Расстояние между заземлителями в контуре заземления: Каким должно быть расстояние между заземляющими электродами?

Содержание

Каким должно быть расстояние между заземляющими электродами?

09.12.2015

заземление

монтаж

рекомендации

09.12.15

Расчёт заземления подразумевает определение количества и конфигурации заземлителей, глубины их погружения и при учёте удельного сопротивления грунта. Все эти параметры напрямую влияют на итоговое сопротивление установленного заземления. Однако при монтаже не редко возникает вопрос и о таком параметре, как «минимальное расстояние между заземляющими электродами». Каким оно должно быть? На практике часто принимается в расчёт расстояние 3 метра, что подтверждает недавний вопрос от посетителя нашего сайта. Верно ли это значение? Разбираемся в этом вопросе!

Для эффективного растекания тока, вертикальные электроды должны устанавливаться на расстоянии не менее их длины. Большую роль играет коэффициент использования, так как он показывает взаимное влияние заземляющих электродов в контуре заземления и имеет прямую зависимость от взаимного расстояния электродов. Прямые указания по размещению вертикальных электродов на расстоянии большем, чем их длина, указаны в пункте 2.2 РД 34.21.122-87

Вертикальные электроды должны устанавливаться на расстоянии не менее их длины

Расположение электродов в ряд также способствует более эффективному растеканию тока, по сравнению с контуром, потому что рабочие области электродов не перекрываются — коэффициент использования больше. Если несколько заземляющих электродов расположены слишком близко друг к другу, то данная схема заземления становится неэффективна, поскольку «рабочие зоны электродов» перекрываются — уменьшается рабочий объём этих зон и, следовательно, уменьшается эффективность работы каждого заземляющего электрода.

Таким образом, значение имеет общая длина электродов и их правильное расположение. Каждый проводник обладает электрическим потенциалом. Чем ниже сопротивление, тем лучше ток растекается в среде, тем сильнее снизится потенциал на заземлителе. Он будет приближаться к естественному потенциалу земли, т.е. к нулю. В результате снизится и величина опасного потенциала на корпусе поврежденной электроустановки.

Установка электродов в замкнутый контур подходит для размещения вокруг объекта, служит цели уравнивания и выравнивания потенциалов, что важно в молниезащите, а также позволяет получить низкое сопротивление заземления, т.к. может использоваться большая общая длина электродов.

У вас имеются другие вопросы о расчётах заземления и молниезащиты? Задайте их нашим техническим специалистам, которые с удовольствием предоставят на них ответы!

Смотрите также:

Молниезащита и заземление

Интересный проект: молниезащита для конюшни

Можно ли красить молниеприемник?

Омедненная сталь

Смотрите также:

Запросить расчет

Логин

Пароль

E-mail

(success)

Фамилия

Отчество

Организация

Род деятельности
ПроектированиеМонтаж/СтроительствоПродажаПрочее

Телефон

Хочу быть Экспертом

Эксперт — человек, профессионал, готовый оказывать заказчикам (посетителям этого сайта) какие-либо услуги в областях:

Продажа
Проектирование
Монтаж

Хочу получать новости ZANDZ на Email

Я ознакомился с правилами пользования сайтом

Дополнительную информацию о компании Вы сможете заполнить в личном кабинете после регистрации

E-mail

Расстояние заземления от дома.

Каким должно быть расстояние в частном доме до контура заземления

Контур заземления для частного дома вполне можно сделать собственными руками, но для этого нужно четко знать все нормативы. Расстояние заземления от дома является одним из важных параметров, которые необходимо соблюсти при выполнении монтажных работ с контуром заземления.

Как устроено и как работает заземление

Главная функция заземления – соединить всех потребителей электричества с контуром защиты при помощи специального заземляющего провода. Всего существует 3 различный системы заземления, но для частного дома или дачи чаще всего применяется вариант системы с маркировкой TN – 5. В такой ситуации ноль и земля проводятся разными проводами.

В результате при утечке тока или пробое изоляции в электроприборах опасное для человека напряжение передается по проводу на защитный контур

Норма монтажа и обустройства контура заземления зависят от показателей сопротивления. На количественный показатель данного параметра влияют:

разновидность почвы;
параметры влажности почвы;
глубина, на которую погружаются заземлители;
сколько заземлителей в контуре;
из чего сделаны электроды и все комплектующие.

