Сечение проводников дополнительной системы уравнивания потенциалов. Система уравнивания потенциалов в электроустановках: назначение, требования и особенности реализации

Сам шина крепится на поверхность стены или корпуса шкафа при помощи опорных изоляторов.

Длину шины рассчитывайте исходя из количества присоединяемых проводников. Самый главный из них – PE или PEN проводник питающей линии.

После изготовления не забудьте нанести соответствующие надписи, которые в зашифрованном виде будут нести всю полезную информацию по ГЗШ. Вот к примеру маркировка заводской шины:

Как правильно ее расключить в щитовой? Чаще всего с подстанции приходит 4-х жильный кабель с совмещенным нулевым рабочим и защитным проводником. Этот PEN проводник изначально должен сажаться на нулевую защитную шину.

И только уже с нее, делается перемычка на нулевую рабочую шину.

Далее вводная PE шина, соединяется с главной заземляющей шиной отдельным PE проводом.

Запомните, что допускать к монтажу систем заземления и уравнивания потенциалов следует действительно квалифицированных людей, до мелочей знающих и понимающих все нюансы и специфику работы.

Нередко грамотный электрик подобен врачу. От его компетенции напрямую зависят жизни посторонних людей.

Собрать шкаф ГЗШ это весьма непростое занятие и порой на его монтаж и комплектацию уходит времени не меньше, чем на сборку трехфазных распределительных щитов.

Вот весьма неплохое и подробное видео на эту тему.

Статьи по теме

Система уравнивания потенциалов

Система уравнивания потенциалов (СУП)

Так как ЗУ имеет сопротивление, и в случае протекания через него тока оказывается под напряжением, его одного недостаточно для защиты людей от поражения током.

Правильная защита создается путём организации системы уравнивания потенциалов (СУП), то есть электрического соединения и PE проводки, и всех доступных для прикосновения металлических частей здания (в первую очередь водопроводы и отопительные трубопроводы).

В этом случае, даже если ЗУ окажется под напряжением, под ним же оказывается всё металлическое и доступное для прикосновения, что снижает риск поражения током.

В кирпичных домах советского периода, как правило, СУП не организовывалась, в панельных же (1970-е и позже) — организовывалась путём соединения в подвале дома и рамы электрощитков  (PEN) и водопроводов.

В соответствии с действующими нормативными документами в каждом здании (сооружении) должна быть выполнена основная система уравнивания потенциалов, которую следует реализовать путем присоединения к главной заземляющей шине (ГЗШ электроустановки следующих проводящих частей

—      защитных проводников;

 —     заземляющих проводников устройств защитного, функционального и молниезащитного заземлений, если такие устройства в электроустановке здания (сооружения) предусмотрены;

 —      металлических труб коммуникаций, входящих в здание (сооружение) извне: холодного и горячего водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения (в случае наличия изолирующей вставки на вводе в здание присоединение осуществляется после неё со стороны здания) и т.п

—      металлических частей каркаса здания (сооружения) и металлических конструкций производственного назначения

—      металлических частей систем вентиляции и кондиционирования

—      основных металлических частей для усиления строительных конструкций, таких как стальная арматура железобетона, если это возможно

—      металлических покрытий (оболочек, экранов, брони) телекоммуникационных кабелей (при этом следует принять во внимание требования собственника указанных кабелей или организации, обслуживающей эти кабели, относительно такого присоединения.

Проводящие части, которые входят в здание (сооружение) извне, должны быть соединены с проводниками основной системы уравнивания потенциалов как можно ближе к точке ввода этих частей в здание (сооружение).

Иногда для обеспечения безопасности помимо основной системы уравнивания потенциалов необходимо создание дополнительной системы уравнивания потенциалов.

Дополнительная система уравнивания потенциалов выполняется в дополнение к основной системе уравнивания потенциалов, когда защитное устройство не может обеспечить выполнение требований к времени автоматического отключения питания.

В некоторых специальных электроустановках с повышенной опасностью поражения электрическим током, например, расположенных в ванных и душевых помещениях, нормативные документы, в которых рассматриваются эти электроустановки, могут требовать выполнение дополнительной системы уравнивания потенциалов при любых обстоятельствах.

Дополнительная система уравнивания потенциалов может охватывать всю электроустановку, ее часть или отдельные аппараты электроустановки. Дополнительная система уравнивания потенциалов должна объединять (путем соединения защитными проводниками) все доступные одновременному прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, в том числе, если это возможно, основные металлические части для укрепления строительных конструкций, такие как стальная арматура железобетона.

К дополнительной системе уравнивания потенциалов должны быть также присоединены защитные проводники всего электрооборудования, в том числе штепсельных розеток. Для выполнения функций проводников основной и дополнительной систем уравнивания потенциалов следует применять, как правило, специально проложенные стационарные проводники. Величины сечения проводников основной системы уравнивания потенциалов должны быть не меньшими 6 мм по меди, 16 мм по алюминию и 50 мм по стали. Сечение проводника дополнительной системы уравнивания потенциалов должно быть не меньшим 4 мм по меди (при наличии механической защиты допускается 2,5 мм) и 16 мм по алюминию.

Уравнивание и уравнивание потенциалов в чем разница. Дополнительное уравнивание потенциалов Система уравнивания потенциалов в ванной

Учитывая повышенную влажность и перепад температур, характерный для ванной и душевых, вполне очевидна справедливость достаточно жестких требований действующих нормативных документов, касающихся электрооборудования и электропроводки этих помещений.

Так, помимо необходимости прокладки в санузлах и душевых, только скрытая электропроводка является требованием ПУЭ (7.1.40), по тем же правилам (7.1.47) устанавливаемое электрооборудование каждой зоны должно иметь соответствующую степень защиты от попадания воды в воду.

Дополнительно в качестве меры по повышению уровня электробезопасности в отношении защиты человека от поражения электрическим током Также является обязательным применение на групповых линиях питания и душевых устройств защитного отключения (УЗО, ДИФАВТОМАТОМАТОВ) с отключающим дифференциальный ток до 30 мА (7.1.82).

Не менее важным требованием является также наличие дополнительной системы уравнивания потенциалов (ДСУП), к которой должны быть подключены все открытые токопроводящие части стационарных ЭУ человека.

ДСУП в ванной

Электрические потенциалы доступного прикосновения к открытым токопроводящим частям ванных комнат имеют определенные значения. Причинами их возникновения могут быть блуждающие токи, статическое электричество, различные структуры токопроводящих материалов.

Разность токопроводящих частей (фактическое, напряжение) — труб водопровода, канализации, ванн, умывальников и т.п. может достигать опасных для человека значений — при одновременном прикосновении может вызвать удар током.

Если раньше в таких ситуациях уравнивание потенциалов производилось теми же электрически связанными и заземленными (!) металлическими трубами, то в наше время часто происходит частичная замена труб канализации, ГВС и ЗАЛА на пластиковые.

То есть речь идет о каком-то гарантированном уравнивании потенциалов и заземлении этих труб в отдельной квартире, с учетом того, что этажом ниже не исключается их замена на пластмассовые, ток непроводящие, конечно.

Принципиально ДСУП представляет собой объединение — создание электрокоммуникаций всех доступных на ощупь токопроводящих коммуникаций и сантехнического оборудования и соединение их с основной заземляющей шиной.

Правила монтажа DSUP

Основным элементом ДСУП является коробка уравнивания потенциалов (КС), шина которой соединяет провода от заземленных объектов между собой и с ГЗШ. Короб может быть как открыто установлен, так и спрятан в полости стены или ниши – не стоит забывать о необходимости доступа к нему для возможности его дальнейшего обслуживания.

Как и при монтаже электропроводки, на начальном этапе следует определиться с местами прокладки проводов ДШП от заземленных объектов до переворота — рекомендуется прокладывать кратчайший путь.

Крепление проводников к заземляемым частям может быть выполнено любым способом, обеспечивающим качественный и надежный контакт — для крепления труб могут применяться сварка, болтовое соединение, хомуты.

Соединение должно выполняться отдельными ветвями, избегая последовательных соединений (другими словами, «шлейфы» недопустимы).Рекомендуемое сечение жил: 4-6 мм2 для проводов от розеток до ГЗШ, 2,5-4 мм2 для проводов от коробки до заземляемых предметов. Рекомендуемые и наиболее часто используемые марки провода ПВ-1 и ПВ3.

Либо в здании помимо электрооборудования имеется множество других инженерных узлов, не находящихся под напряжением в штатном режиме. Это такие элементы, как металлические трубопроводы горячего и холодного водоснабжения, канализации, металлический вентиляционный короб, металлоконструкции из дерева, строительные конструкции и т. д. Другими словами, любое здание имеет множество элементов и конструкций, способных проводить электрический ток, но зачастую не предназначенных для этого. .

Каждая металлическая часть коммуникаций имеет электрический потенциал. В силу законов физики эти потенциалы для каждого металлического элемента могут различаться, образуя разность потенциалов, т.е. электрическое напряжение.

Электрическое напряжение между неизолированными металлическими элементами создает опасность для человека. Также причиной появления напряжения между неактивными элементами может быть нарушение изоляции фазных жил кабелей системы электроснабжения, атмосферное перенапряжение (молния), статическое электричество, блуждающие токи и так далее.

Для того чтобы потенциалы всех металлических элементов были одинаковыми и создана система уравнивания потенциалов . Если токоведущие части имеют прямую электрическую связь, то их потенциал всегда одинаков, и напряжения между ними не возникнет.

В соответствии с действующими нормативными документами в каждом здании (сооружении) основная система уравнивания потенциалов должна быть реализована путем присоединения главной заземляющей шины (ГЗШ) Электроустановки следующих токопроводящих частей:

— защитные проводники;

— заземлители устройств защитных, функциональных и молниезащитных оснований, если такие устройства в электроустановке здания (сооружения) предусмотрены;

— металлические трубы коммуникаций, входящих в здание (сооружение) снаружи: холодного и горячего водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения (в случае изолирующей вставки на вводе подключение к зданию осуществляется после это со стороны здания) и т.д.;

— металлические детали каркаса здания (сооружений) и металлические конструкции производственного назначения;

— металлические детали систем вентиляции и кондиционирования воздуха;

— основные металлические детали для усиления строительных конструкций, например арматура стальная железобетонная, по возможности;

— металлические покрытия (оболочки, экраны, броня) телекоммуникационных кабелей (при этом должны учитываться требования владельца указанных кабелей или организаций, обслуживающих эти кабели, относительно такого крепления).

Токопроводящие части, входящие в здание (сооружение) снаружи, должны быть присоединены к проводникам основной системы уравнивания потенциалов как можно ближе к месту ввода этих частей в здание (сооружение).

Пример построения схемы системы уравнивания потенциалов для наших проектов приведен в статье « ».

Иногда для обеспечения безопасности помимо основной системы уравнивания потенциалов необходимо создать .

Дополнительная система уравнивания потенциалов выполняется в дополнение к основной системе уравнивания потенциалов, когда защитное устройство не может обеспечить выполнение требований по времени автоматического отключения питания.

В некоторых специальных электроустановках с повышенной опасностью поражения электрическим током, например, расположенных в ванных и душевых , нормативными документами, в которых рассматриваются эти электроустановки, может потребоваться выполнение дополнительной системы уравнивания потенциалов При любых обстоятельствах.

Дополнительная система уравнивания потенциалов может охватывать всю электроустановку, часть или отдельные электроустановочные устройства.

Дополнительную систему уравнивания потенциалов следует совмещать (путем присоединения защитного проводника) Все имеющиеся одновременно с открытыми токопроводящими частями стационарного электрооборудования и сторонними токопроводящими частями, включая, по возможности, основные металлические части для усиления здания конструкции, такие как стальная арматура.

Защитные проводники всего электрооборудования, включая штепсельные розетки, также должны быть присоединены к дополнительной системе уравнивания потенциалов.

Для выполнения функций проводников основной и дополнительной систем уравнивания потенциалов Должны применяться, как правило, специально проложенные стационарные проводники.

Сечения проводников основной системы уравнивания потенциалов должны быть не менее 6 мм 2 по меди, 16 мм 2 по алюминию и 50 мм 2 по стали.

Сечение проводника дополнительной системы уравнивания потенциалов должно быть не менее 4 мм 2 по меди (при наличии механической защиты — 2,5 мм 2 ) и 16 мм 2 по алюминию.

Регулирующие потенциалы — уменьшение разности потенциалов между доступными одновременными прикосновениями открытыми токопроводящими частями — ОПД , сторонние токопроводящие части — Сф. , заземляющие и защитные проводники ( Re — проводник), а также Ren. — проводник по способу электрического соединения Эти части находятся между собой.

Целью уравнивания потенциалов с помощью эквипотенциальных соотношений является освобождение среды обитания человека от возникновения разности потенциалов и обезопасить человека от поражения электрическим током. Это означает, что все токопроводящие части электротехнического (ОРЧ) и неэлектротехнического оборудования, строительных конструкций (ЛТС) должны быть соединены между собой.

Части, которые не могут сохранять общий потенциал (не могут присоединяться к общей Системе уравнивания потенциалов) должны быть отделены от остального оборудования таким образом, чтобы они были недоступны для одновременного прикосновения.Если в результате повреждения изоляции или индукционного повреждения возникает импульс напряжения на одной из имеющихся проводящих частей, то все доступные к одновременному прикосновению проводящие части должны приобретать одинаковое напряжение Для исключения появления разностей напряжений опасных для человек. В случае, когда одна из имеющихся частей является наземной, все окружающее оборудование должно быть подключено к земле через, возможно, меньшее сопротивление.

Выравнивание потенциалов — уменьшение разности потенциалов (шагового напряжения) на поверхности земли или пола с помощью защитных проводников, проложенных в земле, в полу (или на поверхности) и прикрепленных к заземляющему устройству или путем нанесение специальных покрытий.При распределенном заземляющем устройстве обеспечивается безопасность не только снижения Яичного потенциала, но и уравнивания потенциалов На защищаемом участке до такой величины, чтобы максимальные напряжения и шаги не превышались допустимыми.

Изменение потенциала в пределах площадки размещения заземляющих электродов происходит плавно . При этом напряжение U ПР и шаг напряжения U Ш имеют малые значения по сравнению с потенциалом заземления.Однако вне контура на его краях наблюдается крутой спад потенциала. Исключить в этих местах опасные напряжения ступеней, особенно высоких при высоких замыканиях на грунт, по краям контура за его пределами ( в первую очередь в местах проходов и проездов ), проложенных в грунте на разной глубине дополнительные стальные полосы , соединенные с заземлением. Затем спад потенциала в этих местах происходит на изгибе полога.

Внутри помещений выравнивание потенциалов происходит за счет металлических конструкций, трубопроводов, кабелей и его токопроводящих предметов, связанных с разветвленной сетью заземления.Арматура железобетонных зданий также способствует выравниванию потенциалов.

Регулировка потенциалов — Электрическое соединение токопроводящих частей для достижения равенства их потенциалов. Пуэ, с. 1.7.32. Защита от косвенного прикосновения.

Так как защитное заземление (память) имеет сопротивление, и в случае протекания через него оказывается под напряжением, одного для защиты людей от поражения током недостаточно.

Надлежащая защита создается за счет организации системы уравнивания потенциалов (СУ), то есть электрического соединения и ПЭ электропроводки, а также всех доступных для прикосновения металлических частей здания (прежде всего водопроводов и трубопроводов отопления).

В этом случае, даже если напряжение оказывается под напряжением, все металлическое и доступное для прикосновения, т.е. происходит растрата тока на значительной поверхности, что снижает напряжение, а как следствие — риск поражения.

В кирпичных домах советского периода Щ, как правило, не организовывали, в панельных (1970-х и позже) — организовывали путем соединения дома в цоколе дома и каркаса электрощита ( Пен. ) и сантехника.

Определения:

Защитное заземление — Земля, выполненная по электробезопасности — ПУЭ п.1.7.29.

Заземление рабочее (функциональное) — заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности) — ПУЭ с. 1.7.30.

Определение FE для сетевых сетей информационного оборудования и систем связи дано в следующих параграфах:

«Функциональное заземление: заземление для проверки нормального функционирования устройства, на корпусе которого по требованию разработчика не должно присутствовать даже малейшего электрического потенциала (иногда требуется наличие отдельного электрически независимого заземления)» — ГОСТ Р 50571.22-2000 стр. 3.14.

