Электрод заземления. Заземляющие электроды: типы, характеристики и применение в электрических системах

Что такое заземляющий электрод и как он работает. Какие факторы влияют на эффективность заземления. Какие типы заземляющих электродов существуют и как их правильно выбрать и установить.

Что такое заземляющий электрод и зачем он нужен

Заземляющий электрод — это проводящий элемент, обеспечивающий электрическое соединение с землей. Он является ключевым компонентом системы заземления и выполняет следующие важные функции:

• Защищает людей и оборудование от поражения электрическим током
• Отводит токи короткого замыкания и перенапряжения в землю
• Стабилизирует напряжение в электрической системе относительно земли
• Обеспечивает путь для стекания статического электричества

Правильно спроектированная система заземления с качественными заземляющими электродами критически важна для безопасной и надежной работы любой электроустановки.

Основные типы заземляющих электродов

Существует несколько основных типов заземляющих электродов, которые применяются в зависимости от условий и требований:

Стержневые электроды

Наиболее распространенный тип. Представляют собой металлические стержни, забиваемые вертикально в грунт на глубину 2-3 метра и более. Изготавливаются из стали с медным или цинковым покрытием.

Пластинчатые электроды

Металлические пластины, зарываемые вертикально в грунт. Обеспечивают большую площадь контакта с землей. Применяются при высоком удельном сопротивлении грунта.

Ленточные электроды

Металлические полосы или провода, укладываемые горизонтально в траншею на глубину 0.5-0.7 м. Подходят для скалистых грунтов, где сложно забить стержни.

Фундаментные заземлители

Металлические конструкции, закладываемые в фундамент здания на этапе строительства. Обеспечивают низкое сопротивление заземления.

Факторы, влияющие на эффективность заземляющих электродов

Эффективность заземляющего электрода зависит от множества факторов, среди которых:

• Удельное сопротивление грунта в месте установки
• Глубина погружения электрода в землю
• Материал и размеры электрода
• Влажность и температура грунта
• Химический состав почвы
• Качество контакта электрода с грунтом
• Расстояние между электродами в системе

Учет этих факторов позволяет правильно спроектировать систему заземления и добиться требуемого сопротивления заземления.

Как выбрать оптимальный тип заземляющего электрода

При выборе типа заземляющего электрода следует учитывать следующие аспекты:

• Характеристики грунта в месте установки
• Требуемое сопротивление заземления
• Доступное пространство для монтажа
• Стоимость и трудоемкость установки
• Срок службы и устойчивость к коррозии
• Местные нормы и стандарты

Для большинства объектов оптимальным выбором являются вертикальные стержневые электроды из оцинкованной или омедненной стали. В сложных грунтах может потребоваться комбинация разных типов электродов.

Правила установки заземляющих электродов

При монтаже заземляющих электродов важно соблюдать следующие правила:

• Электроды должны погружаться на достаточную глубину (не менее 2.5-3 м для стержневых)
• Обеспечить надежный контакт электрода с грунтом по всей длине
• Соблюдать минимальные расстояния между электродами (обычно не менее 3 м)
• Использовать антикоррозийные покрытия для защиты электродов
• Правильно выполнить соединение электрода с заземляющим проводником
• Провести измерения сопротивления заземления после монтажа

Качественный монтаж заземляющих электродов — залог эффективной и долговечной работы системы заземления.

Техническое обслуживание заземляющих электродов

Для поддержания заземляющих электродов в рабочем состоянии необходимо:

• Регулярно проводить визуальный осмотр доступных частей
• Измерять сопротивление заземления не реже 1 раза в год
• Проверять целостность соединений электродов с заземляющими проводниками
• При необходимости проводить обработку грунта для снижения его сопротивления
• Своевременно заменять корродированные или поврежденные электроды

Правильное обслуживание позволяет сохранить низкое сопротивление заземления на протяжении всего срока эксплуатации электроустановки.