Согласно нормам СНиПа контур должен делать в форме равностороннего треугольника. Расчет контура заземления производится на основании глубины залегания электродов и параметров почвы.

От типа грунта зависит уровень сопротивления растекания токов контура замыкания. Оптимальным вариантом является торфяник, суглинистая почва и глинистый грунт с близким расположением грунтовых вод. Каменистый грунт и монолитные скалы обладают худшими параметрами.

Расчет контура заземления

Перед монтажом следует провести грамотный расчет контура заземления, высчитав по нормативам все необходимые параметры. Наиболее важным значением при расчете пользуются следующие факторы:

определить удельное сопротивление грунта на конкретном участке;
параметры влажности почвы;
уровень солености воды;
средние показатели температуры в регионе;
расстояние от фундамента до контура;
размеры как самого заземлителя, так и всех комплектующих.

Расчет должен выполнять специалист с инженерным образованием, который знает множество формул. Чаще всего применяется типовой проект, а изменения вносятся в зависимости от расстояния здания, от которого расположен контур.

Расстояние заземления от фундамента частного дома

При создании контура заземления расстояние между электродами должно быть не меньше, чем их длины. Расстояние от дома до контура заземления должно быть не меньше 1 метра. При этом максимальное значение, на котором от фундамента должен располагаться контур – 10 метров. Это также регламентируется специальными документами. Стороны треугольника контура должны быть в среднем 2-3 метра длиной.

Очень важно, чтобы контур располагался где-то сзади дома или на территории, которая будет недоступна для детей и домашних животных.

Монтаж защитного заземляющего устройства

В первую очередь после всех расчетов необходимо провести земляные работы. Для этого на выбранном от фундамента дома расстоянии нужно выкопать траншею. Ее глубины должна быть около метра, а ширина – штык лопаты. В углах получившегося равностороннего треугольника забиваются заземлители на необходимую глубину. Заземлитель забивается кувалдой для чего обязательно использовать прямые удары, без раскачки, чтобы он вошел строго и без зазоров. Чтобы заземлитель зашел оптимально, его края рекомендуется предварительно заострить болгаркой. В грунт колья не должны погрузиться полностью – на поверхности рекомендовано оставить до 200 мм.

На следующем этапе потребуется костюм сварщика и нужное оборудование. К вертикальным заземлителям следует приварить горизонтальные электроды, которые по ширине должны быть не менее 40 мм. От полосы к стене здания по выкопанной траншее требуется провести отрезок кабеля достаточного сечения . Затем все это завести в здание и провести к электрощитку. Уже от щитка должно выполняться заземление внутридомовой системы.

Работа по проведению заземляющего проводника выполняется следующим образом: с помощью болта и гайки на вертикальный тип заземлителя крепится силовой кабель, который запакован в концевой контакт. Чтобы произвести данную работу потребуются комплектующие:

медная шина с сечением от 10 кв. мм;
алюминиевая шина с сечением от 16 кв. мм;
металлический проводник от 75 кв.мм.

После проведения сварочных работ требуется в первую очередь проверить все швы, они должны быть высокого качества и затем покрыть места сварки грунтовкой. После завершения всех работ требуется засыпать траншею сначала это делается песком, а затем вынутым из этой же траншеи грунтом.

Контур заземления нормы и правила согласно ПУЭ

Грамотно проложенный контур заземления позволяет уберечь здание от удара молнии и обезопасить всех жителей. Нормы ПУЭ являются собирательными правилами по устройству энергоустановок. Здесь подробно указаны нормы проведения электропроводки в зданиях, условия прокладывания коммуникаций и требования к определенным системам. Есть в данном нормативе и отдельные выписки по стандартам контура заземления, а также как правильно установить защитное устройство электросети.

Чаще всего данные нормы соблюдаются лишь поверхностно, с учетом основных указаний, поскольку точное соблюдение норм ПУЭ сделает прокладку контура заземления возле частного дома очень дорогим мероприятием.