«Функциональное заземление может быть выполнено с использованием защитного проводника (повторного проводника) цепи питания оборудования информационных технологий в системе заземления ТН-С.

«Допускается проводник функционального заземлителя (Fe-проводник) и проводник защитный (повторный) объединять в один специальный проводник и присоединять его к основной заземляющей шине (ГЗШ)» — ГОСТ Р 50571.21-2000 п. 548.3.1

Основная система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВ должна быть соединена между собой следующими токопроводящими частями:

1) нулевой защитный или повторный проводник питающей линии в системе TN;

2) заземлитель, присоединяемый к заземляющему устройству электроустановки, в системах ИТ и ТТ;

3) заземлитель присоединяют к заземлителю повторного заземления на вводе в здание;

4) Металлические трубы коммуникаций, входящие в здание…

5) Металлические части каркаса здания;

6) Металлические детали систем централизованной вентиляции и кондиционирования воздуха….

7) заземляющее устройство системы молниезащиты 2 и 3 категории;

8) Заземлитель функционального (рабочего) заземления при наличии, отсутствии ограничений по присоединению сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;

9) Металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

Для подключения к основной системе уравнивания потенциалов все эти части должны быть присоединены к основной заземляющей шине с помощью проводников системы уравнивания потенциалов. ПУЭ с. 1.7.82.

Система дополнительного уравнивания потенциалов должна быть соединена между собой всеми одновременно доступными для прикосновения открытыми токопроводящими частями стационарного электрооборудования и сторонними токопроводящими частями, в том числе доступными для прикосновения металлическими частями строительных конструкций, а также в качестве нулевых защитных проводников в системе ТН и защитного заземляющего проводника в системах ИТ и ТТ, в том числе защитных проводников штепсельных розеток — ПУЭ п.1.7.83. ГОСТ Р 50571.3-94.

Незаземленная система местного уравнивания потенциалов предназначена для предотвращения возникновения опасного напряжения.

Все открытые проводящие части и сторонние проводящие части, одновременно доступные для прикосновения, должны быть объединены.

Система местного уравнивания потенциалов не должна иметь соединений с землей как непосредственно, так и посредством открытых или сторонних токопроводящих частей.

Обозначения:

Re — Защитное заземление

ИП. — Заземление рабочее (функциональное, технологическое)

Заземление функциональное применительно к объектам факультета — для обеспечения нормальной, без помех работе высокочувствительных электроприборов с питанием от разделительного трансформатора или по техническим требованиям на отдельные виды оборудования

(Электрокардиограф, электроэнцефалограф, реорограф, рентгеновский компьютерный томограф и ТП.) В помещениях операционных, реанимационных, родовых, палат интенсивной терапии, кабинетов функциональной диагностики и других помещений при установке в них указанного оборудования.

При отсутствии специальных требований изготовителей оборудования общее сопротивление Экранирующий ток заземляющего устройства не должен превышать 2 Ом.

Где ГЗШ — Основное заземление шины защитного заземления.

ГСФЗ — Основная шина функционального (рабочего) заземления.

Вариант «А» , С точки зрения электробезопасности, например, только при условии, что прибор питается от разделительного трансформатора (IT — Сеть).

Использовать эту опцию для сетей типа TNS категорически не рекомендуется!

Рис.2. Цепь тока цепи на корпусе машины при использовании функции независимого заземления в сети TN.

Так как функциональное заземление, в отличие от защитного, не имеет точки соединения с ГЗШ, и, соответственно, с нейтралью, то токи короткого замыкания не будут составлять сотни и тысячи ампер, как это бывает при заземлении используется, но только десятки ампер.Ситуация будет усугубляться при условии, что Fe на задании выполнено 10 Ом, а в цепи нет УЗО (вычислительная техника, томографы, рентгеновское оборудование и пр.).

Максимальный ток короткого замыкания составит 15,7А.

I кз = 220 (В) / (4 + 10) (ОМ) = 15,7 (а)

При такой схеме питания лучше использовать вариант «В» или «С», особенно если речь идет о мощном стационарном оборудовании (рентген, МРТ и так далее.).

Помимо вышеизложенного ситуация (с точки зрения электробезопасности) осложняется вероятностью возникновения разности потенциалов на отдельных системах заземления, особенно если эти системы заземления находятся в пределах одного помещения, см. 3.

1. Шаговое напряжение при срабатывании системы молниезащиты.
2. КЗ на корпус в сети TN-S до срабатывания системы защиты
3. Внешние электромагнитные поля.

Вариант «Б» Удобен при реконструкции уже существующих объектов. Функциональное заземление часто выполняется с использованием составного глубинного заземления. Второй положительный момент — Функциональные заземлители и заземлители защитных заземлений, относящиеся к проводнику уравнивания потенциалов, взаимно дублируют друг друга, повышая надежность системы заземления.

Со временем здания приобретают все более широкую и сложную систему электрооборудования.Таким образом, потребители низкого напряжения могут получить больший ущерб от перенапряжений, вызванных грозами и возникающих при воздействии электрических импульсов, и уменьшить разделяющее опасное пространство между электрическими объектами и грозовыми разрядами. Объемная система электропроводных сетей организована информационным обеспечением, антенными сооружениями, коммуникациями централизованного отопления, водоснабжения, газо- и электроснабжения. Единственная молниезащита при воздействии электромагнитного импульса не способна предотвратить повреждение достаточно слабого оборудования.Поэтому следует формировать сеть общей молниезащиты и в первую очередь основную систему уравнивания потенциалов.

Для чего применяется

Выравнивание потенциалов используется для обеспечения соосности всех металлических частей здания, связанных между собой, то есть для образования эквипотенциальной поверхности. В этом случае при усилении в доме повышенного потенциала на всех конструкциях из металла он возрастает синхронно, благодаря чему не развивается опасная разница в напряжении и не образуется опасность возникновения опасных токов.

Соединительные элементы

Важным защитным мероприятием является создание основной системы уравнивания потенциалов. Подключается заземлением главной шины, главной заземляющей магистрали, защитной главной магистрали и токопроводящими элементами, к которым относятся:

• детали армирования конструкций с железобетонным основанием;
• металлические элементы зданий, климатические системы, централизованное отопление;
Трубопроводы электроснабжения стальной системы
• .

Чаще всего система уравнивания потенциалов имеет только один выход. Во внутреннем распределительном элементе основная шина монтируется на максимально близком расстоянии от точки управления.

Система молниезащиты

Из-за скорости нарастания тока и его большой силы при создании удара молнии создается огромная разность потенциалов, гораздо большая, чем та, которая возникает из-за утечки тока. Поэтому требуется выравнивание потенциалов для защиты от влияния токов молнии.

Для предотвращения неконтролируемого замыкания конструкции молниезащиты, системы заземления, оснащенные металлом, электроустановки с защитными механизмами должны быть связаны или непосредственно объединены.

Шины уравнивания потенциалов с открытым доступом для проверочных работ Должен иметь связь с системой уравнивания. Кроме того, шина имеет заземление. В больших зданиях их может быть несколько, если они имеют связь между собой.

Выравнивание потенциалов в системе молниезащиты проводят в месте ввода проводов в помещение и при нарушении безопасных расстояний, на уровне почвы или в подвале.

Дом, построенный на стальном каркасе или железобетонном основании или с отдельным помещением для внешней молниезащиты, должен иметь уравнительные потенциалы на уровне почвы. В домах высотой более 30 м выполняется через каждые 20 м.

Молниеотводящие части устанавливаются на безопасном расстоянии для предотвращения появления импульсных реакций. При невозможности соблюдения безопасного расстояния системы уравнивания потенциалов застежка-молния и приемное устройство образуют друг с другом комплементарные связи.Стоит отметить, что они способны привести к структуре повышенного потенциала.

Дополняющее устройство

Создана дополнительная система Уравнивание потенциалов, ПУЭ которой определяет вид и применение, в местах расположения электрооборудования, в которых существующие условия могут быть опасными, и в случае, когда в нормах указывается на необходимость этого. Он образует связь между всеми частями существующего оборудования и сторонними проводниками, которые расположены рядом с ними.

Типовыми помещениями и объектами, в которых должны применяться дополнительные меры безопасности, являются антенное оборудование, объекты молниезащиты, дистанционные средства связи, участки повышенной взрывоопасности, больницы, фонтаны, аквапарки, санузлы. Предприятие, которое занимается выполнением монтажных работ, должно выполнять их в соответствии с указаниями ПУЭ-7.

Потенциалы защиты от молнии и оборудования

Должна быть стыковка системы молниезащиты и частей оборудования, к которым относятся воздуховоды климатических и вентиляционных устройств, крановые рамы, элементы направляющих элементов, трубопроводы систем пожаротушения, теплоснабжения, газоснабжения и водоснабжение.С возможностью каждой металлической конструкции Соединяется с шинами балансировки. В качестве соединительных линий могут выступать электропроводящие трубы (исключение составляет газопровод).

При наличии изолированного участка на водогазопроводе применяются для шунтирования проводников системы уравнивания потенциалов. Специальное соединение с устройством молниезащиты не требуется для подземных трубопроводов из металла, расположенных вблизи земли. То же самое относится и к железнодорожным рельсам. Если без слияния не обойтись, оно предварительно согласовывается с эксплуатирующей компанией.

Земля

Работы по переустройству заземления с использованием двух вертикальных электродов длиной не менее 5 м, между собой они скрепляются горизонтальным заземлителем. Роль последнего выполняет стальная полоса, она же используется для формирования проводника, соединяющего ГЗШ и дополнительный заземлитель. Полоса должна быть толщиной не менее 4 мм при площади поперечного сечения 75 мм 2 . Нормирования по сопротивлению повторному заземлению нет.

Сечение питающего кабеля влияет на выбор емкости выравнивания потенциала, оно должно быть не менее половины сечения кабеля.Наибольшее распространение приобрели ПВ1 и стальная полоса, также используется одножильный кабель. Специальные талоны часто используются в ответвлении магистрали с помощью провода.

Техническое оборудование и молниезащита

В соответствии с тезисами ПУЭ-7 и при соблюдении границ сечения проводов все соединения выполняются для выравнивания потенциалов сооружений молниезащиты. Соединения должны быть разделены напрямую и выполнены через искровые разделительные промежутки.

Система молниезащиты может иметь прямую связь со следующими устройствами:

• заземляющие элементы системы защиты от высокого напряжения сооружений охранного типа;
• антенные приспособления;
• линии заземления, проходящие под землей вдали от систем связи и защиты от перенапряжения;
• заземление силовых сооружений мощностью более 1 кВт, при этом не должно быть возможности попадания высокого потенциала в заземлители;
• защита звеньев в сетях ТТ для защиты от ударов при непрямых контактах.

При проведении Б. металлических труб Или приспособлении информационных или силовых линий Дополнительная система уравнивания потенциалов не требуется.

Интервалы искры

Контрольные испытания должны проводиться при доступе к местам искрового отключения. Благодаря правильному проектированию и установке внутреннего защитного механизма повреждения, вызванные разницей потенциалов и импульсами перенапряжения, сведены к минимуму.

Составная искровая промежуточная сепарация проводится для следующих элементов:

• заземление измерительных систем при условии индивидуального проектирования;
• установки, защищенные от утечки тока и имеющие антикоррозионную катодную защиту;
• провод обратный тягового элемента постоянного тока, а также переменный при отсутствии возможности выполнения прямого соединения по сигналу и техническим аргументам;
• вспомогательное заземление защитного отключения, срабатывающее при опасном напряжении.

Установка

При строительстве здания устанавливается суп, так как есть некоторые сложности при использовании в готовых зданиях. Дополнительную коробку уравнивания потенциалов запрещается использовать в зданиях, имеющих заземление типа TN-C. При нарушении этого правила, при обрыве нулевого провода, есть вероятность повреждения током жильцов, не установленных ДСУП. Это ограничение касается в основном старого многоэтажного жилого фонда.

Система заземления другого типа позволяет избавиться от такой проблемы: для этого выполняется контур заземления и присоединение медной проводки к защемляющей основной шине.

Пластиковые трубы

На сегодняшний день имеет достаточную разводку коммуникаций с использованием пластиковых труб, для которых не требуется соединение с системой уравнивания. В то же время, если в действующем ДСУП заменить трубы из металла на пластиковые, отличающиеся токопроводящими свойствами, произойдет пробой между металлическими частями помещения (полотенцесушитель, батарея) и заземляющей шиной, из-за чего они становятся опасными. одновременно касаясь.

При создании коммуникаций с использованием пластиковых труб соединение с системой уравнивания осуществляется с помощью металлической гребенки, кранов и обратных клапанов Для крепления проводников. При наличии диэлектрических вставок в металлических трубах они добавляются в основную систему после вставок внутри конструкции.

Что вам нужно знать

В соответствии со С. Строительными Правилами и нормами, сегодня уделяется повышенное внимание грамотному монтажу систем уравнивания потенциалов. В первую очередь проводится при сдаче здания в эксплуатацию, осмотре и проверке на соответствие проекту.Создание электрической комбинации всех доступных для прикосновения проводящих элементов с использованием специальных проводников обеспечивает надлежащую электробезопасность. В качестве надстройки выполняется коробка уравнивания потенциалов в местах с высоким путем повреждения током.

Стоит учитывать тот факт, что ДСУП можно создавать только в зданиях, имеющих систему заземления с раздельной прокладкой проводников N- и PE-типа.

Между кусками супа должна быть установлена ​​металлическая прочная связь, если они соединены в соответствии с радиальной схемой и необходимым сечением защитного проводника.

Ключевые условия проекта: электрические системы

Ниже приведен список полезных терминов, которые можно использовать при поиске дополнительной информации о системе аварийного резервного питания по каждой из обсуждаемых тем:

АС

Переменный ток

Доступный (оборудование)

Не охраняется запертыми дверями, эстакадами или другими эффективными средствами

Доступный (Методы подключения)

Может быть снят или открыт без повреждения конструкции здания.

Доступный (легкодоступный)

Возможность доступа для эксплуатации, замены или осмотра без необходимости для тех, кто готов к доступу, перелезать или удалять препятствия или прибегать к переносным лестницам.

Система привода с регулируемой скоростью

Оборудование для преобразования энергии обеспечивает средства регулировки скорости двигателя.

АФКИ

Устройство, предназначенное для обеспечения защиты от эффектов распознавания дугового замыкания с уникальными характеристиками для обесточивания трансформатора тока при обнаружении дугового замыкания.

АКИ

Номинальное значение указывает максимальный ток короткого замыкания (в амперах), который OCPD (автоматический выключатель, предохранитель) безопасно отключит при возникновении неисправности на стороне нагрузки OCPD.

Альтернативные источники питания

Один или несколько источников производства электроэнергии, которые могут работать параллельно с первичным(и) источником(ами) электроэнергии. Газ – Газ подается в систему либо в виде природного газа, либо в другом виде.

АТС/МТС

Автоматическое или неавтоматическое (ручное) устройство для переключения одного или нескольких соединений проводников нагрузки с одного источника питания на другой

Соединительная перемычка

Надежный проводник для обеспечения необходимой электропроводности между металлическими частями, которые необходимо электрически соединить

Шины

Неизолированный проводник, электрически подключенный к источнику питания и физически поддерживаемый на изоляторе, обеспечивающем шину питания для подключения к используемому оборудованию, такому как датчики, приводы, аудио/видеоустройства, низковольтные светильники и аналогичные электрические оборудование.

ТЭЦ

Комбинированное производство тепла и электроэнергии означает одновременное производство электроэнергии и полезного производства тепла и электроэнергии.

Проводник

Вещество, тело или устройство, легко проводящие тепло, электричество, звук

Координация (выборочная)

Локализация состояния перегрузки по току для ограничения отключений затронутой цепи или оборудования, достигаемая выбором устройств защиты от перегрузки по току и их номиналами или настройками.Для целей настоящего кода устройства защиты от перегрузки по току считаются выборочно согласованными, если их соответствующие кривые времятоковых характеристик не пересекаются за время 0,1 секунды (6 циклов в системах с частотой 60 Гц) или дольше.

Устройство защиты от сверхтока с ограничением тока (OCPD)

Устройство, которое при отключении токов в его токоограничивающем диапазоне снизит ток, протекающий в поврежденной цепи, до значения, значительно меньшего, чем то, которое было бы получено в той же цепи, если бы устройство было заменено одножильным проводником с сопоставимым импедансом.