Нормативные требования к заземляющим электродам

Основные требования к заземляющим электродам регламентируются следующими нормативными документами:

• ПУЭ 7-е издание, глава 1.7 «Заземление и защитные меры электробезопасности»
• ГОСТ Р 50571.5.54-2013 «Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов»
• СТО 56947007-29.130.15.114-2012 «Руководящие указания по проектированию заземляющих устройств подстанций напряжением 6-750 кВ»

Эти документы определяют требования к конструкции, материалам, размерам и способам монтажа заземляющих электродов для различных типов электроустановок.

Современные технологии в области заземляющих электродов

Развитие технологий привело к появлению новых решений в сфере заземляющих электродов:

• Модульные заземлители, позволяющие наращивать длину электрода
• Активные электроды с гигроскопичным наполнителем для снижения сопротивления
• Электроды из графитонаполненного полимера с повышенной стойкостью к коррозии
• Системы мониторинга состояния заземляющих устройств в режиме реального времени
• Технологии обработки грунта для долговременного снижения его сопротивления

Применение инновационных решений позволяет повысить эффективность и надежность систем заземления в сложных условиях.

Заключение

Заземляющие электроды являются ключевым элементом системы заземления, обеспечивающим безопасность и надежность работы электроустановок. Правильный выбор типа электродов, их грамотный монтаж и регулярное обслуживание позволяют создать эффективную систему заземления с низким сопротивлением. При проектировании систем заземления важно учитывать особенности объекта, характеристики грунта и требования нормативных документов.

Сколько нужно электродов заземления?

Все новости

31.07.14                   , , , , , 

При выборе конфигурации заземляющего устройства нередко возникает вопрос: сколько нужно электродов заземления? Монтировать ли модульное заземление «одной точкой» или тремя?

                                                

Рассмотрим на примере комплекта ZZ-000-015.
Состав комплекта

:

• 10 омедненных резьбовых штырей заземления (D14; 1,5 м)
• 10 соединительных резьбовых муфт 
• 3 стартовых наконечника
• 2 направляющие головки для насадки на отбойный молоток
• 3 зажима для подключения проводника
• 1 упаковка токопроводящей смазки 
• 1 упаковка гидроизоляционной ленты
• 1 насадка на отбойный молоток (SDS max)

3 наконечника и 3 зажима указывают на то, что данный комплект может быть смонтирован в виде «трёх точек». В данном случае электроды могут быть следующих длин: 4,5 м + 4,5 м + 6 м. Но есть возможность смонтировать и «одной точкой», глубиной 15 метров.

Так какой вариант выбрать и в чем особенности?

Для разных целей заземления существуют разные рекомендации:
1) Для строительства заземления молниезащиты с требуемым качеством (сопротивлением заземления) рекомендуется использовать универсальный комплект модульного заземления ZZ-000-015, смонтированный в виде трех, разнесенных друг от друга на 5-10 метров, электродов. 

2) Для строительства заземления газопровода / газового котла с требуемым качеством (сопротивлением заземления) рекомендуется использовать универсальный комплект модульного заземления ZZ-000-015, смонтированный в виде одного электрода (точечное заземление). 

Для строительства заземления для стандартной защиты электрооборудования Вы можете использовать конфигурацию как одного электрода, так и трёх.

Важным значением является и температура региона. К примеру, в северных регионах страны, где большую часть года бушует зима, грунт мерзлый и его удельное сопротивление в разы больше, чем у грунта, например в Московской области. Однако, в холодное время года даже в Московском и других теплых регионах грунт промерзает на глубину 1-1,5 метра, что несомненно увеличивает сопротивление.

Разумеется, при монтаже «одной точкой», воздействию холода электрод «подвергается» меньше, нежели при монтаже «тремя точками».

Монтаж одним электродом:

 

Монтаж тремя электродами:

Не смотря на это, глубина и качество материала позволяют добиться значительного сопротивления даже в холодное время года.

На выбор конфигурации также может влиять и тип грунта. Так, в каменистых грунтах и грунтах повышенной плотности, установить электрод глубиной 15 метров может быть затруднительно даже при помощи отбойного молотка. Но к счастью, в комплекте ZZ-000-015 имеются комплетующие на конфигурацию из трёх электродов.

