Обзор норм ПУЭ для контура заземления

Обзор норм ПУЭ для контура заземления

Нормы ПУЭ являются собирательной группой специальных нормативных правовых актов, которые были написаны при СССР Министерством энергетики – правила устройства энергоустановок. Данные правила устройства электроустановок содержат описание того, как правильно следует создавать электропроводку в жилых домах, заводских помещениях и других структурах, они имеют описание различных устройств, а также принцип их построения. ПУЭ включают в себя условия прокладывания коммуникаций электроустановок, узлов, требования к определенным системам и их отдельным элементам.

Очень часто нормы ПУЭ используются при установке электрического освещения зданий, различных помещений, а также улиц, поселков, территорий определенных учреждений или предприятий. В них есть содержание условий по монтажу ультрафиолетового облучения в оздоровительных структурах, рекламы с осветительными приборами и другое. При укладывании проводки в зданиях обращаются к конкретному разделу норм ПУЭ.

В отдельных разделах можно найти рекомендации по тому, как сделать контур заземления, как установить защитные устройства электросети, и другие правила по эксплуатации различного электрооборудования. Более подробно и точно об условиях использования такого оборудования написано в Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП).

На сегодняшний день, если соблюдать все правила ПУЭ по монтажу и соединению проводки разного типа, прокладыванию контур заземленияа заземления или других технических решений, стоимость таких работ будет очень высокой. По этой причиной этими нормами руководствуются поверхностно, соблюдая лишь самые важные указания, а для других стараются найти альтернативное решение. Несмотря на дороговизну, данные правила позволяют обеспечить эффективную защиту здания любого типа от различных негативных факторов.

Требования к заземляющим устройствам (ЗУ)

Согласно требованиям нормативов любые действующие электроустановки должны защищаться специальным заземляющим контуром (ЗК), в состав которого входит такая обязательная составляющая, как заземлитель.

Последний представляет собой сборную конструкцию из металлических элементов, обеспечивающих надёжный контакт с землёй и способствующих растеканию тока в неё.

Это сооружение (часть заземления), как правило, изготавливается из отдельных токопроводящих элементов (металлических прутьев, трубных заготовок или стандартных профилей), погружаемых в грунт на определённую глубину.

Правилами обустройства таких конструкций предполагается, что для их изготовления могут применяться только сталь или медь, но никак не алюминий или другие металлы.

Этими же правилами оговариваются и возможные варианты конструкций заземлителя, а также устанавливается соответствие их показателям, нормируемым по ПУЭ.

Конструкция контура

Регламентирует видимое заземление оборудования пункт ПУЭ 1.7.139. В соответствии с документом соединение деталей должно отличаться прочностью и надежностью, конструктивно обеспечивающим непрерывность цепи. Для разводки энергии по потребителям устанавливается электрошкаф, который сам повторно оборудуется соответствующей защитой от пробивания на корпус.

Составные части системы заземления согласно ПУЭ следующие:

1. Монтажная плата. Деталь находится в распределительном щите, в который выводятся кабели от заземлённых объектов. Линия к внешним конструкциям крепится гайкой и болтом. Дверь щитка должна быть постоянно закрыта на замок. Как правило, щитовые устанавливаются внутри зданий. В частном секторе допускается установка ящика снаружи, при условии оборудования его навесом.
2. Коммуникация. Предназначена для соединения монтажной коробки с заглубленной в землю конструкцией. Материалом служит медный кабель с бронью и железные рейки, сваренные между собой. Линия пускается под полом помещения, внешним стенам, по лотковому сливу отмостки. По ПУЭ заземление электрооборудования должно проводится кабелем сечением не менее 5 мм.
3. Вертикальные штыри. Предназначены для электрического контакта с грунтом. В зависимости от его типа забиваются на глубину 100-250 см. Штыри изготавливаются из черного железа или нержавеющей стали. Выбор определяется финансовыми возможностями строителя.
4. Контур. Служит обвязкой для заглубленных штырей. В соответствии с ПУЭ заземление металлоконструкций здания должно производиться с помощью контура со стороной не менее 200 см. Частное лицо может заземлить свою недвижимость рамкой, размер которой может составлять 80-100 см. Согласно нормам ПУЭ контур заземления вкапывается на глубину 50-100 см.
5. Соединительный болт. Предназначен для коммуникации металлосвязи и контура. Наружный конец детали должен находиться над почвой на высоте 15-30 см. В целях безопасности и во избежание механических повреждений контакт накрывается кожухом.