Путь эффективного тока замыкания на землю

Токопроводящий путь от точки замыкания на землю в системе электропроводки через обычно нетоконесущие проводники, оборудование или землю к источнику электропитания.

Электрический шкаф

Помещение, предназначенное для размещения электрораспределительного оборудования, такого как вертикальные стояки, шинопроводы, трансформаторы и щиты.

Электрические (системные) работы

Проектирование, монтаж, переделка, замена или ремонт электрических проводов и электроустановок и других устройств, используемых или предназначенных для передачи электроэнергии для электрического освещения, тепла, питания, сигнализации, связи, сигнализации и передачи данных.

Провод заземления оборудования (EGC)

Токопроводящая дорожка(и), установленная для соединения металлических частей оборудования, обычно не проводящих ток, друг с другом и с заземляющим проводом системы или с проводником заземляющего электрода, или с обоими.

Питатель

Все проводники цепи между вспомогательным оборудованием, источником отдельной системы или другим источником питания и устройством максимального тока конечной ответвленной цепи.

Пожарный насос

Насос, используемый исключительно для противопожарной защиты.

Генератор

Оборудование для преобразования механической энергии в электрическую.

Замыкание на землю

Непреднамеренное электропроводящее соединение между незаземленным проводником электрической цепи, находящимся под напряжением, и обычно нетоковедущими проводниками, металлическими корпусами, металлическими дорожками качения, металлическим оборудованием или землей.

Рейтинг прерывания

Наибольший ток при номинальном напряжении, который устройство защиты от перегрузки по току должно отключать в стандартных условиях испытаний.

Киловольт-ампер кВА Электрическая служба

Единица измерения полной мощности (активной мощности) в электрической цепи/оборудовании переменного тока, равная (√3 × напряжение x ток) ÷ (1000), питающая электрическую нагрузку.

Чтобы рассчитать номинальную мощность электротехнического оборудования в кВА, при расчете кВА должны использоваться максимальные номинальные токи всех сервисных выключателей. Сервисное отсоединяющее средство, питающее пожарный насос, должно быть рассчитано на 125 процентов FLA пожарного насоса.

Примеры: общий номинальный ток сервисного оборудования, рассчитанного на 1000 кВА; более 1200 ампер при 480 В / 3 фазы и более 2700 ампер при 208 В / 3 фазы.

Основная соединительная перемычка (MBJ)/система BJ (SBJ)

Соединение между заземляющим проводником и заземляющим проводом оборудования на службе.

Нейтральный проводник

Проводник, предназначенный для передачи тока при нормальных условиях.

Нейтральный разъединитель (NDL)

Устройство, используемое для изоляции нейтральных шин в распределительном щите для тестирования и обслуживания оборудования..

Номинальное напряжение

Номинальное значение, присвоенное цепи или системе с целью удобного обозначения ее класса напряжения (например, 120/240 вольт, 480Y/277 вольт, 600 вольт). Фактическое напряжение, при котором работает цепь, может отличаться от номинального в пределах диапазона, обеспечивающего удовлетворительную работу оборудования.

Однолинейная схема

Электрическая однолинейная схема представляет собой представление сложной системы распределения электроэнергии в упрощенном виде с использованием одной линии, которая представляет проводники для соединения компонентов.Основные компоненты, такие как трансформаторы, переключатели и выключатели, обозначены их стандартным графическим символом. На схеме представлена ​​общая информация об электрооборудовании до второго нижестоящего уровня OCPD.

Дополнительная резервная система

Системы, предназначенные для энергоснабжения общественных или частных объектов или собственности, где безопасность жизнедеятельности не зависит от производительности системы. Предназначен для подачи электроэнергии, генерируемой на месте, к выбранным нагрузкам автоматически или вручную.

Щит

Единый щит/группа щитовых блоков, предназначенных для сборки в виде единого щита, в том числе шин, автоматических устройств максимального тока, и оснащенных/без выключателей для управления световыми, тепловыми/силовыми цепями. Типичная панель предназначена для размещения в шкафу/вырезной коробке, размещенной в стене, перегородке или другой опоре или у нее и доступной только спереди. Конструкция должна соответствовать стандартам UL 67.

Пункт въезда

Схема обслуживания коммунального предприятия, определяющая характеристики обслуживания и точку прекращения обслуживания.

Коробка строки собственности

Коммунальное предприятие установило сервисное обслуживание сбоку от уличной системы до границы собственности или подходящего пространства под тротуаром, которое используется для прекращения обслуживания

Выборочное координационное исследование

Анализ для обеспечения локализации состояния перегрузки по току для ограничения отключений затронутой цепи или оборудования (или ближайшего оборудования), выполненный путем выбора устройств защиты от перегрузки по току и их номиналов или настроек.

Отдельно производная система

Электрический источник, не являющийся служебным, не имеющий прямого(ых) соединения(ий) с проводниками цепи любого другого источника электрического тока, кроме тех, которые установлены заземляющими и соединяющими соединениями.

Сервис

Провода и оборудование для подвода электроэнергии от обслуживающих предприятий к электросетям обслуживаемых помещений.

Служебный проводник

Провода от сервисного пункта до сервисного отключения.

Конечная сервисная коробка (SEB)

Оболочка для подключения служебных кабелей к подходящей стационарной медно-алюминиевой шине Деталь 3 или более комплектов пользовательских кабелей.

Сервисное оборудование (SE)

Необходимое оборудование, обычно состоящее из автоматического выключателя (автоматов) или выключателя (выключателей) и предохранителя (предохранителей) и их принадлежностей, подсоединяемых к нагрузочному концу служебных проводов к зданию или другому сооружению или к другому обозначенному участку, и предназначен для обеспечения основного контроля и прекращения подачи..

Короткое замыкание

Непреднамеренный контакт компонентов и последующее случайное отключение тока.

Номинальный ток короткого замыкания

Максимальный ток короткого замыкания, который электрический компонент может выдержать без возникновения чрезмерного повреждения при защите OCPD.

Распределительные щиты

Большая одиночная панель, рама или набор панелей, на которых на лицевой, задней или обеих сторонах установлены выключатели, устройства перегрузки по току и другие защитные устройства, шины и, как правило, приборы.Эти узлы, как правило, доступны как сзади, так и спереди, и не предназначены для установки в шкафах. Конструкция должна соответствовать стандартам UL 891.

Распределительное устройство

Узел, полностью закрытый со всех сторон и сверху листовым металлом (за исключением вентиляционных отверстий и смотровых окон) и содержащий коммутацию первичных цепей питания, прерывающие устройства или и то, и другое, с шинами и соединениями. В состав узла могут входить управляющие и вспомогательные устройства.Доступ внутрь корпуса осуществляется через дверцы, съемные крышки или и то, и другое. Конструкция должна соответствовать стандартам UL 1558.

Рейтинг стойкости

Максимальный ток, который незащищенный электрический компонент может выдержать в течение определенного периода времени без возникновения значительных повреждений.

Ключевые моменты и условия проекта Категории

1. Изменения

2. Установка и модификация строительных систем

3. Строительное оборудование

4. Снос СКОРО!

5. Новостройки СКОРО!

6. Ремонт

Полезные ссылки

Правила заземления систем связи | Журнал подрядчика по электротехнике

Системы связи и цепи в зданиях должны соответствовать применимым правилам Национального электротехнического кодекса (NEC) 2008, статья 800.Несмотря на то, что эти системы работают на более низких уровнях энергии, неправильное заземление и соединение могут привести к серьезным последствиям для оборудования, имущества и людей.

Заземление, в его простейшей форме, представляет собой процесс соединения электропроводящего объекта с землей (землей). Склеивание — это процесс соединения проводящих объектов вместе для выравнивания разности потенциалов между ними. Когда что-то заземлено, оно соединяется с планетой, а когда что-то связано с другим, они соединяются вместе, чтобы электрически стать одним потенциалом или максимально близким к одному и тому же потенциалу (NEC 250.4). Эти два процесса работают в унисон, чтобы обеспечить безопасность систем связи и имущества.

Определения в статье 100 обеспечивают основу, на которой строятся требования к заземлению и соединению. Термин «земля» определяется просто как «земля». Термин «связанный» определяется как нечто, «соединенное для обеспечения электрической непрерывности и проводимости». Заземление и заземление — это термины, определяемые как «соединенные с землей или с проводящим телом, которое расширяет соединение с землей».«Термин «заземляющий проводник» определяется как проводник, используемый для соединения оборудования или заземленной цепи электропроводки с заземляющим электродом или электродами».

Соединение с электродом

Раздел 800.100(B) требует, чтобы заземляющий провод для систем связи был подключен к тому же заземляющему электроду, к которому подключена электрическая система здания. Это гарантирует, что обе системы и подключенное оборудование имеют одинаковый потенциал земли.Попытка установить отдельные заземляющие электроды и не соединить их с заземляющим электродом энергосистемы не разрешена NEC и создает небезопасные условия для людей и имущества. В редакции NEC 2008 г. требуется, чтобы «замыкание межсистемного соединения» было установлено в месте обслуживания для соединения систем, охватываемых главой 8. Оно предназначено специально для соединения заземляющих и соединительных проводников систем связи. Раздел 250.94 требует, чтобы концевые заделки межсистемных соединений обеспечивали не менее трех способов соединения заземляющих и соединительных проводников систем связи.Заделки межсистемного соединения должны быть подключены к системе заземляющих электродов здания, чтобы свести к минимуму разность потенциалов между обеими системами заземления.

Монтаж заземляющего провода

Заземляющие проводники системы связи должны иметь калибр 14 AWG или больше и быть изготовлены из меди или другого коррозионно-стойкого проводящего материала. Они могут быть цельными или многожильными и должны быть изолированы. Заземляющие провода для систем связи должны быть короткими, а для одно- и двухквартирных жилых домов они не должны превышать 20 футов.Исключением является установка отдельного заземляющего электрода, если длина заземляющего проводника превышает 20 футов. В этом случае любой отдельный электрод должен быть соединен с заземляющим электродом энергосистемы здания с медным или эквивалентным проводом сечением не менее 6 AWG [800.100(A) (4) и 800.100(D)]. Соединения с заземляющими электродами для цепей связи должны соответствовать требованиям 250.70. Перечисленные средства подключения должны использоваться и устанавливаться в соответствии с инструкциями производителя.

Использование того же заземляющего электрода, что и в системе электроснабжения здания, позволяет поддерживать токопроводящие части коммуникаций и оборудования на одном или близком к нему потенциале земли (земли) при нормальной работе. В случае нештатных ситуаций, таких как перенапряжения, связанные с ударами молнии в здание или рядом с ним, цель состоит в том, чтобы поддерживать один и тот же потенциал токопроводящих частей систем электроснабжения и систем связи с ограниченной энергией, в то время как эти потенциалы возрастают и падают.

Это сводит к минимуму вероятность разрушительных перекрытий внутри электронного оборудования и между токопроводящими частями и оборудованием.Если заземляющие проводники системы связи подключены к электроду, отдельному от заземляющего электрода службы энергоснабжения здания, грозовой разряд на здании или рядом с ним может привести к тому, что токопроводящие части оборудования в энергосистеме и системе связи поднимутся при разных потенциалах, создание возможных перекрытий, которые могут повредить оборудование или даже вызвать пожар.

ДЖОНСТОН — исполнительный директор NECA по стандартам и безопасности. Он бывший директор по образованию, кодексам и стандартам IAEI; член IBEW; и активный член электрической секции NFPA, образовательной секции и электрического совета UL.Свяжитесь с ним по адресу [email protected].

Рекомендуемые правила заземления — Национальный институт молниезащиты

Раздел 5.3.1

Выдающиеся инженеры-светотехники и основные технические кодексы и стандарты. согласиться с правильными рекомендациями по заземлению. Представляем вам резюме тех общепринятые конструкции.

1. От Golde, Lightning, Academic Press, NY, 1977, вып. 2, глава 19, Х. Баатц, Штутгарт, Германия, с.611 :

«Уравнивание потенциалов должно производиться для всех металлических установки. Для молниезащиты сооружения важнее значение, чем сопротивление заземления…

Наилучший способ выравнивания потенциалов — использование подходящего заземления. система в виде кольца или фундамента земли. Токоотводы связаны с таким кольцевым заземлением; дополнительные заземляющие электроды могут быть ненужное…»

2.От Sunde, Эффекты проводимости Земли в системах передачи, Ван Ностранд, Нью-Йорк, 1949, с. 66:

«Для адекватного заземления обычно требуется, чтобы сопротивление земля на рассматриваемой частоте будет мала по сравнению с полное сопротивление цепи, в которую он включен. По этому критерию в некоторых случаях допустимо иметь заземление с высоким сопротивлением, несколько тысяч Ом, как в случае с «электростатическим» аппаратом заземление, полное сопротивление заземления изолированных корпусов аппаратов обычно довольно высоко.Однако в других [ситуациях] сопротивление лишь в несколько Ом может потребоваться для эффективного заземления.»

3. Из Horvath, расчет молниезащиты, научные исследования Press, Лондон, 1991, с. 20:

«Заземление системы молниезащиты распределяет ток молнии в почве, не вызывая опасной разности потенциалов. Для этого наиболее эффективное заземление ограждает объект от быть защищенным.Потенциал увеличивается на заземлении и на всех заземленных металлических частей объекта относительно нулевого потенциала на удалении точка. Может достигать очень высокого значения, но не представляет опасности. если разность потенциалов внутри защищаемого объекта ограничена. Выравнивание потенциалов осуществляется за счет соединения всех протяженных металлических объекты.»

4. From Hasse, Защита от перенапряжения низковольтных систем, Питер Peregrinus Press, Лондон, 1992, с.56.

«Полное выравнивание потенциалов молниезащиты является основным основа для реализации внутренней молниезащиты; это защита от грозового перенапряжения для электрики, а также средства и устройства электронной передачи данных в зданиях. В в случае удара молнии потенциал всех установок в пострадавшем здании (включая токоведущие проводники в электрических системы с разрядниками) будет увеличена до значения, эквивалентного возникающие в системе заземления — не будет опасных перенапряжений. генерируется в системе…

В настоящее время рассматривается выравнивание потенциалов молниезащиты незаменимый.Обеспечивает соединение всех линий подачи металла, входящих здание, включая силовые и коммуникационные кабели, к молнии система защиты и заземления прямыми соединениями через разъединение искровые промежутки или разрядники в случае проводов под напряжением».

5. Из IEEE Emerald Book, Powering and Ground Sensitive Electronic Оборудование, IEEE Std 1100-1992, IEEE, Нью-Йорк, 1995, с. 216:

«Важно обеспечить низкоомное заземление и соединение. существуют соединения между телефонным оборудованием и оборудованием для передачи данных, сеть переменного тока система заземления электрической безопасности системы и заземление здания электродная система.Эта рекомендация является дополнением к любому сделанному заземлению. электроды, такие как заземляющее кольцо молнии. Несоблюдение каких-либо часть этого требования заземления может привести к опасному потенциалу разрабатывается между телефонным (данным) оборудованием и другим заземленным предметы, рядом с которыми может находиться персонал или которые могут одновременно соприкасаться.»

6. Из международного стандарта IEC 1024-1, Защита конструкций. «Против молнии», Международная электротехническая комиссия, Женева, 1991, с.23:

«Для рассеивания тока молнии в землю без вызывающие опасные перенапряжения, форма и размеры заземлителя системы важнее, чем конкретное значение сопротивления заземляющий электрод. Однако, как правило, низкое сопротивление заземления рекомендуемые.

С точки зрения молниезащиты единая интегрированная конструкция заземление предпочтительнее и подходит для всех целей (т.е. молниезащита, низковольтные энергосистемы, телекоммуникационные системы).

Системы заземления, которые должны быть разделены по другим причинам следует соединить с интегрированным эквипотенциальным соединением…»

7. Из FAA-STD-019b, молниезащита, заземление, соединение и Требования к экранированию объектов, Федеральное управление гражданской авиации, Вашингтон, округ Колумбия, 1990, с. 20:

«Защита электронного оборудования от разности потенциалов». и накопление статического заряда должно быть обеспечено соединением всех металлические объекты без тока на электронное многоточечное заземление система, которая эффективно подключена к системе заземляющих электродов.»