Для регионов, где круглый год зима, рекомендуется использование электролитической системы заземления.

---

Ссылки по теме: 
Заземление в частном доме
Расчет заземления
Монтаж заземления

---

Смотрите также:

«ВОЛЬТ-СПБ» — Активные соляные заземлители

«ВОЛЬТ-СПБ» — Активные соляные заземлители

Обратный звонок

Оставьте свои контакты и мы свяжемся с вами в ближайшее время

Даю согласие на обработку персональных данных

Запрос материала

Оставьте свои контакты, и мы свяжемся с вами

Даю согласие на обработку персональных данных

Пример паспорта АС-6НВМ-Н-УДАВ

Пример инструкции АС-6НВМ-Н-УДАВ

Пример паспорта ТГ-КОБРА-6О-16

Пример инструкции ТГ-КОБРА-6О-16

Пример паспорта ОГ-АСПИД-М6О-А

Пример инструкции ОГ-АСПИД-М6О-А

Альбом типовых решений «Н-УДАВ»

Альбом типовых решений «КОБРА»

Ведущие проектные организации выбирают электролитическое заземление за его эффективность, подтверждённую многолетним опытом эксплуатации.

Принцип работы активного соляного электрода основан на искусственном увеличении электропроводности грунта за счёт применения соляного наполнителя «СНАП-24» и локальной замене околоэлектродного грунта низкоомным катализатором «ГАК-30».

Увеличение электропроводности грунта обеспечивается за счёт образования электролита при взаимодействии соляного наполнителя «СНАП-24» с влагой из окружающего грунта. Наличие электролита значительно снижает удельное сопротивление грунта и исключает его промерзание, позволяя сохранять неизменным сопротивление ЗУ круглогодично. Замена грунта вокруг электрода низкоомным катализатором увеличивает его токоотдающую поверхность и улучшает растекание тока, снижая при этом сопротивление активного соляного электрода.

ООО «ВОЛЬТ-СПБ» производит активные соляные электроды следующих серий: «УДАВ», «ПИТОН», «Н-УДАВ», «10 Ом».

Преимущества

Высокая эффективность

Даёт гарантированный результат при минимальной площади

Экономия затрат

Обеспечивается за счёт меньшего количества заземлителей

Подтверждённый опыт

Решение, проверенное временем

Активные соляные электроды подразделяются на:

Обслуживаемые

• Требуется дозасыпка соляного наполнителя

• Требуются затраты на обслуживание

• Гарантийный срок составляет 3 года

• Модификация не предусмотрена

Серии «УДАВ», «ПИТОН»

Необслуживаемые

• Не требуется дозасыпка соляного наполнителя

• Не требуются затраты на обслуживание

• Гарантийный срок «Н-УДАВ» – 3 года, «10 Ом» – 5 лет

• Технические характеристики постоянно улучшаются

Серии «Н-УДАВ», «10 Ом»

Серии «УДАВ», «ПИТОН»

Серии «Н-УДАВ», «10 Ом»

Активный соляной электрод «УДАВ»

Первая система активного соляного заземления, разработанная «ВОЛЬТ-СПБ» для применения в высокоомных грунтах или в условиях ограниченной площади для размещения контура заземления.

Рис. 1. Электрод «УДАВ», вертикальное исполнение

Рис. 2. Электрод «УДАВ», горизонтальное исполнение

Подробнее об электродах «УДАВ»

Активный соляной электрод «ПИТОН»

Активный соляной электрод «ПИТОН» был разработан для применения на объектах, расположенных в отдалённых и труднодоступных районах, и имеет больший объём соляного наполнителя, что позволяет увеличить период его обслуживания. Данное решение реализовано за счёт повышения объёма соляного наполнителя вследствие увеличения диаметра электрода с 60 до 219 мм.