Проверка контура заземления

Чтобы точно быть уверенным в грамотном монтаже и нормальном функционировании контура заземления, его необходимо проверить. Для этого существуют специализированные приборы, но в частном доме, если контур прокладывали своими руками достаточно и просто лампочки 150-200 Вт. Достаточно один вывод патрона подключить к проводу фазы, который обычно имеет коричневый цвет, а второй собственно к проверяемому контуру заземления. Если лампочка светит ярко – контур заземления работает в полном объеме, если лампочка светит тускло – есть проблемы в монтаже контура. Иногда лампочка в таком случае и вовсе не горит.

Если измерять сопротивления контура, то следует помнить, какие должны быть показатели:

для установок в 1000 В – до 4 Ом;
не больше 10 Ом при суммарных показателях генераторов в 100 кВа;
до 0. 5 Ом, если электроустановки выше 1000 В с крупными токами замыкания на землю.

Контур заземления должен проверяться специалистами перед вводом в эксплуатацию. Тогда же выдается документ на это оборудование. Затем согласно правилам его следует проверять раз в 12 месяцев, но это уже можно делать самостоятельно. Заземление в частном доме позволит защитить всех жильцов от внезапного поражения электрическим током. Также грамотно проведенное заземление требуется при капитальном ремонте, вводе дома в эксплуатацию, чтобы была возможность заключить договор с электроснабжающей организацией. Заземление в частном доме расстояние от дома и все нормы указаны в ПУЭ. Сам контур должен пролегать не менее, чем в 1 метре от стен здания и желательно в недоступном для людей и животных месте.

Привнесение заземления на Землю

Вам иногда кажется, что мириады правил заземления слишком сложны для понимания? Проблемы с реализацией заземления иногда оставляют вас ошеломленными и сбитыми с толку, а правильное решение кажется немного выше вашей головы? Если это так, не чувствуйте себя одиноким.

Несмотря на обширную литературу по заземлению, некоторые из его важных концепций, по-видимому, отсутствуют в устной традиции и обычной практике электротехнической промышленности, а некоторые ошибочные представления о заземлении прочно укоренились на их месте. Следовательно, многие конструкции и установки не так надежны или безопасны, как могли бы быть.

Но вы можете избежать путаницы, если понимаете принципы, лежащие в основе правил. Благодаря лучшему пониманию вы можете быть более уверены в том, что ваша система заземления будет работать так, как вы предполагали.

Назад к основам. Первое, что нужно понять, это то, что ток замыкания на землю, как и все электричество, стремится вернуться к своему источнику питания. Именно этот принцип заставляет электрические цепи работать в первую очередь. Что является источником тока замыкания на землю? Он возникает не в земле, а в трансформаторе.

Закон Кирхгофа гласит, что ток будет протекать обратно пропорционально полному сопротивлению представленных ему путей. Таким образом, относительные импедансы различных путей определяют, как ток короткого замыкания возвращается к своему источнику.

Полное сопротивление пути между заземляющим электродом и источником почти всегда значительно выше, чем полное сопротивление пути через заземляющий/заземляющий проводник.

Если вы не уверены в этом на своем предприятии, измерьте импеданс медного провода от электрода до источника и сравните его с импедансом через землю.

Эта разница в импедансе означает, что через заземляющий электрод протекает лишь незначительное количество тока короткого замыкания. Неисправность обычно распространяется вдоль заземления оборудования (проводники и металлические кабельные каналы), через соединение нейтрали и земли и обратно к источнику через заземленный (нейтральный) проводник. Именно высокий ток короткого замыкания через цепь с низким импедансом вызывает срабатывание устройства перегрузки по току, а не пренебрежимо малое количество тока, протекающего через грязь через заземляющий стержень ( Рис. 1 ).

Если это так, какова функция заземляющего электрода? Хотите верьте, хотите нет, но их несколько, в том числе следующие:

Ограничение напряжения, вызванное молнией, скачками напряжения или случайным контактом с линиями более высокого напряжения.
Стабилизация напряжения относительно земли во время нормальной работы, помогающая поддерживать напряжение в предсказуемых пределах.
Помощь коммунальному предприятию в устранении собственных неисправностей, фактически становясь частью многоточечной системы заземления коммунального предприятия.
Обеспечение пути к земле для рассеивания статического электричества.