8. Из MIL-STD-188-124B, Заземление, соединение и экранирование, отдел Министерства обороны, Вашингтон, округ Колумбия, 1992, с. 6 и с. 8:

«Система заземления объекта образует прямой путь известного низкого напряжения импеданс между землей и различным силовым и коммуникационным оборудованием. Это эффективно минимизирует перепады напряжения на заземляющем слое. которые превышают значение, создающее шум или помехи для связи схемы.» (стр.6)

«Сопротивление заземления подсистемы заземляющего электрода должно не превышает 10 Ом на стационарных стационарных объектах.» (стр. 8)

9. Из MIL-STD-1542B (USAF), Электромагнитная совместимость и заземление Требования к объектам космических систем, Министерство обороны, Вашингтон округ Колумбия, 1991, с. 19:

«Этот стандарт, MIL-HDBK-419 и MIL-STD-188-124 не рекомендуют использование глубоких колодцев для достижения более низкого импеданса относительно земли.Глубокие колодцы обеспечивают низкое сопротивление постоянному току, но имеют очень небольшое преимущество в уменьшение сопротивления переменному току. Цель подсистемы заземляющего электрода заключается в уменьшении потенциалов переменного и постоянного тока между оборудованием и внутри него. Если глубоко скважины используются в составе подсистемы заземления заземлителей сети, другая часть наземной сети объекта должна быть подключена к ним.»

10. Из Национального электротехнического кодекса, NEC-70-1996, Национальной противопожарной защиты. Ассоциация, Куинси, Массачусетс, 1996 г., Статья 250 — Заземление, с.120 и с. 144:

«Системы и проводники цепей заземляются для ограничения напряжений из-за молнии, перенапряжения в сети или непреднамеренного контакта с высоким напряжением линий, а также для стабилизации напряжения относительно земли во время нормальной работы. Заземляющие проводники оборудования соединены с заземляющим проводником системы. обеспечить путь с низким импедансом для тока короткого замыкания, который облегчит работа устройств перегрузки по току в условиях замыкания на землю.» (стр. 120)

«Водопровод подземный металлический. Труба подземная металлическая. в прямом контакте с землей на расстоянии 10 футов (3,05 м) или более (включая любая металлическая обсадная труба, надежно соединенная с трубой) и электрически непрерывный (или сделанный электрически непрерывным путем соединения вокруг изоляционного соединения или секции или изоляционная труба) к точкам соединения проводник заземляющего электрода и соединительные проводники.Преемственность заземляющего контура или соединительного соединения с внутренним трубопроводом. не полагаться на счетчики воды или фильтрующие устройства и подобное оборудование. Металлический подземный водопровод должен быть дополнен дополнительным электрод типа, указанного в разделе 250-81 или в разделе 250-83. Дополнительный электрод допускается подключать к заземлению. электродная жила, заземленная служебно-вводная жила, заземленная служебный лоток или любой заземленный служебный корпус.» (стр. 145)

11. Из MIL-HDBK-419A, Заземление, соединение и экранирование электронных Оборудование и средства, Министерство обороны, Вашингтон, округ Колумбия, 1987 г., п. 1-2, с. 1-6, с.1-102 и с. 1-173:

«Значение сопротивления заземляющего электрода 10 Ом, рекомендованное в Раздел 1.2.3.1a представляет собой тщательно продуманный компромисс между общие требования к защите от неисправностей и молний и предполагаемые относительная стоимость достижения устойчивости в типичных ситуациях.» (стр. 1-2)

«На стационарных объектах CE подсистема заземляющих электродов должна иметь сопротивление относительно земли 10 Ом или меньше.» (стр. 1-6)

«Все металлические трубы и трубки (и трубопроводы) и их опоры должны быть электрически непрерывны и должны быть подключены к объекту наземной системы хотя бы в одной точке.» (стр. 1-102)

«Водопроводные трубы и водоводы должны быть подключены к заземлителю подсистема для предотвращения проникновения токов заземления в конструкцию.» (стр. 1-173)

Различия между заземлением и соединением — часть 11 из 12

Предоставлено www.MikeHolt.com.

Эта статья является одиннадцатой в серии из 12 статей о различиях между заземлением и соединением.

Три Статьи Главы 6 имеют важное значение для заземления и соединения специального оборудования:

1. Статья 600 — Электрические знаки и контурное освещение.
2. Статья 680 — Плавательные бассейны, фонтаны и аналогичные сооружения.
3. Статья 690 — Солнечные фотоэлектрические (PV) системы.

Электрические знаки и контурное освещение

Металлическое оборудование знаков, систем контурного освещения и каркасных труб должно подключаться к заземляющему проводнику цепного оборудования (EGC) типа, признанного в гл. 250.118 [Разд. 600,7 (А) (1)].

Если EGC проводного типа, размер его в сек. 250.122 [Разд. 600,7(А)(2)]. Делайте соединения EGC в секунду. 250.130 способом, указанным в гл. 250,8 [сек. 600.7(А)(3)].

Металлические части знаков и систем контурного освещения должны быть соединены вместе и подключены к трансформатору или источнику питания EGC [Sec. 600.7(В)(1)]. Соединение не требуется, если источник питания относится к классу 2 [Sec. 600.7(B)(1) Исключение].

Выполнить соединения в сек. 250,8 [сек. 600.7(В)(2)]. Для соединения проводников вторичной цепи для неоновых трубок можно использовать указанный гибкий металлический кабелепровод или указанный влагонепроницаемый гибкий металлический кабелепровод, если общая длина гибкого металлического кабелепровода не превышает 100 футов [разд.600.7(В)(4)].

Соединительные провода должны быть медными и иметь сечение не менее 14 AWG [Sec. 600.7(В)(7)]. Соединительные проводники, установленные вне знака или кабелепровода, должны быть защищены от физических повреждений.

Плавательные бассейны, фонтаны и аналогичные установки

Многие из этих требований направлены на выравнивание потенциалов между металлическими частями, поэтому в ст. 680.

Клеммы для заземления и соединения оборудования должны быть идентифицированы как пригодные для использования во влажной и коррозионной среде и внесены в список для непосредственного захоронения [Разд.680,7].

Методы подключения к двигателю, связанному с бассейном, должны содержать изолированный медный EGC размером в сек. 250.122. EGC должен быть не ниже 12 AWG [Sec. 680.21(А)(1)].

Если кабелепровод, ведущий к подводному светильнику, выполнен из металла, то он должен быть указан и обозначен как красная латунь или нержавеющая сталь [Разд. 680.23(В)(2)(а)].

Неметаллический кабельный канал, идущий к формирующей оболочке светильника с мокрой нишей, должен содержать изолированный (одножильный или многожильный) медный проводник калибра 8 AWG, который заканчивается формирующей оболочкой, если только не используется перечисленная низковольтная система освещения, не требующая заземления [Разд.680.23(В)(2)(б)].

Отводная цепь [Разд. 680.23] или фидер [разд. 680.25] электропроводка, прокладываемая в коррозионно-активных зонах, должна содержать изолированный медный ЭГК размером в сек. 250.122, но не меньше 12 AWG. Это также должен быть жесткий металлический кабелепровод, промежуточный металлический кабелепровод, жесткий поливинилхлоридный кабелепровод или кабелепровод из армированной термореактивной смолы [Разд. 680.14] или непроницаемый для жидкости гибкий неметаллический трубопровод [Разд. 680.23(F)(1)].

Провода ответвления для всех сквозных светильников для подводных бассейнов должны иметь изолированные медные EGC без соединения или сращивания, за исключением случаев, разрешенных в гл.680.23(F)(2)(а) и (б). Размер ответвленных и фидерных ЭГК в сек. 250.122, но они должны быть не ниже 12 AWG.

Цепь EGC для подводного светильника для бассейна не может быть сращена, за исключением двух применений, описанных в гл. 680.23(F)(2)(а) и (б).

Провода ответвления для светильника для подводного бассейна на стороне нагрузки GFCI или трансформатора [в соответствии с гл. 680.23(A)(8)] не может занимать кабельные каналы или кожухи с другими проводниками, если другие проводники не соответствуют требованиям [Sec.680.23(F)(3)]:

(1) с защитой от короткого замыкания на землю или

(2) EGC/соединительные перемычки в соответствии с требованиями гл. 680.23(B)(2)(b) или

(3) Питающие провода к УЗО проходного типа.

Распределительная коробка [разд. 680.24(A)], корпус трансформатора или корпус GFCI [Sec. 680.24(B)] светильник для подземного бассейна должен подключаться к клеммам заземления щита цепи питания [Sec. 680.24(F)] ( рис. 1 ).

Функция уравнивания потенциалов заключается в устранении градиентов напряжения в зоне бассейна, а не в обеспечении пути для тока замыкания на землю.Выравнивание потенциалов вблизи бассейнов снижает разность потенциалов (опасность поражения электрическим током), создаваемую блуждающими токами или трубопроводами, подключенными к бассейну.

Для уравнивания потенциалов части стационарного бассейна, перечисленные в гл. 680.26(B)(1)–(B)(7) должны быть соединены сплошным медным проводом не менее 8 AWG с указанным соединителем давления, клеммной колодкой или другими перечисленными средствами в соответствии с гл. 250.8 (А) [Разд. 680,26(В)] (, фиг. 2, ). Это эквипотенциальное соединение не требуется распространять на какой-либо щит, сервисный выключатель или заземляющий электрод.

Токопроводящие оболочки бассейнов должны соответствовать гл. 680,26(В)(1). Например, негерметизированная конструкционная арматурная сталь, связанная стальной вязальной проволокой или ее эквивалентом [разд. 680.26(В)(1)(а)].

Поверхности по периметру должны быть прикреплены к бетонной арматуре бассейна как минимум в четырех точках, равномерно расположенных по периметру бассейна [разд. 680.26(В)(2)]. Кроме того, они должны соответствовать другим требованиям гл. 680,26(В)(2)(а), (б) или (в). Многие из этих требований являются новыми для цикла 2020 года.

Металлические фитинги размером более 4 дюймов в любом размере и внутри (или прикрепленные к) конструкции бассейна (например, лестницы и поручни) должны быть соединены со средствами уравнивания потенциалов плавательного бассейна [Разд. 680.26(В)(5)]. Согласно NEC 2020 года, металлические анкеры покрытия для бассейнов размером 1 дюйм или меньше в любом размере и 2 дюйма или меньше в длину не нужно прикреплять к средствам уравнивания потенциалов.

Металлические части электрооборудования, связанного с системой циркуляции воды в бассейне, должны быть подключены к средствам уравнивания потенциалов в бассейне [Разд.680,26(В)(6)].

Неподвижные металлические детали в пределах 5 футов по горизонтали [Разд. 680.26(B)(7) Исключение № 2] и 12 футов по вертикали [Разд. 680.26(B)(7) Исключение № 3] с внутренней стены бассейна должны быть подключены к средствам уравнивания потенциалов бассейна. [Разд. 680,62(В)(7)].

Исключение № 1: те, которые отделены от бассейна постоянным барьером, предотвращающим контакт человека, не должны быть связаны.

Если вода бассейна в непроводящей конструкции бассейна не имеет прямого электрического соединения с одной из соединенных частей, описанных в гл.680.26(B), утвержденная коррозионно-стойкая проводящая поверхность, площадь которой не менее 9 кв. дюймов в контакте с водой, должна быть соединена в соответствии с гл. 680.26(B) [Разд. 680,26(С)].

Если склеенные элементы, такие как лестницы, поручни или подводные светильники, находятся в непосредственном контакте с водой бассейна и обеспечивают необходимую площадь поверхности, считается, что они соответствуют этому требованию.

Выравнивание потенциалов поверхностей по периметру наружных спа и гидромассажных ванн не требуется, если выполняются четыре условия, перечисленные в гл.680.42(B) выполнены.

Для фонтанов следующее оборудование должно подключаться к контуру EGC [разд. 680.54(A)]:

(1) Кроме перечисленных низковольтных светильников, не требующих заземления, все электрооборудование внутри фонтана или в пределах 5 футов от внутренней стены фонтана.

(2) Все электрооборудование, связанное с системой рециркуляции.

(3) Щитовые панели, не являющиеся частью сервисного оборудования и питающие какое-либо электрическое оборудование, связанное с фонтаном.

Шесть типов деталей, перечисленных в гл. 680.54(B)(1)–(6), должны быть соединены и подключены к EGC в ответвленной цепи фонтана.

Требования к заземлению гл. 680.21(А), сек. 680.23(B)(3), гл. 680.23(F)(1) и (2), гл. 680.24(F) и гл. 680.25 применяются к фонтанам [разд. 680,55(А)]. Все открытые металлические части фонтанного оборудования, снабженного гибким шнуром, должны быть соединены с изолированным медным EGC, который является неотъемлемой частью шнура [Разд. 680,55(В)].

Для гидромассажных ванн пять типов деталей, перечисленных в гл.680.74(A)(1)–(5) должны быть соединены (например, двигатели насоса и воздуходувки).

Металлические детали, требующие склеивания в соответствии с гл. 680.74(A) должен быть соединен с помощью одножильного медного провода калибра не менее 8 AWG. Соединительные перемычки не требуется устанавливать на какой-либо удаленный щит, сервисный выключатель или какой-либо электрод [Разд. 680,74(В)].

При установке циркуляционного насоса или двигателя воздуходувки с двойной изоляцией учитывайте тот факт, что замена может не иметь двойной изоляции. Для этого подсоедините соединительную перемычку к EGC ответвленной цепи двигателя и сделайте ее достаточно длинной, чтобы подключить другой конец нового двигателя.

Солнечные фотоэлектрические (PV) системы

Открытые металлические части рам фотоэлектрических модулей, электрооборудование и любой корпус, содержащий проводники фотоэлектрической системы, должны подключаться к цепи фотоэлектрической системы EGC в соответствии с сек. 250.134 или сек. 250.136 [Разд. 690,43].

Металлические опорные конструкции, перечисленные, промаркированные и идентифицированные для соединения и заземления металлических частей фотоэлектрических систем, могут использоваться для соединения фотоэлектрического оборудования с металлической опорной конструкцией, которая была подключена к фотоэлектрической цепи EGC [Sec.690.43(В)].

Металлические опорные конструкции, используемые в качестве EGC, должны иметь идентифицированные соединительные перемычки между отдельными металлическими секциями, или опорная конструкция должна быть идентифицирована для целей соединения оборудования и подключения к фотоэлектрической цепи EGC в соответствии с требованиями гл. 690,43.

Требования к склеиванию, содержащиеся в гл. 250.97 применяются только к цепям фотоэлектрических систем с глухозаземленным заземлением, работающим при напряжении более 250 В на землю [Разд. 690,43(Д)].

EGC для цепей фотоэлектрической системы должны быть рассчитаны в соответствии с сек.250.122, исходя из номинального тока защиты цепи от перегрузок по току [Sec. 690,45] ( рис. 3 ).

Если в цепи постоянного тока фотоэлектрической системы не используется устройство защиты от перегрузки по току, определите размер EGC для цепи постоянного тока системы в соответствии с таблицей 250.122 на основе предполагаемого устройства защиты от перегрузки по току для цепи, размер которой соответствует сек. 690,9(В).

Увеличение размеров ЭГК из-за падения напряжения не требуется.

В здании или сооружении, поддерживающем фотоэлектрическую систему, должна использоваться система заземляющих электродов, установленная в соответствии с частью III ст.250 [сек. 690,47(А)].

ЭГК массива фотоэлектрических элементов должны подключаться к системе заземляющих электродов в соответствии с частью VII ст. 250. Это соединение требуется в дополнение к требованиям EGC в гл. 690,43(С). Размер EGC массива PV в секунду. 690,45.

Для конкретных конфигураций заземления фотоэлектрических систем, разрешенных в гл. 690.41(A), применяется гл. 690.47(A)(2), если он надежно заземлен, или гл. 690.47(A)(1), если это не так.

Специальное оборудование, та же цель

Из этих трех статей (600, 680 и 690) вы можете увидеть, что для склеивания некоторого оборудования есть нечто большее, чем то, что вы найдете в статье.250. Оборудование в Главе 6 существует, потому что что-то в нем означает, что Глав 1-4 недостаточно. Но всегда цель связи состоит в том, чтобы уменьшить или устранить разницу потенциалов.