Монтаж системы защиты от утечки тока проводится на расстоянии, величина которого определяется спецификой строения. Для жилых домов оно составляет 50-100 см. Для хозяйственных сооружений допускается удаление контура до 10 м. При этом выполнение соединения должно проводиться медным кабелем.

Внимание! Все соединения заземляющей системы производятся только сваркой, где два элемента или участка соединяются внахлест. Качество такого соединения проверятся ударом килограммового молотка. Сварные стыки обязательно надо обработать лаком на основе битума.

Теперь, что касается проводки заземляющих проводников. Их можно проводить по бетонным и кирпичным конструкциям, как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной. Крепление к конструкциям производится дюбелями, между которыми можно оставлять расстояние:

• на прямолинейных участках в диапазоне 600-1000 мм;
• на изгибах и поворотах не более 100 мм.

Расстояние от напольного основание до места крепежа должно составлять 400-600 мм. Если заземляющая система проводников будет прокладываться во влажных помещениях, то под них необходимо будет уложить подкладки толщиною не меньше 10 мм.

Приборы для измерения сопротивления заземления

После окончания всех работ по монтажу контура заземления, необходимо проверить качество электромонтажа очага заземления и снять показания сопротивления заземляющих устройств на соответствие их нормам ПУЭ и ПТЭЭП. Для этого проводят замер сопротивления заземляющих устройств. Первым делом проводиться визуальный осмотр контура заземления, проверяется качество присоединения частей заземляющего устройства к системе энергоснабжения путём простукивания молотком в местах присоединения сваркой. Требуется убедиться, что все соединения надёжны, не имеют трещин в местах сварки, болтовые соединения не ослабли. Затем приступаем к электроизмерению. Результаты проверки заземлителей заносятся в регистрационный лист паспорта.

По правилам устройства электроустановок (ПУЭ) в электроустановках до 1000 В с глухим заземлением нейтрали, сопротивление заземляющего устройства должно быть не боле 4 Ом. Сопротивление заземляющего устройства складывается из суммы сопротивлений: сопротивлений заземлителя относительно земли и сопротивления заземляющего проводника. Замерять величину сопротивления заземляющего устройства можно приборами: омметром М416, ЭКЗ-01, ЭКО-200, АНЧ-3, ИС-10, КТИ-10, MRU-100 (MRU-101) или другими измерительными приборами. Эти приборы внесены в Госреестр средств измерений РФ, Казахстана, Узбекистана, Белоруссии, Украины.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Что такое сопротивление заземления?
Величина «недопущения/противодействия» растеканию электрического тока в землю — называется сопротивлением заземления, измеряющееся в Ом.

Основным показателем качества заземляющего устройства является сопротивление заземления и оно напрямую зависит от удельного сопротивления грунта и конфигурации заземлителя/ей(их количества и протяжённости).

Требования к сопротивлению указываются в нормативных документах и не должны превышать максимально допустимых значений.
Этими нормативными документами являются ПУЭ ( таблица 1.8.38 ) и ПТЭЭП.
При новом строительстве производятся приемо-сдаточные испытания по ПУЭ. При проверке сопротивления заземления уже во время эксплуатации, руководствуются ПТЭЭП

Пример.
Какое требуется соротивление заземления для частного загородного дома подключаемого от ВЛ 220 / 380?

В соответствие с требованием ПУЭ для электроустановок частных домов с воздушным вводом, с подключением к электросети 220 Вольт / 380 Вольт(с ситемой заземления TN) необходимо иметь заземление с сопротивлением не более 30 Ом.

Оригинальный текст:
ПУЭ [1.7.103.] Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях. При удельном сопротивлении земли r > 100 Ом м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01r раз, но не более десятикратного.

Если сформулироовать простыми фразами — в загородном доме запитанным от ВЛ(воздушная линия) и с заземляющим устройством, поключенным к нулевому проводу(повторное заземление), сопротивление самого контура заземления не должно быть больше 30 Ом.
При приемосдаточных испытаниях для подключения газового котла, могут потребовать сопротивление со значением не более 10 Ом.
При наличии молниеприемника сопротивление контура заземления, в соответствии с Инструкцией по молниезащите РД 34.21.122-87 — так же не более 10 Ом.