Расстояние между заземляющими стержнями. Предположим, вы подключаете первый заземляющий стержень системы. Если он имеет сопротивление заземления 25 Ом или более, 250,56 NEC 2005 года требует, чтобы вы вбили второй стержень. Но многие подрядчики не утруждают себя измерением сопротивления грунта. Они просто планируют использовать два стержня, потому что это будет соответствовать требованиям 250.56, независимо от фактического сопротивления грунта. Таким образом, двухстержневые установки распространены, но обязательно ли они правильны?

Кодекс требует, чтобы стержни располагались на расстоянии не менее 6 футов друг от друга [250.53(B)]. Однако это расстояние минимально — и далеко от идеала. При использовании типичного 8-футового или 10-футового заземляющего стержня вы получите наилучшие результаты, разместив стержни на расстоянии не менее 16 или 20 футов друг от друга соответственно. Это намного больше, чем минимальное расстояние в 6 футов, предусмотренное Кодексом.

Заземляющие стержни, расположенные на расстоянии менее двух длин стержней друг от друга, будут мешать друг другу, поскольку площади их эффективного сопротивления будут перекрываться ( Рис. 2a выше). Для справки см. IEEE-142 и Soares Book on Grounding. Перекрытие увеличивает чистое сопротивление каждого стержня, делая систему заземляющих электродов менее эффективной, чем если бы стержни были разнесены дальше друг от друга ( рис. 2b выше).

Основная соединительная перемычка. Основная соединительная перемычка является связующим звеном между нейтралью и заземляющими шинами оборудования в сервисе. Это жизненно важное соединение позволяет току замыкания на землю возвращаться к источнику. Без основной соединительной перемычки неисправность должна проходить через землю с высоким импедансом, а не медь с низким импедансом. Этот путь с высоким импедансом, скорее всего, ограничит ток и предотвратит срабатывание автоматических выключателей или, по крайней мере, предотвратит их срабатывание достаточно быстро, чтобы избежать повреждения оборудования.

Выберите размер основной соединительной перемычки в соответствии с таблицей 250.66. Многие люди предполагают, что в этой таблице указан максимальный размер основной соединительной перемычки 3/0 AWG, но это еще одно распространенное заблуждение. Соединительная перемычка должна занимать не менее 12,5 % эквивалентной площади фазных проводов [250.28(D)]. Если вы используете 11 наборов проводников по 500 000 кмил (например, сеть на 4 000 А), основная соединительная перемычка должна быть минимум 700 000 кмил, а не 3/0 AWG.

Эта проблема меньше касается соединительных перемычек для вторичных производных систем, таких как трансформаторы и генераторы, поскольку токи короткого замыкания в этих системах обычно намного ниже.

Калибровка заземляющих проводников оборудования. Разработчики обычно используют Таблицу 250.122 при определении размеров заземляющих проводников оборудования. В большинстве случаев размера будет достаточно, особенно для небольших ответвлений. Но когда доступный ток короткого замыкания высок — скажем, 100 000 А — и когда вышестоящий автоматический выключатель настроен на задержку срабатывания на несколько циклов, вы должны более тщательно выбирать заземляющие проводники.

Металлические кабельные каналы, которые обычно пропускают больший ток, чем заземляющие проводники оборудования, могут быть установлены неправильно или со временем могут развалиться. Следовательно, заземляющий провод оборудования может быть единственным доступным путем заземления. Заземляющие проводники меньшего размера могут расплавиться во время неисправности, прежде чем они выполнят свою функцию обеспечения непрерывного пути тока с низким импедансом обратно к источнику во время неисправности.

Важно понимать, что проводники имеют рейтинг устойчивости. Ассоциация инженеров по изолированным кабелям разработала стандарт под названием «Характеристики короткого замыкания изолированного кабеля », номер P 32-382 (1994). Этот стандарт говорит, что в течение 5-секундного периода номинальное сопротивление проводника составляет 1 А на 42,25 круговых мила.