Рис. 3. Электрод «ПИТОН», вертикальное исполнение

Рис. 4. Электрод «ПИТОН», горизонтальное исполнение

Подробнее об электродах «ПИТОН»

Активный соляной электрод «Н-УДАВ»

Необслуживаемая модель электрода разработана «ВОЛЬТ-СПБ» в 2018 году, впервые представлена на международном форуме МФЭС-2018. Отличие электродов «Н-УДАВ» от «УДАВ» состоит в том, что в верхней части находится соляной модуль – резервуар с запасом соляного наполнителя, который обеспечивает стабильную работу заземлителя на протяжении всего срока службы.

Рис. 5. Электрод «Н-УДАВ», вертикальное исполнение

Рис. 6. Электрод «Н-УДАВ», горизонтальное исполнение

Подробнее об электродах «Н-УДАВ»

Активный соляной электрод «10 Ом»

Электрод «10 Ом» разработан «ВОЛЬТ-СПБ» и презентован на Международном форуме «Электрические сети – 2019».

Отличия электродов «10 Ом» от электродов «Н-УДАВ» горизонтального исполнения:

• Увеличен гарантийный срок службы до 5 лет

  Соляной наполнитель из электрода вынесен в дополнительный соляной модуль увеличенного объёма, и предусмотрены соляные накопители с 3-х этапным выщелачиванием;

Рис. 7. Электрод «10 Ом», горизонтальное исполнение

Подробнее об электродах «10 Ом»

Даю согласие на обработку персональных данных

Спасибо за обращение, Ваша заявка принята.

Понимание нашего электрического мира: 8 элементов, составляющих систему заземляющих электродов

NFPA Today — May 21, 2021

Вернуться на целевую страницу блогов

NFPA 70®, Национальный электротехнический кодекс® (NEC®) имеет множество областей интересов, которые держат технический персонал NFPA в напряжении. Одна из областей, которая, кажется, всегда вызывает много вопросов в Службе технических вопросов NFPA, доступной для членов и AHJ, связана с заземлением электрической системы. Вопросы варьируются от выбора размеров различных заземляющих проводников и соединительных перемычек до того, что можно использовать для подключения системы к земле. Прежде чем мы перейдем к выяснению того, насколько большим должен быть провод для заземляющего электрода, очень важно, чтобы мы точно понимали, как мы будем подключать нашу электрическую систему к земле и почему.

Во-первых, нам нужно понять несколько терминов, которые используются в NEC, когда речь идет о заземлении и соединении, чтобы мы могли полностью понять цель того, что требуется. Когда мы слышим термин «заземленная электрическая система», что это вообще означает? Что ж, поскольку NEC определяет «землю» как землю, а «заземление» — как соединение с землей или проводящий объект, который расширяет соединение с землей, наличие заземленной системы означает, что у вас есть электрическая система, которая подключена к земле. . Другими терминами, с которыми мы должны ознакомиться, являются заземляющий электрод и система заземляющих электродов. По сути, заземляющий электрод представляет собой проводящий объект, который устанавливает прямое соединение с землей или землей. Важной частью является то, что заземляющий электрод имеет прямой контакт с землей. В конструкции много проводящих объектов, однако не все из них имеют прямое соединение с землей. Здесь начинает формироваться система заземляющих электродов.

NEC содержит список элементов, которые разрешено использовать в качестве заземляющих электродов, и требует, чтобы они, если таковые имеются, использовались для формирования системы заземляющих электродов. Есть 8 позиций, перечисленных в 250.52 в качестве допустимых заземляющих электродов, вот список:

1. Металлическая подземная водопроводная труба
2. Электрод в бетонном корпусе
3. Металлическая заглубленная опорная конструкция
4. Кольцо заземления
5. Стержневые и трубчатые электроды
6. Пластинчатые электроды
7. Другие электроды из списка
8. Прочие местные подземные металлические системы или конструкции

 

Любой из этих электродов, присутствующих в здании или сооружении, должен быть соединен вместе для формирования системы заземляющих электродов. Для каждого элемента в списке есть некоторые квалификационные условия, которые мы вскоре рассмотрим, но важно отметить, что первые три в списке являются компонентами самого здания, а остальные — это то, что иногда называют «изготовленными электродами». ” Другими словами, в здании либо будут первые три, либо нет, а 4-8 – это элементы, которые монтажник закопает в землю для установки системы заземлителей. Давайте посмотрим на каждый из конкретных пунктов в списке:

1. Металлическая подземная водопроводная труба
   Металлический электрод для подземной водопроводной трубы многие в этой области часто называют «водной связью». Чтобы металлическая подземная водопроводная труба считалась электродом, нам необходимо иметь не менее 10 футов в прямом контакте с Землей. Он также должен быть электрически непрерывным или выполнен электрически непрерывным до точки крепления проводника заземляющего электрода или соединительной перемычки.
2. Металлическая заглубленная опорная конструкция
   Металлический электрод для подземных опор часто называют «строительной сталью», но важно отметить, что не все стальные каркасы зданий подходят для этого типа электрода. Чтобы квалифицироваться как заземляющий электрод, должен быть прямой контакт с землей или бетонным корпусом, который имеет прямой контакт с землей. Стальные каркасы зданий часто прикручиваются к болтам, которые заделаны в бетонный фундамент и не имеют физического контакта с самой землей. Чтобы металлический каркас здания считался электродом, он должен иметь контакт с землей не менее 10 футов по вертикали, с бетонным покрытием или без него. При наличии множества металлических свай, соответствующих этому критерию, к системе заземляющих электродов необходимо подключить только одну. Однако ничто не препятствует использованию нескольких металлических заземляющих электродов как части системы заземляющих электродов здания.
3. Электрод в бетонном корпусе
   Электрод в бетонном корпусе — это электрод, который использует бетонные структурные компоненты здания для установления связи с Землей. Часто называемый землей Уфера, этот метод очень эффективен для установления связи с Землей. Существует два различных метода установки этого электрода. Этот электрод может представлять собой неизолированный медный проводник сечением не менее 4 AWG или негерметизированные стержни из арматурной стали с минимальным диаметром ½ дюйма. Любой метод должен иметь длину не менее 20 футов и быть заключенным в пределах не менее 2 дюймов бетона, который находится в непосредственном контакте с Землей. Когда этот электрод состоит из арматурной стали, допускается соединение нескольких более коротких секций стержней вместе с помощью обычных методов, но окончательная длина в сборе должна соответствовать или превышать 20 футов. Опять же, в зданиях с несколькими электродами разрешается просто использовать один электрод во всей системе.
4. Заземляющий кольцевой электрод
   Заземляющий кольцевой электрод представляет собой заземляющий электрод, который полностью окружает здание или сооружение. Он состоит из оголенного медного проводника, который имеет размер не менее 2 AWG и должен иметь длину не менее 20 футов. Этот тип электрода должен быть установлен и не является частью здания или сооружения, как первые три электрода.
5. Стержневые или трубчатые электроды
   Стержневые и трубчатые электроды представляют собой другой тип электродов, которые могут быть установлены для создания более надежной системы заземляющих электродов или когда здание или сооружение не содержит компонентов, подходящих для использования в качестве электрода, например, когда Водоснабжение дома выполнено из ПВХ, а фундамент не имеет прямого контакта с землей. Эти электроды должны быть не менее 8 футов в длину и соприкасаться с землей, а также иметь размер не менее ¾ дюйма, если они состоят из трубы или канала, и 5/8, если электрод стержневого типа. Можно использовать заземляющие стержни меньшего диаметра, если они указаны в качестве заземляющих электродов. Если используются коррозионно-активные материалы, такие как сталь, они должны быть оцинкованы или иметь другие меры для защиты от коррозии.
6. Пластинчатые электроды
   Заземляющее соединение можно также установить с помощью токопроводящей пластины. Пластина должна иметь площадь не менее 2 квадратных футов для контакта с Землей. Это может означать, что заземляющая пластина может иметь размеры 12 дюймов на 12 дюймов, поскольку две стороны пластины соприкасаются с Землей. Для пластин, изготовленных из железа или стали без покрытия, минимальная толщина пластины составляет ¼ дюйма, чтобы учесть коррозию пластины с течением времени. Листы из цветного металла могут иметь толщину всего 1,5 миллиметра.
7. Прочие электроды
   Разрешено использование других электродов, и в 250.52 перечислены две категории, подпадающие под термин «прочее». Если электрод не упомянутого ранее типа внесен в список национально признанной испытательной лабораторией в качестве заземляющего электрода, AHJ может разрешить использование такого электрода. Существуют также другие локальные подземные металлические конструкции и системы, которые разрешено использовать, такие как системы трубопроводов, металлические обсадные трубы, не соединенные с металлическим водопроводом, и подземные резервуары. Однако имейте в виду, что существуют определенные системы, которые не разрешается использовать в качестве заземляющих электродов, например, металлические подземные газопроводы и сетка для уравнивания потенциалов, необходимая для подземных бассейнов. AHJ должен определить, соответствует ли такой объект требованиям для заземляющего электрода.

