Виды и контурное устройство заземления

Система дополнительного уравнивания потенциалов (ДУП)

Система дополнительного уравнивания потенциалов объединяет, одновременно доступные к прикосновению, открытые токопроводящие части, сторонние проводящие части, а также нулевые защитные проводники всего оборудования, включая штепсельные розетки.

Делается система дополнительного уравнивания потенциалов (ДУП) в зонах с опасной окружающей средой.

Система дополнительного уравнивания потенциалов (ДУП) обязательна для ванных комнат. Если в системе нет оборудования с подключенными нулевыми защитными проводниками к системе уравнивания потенциалов, то дополнительную систему уравнивания потенциалов нужно подключить к проводнику PE зажима на вводе.

Важно! Система уравнивания потенциалов в ванной, а также саунах и банях является дополнительной системой (ДУП), именно дополняющей основную систему уравнивания потенциалов (СУП). Устраивать в этих помещениях местную систему уравнивания потенциалов, не связанную с общей системой уравнивания потенциалов Запрещено!

Организация дополнительной системы

Весь процесс можно условно разделить на два этапа подготовительный и, собственно, монтаж.

В первую очередь необходимо составить схему ДСУП, хотя бы приблизительную. Это позволит «не намудрить» с подключениями, например, забыть подсоединить к клеммной колодке какой-либо элемент или подвести к нему несколько проводов РЕ. Пример правильно выполненного эскиза показан на рисунке 5.

Рис 5. Схема организации дополнительной системы уравнивания потенциалов

На эскизе показаны элементы, которые следует в обязательном порядке подключить к КУП, перечислим их:

• 1 и 2 – трубы подачи холодной и горячей воды.
• 3 – труба канализационной системы.
• 4 – корпус ванны (если она металлическая, как вы понимаете, акриловую ванну заземлять не имеет смысла).
• 5 – радиатор отопления (если таковой имеется в ванной комнате).
• 6 – экран системы «теплый пол».
• 7 – дверной короб (если он из металла).
• 8 – вентиляционная решетка (при условии, что в системе вентиляции используются металлические трубы).

При правильно организованной электропроводке подводить отдельно провода к электроприборам не имеет смысла, поскольку эту функцию выполняет жила заземления.

Как производится расчет параметров основных заземляющих элементов

На основании результатов подобных расчетов проектируется чертеж заземляющего устройства объекта.

Важно! Устройство, смонтированное в соответствии со всеми расчетными данными схемы заземления, позволяет добиться максимальной эксплуатационной эффективности всего комплекса защитного заземления. Основа вычислений — допустимые пределы напряжения шага и прикосновения

На их основании рассчитывается конфигурация (размер, количество) заземлителей и принцип их размещения

Основа вычислений — допустимые пределы напряжения шага и прикосновения. На их основании рассчитывается конфигурация (размер, количество) заземлителей и принцип их размещения.

Выполняются расчеты на основании таких данных:

1. Описание характеристик конкретного электрического оборудования: тип установки; основные структурные элементы прибора; рабочее напряжение; возможные варианты, позволяющие осуществить заземление нейтралей как трансформирующих, так и генерирующих устройств.
2. Конфигурация заземлителей. Такие данные необходимы для определения оптимальной глубины погружения электродов.
3. Информация о проведенных исследованиях по измерению удельного сопротивления грунта на конкретной территории. Дополнительно учитываются климатические сведения зоны, на которой обустраивается система.
4. Информация о пригодных естественных элементах заземления, которые можно использовать в работе. Необходимы данные о реальных значениях растекания токов у этих объектов. Получить их можно путем специальных измерений.
5. Результат стандартного вычисления точных показателей расчетного замыкания тока на почве.
6. Расчетные значения нормативной стандартизации допустимых характеристик напряжений по ПУЭ.
7. Показатели сопротивления сезонного промерзания слоя грунта, в период высыхания и промерзания. Учет таких значений необходим для расчета заземляющих элементов, которые располагаются в однородной среде. Применяются специальные стандартизированные коэффициенты.
8. При необходимости монтажа сложной группы заземлителей, состоящей из нескольких элементов, необходимы сведения всех потенциалов, которые будут наведены на монтируемые электроды. Для этого нужны данные о значениях сопротивления всех слоев грунта.