Например, проводник 3/0 AWG может безопасно выдерживать ток 3972 А в течение 5 секунд. Таким образом, I ² T, 5-секундный рейтинг устойчивости составляет 78 883,9.20А. Теперь предположим, что автоматический выключатель настроен на размыкание через 30 циклов — задержку, которую вы можете увидеть в сервисе. Вы можете быстро определить, что максимальный ток, который может выдержать 3/0 AWG за 30 циклов (0,5 с), составляет: ÷0,5)

I=12 560 А

Но если доступный ток короткого замыкания составляет 65 000 А или 100 000 А на стороне нагрузки заземляющего проводника, заземляющий проводник будет быстро разрушен в случае неисправности, если автоматический выключатель требуется 30 циклов, чтобы открыть. Вы должны помнить о доступном токе короткого замыкания и учитывать время размыкания автоматических выключателей, особенно главного и фидерного выключателей в главном распределительном щите. Выполнить я ² T расчеты, как описано выше, особенно при высоком доступном токе короткого замыкания. Вы можете видеть, что правильный размер заземляющих проводников оборудования не так прост, как применение минимумов NEC.

Токи системы заземления. Ток присутствует в системе заземления при нормальных условиях эксплуатации, а не только при неисправности. Это, вероятно, объясняет, почему Кодекс разрешает устанавливать датчики замыкания на землю до 1200 А, чтобы предотвратить ложное срабатывание [230. 9].5(А)].

Помимо замыканий на землю, ток в системе заземления могут вызывать несколько причин, в том числе следующие:

Наведенные токи от соседних токоведущих проводов.
Наведенные токи от двигателей (особенно однофазных).
Емкостная связь между фазным и нулевым проводами и заземляющими проводниками. Известно, что это явление вызывает ложное срабатывание GFCI в длинных цепях.
Электростатический разряд от оборудования.

Контуры заземления. Вы можете образовать контуры заземления за счет взаимодействия силового заземления и низковольтной проводки. Низковольтные кабели часто содержат сигнальный заземляющий проводник, который может по существу соединять внутренние сигнальные земли между различными частями электронного оборудования. Если между заземлением питания и заземлением сигнала в электронном оборудовании также существует внутренняя связь, ток может протекать через этот контур. Хотя экранированные низковольтные кабели обычно заземляются только с одного конца, чтобы предотвратить образование контуров заземления, отдельный сигнальный заземляющий провод внутри экрана все же может создавать соединение.

В качестве примера того, где это обычно происходит, подумайте о компьютерной сети и экранах на таких устройствах, как принтеры, маршрутизаторы и рабочие станции. Если вы соединяете разные части оборудования вместе, вы соединяете устройства, которые имеют потенциал между соответствующими контактами заземления (, рис. 3, ). Если у вас есть полная цепь через сигнальные провода, у вас есть контур заземления. Из-за этого потенциала будут протекать токи заземления, которые будут создавать электрические помехи, которые могут мешать работе системы. Электромагнитные поля, которые проходят через эту петлю, также могут вызывать протекание тока.

Чтобы свести к минимуму это явление, необходимо ограничить потенциал между этими различными точками заземления. TIA/EIA J-STD-607-A рекомендует максимальный потенциал 1 В между точками заземления. Интересно, что для заземления многоэтажных зданий также рекомендуется один большой контур заземления ( рис. 4 ). В компьютерных сетях ограничение потенциала между точками заземления явно имеет приоритет над опасениями по поводу циркулирующих контуров токов заземления. Однако аудиовизуальное оборудование гораздо более чувствительно.

В любом здании есть сотни, если не тысячи низковольтных кабелей, и каждый из них может образовывать собственный контур заземления в сочетании с системой заземления. К сожалению, в стандартном здании нет практического способа гарантировать ровную плоскость заземления.

Лучшее, что вы можете сделать, это правильно заземлить основные части оборудования. Это означает наличие заземляющих шин во всех телекоммуникационных и аудио/видео комнатах, а также обеспечение того, чтобы каждое оборудование в этих комнатах было привязано к этим заземляющим шинам. Это обеспечивает достаточно ровную плоскость заземления в помещении — по крайней мере, в нижнем частотном диапазоне.

Обычно рекомендуемым решением таких проблем с заземлением является обеспечение эквипотенциальных заземляющих плоскостей в широком диапазоне частот. Методы включают использование наземных сеток внутри плит и опорных сеток сигналов под фальшполами. Учитывая стоимость таких мер, эти методы обычно предназначены для наиболее чувствительных средств связи, а не для типичных коммерческих или институциональных объектов. Однако эквипотенциальная заземляющая плоскость — это только один шаг. Это не панацея от контуров заземления, потому что токи всегда могут быть вызваны электромагнитными полями, которые проходят через проводники.