Отдельно стоит сказать о том, как будут устанавливаться эти электроды для формирования системы заземляющих электродов. Как указывалось ранее, металлическая подземная водопроводная труба, металлическая заглубленная опорная конструкция и электроды в бетонном корпусе, как правило, либо являются частью здания и, следовательно, должны использоваться, либо они отсутствуют, а один из них установлен или «сделан». необходимо использовать электроды. Существует одно исключение из общего правила, согласно которому если электрод существует, его необходимо использовать, и это относится к существующим зданиям. В намерения NEC не входит требование, чтобы бетонное основание было нарушено, чтобы обнажить арматурную сталь внутри и соединиться с ней. Исключение дает установщику возможность не использовать существующий электрод в бетонной оболочке, если это потребует нарушения бетона.

Стержневые, трубчатые, пластинчатые и металлические электроды для подземных водопроводов требуют использования дополнительного заземляющего электрода. Важно также понимать, что можно использовать в качестве дополнительного электрода. Например, заземляющий стержень может использоваться в дополнение к металлической подземной водопроводной трубе, однако металлическая подземная водопроводная труба не может дополнять заземляющий стержень. Тем не менее, 250.53 (A) по-прежнему требует, чтобы стержневые, трубчатые и пластинчатые электроды имели дополнительный заземляющий электрод. Это означает, что мы часто устанавливаем второй заземляющий стержень или пластину в дополнение к заземляющему стержню, который был установлен в дополнение к металлической подземной водопроводной трубе. Это связано с тем, что металлическая подземная водопроводная труба может быть заменена водоканалом на ПВХ, и домовладелец не часто осознает тот факт, что впоследствии это приведет к тому, что они будут иметь только один заземляющий стержень. Тем не менее, металлические заглубленные опорные конструкции, электроды в бетонном корпусе и заземляющие кольца не требуется дополнять, и поэтому вместо этого они могут быть жизнеспособным вариантом.

У нас также есть требования к физической установке каждого электрода. Помимо необходимости контакта с землей, существуют особые требования, такие как глубина заглубления, которым мы должны следовать. Стержневые и трубчатые электроды должны иметь контакт с землей не менее 8 футов и устанавливаться вертикально, если только коренная порода не встречается на глубине менее 8 футов. В этом случае электрод можно установить под углом или горизонтально, если это необходимо. В случае, если стержень должен быть уложен горизонтально, его необходимо закопать на глубину 30 дюймов. Это обычная глубина захоронения для большинства «изготовленных» электродов. Пластинчатые и заземляющие электроды также должны быть установлены на минимальной глубине 30 дюймов.

Наконец, необходимо также рассмотреть соединения проводников заземляющего электрода и соединительных перемычек. Как и в случае с большинством других соединений в мире электротехники, нам нужно, чтобы любые механические соединения оставались доступными после установки. За некоторыми исключениями для тех, которые перечислены для бетонной оболочки или прямого захоронения. Имейте в виду, что, поскольку эти доступные места больше не соприкасаются с Землей, в NEC есть разделы, дающие разрешение на использование таких предметов, как первые 5 футов внутренней металлической водопроводной трубы, строительной стали или открытой арматурной стали для расширения соединения. к электроду тоже.