Эти материалы предоставлены нам компанией Mike Holt Enterprises из Лисбурга, штат Флорида. Чтобы ознакомиться с учебными материалами Code, предлагаемыми этой компанией, посетите сайт www.mikeholt.com/code.

В чем разница между соединением, заземлением и заземлением?

Соединение, заземление и заземление

Одним из наиболее непонятных и запутанных понятий является различие между соединением, заземлением и заземлением.Соединение — это более четкое слово по сравнению с заземлением и заземлением, но между заземлением и заземлением есть небольшая разница. Заземление и заземление на самом деле являются разными терминами для выражения одной и той же концепции.

Содержание:

Введение заземление

Заземление или заземление в системе электропроводки представляет собой проводник, обеспечивающий низкоимпедансный путь к земле для предотвращения появления опасного напряжения на оборудовании.Заземление чаще используется в стандартах Великобритании, Европы и большинства стран Содружества (IEC, IS), а слово «заземление» используется в стандартах Северной Америки (NEC, IEEE, ANSI, UL).

Мы понимаем, что Заземление и Заземление необходимы, и понимаем, как это сделать, но у нас нет кристально ясной концепции для этого. Мы должны понимать, что на самом деле есть две отдельные вещи, которые мы делаем для одной и той же цели, которую мы называем Заземлением или Заземлением.

Заземление — это , чтобы связать наш электрический источник с землей (обычно через соединение с каким-либо стержнем, вбитым в землю, или другим металлом, имеющим непосредственный контакт с землей).

Цепи заземления машин должны иметь эффективный обратный путь от машин к источнику питания, чтобы функционировать должным образом (здесь — нейтральная цепь).

Кроме того, обесточенные металлические компоненты в системе, такие как шкафы оборудования, корпуса и конструкционная сталь, должны быть электрически соединены и заземлены должным образом, чтобы потенциал напряжения не мог существуют между ними. Однако могут возникнуть проблемы, когда такие термины, как «связь», «заземление» и «заземление» взаимозаменяемы или перепутаны в определенных ситуациях.

В системе распределения питания типа TN , в US NEC (и, возможно, в других странах) использование: оборудование заземлено для пропуска тока короткого замыкания и срабатывания защитного устройства без электризации корпуса устройства. Нейтральный — это текущий обратный путь для фазы. Эти заземляющий проводник и нейтральный проводник соединяются вместе и заземляются на распределительном щите, а также на улице, но цель состоит в том, чтобы ток не протекал по заземленному заземлению, за исключением кратковременных условий неисправности.

Здесь мы можем сказать, что заземление и заземление практически одинаковы.

Но в системе распределения питания типа TT (в Индии) нейтраль заземлена (здесь это фактически называется заземлением) в источнике распределения (на распределительном трансформаторе), а четыре провода (нейтраль и три фазы) распределяются к потребителю. . В то время как со стороны потребителя все корпуса электрооборудования соединены и заземлены в помещении потребителя (здесь это называется заземлением).

Потребитель не имеет разрешения смешивать нейтраль с землей в своем помещении здесь заземление и заземление на практике различаются.

В обоих вышеуказанных случаях заземление и заземление используются для одной и той же цели . Давайте попробуем разобраться в этой терминологии по порядку.

Перейти к содержанию ↑

Соединение

Соединение — это просто действие по соединению двух электрических проводников вместе . Это могут быть два провода, провод и труба, или это могут быть два Оборудования. Соединение должно быть выполнено путем соединения всех металлических частей, которые не должны проводить ток во время нормальной работы, чтобы привести их к одному и тому же электрическому потенциалу.

Соединение гарантирует, что эти две соединенные вещи будут иметь одинаковый электрический потенциал. Это означает, что у нас не будет накапливаться электричество в одном оборудовании или между двумя разными устройствами. Между двумя связанными телами не может протекать ток, потому что они имеют одинаковый потенциал.

Само склеивание, ничего не защищает. Однако, если одна из этих коробок заземлена, накопление электроэнергии невозможно. Если заземленная коробка соединена с другой коробкой, другая коробка также имеет нулевой электрический потенциал.

Защищает оборудование и человека, уменьшая протекание тока между частями оборудования с разным потенциалом.

Основной причиной соединения является безопасность персонала, поэтому кто-то, касающийся двух частей оборудования одновременно, не получает удара током, становясь путем выравнивания, если они находятся под разными потенциалами. Вторая причина связана с тем, что произойдет, если фазный проводник коснется внешней металлической детали.

Соединение помогает создать обратный путь к источнику с низким импедансом.Это вызовет протекание большого тока, что, в свою очередь, вызовет срабатывание выключателя.

Другими словами, существует соединение , позволяющее отключить выключатель и тем самым устранить неисправность .

Соединение с электрическим заземлением широко используется для обеспечения того, чтобы все проводники (человек, поверхность и изделие) имели одинаковый электрический потенциал . Когда все проводники имеют одинаковый потенциал , разряд не может произойти .

Перейти к содержанию ↑

Заземление

Средства заземления , соединяющие обесточенную часть (подразумевается часть, не проводящая ток в нормальных условиях) с землей, например, рамы электрооборудования, кожухи, опоры и т. д.

Целью заземления является минимизация риска поражения электрическим током при прикосновении к металлическим частям при наличии неисправности. Обычно для этого используется зеленый провод в качестве номенклатуры.

В условиях неисправности обесточенные металлические части электроустановки, такие как рамы, кожухи, опоры, ограждения и т. д.может достигать высокого потенциала по отношению к земле, так что любой человек или бездомное животное, касающееся их или приближающееся к ним, будет подвергаться разности потенциалов, что может привести к протеканию тока через тело человека или животного такой силы, которая может оказаться фатальным.

Во избежание этого нетоковедущие металлические части электрической системы соединяются с общей массой земли посредством системы заземления, состоящей из заземляющих проводников для безопасного отвода токов короткого замыкания на землю.

Заземление выполнено путем соединения металлической системы с землей. Обычно это достигается путем введения заземляющих стержней или других электродов глубоко в землю.

Заземление предназначено для обеспечения безопасности или защиты электрооборудования и человека путем отвода электрической энергии на землю .

Перейти к содержанию ↑

Заземление

Заземление означает соединение токоведущей части (это означает часть, по которой в нормальных условиях протекает ток) с землей, например, с нейтралью силового трансформатора.Это делается для защиты оборудования энергосистемы и обеспечения эффективного обратного пути от машины к источнику питания.

Например, заземление нейтрали трансформатора, соединенного звездой.

Под заземлением понимается токоведущая часть системы, такая как нейтраль (трансформатора или генератора).

Из-за удара молнии, скачков напряжения в сети или непреднамеренного контакта с другими линиями высокого напряжения в проводах системы распределения электроэнергии может возникнуть опасно высокое напряжение.Заземление обеспечивает безопасный альтернативный путь вокруг электрической системы вашего дома, сводя к минимуму ущерб от таких происшествий.

Как правило, для этого в качестве номенклатуры используется черный провод.

Все электрические/электронные цепи (переменного и постоянного тока) нуждаются в опорном потенциале (ноль вольт), который называется землей, чтобы сделать возможным протекание тока от генератора к нагрузке. Заземление может быть или не может быть заземлено. При распределении электроэнергии он либо заземлен в точке распределения, либо на стороне потребителя, но не заземлен в автомобиле (например, электрические цепи всех транспортных средств имеют заземление, подключенное к шасси и металлическому кузову, которые изолированы от земли шинами).

Может существовать напряжение между нейтралью и землей из-за падения напряжения в проводке, поэтому нейтраль не обязательно должна быть под потенциалом земли.

В правильно сбалансированной системе фазные токи уравновешивают друг друга, так что общий ток нейтрали также равен нулю. Для отдельных систем это не совсем возможно, но мы стремимся приблизиться в совокупности.

Такая балансировка обеспечивает максимальную эффективность вторичной обмотки распределительного трансформатора.

Перейти к содержанию ↑

Минимальная разница между заземлением и заземлением

Нет большой разницы между заземлением и заземлением, оба означают « Соединение электрической цепи или устройства с землей » . Он служит для различных целей, например, для отвода нежелательных токов, для обеспечения опорного напряжения для цепей, в которых оно требуется, для отвода молнии от хрупкого оборудования.

Несмотря на то, что между заземлением и заземлением есть небольшая разница:

1.Разница в терминологии

В США используется термин Заземление , а в Великобритании используется термин Заземление .

2. Балансировка нагрузки и безопасности

Заземление является источником нежелательных токов , а также иногда используется в качестве обратного пути для основного тока. При этом заземление делается не для обратного пути, а только для защиты чувствительного оборудования. Это альтернативный путь тока с низким сопротивлением.

Когда мы вынимаем нейтраль для трехфазного несимметричного соединения и направляем ее на землю, это называется заземлением.Заземление делается для балансировки несбалансированной нагрузки. В то время как заземление используется между оборудованием и земляным колодцем, чтобы избежать поражения электрическим током и повреждения оборудования.

3. Защита оборудования и безопасность человека

Заземление предназначено для защиты элементов цепи при прохождении высокого напряжения в результате грозы или любых других источников, в то время как заземление является общей точкой в ​​цепи для поддержания уровней напряжения.

Заземление используется для безопасности человеческого тела в условиях неисправности , а Заземление (как нейтральная земля) используется для защиты оборудования .Заземление — это превентивная мера, а заземление — это просто обратный путь.

Заземляющий провод обеспечивает обратный путь для тока короткого замыкания, когда фазный провод случайно соприкасается с заземленным объектом. Это функция безопасности системы электропроводки, и мы никогда не ожидаем увидеть протекание тока по заземляющему проводнику при нормальной работе.

ВАЖНО: Не заземляйте нейтраль второй раз, когда она заземлена либо на распределительном трансформаторе, либо на главной сервисной панели со стороны потребителя.   Заземление действует как нейтраль. Но нейтраль не может выступать в качестве земли.

4. Нулевой потенциал системы и нулевой потенциал цепи

Заземление и заземление относятся к нулевому потенциалу , но система, подключенная к нулевому потенциалу, отличается от оборудования, подключенного к нулевому потенциалу. Если нейтральная точка генератора или трансформатор подключен к нулевому потенциалу, тогда он известен как заземление .

В то же время, если корпус трансформатора или генератора подключен к нулевому потенциалу, то это называется заземлением .

Термин «Заземление» означает, что цепь физически соединена с землей и имеет нулевой потенциал относительно земли (Земли), но в случае «Заземления» цепь физически не соединена с землей, но ее потенциал равен нулю (где токи алгебраически равны нулю) по отношению к другой точке, которая также известна как «Виртуальное заземление ».

Земля имеет нулевой потенциал, тогда как нейтральный может иметь некоторый потенциал. Это означает, что нейтраль не всегда имеет нулевой потенциал относительно земли.При заземлении у нас есть нулевые потенциальные ссылки на землю, в то время как при заземлении у нас есть местная нулевая потенциальная ссылка на цепь . Когда мы соединяем две разные цепи питания в системе распределения электроэнергии, мы хотим иметь один и тот же эталонный нулевой вольт, поэтому мы соединяем их и заземляем вместе.

Эта общая ссылка может отличаться от потенциала земли.

Перейти к содержанию ↑

Незаконная практика взаимозаменяемости Назначение заземления и заземляющего провода

Нейтральный провод в соединениях с сетью является обязательным для обеспечения безопасности.Представьте себе, что человек с 4-го этажа в здании использует провод заземления (который заземлен в подвале в подвале) в качестве нейтрали для питания своего освещения. Другой Человек со 2-го этажа имеет нормальную установку и использует нейтралитет для той же цели. Нейтральный провод также заземляется на уровне земли (в соответствии с практикой США нейтраль заземляется (заземляется) в здании, а в соответствии с практикой Индии она заземляется (заземляется) на распределительном трансформаторе).

Однако заземляющий провод (нейтральный провод) имеет гораздо более низкое электрическое сопротивление, чем заземляющий провод ( Заземление ), что приводит к разности электрических потенциалов (т.е. напряжение) между ними. Это напряжение представляет большую опасность для любого, кто прикасается к проводу заземления (металлическому корпусу оборудования), поскольку оно может иметь несколько десятков вольт.

Второй выпуск легальность . Использование заземляющего провода вместо нейтрали делает вас вором энергии, поскольку счетчик использует только фазу и нейтраль для регистрации вашего потребления энергии. Многие потребители воруют энергию, используя заземляющий провод в качестве нейтрального провода в счетчике электроэнергии.

Перейти к содержанию ↑

Заключение

Заземление является источником нежелательных токов, а также обратным путем для основного тока.При этом заземление делается не для обратного пути, а только для защиты чувствительного оборудования. Это альтернативный путь тока с низким сопротивлением.

Заземление используется для обеспечения безопасности человеческого тела в условиях неисправности, а заземление (как нейтральная земля) используется для защиты оборудования.

Перейти к содержанию ↑

Справка по заземлению и соединению электрических систем

Используйте поиск, чтобы быстро найти ответы на вопросы. Откройте окно поиска (ctrl+f), затем введите ключевое слово из вопроса, чтобы перейти к этим условиям в материале курса

Цель.

Целью этого курса является ознакомление инженеров с вопросами заземления и соединения электрических систем, связанными с системами с глухим заземлением под напряжением 600 В. Этот курс может служить введением в заземление и подключение для инженеров с небольшим опытом или вообще без профессионального проектирования электрических систем. Курс также представляет практическую, но малоизвестную информацию о применении заземления и соединения, которая будет полезна даже самым опытным профессионалам в области электрического проектирования.

Зачем тратить время на изучение заземления и соединения?

 Многие специалисты по электротехнике придерживаются популярного и ошибочного мнения о том, что заземление металлического предмета (посредством его прямого соединения с землей)
поможет устранить опасное напряжение, вызванное замыканием линии на землю.Заземление объекта никак не устраняет опасное напряжение или снижает напряжения прикосновения или шага, которые ежегодно являются причиной нескольких смертей.

 Неправильное заземление и соединение являются частой причиной электротравмы.

 Эффективное заземление играет важную роль в правильной работе чувствительного электронного оборудования.

 «Более 80% всех отказов электронных систем, связанных с аномалиями питания, на самом деле являются результатом ошибок электропроводки или заземления или вызваны другими нагрузками на объекте заказчика.EPRI (Научно-исследовательский институт электроэнергетики)

 «Из всех проблем с электропитанием и заземлением, влияющих на электронное оборудование, почти 90 % вызваны электропитанием и условиями заземления внутри объекта, в котором используется оборудование… Что еще более важно, почти 75 % Одна из проблем с качеством электроэнергии внутри объекта связана с заземлением, что делает его единственным наиболее важным фактором с точки зрения объекта для обеспечения надежной работы оборудования». Уоррен Льюис, ECM Magazine

 Издание 2005 года Национального электротехнического кодекса (NEC) включало полный пересмотр и переименование статьи 250 (ранее называвшейся «Заземление»), которая, по словам редакторов NEC Handbook, была « одно из самых значительных изменений, произошедших в новейшей истории Кодекса».

База и ресурсы.

Следующие ресурсы служат основной основой информации, представленной в этом курсе
, и на них будут делаться ссылки в материалах курса:

 Национальный электротехнический кодекс (NEC), статья 250 – издание 2005 г.

 Стандарт IEEE 1100-1999, рекомендуется Практика включения и заземления чувствительного электронного оборудования

 Стандарт IEEE 142-1982 «Заземление промышленных и коммерческих энергосистем»

 AEMC: понимание испытаний сопротивления заземления (Рабочая тетрадь, выпуск 6.0)

Для многих инженеров, подрядчиков и техников Национальный электротехнический кодекс и его статья 250 (Заземление и соединение) являются единственной основой для проектирования и установки системы заземления.

Перед началом курса крайне важно ознакомиться с назначением и ограничениями Национального электротехнического кодекса (NEC), чтобы понять, как следует применять NEC.

Статья 90.1 Национального электротехнического кодекса устанавливает его цель и преднамеренные ограничения:

(A) Практическая защита. Целью настоящего Кодекса является практическая защита людей и имущества от опасностей, связанных с использованием электричества.

(B) Адекватность. Настоящий Кодекс содержит положения, которые считаются необходимыми для обеспечения безопасности. Их соблюдение и надлежащее техническое обслуживание приводят к тому, что установка практически безопасна, но не обязательно эффективна, удобна или адекватна для хорошего обслуживания или будущего расширения использования электроэнергии.