Важно! Если система будет размещаться в двух слоях грунта, учитывается показатель сопротивления каждого из них. Это необходимо для определения точных данных о мощностных параметрах верхнего слоя почвы

Типы искусственного заземления

Основной регламентирующий документ в России, который позволяет использовать разные системы заземления – ПУЭ пункт 1,7. Он был разработан с учетом способов устройства заземляющих систем, их классификации и принципов. Документ утвержден специальным протоколом Международной электротехнической комиссии.

Сокращенные названия существующих систем являются сочетаниями первых букв французских слов.

• Т – заземление.
• N – подсоединение к нейтрали.
• I – изолирование.
• С – соединение рабочего и защитного нулевых проводников в один провод.
• S – раздельное использование защитного и рабочего нулевых проводников.

Чтобы понять, в чем заключаются отличия и способы реализации, нужно ознакомиться с каждой разновидностью более детально.

Устройство заземления TN

Самый распространенный вид заземляющих систем. Суть его заключается в соединении нулей с землей вдоль всей длины. Этот тип имеет еще одно альтернативное название – снабжение глухозаземленной нейтрали.

Для реализации способа требуется технологично вбить в вертикальном положении группу штырей в землю, чтобы глубина залегания была не менее 2,5 метров. Все штыри должны быть соединены друг с другом при помощи кабеля и полоски в единый контур жилого дома.

Система TN-C

Достаточно устаревшая система, которая все еще используется в старых жилых фондах. Суть защиты заключается в том, что ноль N играет также роль защитного провода РЕ, две функции совмещены в одном проводнике. Преимущество этого способа заключается в простоте реализации и бюджетном изготовлении, предназначен для электрических приборов мощностью не более 1000 В.

На сегодняшний день этот тип несет потенциальную опасность, поскольку не имеет ни единого отдельного проводника. Если при аварийной или нештатной ситуации обрывается нулевой провод, весь электрический потенциал концентрируется на приборах, а это уже несет опасность для здоровья и жизни человека, есть вероятность образования пожара.

Система TN-S

TN-S

В проектируемых новых зданиях используется новая заземляющая система. Суть ее реализации заключается в присутствии отдельного провода фазы, нейтрали и защитного проводника. Проводники РЕ и N – отдельные составляющие системы электроснабжения.

Система заземления TN-C-S

Система заземления TN-C-S

Данная заземляющая система вобрала в себя лучшие качества своих предшественников и частично исключила их недостатки. Способ относительно прост в реализации, еще одно достоинство вида – можно реализовать во время реконструкции и модернизации устаревших зданий. Смысл состоит с организации системы TN-C, здесь разделяют нейтральный провод на два проводника N и PE, далее начинает реализовываться способ TN-S.

Однако по-прежнему не решена проблема защитного контура системы ТN-С. Если шина обрывается, весь электрический потенциал концентрируется на бытовых приборах. Бороться с этим недостатком можно с помощью вспомогательных конструкций, например, реле напряжения, которое способно автоматически проводить аварийное отключение приборов от сети.

ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА. СИСТЕМЫ УРАВНИВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛОВ. ЗАЗЕМЛИТЕЛИ. ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ ПРОВОДНИКИ

Издание официальное

Москва Стамдартимформ 2020

Предисловие

• 1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «Научно-производственная фирма. Электротехника: наука и практика» (ООО «НПФ ЭЛНАП»)

• 2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 336 «Заземлители и заземляющие устройства различного назначения»

• 3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН 8 ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 16 июня 2020 г. N9 254-ст

• 4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Стацдартинформ. оформление. 2020

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и рас* пространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Сокращения

5 Классификация и типы заземляющих устройств, заземлителей и заземляющих проводников

6 Общие технические требования

7 Общие требования к заземляющим устройствам, заземлителям и заземляющим проводникам

электроустановок

7.1 Характеристики

7.2 Назначение

7.3 Требования к конструкции

7.4 Требования к заземляющим устройствам, заземлителям и заземляющим проводникам

электроустановок электрических станций и подстанций напряжением выше 1 кВ

7.5 Требования к заземляющим устройствам, заземлителям и заземляющим проводникам

воздушных линий электропередачи напряжением выше 1 кВ

7.6 Требования к заземляющим устройствам электроустановок напряжением до 1 кВ

7.7 Требования к заземляющим устройствам молниезащиты

7.8 Требования к заземляющим устройствам взрыво* и пожароопасных объектов

7.9 Требования к заземляющим устройствам, заземлителям и заземляющим проводникам

в высоковольтных испытательных лабораториях

7.10 Требования к заземляющим устройствам электрохимической защиты

7.11 Требования к комплектности поставки

8 Требование к проверке состояния заземляющих устройств

9 Указания по монтажу и эксплуатации

Приложение А (рекомендуемое) Паспорт заземляющего устройства

Приложение Б (справочное) Методы расчета параметров заземляющих устройств

Приложение В (справочное) Наибольшие допустимые значения сопротивлений заземляющих устройств