Точное понимание того, как наши электрические системы подключаются к земле, помогает нам лучше достичь цели, изложенной в 250.4, по заземлению системы таким образом, чтобы ограничить напряжение, вызванное молнией, перенапряжениями в сети или непреднамеренным контактом с высоковольтными линиями и что стабилизирует напряжение относительно земли во время нормальной работы. Что, в свою очередь, в конечном итоге поможет достичь цели самого NEC, а именно практической защиты людей и имущества от опасностей, возникающих при использовании электричества. Способность правильно применять эти концепции ведет всех нас по пути защиты мира от опасностей, возникающих, когда электричество входит в наш мир. В NFPA мы не можем сделать это в одиночку, и нам нужна ваша помощь, чтобы выполнить нашу миссию по спасению жизней! Помните, это большой мир, давайте защитим его вместе!

Визуальный контент, включенный в этот блог, взят из NFPA LiNK™, вашего пользовательского инструмента для изучения кода по запросу, предоставленного вам NFPA. Узнайте больше о NFPA LiNK™ и подпишитесь на бесплатную пробную версию здесь: www.nfpa.org/LiNK

Важное примечание. Эта переписка не предназначена и не должна использоваться для предоставления профессиональных консультаций. или услуги .

Важное примечание: Любое мнение, выраженное в этой колонке (блог, статья), является мнением автора и не обязательно отражает официальную позицию NFPA или ее технических комитетов. Кроме того, эта статья не предназначена и не должна использоваться для предоставления профессиональных консультаций или услуг.

ТЕМЫ:

• Электрика,
• Безопасность строительства и жизни

Попробуйте NFPA LiNK™ бесплатно уже сегодня!

Зарегистрироваться

Дерек Вигстол

Подробнее Дерек Вигстол

Связанные статьи

29 НОЯБРЯ 2022 ГОДА

Не пропустите. Зарегистрируйтесь до 24 декабря, чтобы стать членом NFPA и проголосовать на Техническом совещании 2023 года.

28 НОЯБРЯ 2022

Пожарная безопасность электромобилей и других современных транспортных средств в парковочных сооружениях

14 ОКТЯБРЯ 2022 ГОДА

Уровень безопасности – Экосистема пожарной безопасности и безопасности жизнедеятельности NFPA

09 МАЯ 2022

NFPA получила грант в размере 225 тысяч долларов от General Motors для проведения бесплатного онлайн-обучения по электромобилям для 12 000 добровольцев и недостаточно обслуживаемых пожарных служб США.

31 МАРТА 2022 ГОДА

NFPA LiNK позволяет пользователям быстро и легко ориентироваться в цифровых кодах и стандартах

15 МАРТА 2022 ГОДА

NFPA выпускает онлайн-обучение и живое виртуальное обучение, охватывающее NFPA 13, NFPA 72, солнечную энергию, системы хранения энергии и противопожарную защиту складов.

▷ Заземляющий электрод

Введение

Хорошее заземление жизненно важно для защиты любой электроустановки от токов короткого замыкания и грозовых перенапряжений. Соединение с основной массой осуществляется с помощью «заземляющего электрода». Изучим это подробнее.

Заземляющий электрод

На рынке доступно несколько различных типов заземляющих электродов. Они различаются в зависимости от типа используемого электродного материала, конфигурации и конструкции. Выбор конкретного типа электрода определяется действующими местными стандартами. В Национальном электротехническом кодексе США (NEC) упоминается стандарт.

Вообще говоря, почти все стандарты относятся к базовой форме заземления на основе заземляющего электрода. Заземляющий электрод состоит из металлического стержня, закопанного в землю на определенную глубину и соединенного снаружи с системой заземления заземляющим проводом (обычно медным проводом). Назначение этого стержня состоит в том, чтобы соединить систему заземления с основной массой в точке, где грунт имеет очень низкое удельное сопротивление, что обеспечивает безопасное прохождение тока короткого замыкания.

