. Вне здания производится крепление полосы заземления к электродам, заглубленным в грунт на расстоянии не менее 1 м от фундамента и образующим контур заземления. Чаще контур имеет треугольную форму, но возможна его прокладка в линию или вокруг периметра здания.
Глубина укладки определяется степенью промерзания грунта и составляет не менее 0,5-0,7 м. Меньшая глубина возможна на входе в здание, где вводы проводников обычно заключают в металлические трубы. Горизонтальные полосы заземления рекомендуется класть ребром на дно траншеи. Их длина определяется размером контура и расстоянием до здания.
Внешний контур подвергается атмосферной и подземной коррозии. Разрушение поверхности проводников и арматуры постепенно снижает эффективность защиты. Окрашивание подземных частей системы заземления не рекомендуется.
Для их изготовления используется нержавеющая сталь и защитные медные и цинковые покрытия. Внутри помещения металлическая полоса прокладывается открыто вдоль конструкций здания. При повышенной влажности используется кронштейн крепления полосы заземления.
Стальной прокат
Заземляющая шина должна обладать высокой электропроводностью, пластичностью и хорошей свариваемостью. В качестве плоского проводника в системах для заземления и выравнивая потенциалов используется преимущественно стальная полоса. Этот универсальный вид металлопроката имеет прямоугольное сечение без внутренних пустот и плоскую форму. Полоса изготавливается по ГОСТ 103-2006 «Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой» и обладает рядом ценных качеств:
небольшая стоимость;- долгий срок использования;
- высокая прочность.
Данный стандарт определяет стальной прокат общего назначения толщиной от 4 до 80 мм и шириной от 10 до 200 мм. В зависимости от назначения изготавливают полосы мерной, кратной и немерной длины. Специфика прокатки сталей определяет требования, предъявляемые к длине проката. Полоса из обыкновенных сталей поставляется длиной до 12 м, из легированных – до 6 м. Регламентирована и минимальная длина, для всех видов она составляет 2 м. Рулонный прокат имеет то преимущество, что количество сварных соединений при его использовании в контуре сокращается.
Полоса может быть нормальной или повышенной точности проката. Но этот параметр, как и точность углов или серповидность, практически не влияет на качество заземления и не является значащим при выборе.
Оцинкованная
Для продления срока службы и защиты от воздействия окружающей среды на сталь наносится цинковое покрытие по ГОСТ 9.307-89 «Покрытия цинковые горячие». Стальную полосу предварительно обрабатывают и погружают в емкость с расплавом цинка. Толщина покрытия составляет 40-200 мкм. Чем толще слой, тем больше он способствует увеличению прочности изделия. Усиление покрытия осуществляется повторным погружением полосы в цинковый расплав.
Оцинковка является на данный момент наиболее эффективным и дешевым способом защиты. Нанесение покрытия увеличивает стоимость проката, но срок его службы при этом вырастает. Свойства цинка сохраняются и при небольших повреждениях поверхности. Оцинкованная полоса устойчива к коррозии, упруга, не трескается и имеет аккуратный внешний вид. Она производится из углеродистых и низколегированных марок стали методом продольной резки стального листа и поставляется в виде бухт весом 50-60 кг или хлыстов длиной 5-6 м.
Согласно ПУЭ минимальное сечение заземляющего проводника для установок с напряжением менее 1 кВ равняется 75 мм2. Полоса 4х20 мм является наиболее экономичным решением, которое удовлетворяет этим требованиям. Чаще для изготовления заземляющего контура используется оцинкованная полоса сечением 4х40 мм, 5х40 мм, 5х50 мм. Эти изделия обеспечивают выполнение норм и удобны для монтажа заземления. Один метр полосы 4х40 мм согласно стандарту весит около 1,3 кг. Масса погонного метра также регламентируется ГОСТ 103-2006 и применяется для расчета необходимого количества ленты.
Медная
Наряду с оцинкованными полосами широко применяются на практике полосы заземления с медным покрытием. Медь менее активна электрохимически, чем сталь и цинк. Поэтому она служит дольше и может применяться в более сложных условиях.
Омедненные заземлители обладают хорошей пластичностью. Они поставляются немерной длиной, что удобно для прокладки контуров заземления. Также медная полоса используется для внутреннего контура в качестве магистрального проводника, служащего для подключения к нему оборудования. Минусом полос заземления с медным покрытием является их высокая цена.
Прокладка внутреннего контура
Электрооборудование, которое подлежит заземлению, размещено по всей площади производственных помещений. К системе заземления оно подключается путем прокладки внутри здания магистральных шин. Установка заземляющих проводников делается открыто, к ним всегда должен быть свободный доступ для контроля и осмотра. Исключение составляют металлические трубы скрытой электропроводки и взрывоопасные установки, где проемы заделываются легко выбиваемыми негорючими материалами.
Полосы заземления внутреннего контура положено прокладывать горизонтально или вертикально. Только если здание включает наклонные конструкции, разрешено прокладывать проводники параллельно им. Внутренний контур заземления монтируется с использованием стен и потолков, при необходимости прокладки по полу полоса заземления укладывается в каналы. Проводники прямоугольного сечения монтируют широкой плоскостью к стене. Крепление полосы к кирпичным и бетонным поверхностям производится забиванием гвоздей с помощью строительно-монтажного пистолета. Для фиксации на деревянных стенах используются шурупы.
Заземляющие проводники соединяют между собой при помощи сварки. При сильном нагреве защитное цинковое покрытие испаряется, при этом снижается сопротивляемость стали внешним воздействиям. Поэтому точки соединения обрабатываются цинковым спреем или эмалью. В местах, где предусмотрено измерение сопротивления заземляющего устройства, проводник крепится болтами. Он должен иметь возможность отсоединения, но только с помощью инструмента. Точки крепления полос заземления должны находиться на расстоянии от 650 мм до 1000 мм друг от друга. Они расположены тем чаще, чем больше поперечное сечение полосы.
Конструкция здания может включать температурные швы, предохраняющие его от деформации Пересекающая такой шов полоса заземления должна иметь компенсирующий изгиб. Через стены и перекрытия полосу заземления свободно проводят через проемы или заключают в стальную трубу.
Крепление на кронштейнах
Крепление прямо на стены разрешено только в помещениях с сухой неагрессивной атмосферой. При наличии в воздухе большого количества влаги и едких паров заземляющие проводники полагается приваривать к опорам. Расстояние до стены должно составлять не менее 10 см. Держатели шин заземления изготовляются из стали, их крепят пистолетными дюбелями или приваривают к вмазанным в стену закладкам. На сложных поверхностях применяют дюбели с распорной гайкой или капроновые распорные дюбели. Расстояние между опорами должно составлять от 600 мм до 1000 мм по прямой, на углах 100 мм от точки поворота. Рекомендуемая высота, на которой должен быть размещен кронштейн, составляет от уровня пола 400-600 мм.
Проводники заземления окрашиваются по всей длине желтыми и зелеными прилегающими друг к другу полосами. Цветные полосы должны иметь одинаковую ширину, для шин она установлена в диапазоне 15-100 мм.
Заземление играет важную роль в защите людей и имущества от повреждений. Благодаря ему такие внезапные явления, как молния или короткое замыкание, не приведут к человеческим жертвам и порче материальных ценностей.
Использование стальной полосы в качестве заземляющего проводника хорошо показало себя на практике и признано эффективным и выгодным.