(C) Назначение – Настоящий Кодекс не предназначен для использования в качестве проектной спецификации или руководства по эксплуатации для необученных лиц!

В соответствии с NEC – Инженеры, проектирующие и определяющие заземление и соединение, не должны использовать Национальный электротехнический кодекс (NEC) в качестве кулинарной книги.

NEC не заменяет понимания теории требований кода.

Чтобы понять заземление и связь, важно знать значения слов, которые мы будем использовать. Статья 110 Национального электротехнического кодекса дает определения слов, которые мы будем использовать в этом курсе. Они перечислены в порядке важности, а не обязательно в алфавитном порядке.

Заземляющий проводник. Преднамеренно заземленный провод системы или цепи. Его также обычно называют нейтральным проводником в заземленной системе «звезда».

Заземляющий проводник. Проводник, используемый для соединения оборудования или заземленной цепи электропроводки с заземляющим электродом или электродами.

Заземляющий проводник, оборудование. Проводник, используемый для соединения нетоковедущих металлических частей оборудования, кабельных каналов и других корпусов с проводником заземления системы, проводником заземляющего электрода или и тем, и другим на сервисном оборудовании или на источнике отдельной системы.В статье 250.118 NEC описаны различные типы заземляющих проводников оборудования. Правильные размеры заземляющих проводников оборудования указаны в 250.122 и в таблице 250.122.

Заземляющий электрод. Устройство, которое устанавливает электрическое соединение с землей.

Заземляющий электрод Проводник. Проводник, используемый для соединения заземляющего электрода (электродов) с заземляющим проводником оборудования, с заземляющим проводником или с обоими, при обслуживании, в каждом здании или сооружении, где питается от фидера (фидеров) или ответвленной (ых) цепи (цепей) или в источнике отдельно производной системы.

Склеивание (склеивание). Неразъемное соединение металлических частей с образованием электропроводящего пути, обеспечивающего электрическую непрерывность и способность безопасно проводить любой ток, который может быть введен.

Целью соединения является создание эффективного пути для тока повреждения, что, в свою очередь, облегчает работу устройства защиты от перегрузки по току. Это объясняется в статьях 250.4(A)(3) и (4) Национального электротехнического кодекса и 250.4(B)(3) и (4). Конкретные требования к склеиванию содержатся в Части V Статьи 250 и в других разделах Кодекса, как указано в Статье 250 NEC.3.

Соединительная перемычка. Надежный проводник для обеспечения необходимой электропроводности между металлическими частями, которые необходимо электрически соединить.

Выбивные заглушки как концентрического, так и эксцентричного типа могут ухудшить электропроводность между металлическими частями и фактически могут создать ненужное сопротивление пути заземления. Установка соединительной перемычки (перемычек) является одним из методов, который часто используется между металлическими дорожками качения и металлическими деталями для обеспечения электропроводности. Соединительные перемычки можно найти на сервисном оборудовании [NEC 250.92(B)], соединение на напряжение более 250 вольт (NEC 250.97) и компенсационные фитинги в металлических дорожках качения (NEC 250.98). На рисунке 2 показана разница между концентрическими и эксцентрическими нокаутами. На рис. 2 также показан один из способов установки перемычек на этих типах заглушек.

Соединительная перемычка, оборудование. Соединение между двумя или более частями заземляющего проводника оборудования.

Соединительная перемычка, главная. Соединение между заземляющим проводником и заземляющим проводом оборудования при обслуживании.

На рис. 3 показана основная соединительная перемычка, используемая для обеспечения соединения между заземляющим служебным проводником и заземляющим проводником оборудования при обслуживании. Соединительные перемычки могут располагаться по всей электрической системе, но основная соединительная перемычка находится только на сервисе. Основные требования к соединительным перемычкам приведены в NEC 250.28.

Соединительная перемычка, система. Соединение между заземляющим проводом цепи и заземляющим проводом оборудования в отдельно выделенной системе.

На рис. 4 показана перемычка системного заземления, используемая для обеспечения соединения между заземляющим проводником и заземляющим проводником (проводниками) оборудования трансформатора, используемого в качестве отдельной системы.

Соединительные перемычки системы расположены рядом с источником отдельно выведенной системы. Системная соединительная перемычка используется в производной системе, если производная система содержит заземляющий проводник. Как и основная соединительная перемычка на сервисном оборудовании, системная соединительная перемычка обеспечивает необходимую связь между заземляющими проводниками оборудования и заземляющим проводником системы, чтобы создать эффективный путь для тока замыкания на землю. Требования к соединительным перемычкам системы приведены в NEC 250.30(А)(1).

Заземлен. Подключен к земле или к какому-либо токопроводящему телу, которое служит вместо земли.

Эффективное заземление. Преднамеренно соединены с землей через заземляющее соединение или соединения с достаточно низким импедансом и достаточной допустимой нагрузкой по току для предотвращения нарастания напряжения, которое может привести к неоправданной опасности для подключенного оборудования или людей.

С глухим заземлением. Подключен к земле без установки какого-либо резистора или импедансного устройства.

 Распространенным заблуждением является то, что заземление и соединение — это одна и та же тема. Хотя они связаны, они не одинаковы. Целью этого курса является разъяснение каждой темы.

 Издание 2005 года Национального электротехнического кодекса признает это и изменяет название статьи 250 (ранее называвшееся «Заземление») на «Заземление и соединение», чтобы подчеркнуть, что заземление и соединение являются двумя отдельными понятиями, но не исключают друг друга и, фактически напрямую взаимосвязаны через требования статьи 250.

 Соединение — это соединение двух или более токопроводящих объектов друг с другом с помощью проводника, например провода.

 Заземление, также называемое «заземлением», представляет собой особую форму соединения, при которой один или несколько токопроводящих объектов соединяются с землей с помощью проводника, такого как провод или стержень.

 Надлежащее заземление объектов (проводников) в полевых условиях обычно включает как соединения между объектами, так и конкретное соединение с землей (землей).

Заземление в рамках данного курса означает преднамеренное соединение с землей или другим проводящим телом относительно большой протяженности, которое служит вместо земли.Другое слово для заземления – «заземление». Если мы будем помнить об этом и будем использовать термин «заземление» всякий раз, когда мы используем термин «заземление», это поможет нам понять, что такое заземление (или заземление), а что нет.

Соединение представляет собой соединение токопроводящих частей с целью поддержания общего электрического потенциала и обеспечения электропроводящего пути, который обеспечит электрическую непрерывность и способность безопасно проводить любой ток, который может быть введен. Стандарт IEEE 11:00-1999.

В соответствии со статьей 250.4(A) Национального электротехнического кодекса ниже приведены общие требования к заземлению и соединению заземленных систем. В заземленной системе вторичные обмотки питающего трансформатора могут быть расположены по схеме «звезда» с заземлением общей ветви или по схеме «треугольник» с заземленным отводом по центру или по углу.

(1) Заземление электрической системы Электрические системы, которые заземлены, должны быть подключены к земле таким образом, чтобы ограничить напряжение, вызванное молнией, скачками напряжения или непреднамеренным контактом с высоковольтными линиями, и чтобы стабилизировать напряжение относительно земли в нормальном режиме. операция.

(2) Заземление электрического оборудования Непроводящие токопроводящие материалы, в которых заключены электрические проводники или оборудование или которые являются частью такого оборудования, должны быть заземлены таким образом, чтобы ограничить напряжение относительно земли на этих материалах.

(3) Соединение электрического оборудования Непроводящие токопроводящие материалы, окружающие электрические проводники или оборудование или составляющие часть такого оборудования, должны быть соединены друг с другом и с источником электропитания таким образом, чтобы установить эффективный ток замыкания на землю. дорожка.

(4) Соединение электропроводящих материалов и другого оборудования Электропроводящие материалы, которые могут оказаться под напряжением, должны быть соединены друг с другом и с источником электропитания таким образом, чтобы установить эффективный путь тока замыкания на землю.

(5) Эффективный путь тока замыкания на землю Электрическое оборудование, проводка и другие электропроводящие материалы, которые могут оказаться под напряжением, должны быть установлены таким образом, чтобы создать постоянную цепь с низким импедансом, облегчающую работу устройства максимального тока или детектора заземления для высокоимпедансные заземленные системы. Он должен быть способен безопасно проводить максимальный ток замыкания на землю, который может быть наложен на него из любой точки системы электропроводки, где может произойти замыкание на землю, к источнику электропитания.Земля не должна рассматриваться как эффективный путь тока замыкания на землю.

Давайте рассмотрим, начиная с предыдущей страницы, общие требования, представленные в Национальных электротехнических нормах и правилах для заземления и соединения, чтобы лучше понять, какие требования удовлетворяются посредством заземления, а какие — посредством методов соединения.

 Требования (1) и (2) относятся к заземлению – в них конкретно упоминается «заземление».

 Требование (1) – это заземление системы или преднамеренное соединение системного проводника заземленной системы с землей.Заявленная цель этого преднамеренного соединения с землей состоит в том, чтобы ограничить напряжение, создаваемое молнией, перенапряжениями в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения, и это стабилизирует напряжение относительно земли во время нормальной работы.

 Требование (2) выполняется путем присоединения нетоковедущих металлических предметов к заземляющему проводнику оборудования, который присоединяется к проводнику заземляющего электрода на служебном входе и на стороне нагрузки каждой отдельно производной системы.

 Требования (3), (4) и (5) относятся к выпуску облигаций. Путем соединения всех металлических предметов, которые могут оказаться под напряжением в случае неисправности (и обеспечения заземляющего проводника оборудования, соединенного с этими предметами и с источником), обеспечивается эффективный путь прохождения тока через землю, облегчающий работу устройств защиты от перегрузки по току. Проще говоря, путь тока короткого замыкания должен иметь достаточно низкое сопротивление, чтобы позволить току короткого замыкания достаточно большой величины, чтобы вызвать срабатывание вышестоящего защитного устройства.Соединение также помогает обеспечить безопасность персонала, так что кто-то, касающийся двух частей оборудования одновременно, не получает удар током, становясь путем выравнивания, если они находятся под разными потенциалами. По той же причине, по которой соединение защищает людей, оно защищает и оборудование, уменьшая протекание тока по проводникам питания и передачи данных между частями оборудования с разным потенциалом.

Важно понимать разницу между соединением и заземлением (заземлением). Имейте в виду, что земля (почва) является плохим проводником, и на нее нельзя полагаться как на часть обратного пути тока замыкания на землю — это путь, предназначенный для устранения неисправности.Причина, по которой земля/почва никогда не должна использоваться как часть обратного пути замыкания на землю, связана с ее высоким сопротивлением.

Сопротивление земли примерно в миллиард раз больше сопротивления меди (в соответствии со стандартом IEEE 142, раздел 2.2.8) и пропускает обратно к источнику только несколько ампер (1-10).

Стандарт 142 Института инженеров по электротехнике и электронике гласит: «Самая сложная система заземления, которую только можно разработать, может оказаться неадекватной, если соединение системы с землей не является адекватным и не имеет низкого сопротивления.Отсюда следует, что заземление является одной из наиболее важных частей всей системы заземления. Это также самая сложная часть для проектирования и получения … Для небольших подстанций и промышленных предприятий в целом, по возможности, должно быть получено сопротивление менее 5 Ом ».

Однако с практической точки зрения нельзя полагаться на заземляющий электрод, независимо от того, насколько низкое его сопротивление, для устранения замыкания на землю. Если оборудование эффективно заземлено и соединено, то должен быть предусмотрен путь с низким импедансом (не через заземляющий электрод к земле и через землю обратно к источнику), чтобы облегчить работу устройств перегрузки по току в цепи.В то время как минимальное практическое сопротивление заземляющего электрода является желательным и будет лучше ограничивать потенциал рам оборудования над землей, более важно обеспечить путь с низким импедансом для быстрого устранения неисправности для обеспечения безопасности. Для получения наименьшего практического импеданса цепь заземления оборудования должна быть подключена к заземляющему проводнику внутри сервисного оборудования.

Ни заземление, ни система заземляющих электродов не помогают устранить электрические неисправности. Именно соединение металлических предметов с заземляющим проводником оборудования обратно к источнику обеспечивает путь с достаточно низким импедансом, позволяющий устройствам защиты от перегрузки по току срабатывать и устранять неисправности.Если путь замыкания на землю опирается на землю, тока замыкания будет недостаточно (из-за высокого импеданса) для срабатывания защитного устройства
.

Помните закон Ома, V = I x R? Рассмотрим следующий пример. Фазный провод на 120 В преднамеренно подключен непосредственно к земле (если оголенный провод под напряжением был подключен к заземляющему стержню в грязи), а заземляющий стержень имеет сопротивление 25 Ом обратно к заземленному источнику питания (трансформатору). Этот сценарий даст чуть менее 5 ампер (4.8А) тока замыкания на землю. Это преднамеренное соединение с землей не даст достаточного тока короткого замыкания для отключения даже автоматического выключателя на 20 А, поскольку автоматический выключатель на 20 А может непрерывно выдерживать 16 ампер.

Тот же самый высокий импеданс земли, который ограничивает ток короткого замыкания до уровней, меньших, чем требуется для срабатывания защитных устройств, создаст опасное шаговое напряжение или напряжение прикосновения вблизи заземляющего стержня, которое может быть смертельным. За последние годы несколько человек умерло именно из-за этого состояния, когда столбы уличного освещения были заземлены (заземлены) с помощью заземляющих стержней, но не имели заземляющих проводников оборудования, которые служили бы эффективным путем тока замыкания обратно к источнику питания.

Рассмотрим факторы, влияющие на сопротивление систем заземляющих электродов (для обсуждения будем использовать стержни).

 Сопротивление электрода (разница всего в несколько миллиомов между различными обычно используемыми материалами и размерами – IEEE Std 142-1982). Сопротивление электрода зависит от материала стержня и площади поверхности стержня. Площадь поверхности стержня зависит от диаметра стержня.

 Площадь стержня по отношению к поверхности почвы (незначительный фактор – обычно только доли ома – если стержень вбит в уплотненный грунт и не является рыхлым – IEEE Std 142-1982) Различия в размерах и материалах заземляющих стержней делают небольшая заметная разница в сопротивлении электрода (однако материал стержня играет роль в ожидаемом сроке службы стержня).

 Контактное сопротивление между стержнем и окружающим грунтом. Если стержень забивается в уплотненный грунт, то сопротивление между стержнем и окружающим грунтом не является существенным фактором (более подробно это обсуждается в разделе о глубоко забитых заземляющих стержнях).

 Сопротивление грунта, окружающего электрод (самый большой фактор). В правильно установленной системе заземляющих электродов сопротивление грунта является ключевым фактором, определяющим, каким будет сопротивление заземляющего электрода и на какую глубину необходимо ввести стержень, чтобы получить низкое сопротивление заземления.
Удельное сопротивление грунтов зависит от глубины от поверхности, типа концентрации растворимых химических веществ (минералов и растворенных солей) в грунте, содержания влаги и температуры грунта. Другими словами, удельное сопротивление определяется электролитом в почве. Сопротивление 5/8-дюймового заземляющего стержня для типичных типов почвы согласно IEEE 142-1982 представлено ниже:

Вот несколько удивительных фактов:

Согласно этой таблице IEEE 142-1992, в двух из четырех категорий почв не обеспечивали в среднем сопротивления 25 Ом и менее! Это распространенный опыт во многих районах с песчаной почвой.

Наличие поверхностных вод не обязательно указывает на низкое удельное сопротивление (IEEE Std 142-1982).

Недавний проект ярко иллюстрирует истинность этого утверждения. Почва на мелиоративном сооружении всегда была влажной. Инженеры-электрики, исследующие проблемы заземления на объекте, наивно полагали, что постоянное присутствие воды (из-за высокого уровня грунтовых вод) гарантирует низкое удельное сопротивление грунта и что отдельных заземляющих стержней или, возможно, параллельных заземляющих стержней будет достаточно для создания заземления с низким сопротивлением. (заземление).Однако все было наоборот. Дальнейшее исследование показало, что высокий уровень грунтовых вод был связан с потоком подземных вод. Через это место буквально протекала река, которая была частью гидрологии района. Почва была очень песчаная.