Библиография

ж W

ж

Плановые назначения систем заземления

Для максимального понимания предназначения различных систем, необходим детальный разбор каждой из них, включая подсистемы. Наиболее важные моменты — это принцип работы и соответственно базовая направленность.

Система TN

В данной системе осуществляется глухое заземление нейтрали источника питания, и присоединение к ней наружных проводящих частей электропроводки при помощи нулевого защитного проводника. Под термином «глухозаземленная нейтраль» подразумевается подключение проводника N напрямую к контуру заземления (монтируемому около трансформаторной подстанции), а не дугогасящему реактору.

Подсистема TN-C

В TN-C происходит объединение нулевых рабочего и защитного проводников в единый, на протяжении всей системы. Приставка «C» взята со слова «combined», что означает «объединённый». К достоинствам системы можно отнести ее простоту и экономичность. По этой причине она весьма распространена.

Ключевой недостаток TN-C заключается в том, что отсутствует отдельный проводник защитного заземления (РЕ). На практике это равняется неимению заземления в розетках жилого дома. Зачастую в таких системах делается зануление. Данная мера является крайней и рассчитана на принцип короткого замыкания. В случае попадания проводника фазы на корпус прибора, вслед за коротким замыканием произойдет срабатывание автоматического выключателя. С использованием TN-C уравнивать потенциалы в ванной комнате нельзя. Данная подсистема активно применялась в старых жилых постройках. Для современного жилья она не рекомендуема.

Подсистема TN-S

В TN-S нулевые проводники функционируют отдельно на протяжении всей системы. Приставка «S» взята со слова «separated», что означает «раздельный».

Данная заземлительная подсистема является самой передовой и безопасной. При возведении новых построек рекомендуемо именно ее использование. Она обеспечивает добротную защиту людей, оборудования и сооружений.

Однако, несмотря на вышеперечисленные преимущества, TN-S нынче не особо распространена. Это связано с тем, что для ее создания необходимо использовать пятижильный кабель (трехфазная сеть) или трехжильный провод (однофазная сеть). Итогом является повышение стоимости проекта.

Подсистема TN-C-S

В данном случае, нулевые проводники объединяются в единый, на каком-то из отрезков системы. На промежутке от источника электропитания до ввода системы в строение, может быть осуществлено расщепление на N и РЕ проводники. В таком случае будет необходимо повторное заземление.

К достоинствам подсистемы можно отнести ее легкое выполнение с технической точки зрения. При переходе с TN-C требуется довольно несложная модернизация. TN-C-S рекомендуется к широкому использованию.

Недостаток TN-C кроется в необходимости модификации подъездных стояков. Еще один неприятный момент: обрыв PEN проводника чреват возникновением опасного потенциала для электроприборов.

Система ТТ

В системе ТТ происходит глухое заземление нейтрали источника. Что касается наружных проводящих частей, то они подключены к иному заземлителю, который, в электрическом плане независим от первого.

До сравнительно недавних пор данная заземлительная система находилась под запретом. На сегодняшний день она разрешена и вполне востребована. Зачастую ТТ применяется для подвижных зданий, к примеру, вагончиков, ларьков, павильонов и т.д. Ее использование допустимо лишь в ситуациях, когда в системе TN нельзя достичь обеспечения необходимых условий электробезопасности.

Для такой системы в обязательном порядке требуется высококачественное повторное заземление, характеризующееся внушительными показателями сопротивления. Заземление модульно-штыревого типа является наиболее действенным и практичным решением в подобных условиях. Также для всех вышеперечисленных систем крайне рекомендовано использование устройства защитного отключения. Наличие УЗО благоприятно отражается на безопасности.

Система IT

Данной системе присуща изоляция нейтрали от земли или же заземление посредством приборов/устройств, обладающих наибольшим сопротивлением. Наружные проводящие элементы установки при этом заземляются.