Пусть вас не смущает огромное количество мелочей, связанных с заземлением. Знание нескольких основных концепций заземления должно помочь вам разобраться во всем. Хорошее заземление является ключом к успешной эксплуатации любого объекта, поэтому чем более продуманными будут ваши проекты, тем надежнее будет установка и тем меньше проблем с качеством электроэнергии возникнет.

Яноф, P.E., помощник и старший руководитель проекта в Sparling, консалтинговой фирме по электротехнике и технологиям с офисами в Сиэтле и Портленде .

Заземление и молниезащита согласно NFPA 780 и 70.

Опубликовано 16 января 2018 г. Мохамед А. Мусса

Основная цель этой публикации – создать план защиты L P и план системы заземления с хорошим знанием стандартных ссылок.

NFPA 780 (молниезащита) КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ.

A) Молниеприемники высотой 0,6 м по краю (в пределах 0,6 м от края крыши) с максимальным расстоянием 7,6 м. Молниеприемники высотой 0,6 м с максимальным расстоянием 15 м. [4.8.2.1], [4.8.3].

B) 45 м максимальная длина поперечного провода допускается без соединения поперечного провода с главным периметром или токоотводом.[4.8.3].

C) Два токоотвода Минимум для любой фигурной конструкции с максимальным расстоянием 30 м. Если прокладка проходит по железобетонным колоннам или в них, или по колоннам из конструкционной стали, они должны быть соединены с арматурной сталью или элементом из конструкционной стали в их верхние и нижние конечности с максимальным расстоянием по вертикали 60 м[4.9]..10.1].

D) Неизолированная петля минимальный размер 58 кв. мм для класса II И 29 кв. мм для класса I, В то время как обычно используется 25X3 мм (или 70 кв. мм).

E) Заземляющие стержни должны быть диаметром не менее 12,7 мм, длиной 2,4 м и уходить вертикально не менее чем на 3 м в землю с минимальным шагом 6 м.[4.13.23].

F) Заземляющий кольцевой электрод , непосредственно контактирующий с землей, состоящий из неизолированного медного проводника длиной не менее 6 м сечением не менее 35 кв. [NEC2011,250.52(A)(4)] с минимальной глубиной 4,6 м ниже уровня земли, должны быть соединены со стальными колоннами по периметру конструкции с интервалами в среднем не более 18 м. [4.16.4.1].

G) Петля Обычно используется заземляющий провод сечением 120 мм кв.

H) G закругление E электрод C проводник в соответствии с таблицей NEC 250.66.

I) Радиус рассматриваемой сферы составляет 46,0 м.[4.7.4].

J) Следующие рисунки для типовых планов систем.

План защиты освещения пола крыши (типовой)

План системы освещения первого этажа (типовой)

Изометрия обычного здания (типичная)

K) На следующих рисунках показаны справочные NEC для размеров кабеля ЗАЗЕМЛЕНИЯ.

Заземление оборудования на петлю/стержень заземления В зависимости от размера фидера оборудования.

Заземление оборудования с питающим кабелем.

Показаны различные заземляющие проводники/электроды.

Соединение между молниезащитой и заземлением оборудования.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Эта запись была опубликована в рубрике «Электротехника», «Без категории» и помечена как «Заземление», «Молниезащита», NEC 2014, NFPA 780. Добавьте постоянную ссылку в закладки.

107 253 просмотров

Это облегченная версия основного блога

Адрес электронной почты:

Присоединяйтесь к 112 другим подписчикам

Поиск

Заземление и молниезащита согласно NFPA 780 и 70.
Падение напряжения серии уличного освещения
Мощность для пожарных насосов «работает несмотря ни на что».
Ресурсы
Простой и быстрый расчет тока короткого замыкания

Старший инженер-проектировщик электротехники,
Степень магистра, LEED Green Associate, сертифицированный NCEES, член Синдиката египетских инженеров и Совета инженеров Саудовской Аравии.