Со временем любые растворимые минералы, которые существовали, были растворены и унесены медленно текущей водой, оставив песок и дистиллированную воду — превосходные изоляторы!

Это открытие радикально изменило направленность исследования заземления на площадке и последующих корректирующих действий, заставив инженеров учитывать расслоение почвы.

Обычные методы заземления, которым в течение последних сорока лет обучали производителей заземления и испытаний заземления, основаны на предполагаемом однородном состоянии почвы. Традиционные методы породили эмпирические правила, которые стали приняты многими
инженерами в качестве стандартной практики. Одна из таких практик заключалась в том, что как удвоение глубины заземляющего стержня, так и установка двух параллельных заземляющих стержней были одинаково эффективными методами снижения сопротивления стержня (стержней) земле.Эти эмпирические правила предполагают, что почва однородна — что почва остается того же типа и удельного сопротивления по мере того, как вы углубляетесь. На практике многие районы имеют слоистую, а не однородную почву.

Как ответственные инженеры, мы должны помнить, что практика использования параллельных заземляющих стержней, иногда соединенных по схеме треугольника, которая была разработана с использованием методов, предполагающих наличие однородных почвенных условий, может быть не лучшей практикой для слоистых почвенных условий.

Мы рассмотрим это более подробно в следующем разделе.

Что может служить заземляющим электродом?

Помните: заземляющий электрод является средством выполнения двух из пяти требований к заземлению и соединению, перечисленных в Национальном электротехническом кодексе.

(1) Заземление электрической системы Электрические системы, которые заземлены, должны быть заземлены таким образом, чтобы ограничивать напряжение, создаваемое молнией, скачками напряжения или непреднамеренным контактом с высоковольтными линиями, и стабилизировать напряжение относительно земли во время Нормальная операция.

(2) Заземление электрического оборудования Непроводящие токопроводящие материалы, в которых заключены электрические проводники или оборудование или которые являются частью такого оборудования, должны быть заземлены таким образом, чтобы ограничить напряжение относительно земли на этих материалах.

В соответствии с Национальным электротехническим кодексом в качестве заземляющих электродов могут использоваться следующие электроды, и если их несколько, они должны быть соединены вместе:

 Подземная металлическая водопроводная труба (NEC 250.52 (A)(1))

 Металлический каркас конструкции (NEC 250.52 (A)(2))

 Заземляющий электрод в бетонном корпусе (также известный как заземление UFER) (NEC 250.52 (A)(3))

 Кольцо заземления (NEC 250.52 (A)(4))

 Стержень заземления (NEC 250.52 (A)(5))

 Пластины заземления (NEC 250.52 (A)(6))

В Национальном электротехническом кодексе подробно описаны конкретные требования к установке для каждого типа электрода.

Два или более заземляющих электрода, которые эффективно соединены друг с другом, должны рассматриваться как система с одним заземляющим электродом.

Рассмотрим различные места, где требуется заземление (имеется в виду преднамеренное соединение или подключение к системе заземления). Национальный электротехнический кодекс требует следующее:

Служебный вход — Статья 250.24 (A) NEC требует, чтобы в системе электропроводки в помещении, питаемой от заземленной сети переменного тока, проводник заземляющего электрода был подключен к заземленному служебному проводнику (также называемому нейтральным проводником). проводник). Статья 250.24 (A) (1) требует, чтобы соединение было выполнено в любой доступной точке от стороны нагрузки ответвления или боковой линии обслуживания до клеммы или шины включительно, к которым заземленный проводник (нейтраль) подключен на услуге. средства отключения.Это переводится в одно из трех местоположений, как показано ниже:

Отдельно выделенные системы – Обратитесь к разделу VI для обсуждения отдельно выделенных систем заземления.

Металлические водопроводные и другие металлические трубопроводы, которые могут оказаться под напряжением – 250.104 (A) и (B) требуют, чтобы система металлических водопроводных труб была соединена с системой заземления в любом из следующих мест: корпус сервисного оборудования, заземляющий проводник в сети, к проводнику заземляющего электрода или к заземляющим электродам.В то время как металлические водопроводные трубы должны быть соединены с землей, другие системы металлических трубопроводов должны быть соединены с землей (заземлены)
только в том случае, если они могут оказаться под напряжением, то есть там, где внутри оборудования (например, газовых приборов) существуют механические трубопроводы и электрические соединения. .

Structural Metal – 250.104 (C) требует наличия оголенного конструкционного металла, который соединен между собой для образования металлического каркаса здания, не заземлен преднамеренно и, вероятно, окажется под напряжением, должен быть соединен с землей либо в корпусе сервисного оборудования, либо в заземленном проводнике на сервисе. , к проводнику заземляющего электрода или к заземляющим электродам.

Если система переменного тока (AC) подключена к заземляющему электроду в здании или сооружении, тот же электрод должен использоваться для заземляющих корпусов проводников и оборудования в этом здании или сооружении или на нем. Если отдельные линии, фидеры или ответвления питают здание и должны быть подключены к заземляющему электроду (электродам), следует использовать один и тот же заземляющий электрод (электроды). Это делается для того, чтобы все металлические предметы в конструкции имели один и тот же потенциал земли (земли).

Какое сопротивление заземления требуется? Позволил?

Если вас спросили: «Сколько Ом сопротивления относительно земли требуется для заземления системы в соответствии с Национальным электротехническим кодексом (NEC)?» Что бы вы сказали? А) 25 Ом? Б) 10 Ом? В) 100 Ом? Или D) Можно ли сказать, что NEC не устанавливает минимальные требования?

Если бы вы ответили D) вы были бы правы! Как ни трудно в это поверить, в Национальном электротехническом кодексе не указано минимальное сопротивление заземления для заземления системы.

Рассмотрим статью NEC 250-56

быть дополнен одним дополнительным электродом любого из типов, указанных в 250.52(A)(2) — (A)(7). При установке нескольких стержневых, трубчатых или пластинчатых электродов в соответствии с требованиями настоящего раздела расстояние между ними должно составлять не менее 1,8 м (6 футов).

 FPN: Эффективность параллельного соединения стержней длиннее 2.5 м (8 футов) улучшается за счет расстояния более 1,8 м (6 футов).

Обратите внимание, что NEC говорит, где «Один электрод…». Также обратите внимание, что он не требует повторных испытаний и подключения дополнительных стержней или стержней дополнительной длины до тех пор, пока не будет достигнуто сопротивление 25 Ом или менее. Эта статья NEC позволяет подрядчику управлять двумя стержнями, расположенными на расстоянии 6 футов друг от друга, без проведения наземных испытаний и заканчивать работу!

Многие районы имеют слоистую (имеется в виду слоистую) песчаную почву. Наиболее чистым песком является кварц, двуокись кремния (SiO2).Диоксид кремния представляет собой высококачественный электрический изолятор, который обычно используется в качестве барьерного материала при имплантации или диффузии примесей, для электрической изоляции полупроводниковых устройств, в качестве компонента металлооксидно-полупроводниковых (МОП) транзисторов или в качестве межслойного диэлектрика при многоуровневой металлизации. структуры, такие как многокристальные модули
. Песок — хороший изолятор; это НЕ хороший заземляющий материал.

Чтобы выйти из условий слоистого песчаного грунта, необходимо вбить заземляющие стержни глубже через слой песка (какой бы он ни был) и в более проводящий грунт.

Размещение нескольких параллельных стержней в песчаной почве практически бесполезно, если требуется соединение с землей с низким сопротивлением — вы должны проникнуть ниже слоя песка.

Национальные электротехнические нормы и правила содержат две таблицы, относящиеся к размерам заземления и соединения.

 Таблица 250.66 Заземляющий провод для систем переменного тока

 Таблица 250.122 Минимальный размер заземляющих проводников оборудования для заземления дорожки и оборудования.

Примечания:
1.При использовании нескольких комплектов служебных проводников, разрешенных в 230.40, Исключение № 2, эквивалентный размер наибольшего служебного проводника должен определяться наибольшей суммой площадей соответствующих проводников каждого комплекта.
2. При отсутствии служебных проводников сечение заземляющего электрода определяется эквивалентным сечением наибольшего служебного проводника, необходимого для обслуживания нагрузки.

Примечание:
При необходимости соблюдать 250.4(A)(5) или (B)(4), сечение заземляющего проводника оборудования должно быть больше, чем указано в этой таблице.
*См. ограничения по установке в 250.120.

Эти таблицы были созданы в отчете комитета IEEE «Руководство по безопасности при заземлении подстанций переменного тока». В отчете комитета обсуждалась обоснованность размеров заземляющих проводников, указанных в таблицах, исходя из типичной длины проводника 100 футов и падения напряжения на проводнике, исходя из этой 100-футовой длины. [Руководство по Национальному электротехническому кодексу — Грегори Биралс — Институт проектирования электротехники].Для длин более 100 футов «минимальный размер», указанный в таблице, может быть недостаточным для устранения неисправности или проведения тока короткого замыкания, подверженного этому.

С практической точки зрения, длина проводов заземляющих электродов редко превышает 100 футов, и на Таблицу 250.66 можно положиться почти без исключений.

Заземляющие проводники оборудования, с другой стороны, часто имеют длину более 100 футов, то есть всякий раз, когда длина ответвленной цепи или фидера с заземляющим проводником оборудования, с которым они установлены, превышает 100 футов.В этих ситуациях минимальный проводник заземления оборудования, указанный в таблице 250.122, не будет достаточным для проведения и/или устранения ожидаемых токов повреждения.

Опытные инженеры-электрики и специалисты по проектированию знакомы с необходимостью увеличения размеров проводников для длинных ответвленных цепей и фидерных проводников для решения и смягчения проблем с падением напряжения. Статья 250.122 (B) предписывает также увеличить длину заземляющего провода оборудования.

250.122 (B) Увеличенный размер. При увеличении размера незаземленных проводников размеры заземляющих проводников оборудования, если они установлены, должны быть увеличены пропорционально площади незаземленных проводников в милах окружности.

Заземляющие проводники оборудования на стороне нагрузки от сервисных средств отключения и устройств максимального тока выбираются в зависимости от размера устройств максимального тока фидера или ответвленной цепи перед ними.

В случае увеличения размера незаземленных проводников цепи (под напряжением, линейных проводников) для компенсации падения напряжения или по любой другой причине, связанной с правильной работой цепи, заземляющие проводники оборудования должны быть пропорционально увеличены.

Пример:

240-вольтовая, однофазная, 250-амперная нагрузка питается от 300-амперного выключателя, расположенного в щите на расстоянии 500 футов.«Обычная» цепь (не увеличенная для ограничения падения напряжения) будет состоять из медных проводников сечением 250 тыс. кмил с медным проводом заземления оборудования 4 AWG. Если сечение проводников было увеличено до 350 тыс. смил из соображений падения напряжения, каков минимальный размер заземляющего проводника оборудования на основе требования пропорционального увеличения?

Решение

ШАГ 1.

Рассчитайте отношение размеров проводников увеличенного размера к проводникам нормального сечения:

ШАГ 2.

Рассчитайте площадь поперечного сечения проводника заземления оборудования увеличенного размера, умножив соотношение размеров на площадь поперечного сечения проводника заземления оборудования стандартного размера, взятого из таблицы 250.122 для защитного устройства на 250 А (необходимо использовать следующее большее или 300 А). Таблица 250.122 указывает, что подходит медный провод номер 4 AWG. В соответствии с Главой 9, Таблицей 8 Национального электротехнического кодекса – Свойства проводника
(см. стр. 21) заземляющий проводник 4 AWG имеет площадь поперечного сечения 41 740 круговых мил.

Размер Отношение x круговых мил проводника заземления

1,4 x 41 740 круговых мил = 58 436 круговых мил

ШАГ 3.

Определите размер проводника заземления нового оборудования.

Опять же, обращаясь к главе 9, таблице 8, мы находим, что 58 436 круговых мил больше, чем 3 AWG. Следующий больший размер составляет 66 360 круговых милов, что преобразуется в медный проводник заземления оборудования 2 AWG.

Для данного сценария обычный заземляющий проводник оборудования указан в таблице 250.122 для цепи на 250 А будет медным заземляющим проводником № 4 AWG. В этом случае заземляющий провод оборудования должен быть увеличен до медного заземляющего проводника № 2 AWG, чтобы соответствовать требованиям статьи 250.122 (B) NEC. Цель этого требования к увеличению размера состоит в том, чтобы обеспечить проводник, который имеет адекватное сечение для передачи и отвода ожидаемых токов КЗ.

В соответствии с Национальным электротехническим кодексом (NEC) нейтральный проводник и проводник заземления оборудования должны быть соединены на главной сервисной панели и вторичной стороне отдельной системы (подробнее об этом ниже).NEC разрешает наличие только одной связи между нейтралью и землей в каждой отдельной системе. Неправильные дополнительные соединения нейтрали и земли являются относительно распространенной проблемой, которая не только создает опасность поражения электрическим током для обслуживающего персонала, но также может ухудшить работу электронного оборудования. Неправильное соединение нейтрали и заземления в розетках можно обнаружить с помощью тестера проводки и заземления, предназначенного для этой цели.

Вольтметр также можно использовать для определения наличия неправильных соединений в розетках.Измерение напряжения между нейтралью и землей на выходах может указывать на напряжение в диапазоне от милливольт до нескольких вольт при нормальных условиях эксплуатации и в зависимости от нагрузки, длины цепи и т. д. Однако показание 0 В может указывать на наличие поблизости нейтрали. – грунтовая связь. Чрезмерный ток на заземлении оборудования в распределительных щитах также указывает на возможность соединения заземления нейтрали со стороны нагрузки. Визуальный осмотр нейтральной шины внутри щитов необходим для проверки расположения этих дополнительных и неправильных соединений.

Если в отдельно созданной системе существует более одного соединения нейтраль-земля, это приводит к тому, что нейтральный и заземляющий проводники преднамеренно соединяются (или соединяются) в двух местах. Это создает параллельное соединение, в котором ток нейтрали делится на часть, возвращающуюся на нейтраль, а остальная часть возвращается к источнику через путь заземления оборудования в соответствии с законом Ома (ток будет делиться пропорционально, чтобы пройти по пути наименьшего сопротивления с напряжением падение по каждому параллельному пути одинаково).На рисунке ниже представлены два варианта предотвращения протекания нежелательного тока в системе заземления (и соединения).

Отдельно производные системы — это системы, которые не имеют прямого соединения между выходными и входными проводами питания. Это трансформаторы без прямого соединения между первичной нейтралью системы и вторичной нейтралью, только системы ИБП, которые включают изолирующие трансформаторы, тем самым образуя новый нейтральный проводник системы (примечание: все системы ИБП не являются отдельно производными системами), и комплекты двигателей-генераторов, которые соединяют к системе электропроводки здания через 4-полюсный безобрывный переключатель являются отдельными системами, поскольку они имеют отдельную нейтраль, которая не имеет прямого соединения с нейтралью сети (из-за 4-го полюса безобрывного переключателя).Двигатель – генераторные установки, применяемые с 3-полюсными системами передачи, имеют прямое соединение с нейтралью системы электроснабжения, не являются отдельно производными системами и не могут иметь заземление нейтрали на двигатель-генераторной установке. [IEEE Std 1100-1999]

Существует много дискуссий об изолированных или выделенных заземлениях, связанных с чувствительным электронным оборудованием. Статья 250.96 (B) Национального электротехнического кодекса разрешает изолировать электронное оборудование от кабелепровода таким же образом, как оборудование, подключаемое шнуром и вилкой, изолируется от кабелепровода.

250,96 (B) Изолированные цепи заземления. Если это необходимо для снижения электрических помех (электромагнитных помех) в цепи заземления, корпус оборудования, питаемый ответвленной цепью, должен быть изолирован от кабельного канала, содержащего цепи, питающие только это оборудование, с помощью одного или нескольких перечисленных неметаллических фитингов кабельного канала, расположенных на точка крепления кабелепровода к корпусу оборудования. Металлический кабельный канал должен соответствовать положениям настоящей статьи и должен быть дополнен внутренним изолированным заземляющим проводником оборудования, установленным в соответствии с 250.146(D) для заземления корпуса оборудования.

FPN (ПРИМЕЧАНИЕ ПЕЧАТНЫМ ПЕЧАТОМ): Использование изолированного заземляющего проводника оборудования не снимает требования к заземлению системы кабельных каналов.