Всевозможные научные/медицинские учреждения и лаборатории заземляются посредством IT системы. Это аргументировано тем, что в подобных заведениях присутствует высокочувствительная аппаратура, нередко проводятся опыты и эксперименты. Посему требуется сведение к минимуму всех токов и фундаментальных физических полей.

1.7.82

Основная система уравнивания потенциалов в
электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие
части (рис.1.7.7):

1) нулевой защитный PE— или PEN-проводник питающей линии в системе ;

2) заземляющий проводник, присоединенный к заземляющему
устройству электроустановки, в системах  и ;

3) заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю
повторного заземления на вводе в здание (если есть заземлитель);

4) металлические трубы коммуникаций, входящих в здание:
горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и
т.п.

Если трубопровод газоснабжения имеет изолирующую вставку на
вводе в здание, к основной системе уравнивания потенциалов присоединяется
только та часть трубопровода, которая находится относительно изолирующей
вставки со стороны здания;

5) металлические части каркаса здания;

6) металлические части централизованных систем вентиляции и
кондиционирования. При наличии децентрализованных систем вентиляции и
кондиционирования металлические воздуховоды следует присоединять к шине PE щитов питания
вентиляторов и кондиционеров;

7) заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й
категорий;

заземляющий проводник функционального (рабочего)
заземления, если такое имеется и отсутствуют ограничения на присоединение сети
рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;

9) металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

Рис.1.7.7. Система уравнивания потенциалов в здании:

 — открытая проводящая часть;  — металлические трубы водопровода, входящие
в здание;

  —
металлические трубы канализации, входящие в здание;  — металлические трубы
газоснабжения

с изолирующей вставкой на вводе, входящие в здание;   — воздуховоды вентиляции
и кондиционирования;

 — система отопления;  — металлические водопроводные трубы в
ванной комнате;   —
металлическая

ванна;  — сторонняя проводящая часть в пределах
досягаемости от открытых проводящих частей;

  —
арматура железобетонных конструкций; Г3Ш — главная заземляющая шина;  — естественный

заземлитель;   — заземлитель молниезащиты (если имеется);

1 — нулевой защитный
проводник; 2 — проводник основной системы уравнивания потенциалов;

 3 — проводник дополнительной системы уравнивания
потенциалов; 4 — токоотвод системы молниезащиты;

5 — контур
(магистраль) рабочего заземления в помещении информационного вычислительного
оборудования;

 6 — проводник рабочего (функционального)
заземления; 7 — проводник уравнивания потенциалов

в системе рабочего (функционального) заземления; 8 —
заземляющий проводник

Проводящие части, входящие в здание извне, должны быть
соединены как можно ближе к точке их ввода в здание.

Для соединения с основной системой уравнивания потенциалов
все указанные части должны быть присоединены к главной заземляющей шине
(1.7.119-1.7.120) при помощи проводников системы уравнивания потенциалов.

Системы с глухозаземленной нейтралью системы заземления TN

К таким системам относятся:

• TN-C;
• TN-S;
• TNC-S;
• TT.

Согласно п. 1.7.3 ПУЭ TN-система — система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников.

TN включает в себя такие элементы, как:

• заземлитель средней точки, которая относится к источнику питания;
• внешние проводящие части устройства;
• проводник нейтрального типа;
• совмещенные проводники.

Нейтраль источника глухо заземлена, а внешние проводники установки подключены к глухозаземленной средней точке источника при помощи проводников защитного типа.

Сделать заземляющий контур можно только в электроустановках, мощность которых не превышает 1 кВ.

Система TN-C

В данной системе нулевой защитный и нулевой рабочий проводники, объединены в один PEN проводник. Они совмещены на всем протяжении системы. Полное название — Terre-Neutre-Combine.

Среди преимуществ TN-C можно выделить только легкий монтаж системы, который не требует больших усилий и денежных затрат. Для монтажа не требуется улучшение уже установленных кабельных и воздушных линий электропередачи, у которых есть всего 4 проводящих устройства.

Недостатки:

• возрастает вероятность получения удара током;
• возможно появление линейного напряжения на корпусе электрической установки во время обрыва электрической цепи;
• высокая вероятность потери заземляющей цепи в случае повреждения проводящего устройства;
• такая система защищает только от короткого замыкания.