Нормы приемосдаточных испытаний(ПУЭ).
Наибольшие допустимые значения сопротивлений заземляющего устройства.

5. Измерение сопротивления заземляющих устройств. Значения сопротивления заземляющих устройств с подсоединенными естественными заземлителями должны удовлетворять значениям, приведенным в соответствующих главах настоящих Правил. Таблица 1.8.38.

I p* — расчетный ток замыкания на землю;
** — соответственно при линейных напряжениях 660, 380, 220 В;
I *** — полный ток замыкания на землю.

Общие сведения ПУЭ о сопротивлении заземления электроустановок.

Сопротивлениях заземляющих устройств электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью:

1.7.101. Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора или выводы источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений PEN- или PE-проводника ВЛ напряжением до 1 кВ при количестве отходящих линий не менее двух. Сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора или вывода источника однофазного тока, должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При удельном сопротивлении земли r > 100 Ом*м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01r раз, но не более десятикратного.

Сопротивление заземляющих устройств электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью:

1.7.104. Сопротивление заземляющего устройства, используемого для защитного заземления открытых проводящих частей, в системе IT должно соответствовать условию:

Как правило, не требуется принимать значение сопротивления заземляющего устройства менее 4 Ом. Допускается сопротивление заземляющего устройства до 10 Ом, если соблюдено приведенное выше условие, а мощность генераторов или трансформаторов не превышает 100 кВА, в том числе суммарная мощность генераторов или трансформаторов, работающих параллельно.

Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью:

1.7.96. В электроустановках напряжением выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства при прохождении расчетного тока замыкания на землю в любое время года с учетом сопротивления естественных заземлителей должно быть

но не более 10 Ом, где I — расчетный ток замыкания на землю, А.
В качестве расчетного тока принимается:
1) в сетях без компенсации емкостных токов — ток замыкания на землю;
2) в сетях с компенсацией емкостных токов:
для заземляющих устройств, к которым присоединены компенсирующие аппараты, — ток, равный 125 % номинального тока наиболее мощного из этих аппаратов;
для заземляющих устройств, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, — ток замыкания на землю, проходящий в данной сети при отключении наиболее мощного из компенсирующих аппаратов.
Расчетный ток замыкания на землю должен быть определен для той из возможных в эксплуатации схем сети, при которой этот ток имеет наибольшее значение.
1.7.97. При использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью должны быть выполнены условия 1.7.104.
При использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства должно быть не более указанного в 1.7.101 либо к заземляющему устройству должны быть присоединены оболочки и броня не менее двух кабелей на напряжение до или выше 1 кВ или обоих напряжений, при общей протяженности этих кабелей не менее 1 км.
1.7.98. Для подстанций напряжением 6-10/0,4 кВ должно быть выполнено одно общее заземляющее устройство, к которому должны быть присоединены:
1) нейтраль трансформатора на стороне напряжением до 1 кВ;
2) корпус трансформатора;
3) металлические оболочки и броня кабелей напряжением до 1 кВ и выше;
4) открытые проводящие части электроустановок напряжением до 1 кВ и выше;
5) сторонние проводящие части.
Вокруг площади, занимаемой подстанцией, на глубине не менее 0,5 м и на расстоянии не более 1 м от края фундамента здания подстанции или от края фундаментов открыто установленного оборудования должен быть проложен замкнутый горизонтальный заземлитель (контур), присоединенный к заземляющему устройству.
1.7.99. Заземляющее устройство сети напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью, объединенное с заземляющим устройством сети напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью в одно общее заземляющее устройство, должно удовлетворять также требованиям 1.7.89-1.7.90.

Конфигурация заземлителя

Сопротивление заземления напрямую зависит от площади электрического контакта электродов заземлителя с грунтом, которая должна быть как можно большей. Чем больше площадь поверхности заземлителя, тем меньше сопротивление заземления.

Чаще всего, из-за наименьшей сложности монтажа, в роли заземлителя используется вертикальный электрод в виде стержня/трубы/уголка.

Для увеличения площади контакта заземлителя с грунтом:

• увеличивается длина (глубина) электрода
• используется несколько соединенных вместе коротких электродов, размещенных на некотором расстоянии друг от друга (контур заземления). В таком случае площади единичных электродов просто складываются вместе, что подробно описано на отдельной странице о расчете заземления.