Факторы, влияющие на характеристики заземляющего электрода

Заземляющий электрод в основном служит хорошей проводящей средой, находящейся в контакте с основной массой. Хорошее соединение заземляющего электрода обеспечивает безопасный и плавный отвод тока от заземляющих соединений в землю.

Ниже перечислены факторы, влияющие на характеристики любого заземляющего электрода:

• Материал, используемый в системе заземления
• Удельное сопротивление почвы
• Глубина заземляющего электрода
• Содержание влаги
• Температура почвы

Материал, используемый в системе заземления

Материал, используемый в системе заземления, включает сам заземляющий электрод и его соединительные провода. Доступны различные типы электродов, такие как: медный стержень
, трубчатый стержень из оцинкованного железа (GI) или медная пластина.

Выбор электрода зависит от типа применения, местоположения. Местные стандарты и правила, регламентирующие выбор электродов.

Удельное сопротивление грунта

Это один из наиболее важных факторов, влияющих на работу системы заземления.

Существуют специальные стандарты страны по максимальному значению удельного сопротивления грунта, которые следует учитывать при выполнении заземления. Национальный электрический кодекс (NEC) рекомендует, чтобы максимальное значение сопротивления почвы составляло 25 Ом. Однако всегда желательно поддерживать это значение на минимальном уровне. Значения допусков также снижаются в зависимости от класса электроустановки (НН, ВН, СВН).

Глубина заземляющего электрода

Важно заглубить заземляющий электрод на достаточную глубину в грунтовую массу. Это гарантирует, что электрод подключен по крайней мере значение удельного сопротивления почвы.

Глубина установки заземляющего электрода зависит от местоположения каждой площадки и качества почвы.

Обычно слой почвы ближе к уровню земли имеет самое высокое значение сопротивления, которое уменьшается по мере того, как мы спускаемся глубоко в землю. Также каменистый грунт отрицательно влияет на сопротивление грунта (повышает его).

Из-за этих фактов заземляющие электроды обычно находят закопанными на глубине от 8 до 10 футов, где удельное сопротивление почвы может находиться в допустимом диапазоне от 2 до 25 Ом.

Содержание влаги

Содержание влаги в почве помогает контролировать значение удельного сопротивления почвы. Сухая почва обладает более высоким сопротивлением, чем влажная почва, поскольку содержание влаги увеличивает присутствие электролитов в почве. Это, в свою очередь, снижает удельное сопротивление грунта.

Общепринятой практикой является поддержание зоны заземляющего электрода всегда в гидратированном состоянии с помощью различных внешних средств. Обычно в случае заземляющего электрода стержневого типа отверстие снаружи земли снабжено воронкообразным устройством для заливки внутрь воды.

Также обычной практикой является формирование круглой канавы вокруг стержня заземляющего электрода и заполнение ее электролитическим материалом, таким как: каменная соль, древесный уголь и т. д. Эта комбинация помогает предотвратить испарение влаги из почвы.

См. рис. внизу:

В некоторых особых случаях, когда трудно поддерживать влажность и удельное сопротивление грунта, заземлитель и его приямок обрабатывают химическим составом, который способствует сохранению содержания влаги и предотвращает ее испарение наружу атмосфера.

Температура почвы

Температура почвы также оказывает некоторое влияние на удельное сопротивление почвы. Сопротивление почвы увеличивается с понижением температуры почвы. На участках с мерзлым грунтом она значительно выше.

Многоточечная система заземления

Во многих случаях, когда речь идет о крупных объектах, обычной практикой является использование многоточечной системы заземления. В системе этого типа строится подземная наземная платформа (сетка). Этот тип конфигурации устанавливает несколько токопроводящих путей от различного подключенного оборудования и общего заземления.

Заключение

Независимо от типа системы заземления, эффективность системы заземления, таким образом, зависит от множества факторов, как обсуждалось выше. Поэтому крайне важно, чтобы система заземления постоянно контролировалась.

Перед началом работ важно изучить местные условия грунта и значения удельного сопротивления грунта, а также проверить действующие местные стандарты заземления.