Система TN-S

Особенность системы заключается в том, что электричество поставляется к потребителям через 5 проводников в трехфазной сети и через 3 проводника в однофазной сети.

Всего от сети отходит 5 проводящих источников, 3 из которых выполняют функцию силовой фазы, а оставшиеся 2 — это нейтральные проводники, подсоединенные к нулевой точке.

Конструкция:

1. PN — нейтральный механизм, который задействован в схеме электрического оборудования.
2. PE — глухозаземленный проводник, выполняющий защитную функцию.

Преимущества:

• легкость монтажа;
• низкая стоимость покупки и содержания системы;
• высокая степень электробезопасности;
• не требуется создание контура;
• возможность использовать систему в качестве устройства от защиты утечки тока.

Система TN-C-S

TN-C-S система предполагает разделение проводника PEN на PE и N в каком-то участке цепи. Обычно разделение происходит в щитке в доме, а до этого они совмещены.

Достоинства:

• простое устройство защитного механизма от попадания молний;
• наличие защиты от короткого замыкания.

Минусы использования:

• слабый уровень защиты от сгорания нулевого проводника;
• возможность появления фазного напряжения;
• высокая стоимость монтажа и содержания;
• напряжение не может быть отключено автоматикой;
• отсутствует защита от тока на открытом воздухе.

Система TT

TT разработана для обеспечения высокого уровня безопасности. Устанавливается на электростанциях с низким уровнем технического состояния, например, где используются оголенные провода, электроустановки, которые расположены на открытом воздухе или закреплены на опорах.

TT монтируется по схеме четырех проводников:

• 3 фазы, подающие напряжение, смещаются под углом 120° между собой;
• 1 общий ноль выполняет совмещенные функции рабочего и защитного проводника.

Преимущества TT:

• высокий уровень устойчивости к деформации провода, ведущего к потребителю;
• защита от КЗ;
• возможность использования на электроустановках высокого напряжения.

Недостатки:

• сложное устройство защиты от молний;
• невозможность отследить фазы короткого замыкания электрической цепи.

Бизнес и финансы

БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумагиУправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги — контрольЦенные бумаги — оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудитМеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетикаАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Сопротивление почвы

Вертикальное напряжение почвы

Сопротивление почвы является важным аспектом при проектировании и расчете системы заземления / заземляющей установки. Его сопротивление зависит от эффективности отвода нежелательных токов до нулевого потенциала (земли). Устойчивость геологического материала зависит от нескольких компонентов: наличия металлических руд, температуры геологического слоя, наличия археологических или структурных особенностей, наличия растворенных солей и загрязняющих веществ, пористости и проницаемости. Существует несколько основных методов измерения сопротивления почвы. Измерение проводится с двумя, тремя или четырьмя электродами. Методы измерения: полюс-полюс, диполь-диполь, полюс-диполь, метод Веннера и метод Шлюмберже.

Заземляющая система: область применения и принцип работы

При правильной организации заземляющей системы защиты должны быть реализованы такие эксплуатационные принципы:

1. Образование электрической цепи, обладающей низким сопротивлением, при коротком замыкании. Электрический ток беспроблемно пойдет по этой магистрали. Реализуется обеспечение электрической безопасности пользователя. При случайном прикосновении человека к бытовому прибору во время пробития фазы на корпусе устройства не будет потенциально опасного напряжения.
2. Обеспечение защиты от индукционных токов. Проявляться такие типы токов могут вследствие прямого удара молнии, при этом образуется электромагнитная и электростатическая индукция.

Учитывая значимость названных выше принципов действия системы, защитное заземление широко применяется в:

1. Электрической сети напряжением менее 1 кВт:

• с переменным током трех трехфазных проводников с изоляцией нейтрали;
• с переменным током двух однофазных проводников, которые изолированы от земли;
• с постоянным током двух проводников при наличии изоляции обмотки источника тока.

1. Электросети напряжением свыше 1 кВт. Возможен любой режим точек обмоток источника питания постоянного и переменного тока.

Помните! Функциональность защитной системы будет надлежащего уровня только при наличии сети с изолированной нейтралью.

Заземление — это комплексная система. Все этапы в ней взаимосвязаны и влияют на надежность ее последующей эксплуатации. Важнейшая задача начального этапа производства — выбор конфигурации заземлителей.