Заземление необходимо для обеспечения защиты от опасного действия электрического тока путем снижения напряжения прикосновения до безопасного для человека и животного. Для выполнения этих условий проводят монтаж контура заземления. Устройство его состоит из группы электродов, установленных вертикально на определенную глубину, а также связанной между собой при помощи сварки горизонтальной металлической полосой для заземления.
Наружный контур
Для устройства защитной конструкции используют естественные или искусственные элементы, установленные в грунте, что и является заземляющим контуром. В эту конструкцию входят проводники, расположенные внутри помещения на стенах и подключенные к наружному контуру.
Металлические конструкции, установленные в почве, позволяют обеспечить большую площадь их контакта с грунтом и обладают небольшим сопротивлением. В качестве естественных заземлителей широко используют магистрали из металлических труб, кроме предназначенных для транспортировки взрывчатых и горючих веществ. Сюда также можно отнести:
- элементы металлических труб, используемые для обустройства буровых каналов;
- детали каркаса из металла в железобетонных элементах домов;
- кабельные элементы воздушной электропроводки, подключенные к нулю с повторным заземлением.
Все эти заземлители подключают к защитному контуру в двух местах. Подсоединение проводят с помощью сварочного аппарата. При этом сварочный шов должен быть непрерывным и выполнен по всей длине сечения металлического стержня. Все места сварки обрабатывают противокоррозийным битумным лаком. Если невозможно применить сварку, то для соединения применяют хомуты.
Применение заземления
Если невозможно использовать естественные заземлители, то конструкцию выполняют из разных материалов, подобранных согласно специальным правилам эксплуатации электроустановок.
При этом их разделяют по видам и они бывают: горизонтальными, вертикальными, заглубленными. Заземлению подлежат следующие элементы:
- корпуса распределительных щитов управления и кожухи электроустановок;
- металлические элементы муфт кабелей, трубы для монтажа электрических проводов;
- вторичные обмотки трансформаторов.
При этом не требуется установка защитного устройства для опорных изоляторов кабелей, аппаратов на заземленных платформах, корпусов приборов, находящихся внутри щитков. Для изготовления горизонтальных элементов защитного устройства применяют металлические полосы толщиной не менее 4 мм и шириной более 10 мм.
Полосы прокладывают в горизонтальном направлении и к ним привязывают вертикальные электроды. При заглубленном варианте расположения защиты изготавливают похожую конструкцию, которую устанавливают на дно ямы во время монтажа опор линии электропередач.
Обычно такие элементы готовят заранее в монтажных мастерских, применяя металлические полосы или арматуру. В качестве электродов забивают в грунт трубы, металлопрокат или арматурные штыри.
Принцип работы защитного устройства
Заземление способно оградить человека от поражения электрическим током, а используемые им приборы — от поломки или пробоя напряжения на корпус. Такое устройство необходимо для безопасной и бесперебойной работы электрических агрегатов.
В промышленных масштабах оно применяется для беспрерывного функционирования электрического оборудования, а в бытовых условиях аппараты заземляются через розетку, обладающую таким выходом. Но все же некоторые бытовые аппараты требуют глухой защиты. К ним относятся:
- стиральные агрегаты с большой емкостью;
- микроволновые печи, обладающие специальным выводом на заземление;
- электрические печи с духовкой;
- стационарные компьютеры, к корпусу которых подключают защитное устройство.
Иногда обустраивать всю защиту на одном заземлении нельзя, так как грунт не является линейным проводником электричества. Сопротивление защиты определяется значением рабочего напряжения и площади контакта с контурным элементом.
При этом если между двумя конструкциями выдержать расстояние 1,2—1,5 м, то площадь взаимодействия с элементами увеличивается практически в сто раз. На более большую дистанцию контуры нельзя разносить, так как это повлечет разрыв потенциального поля и сокращение площади взаимодействия.
Не рекомендуется защитные элементы выводить наружу и подсоединять их контактам, которые не прошли подготовку. Кроме того, следует учитывать, что у любого металла существует свой потенциал, а при влажных условиях он подвергается коррозии и разрушению.
А также не рекомендуется последовательное подключение нескольких электродов на одну шину. В этом случае аварийное состояние одного прибора спровоцирует выход из строя и других электрических агрегатов.
При выборе грунта для размещения контура следует обратить внимание, что наиболее подходящими являются глинистые почвы, суглинки или торфяная земля. В каменистой почве защитное устройство практически установить нельзя, а особенно в скальных породах.
Проведение монтажа
Для обустройства частного дома защитной конструкцией ее размещают на входе в здание, что является повторным заземлением. Связано это с тем, что снабжение электроэнергией строения осуществляется по воздушной линии и вторичное заземление выполняют согласно специальным правилам для электроустановок.
Сначала планируют место для установки конструкции, форму и размеры контура. Обычно их выполняют в форме треугольника, прямоугольника или линией. Определяют количество электродов, которые будут связаны металлической полосой.
При установке горизонтальных конструкций глубина траншеи должна быть в пределах 0,5—0,8 м, а вертикальные устройства заглубляются не менее 3,5—3,8 м. Длину электродов выбирают с учетом характеристики грунта, глубины его промерзания и относительной влажности.
Расстояние между штырями должно примерно равняться длине одного экземпляра. Если это расстояние сделать меньше, то производительность защитного устройства снизится. В начале работ территорию, где будет проходить контур, обозначают колышками.
Согласно разбивке, прокапывают траншеи шириной не менее 30 см и на их дно укладывают более мягкий и рассыпчатый грунт толщиной 25 см. Эта часть земли будет непосредственно взаимодействовать с элементами заземления.
В траншеях проводят сварку стальных полос между собой, по краям оставляя некоторый запас. При монтаже полос не рекомендуется их натягивать, так как они должны находиться в свободном состоянии. Далее через определенное расстояние к полосам приваривают электроды.
Места сварки на конструкции из полос окрашивают битумным лаком, при этом стержни покрывать краской нельзя. Когда конструкция будет готова, ее осаживают на требуемую глубину. Для облегчения этой процедуры грунт можно пролить водой. Затем проводят соединение защитной конструкции с вводом и распределительным ящиком.