Ключом к этому методу заземления электронного оборудования является всегда обеспечение того, чтобы изолированный заземляющий проводник, независимо от того, где он заканчивается в системе распределения, был подключен таким образом, чтобы создать эффективный путь для тока замыкания на землю (через соединение), как требуется NEC 250.4(А)(5).

Несмотря на то, что использование изолированных заземляющих проводников оборудования может быть полезным для уменьшения электромагнитных помех, крайне важно, чтобы требование к изолированному заземлению НЕ приводило к соединению с заземлением, которое изолировано, изолировано или иным образом не подключено к системе заземляющих электродов здания. Такой изолированный заземляющий стержень (соединение с землей) нарушит NEC 250.50.

250.50 Система заземляющих электродов Все заземляющие электроды, как описано в 250.52(A)(1)–(A)(6), имеющиеся в каждом обслуживаемом здании или сооружении, должны быть соединены вместе для формирования системы заземляющих электродов.

Причина, по которой изолированный заземляющий стержень (т. е. тот, который не соединен с другими заземленными или заземленными электродами) запрещен и что NEC требует, чтобы отдельные заземляющие электроды были соединены вместе, заключается в уменьшении разности потенциалов между ними из-за удар молнии или случайный контакт с линиями электропередач. Системы молниезащиты, связи, радио и телевидения, а также системы кабельного телевидения ВСЕ должны быть соединены вместе, чтобы свести к минимуму потенциальные различия между системами.Отсутствие взаимного соединения (или соединения) всех заземляющих компонентов может привести к серьезному поражению электрическим током и пожару.

Например, для установки кабельного телевидения, показанной на рис. 250.39, предположим, что ток индуцируется в линии электропередачи импульсным перенапряжением или ближайшим ударом молнии, так что мгновенный ток в 1000 ампер возникает по линии электропередачи к источнику питания. линия заземления. Такая величина тока не является чем-то необычным при таких обстоятельствах — она может быть и часто бывает значительно выше.Также предположим, что заземление питания имеет сопротивление 10 Ом, что является очень низким значением в большинстве случаев (одиночный заземляющий стержень в обычном грунте имеет сопротивление относительно земли около 40 Ом).

Фактическое напряжение, вероятно, во много раз превышает расчетные 10 000 вольт, поскольку были приняты чрезвычайно низкие (ниже нормальных) значения как для сопротивления заземления, так и для тока.Однако большинство изоляционных систем не рассчитаны на то, чтобы выдерживать даже 10 000 вольт. Даже если система изоляции выдержит скачок напряжения в 10 000 вольт, она, вероятно, будет повреждена, а пробой системы изоляции приведет к искрению.

Такая же ситуация была бы, если бы бросок тока был в кабельном телевидении или в телефонной линии. Единственная разница будет заключаться в задействованном напряжении, которое будет зависеть от индивидуального сопротивления заземления заземляющих электродов.

Решение состоит в том, чтобы соединить две системы заземляющих электродов вместе или соединить оболочку кабеля кабельного телевидения с заземлением, что именно требуется Кодексом.Когда одна система поднимается выше потенциала земли, вторая система поднимается до того же потенциала, и между двумя системами заземления отсутствует напряжение.

Ниже приведены примеры реальных случаев, когда отдельные основания или предметы, которые должны быть заземлены (заземлены), были изолированы друг от друга (не соединены между собой):

 Женщина заметила «покалывание» электричества во время принятия душа. Расследование показало, что между сливом душа и ручками душа присутствовало электрическое напряжение.Тот факт, что женщина была босиком с мокрыми руками (как люди часто бывают в душе!), способствовал тому, что она заметила разницу в напряжении. Было обнаружено, что причиной проблемы являются паразитные напряжения, создаваемые воздушной распределительной линией. Разница в напряжении была между колодцем и септической системой. Решение состояло в том, чтобы соединить сливную и водопроводную трубы вместе.

 Владелец бизнеса жаловался на постоянные сбои компьютерного модема и компьютера. Коммунальная компания установила, что сбои произошли одновременно с нарушениями электроснабжения (замыканиями на землю) на одном из основных фидеров, обслуживающих объект.Расследование показало, что телефонная, водопроводная и электрическая площадки были электрически изолированы (не связаны друг с другом). Надлежащее соединение (взаимосоединение) систем устранило дальнейшие проблемы с этим заказчиком.

[Примеры взяты из статьи «Заземление энергосистем: практическая точка зрения», номер документа PCIC-2002-xx Джон П. Нельсон, член IEEE]

Термин «заземление Ufer» назван в честь консультанта, работающего в США. Армия во время Второй мировой войны. Техника г.Придуманный Уфером вариант был необходим, потому что на участке, нуждающемся в заземлении, не было грунтовых вод и мало осадков. Пустынное место представляло собой серию хранилищ бомб в районе Флагстаффа, штат Аризона.

Принцип работы Уфера прост. Это очень эффективно и недорого для установки во время нового строительства. В грунте Ufer используются агороскопические свойства бетона. Бетон быстро впитывает влагу и очень медленно ее теряет. Минеральные свойства бетона (известь и другие) и присущее им значение pH означают, что в бетоне есть запас ионов для проведения тока.Почва вокруг бетона «легируется» бетоном. В результате рН почвы повышается и снижает то, что обычно составляет 1000 Ом-метров в почвенных условиях (трудно получить хорошее заземление). Имеющаяся влага (бетон отдает влагу очень медленно) в сочетании с «легированной» почвой является хорошим проводником для электрической энергии или тока молнии.

Эффект почти такой же, как при химической обработке почвы вокруг электрода. Авторы статьи IEEE 1969 года пришли к выводу после обширных испытаний такой электродной системы: «.. . Сети арматурных стержней из … бетонных оснований обеспечивают приемлемо низкое сопротивление заземления, с устойчивостью к току короткого замыкания и импульсным током, подходящим для всех типов конструкций и заземления цепей. . . . Не последними преимуществами арматурной системы являются ее доступность и низкая стоимость». [Фаган и Ли, «Использование арматурных стержней, заключенных в бетон, в качестве заземляющих электродов», Конференция нефтяной и химической промышленности, 1969 г.]

Методы Уфера используются в фундаментах зданий, бетонных полах, радио- и телевышках, анкерных проволочных анкерах башен, осветительных приборах. столбы и др.Медная проволока плохо работает в качестве заземления «уфер» из-за pH-фактора бетона (обычно +7pH). Использование стальной арматуры в качестве основания «Уфер» работает хорошо, и бетон не отслаивается и не отслаивается, как это было с медью. Использование медной проволоки, привязанной к арматурным стержням, находящимся вне бетона, не вызывает ни одной из этих проблем.

Минимальное количество арматуры, необходимое для предотвращения проблем с бетоном, зависит от:

1. Типа бетона, его состава, плотности, удельного сопротивления, фактора pH и т. д.

2. Площадь поверхности бетона, контактирующая с грунтом.

3. Удельное сопротивление грунтов и содержание грунтовых вод.

4. Размер и длина арматурного стержня, проволоки или пластины.

5. Величина тока разряда молнии.

На следующей диаграмме показана проводимость тока молнии на фут арматуры (армирующего стержня). Учитывается только внешний арматурный стержень. Арматура в центре нижнего колонтитула или фундамента в этом расчете не учитывается. В нижнем колонтитуле траншеи можно учитывать только арматуру по бокам и внизу нижнего колонтитула.

Г-н Уфер не знал, что он обнаружил, пока не экспериментировал с проводами различной длины в бетоне. Сегодняшний информированный инженер извлекает выгоду из открытия г-на Уфера и связывает стержни стальной арматуры в здании или другом фундаменте с электрическим заземлением здания. При соединении с электрическим заземлением, строительной сталью и т. д. армированный пол и фундамент здания становятся частью системы заземления здания. Результатом является значительно улучшенная система заземления с очень низким общим сопротивлением относительно земли.

Если бы одного заземления Ufer было достаточно, производители заземляющих стержней разорились бы. Но одной только земли Ufer недостаточно. Немногие здания, даже строящиеся сегодня, построены с учетом преимуществ земли Уфер. Часто можно увидеть использование «заземления Ufer» на военных объектах, компьютерных залах и других сооружениях с очень специфическими характеристиками заземления. Это не распространено на большинстве промышленных предприятий, офисных зданий и жилых домов. Сегодня более распространенным является заземление в соответствии с минимальными национальными и местными электротехническими нормами.Это будет включать в себя один или несколько приводных заземляющих стержней, подключенных (связанных) к нейтральному проводу ввода электрических служб.

В 2005 году NEC был пересмотрен, чтобы четко требовать включения UFER или электрода в бетонном корпусе (теперь в 250.52 (A) (3)), в систему заземляющих электродов для зданий или сооружений, имеющих бетонное основание или фундамент без менее 20 футов площади поверхности, непосредственно соприкасающейся с землей. Это требование распространяется на все здания и сооружения с фундаментом и/или фундаментом высотой 20 футов и более толщиной 1/2 дюйма.или более электропроводящая арматурная сталь или 20 футов или более голой меди не менее 4 AWG.

Заземляющие стержни бывают разных форм, но чаще всего для заземления электрических служб используются заземляющие стержни из оцинкованной стали. Пожалуйста, помните, что лучший день для заземляющего стержня (удельное сопротивление) — это день его установки. Коррозия, остекление и т. д. — все это факторы, снижающие эффективность заземляющих стержней.

Заземляющие стержни в целом делятся на один из следующих размеров; 1/2”, 5/8”, 3/4” и 1”.Они изготавливаются из стали с покрытием из нержавеющей, оцинкованной или медной стали и могут быть изготовлены из твердой нержавеющей или мягкой (неокрашенной) стали. Их можно приобрести в виде секций без резьбы или с резьбой, которые различаются по длине. Наиболее распространенные длины 8 и 10 футов. Некоторые из них будут иметь заостренный конец, другие будут иметь резьбу и могут быть соединены вместе, образуя более длинные стержни при движении.

Эффективность 1-дюймового заземляющего стержня по сравнению с 1/2-дюймовым заземляющим стержнем минимальна при измерении сопротивления. Стержни большего размера выбираются для более сложных почвенных условий.Глинистые или каменистые условия часто диктуют использование силовых приводов, подобных ударному приводу, используемому механиками при работе с вашим автомобилем. Как правило, они электрические или пневматические. Силовые приводы при использовании с тяжелыми 1-дюймовыми заземляющими стержнями будут работать на большинстве почв.

1-дюймовый плакированный медью стержень по сравнению с 1/2-дюймовым медным стержнем в тех же почвенных условиях дает улучшение производительности примерно на 23%. Площадь поверхности 1/2-дюймового стержня составляет 1,57 по сравнению с 1-дюймовым стержнем с площадью поверхности 3,14 (3,14 x .5 = 1,57 и 3,14 х 1 = 3,14). Таким образом, при удвоении площади поверхности вы получаете улучшение производительности примерно на 23%.

Покрытие заземляющих стержней предназначено для защиты стали от коррозии. Большинство думает, что покрытие (медь на стальном стержне) предназначено для увеличения проводимости стержня. Это помогает в проводимости, но основная цель оболочки — уберечь стержень от ржавчины.

Не все плакированные заземляющие стержни одинаковы, и важно, чтобы плакированный стержень имел достаточно толстую оболочку.Высококачественные стальные заземляющие стержни промышленного качества с медным покрытием могут стоить немного дороже, но они стоят небольших дополнительных затрат.

Когда заземляющий стержень вбивается в каменистую почву, он может поцарапать покрытие, и стержень заржавеет. В сухом состоянии ржавчина не является проводником, на самом деле она является хорошим изолятором. Когда он влажный, он все еще не обладает такой проводимостью, как медь на стержне. Можно проверить рН почвы, и это должно определить тип используемой удочки. В почвах с высоким pH следует использовать только высококачественные плакированные стержни.Если почва очень кислая, лучшим выбором будут нержавеющие стержни. Одним из самых популярных заземляющих стержней является заземляющий стержень из оцинкованной стали.

Этот стержень используется с медными и алюминиевыми проводниками для формирования служебного входа в большинстве зданий и домов. Это плохой выбор для удельного сопротивления грунта с течением времени. Соединение между заземляющим стержнем и проводником выполняется над или под поверхностью земли и в большинстве случаев подвержено постоянному воздействию влаги. В наилучших условиях соединение двух разнородных материалов со временем приведет к коррозии и повышению сопротивления.

При соединении разнородных материалов происходит электролиз. Если алюминий используется с медью, которая не покрыта лужением, алюминий будет топтать медь, оставляя меньшую площадь поверхности для контакта, и соединение может ослабнуть и даже привести к возникновению дуги. Любой резкий удар или толчок может привести к разрыву соединения. При установке в грунт не рекомендуется использовать луженую проволоку. Олово, свинец, цинк и алюминий являются более анодными, чем медь, и они исчезнут в почве.При подключении над поверхностью почвы в электрораспределительном щите допустима луженая проволока.

Имейте в виду, что в статье 250.64 Национального электротехнического кодекса указано, что алюминиевые или покрытые медью алюминиевые заземляющие проводники не должны соприкасаться с почвой или бетоном и должны быть подключены не менее чем на 18 дюймов выше конечного уровня при использовании вне помещений.

Другим способом решения проблемы коррозии швов является использование шовного герметика для предотвращения образования мостиков влаги между металлами.Наиболее популярными соединениями являются частицы меди или графита, внедренные в состав консистентной смазки. Использование аналогичного материала является лучшим решением, поскольку даже шовные герметики могут потерять свою эффективность, если их не поддерживать, но их использование предпочтительнее сухого шва. Соединительные компаунды работают путем внедрения частиц в металлы с образованием первичного соединения с низким сопротивлением без воздуха, когда они находятся под давлением. Это давление обеспечивается затяжкой зажима на проводнике и стержне.

Проблема разнородного материала не возникает в плакированных медью стальных стержнях.Из всех вариантов по разумной цене стальной плакированный медью стержень с медным проводником — ваш лучший выбор. Если бы деньги не были проблемой, золотой проводник и заземляющий стержень были бы идеальными, но вряд ли экономически практичными.

Ведомый стержень по сравнению со стержнем с обратной засыпкой намного лучше. Плотность ненарушенного грунта намного выше, чем даже уплотненного грунта. Соединение почвы со стержнем является ключом к производительности стержня.

Одним из интересных аспектов проводников заземляющих электродов является необходимость их физической защиты.Если для защиты проводника заземляющего электрода используется стальная труба или муфта, то на каждом конце муфты должны быть предусмотрены средства, чтобы сделать ее электрически непрерывной с проводником. Этого можно добиться, установив соединительную перемычку на каждом конце муфты и подключив ее к муфте, оборудованию и заземляющему электроду на каждом конце. Причина, по которой этот метод важен, заключается в том, что в условиях тяжелых повреждений муфта стального кабелепровода создает эффект дросселирования (индуктивность муфты создает магнитное поле, противодействующее изменениям тока), и сопротивление системы заземления резко увеличивается.Из-за этого лучше использовать неметаллическое покрытие соответствующего класса (таблица 80, если оно подвержено повреждениям) для физической защиты, когда это возможно.

Установка заземляющих стержней не представляет сложности, но необходимо соблюдать соответствующие процедуры и проверять работоспособность полученных стержней.

Установка заземляющих стержней глубиной более 10 футов сопряжена с рядом проблем. Должны использоваться секционные стержни (обычно длиной 10-12 футов), которые соединяются вместе для достижения желаемой глубины.Муфта имеет больший диаметр, чем стержень, и поэтому образует отверстие больше, чем сам стержень. Это создает пустоту сцепки, ограничивающую контакт грунта с поверхностью стержня дополнительных секций. Только первая секция будет поддерживать полный контакт стержня с почвой.

Ручное забивание стержней с помощью кувалд, трубоукладчиков и других средств не может обеспечить достаточную силу для проникновения в твердые грунты. Механические или механические драйверы необходимы для глубоко забитых стержней.

Материал стержня и конструкция муфты должны выдерживать усилие, необходимое для прохода через твердый грунт.

Из-за экстремальных усилий, необходимых для привода более длинных стержней, муфты винтового типа механически выходят из строя. Резьба срывается, что приводит к плохому контакту стержня с стержнем. Муфта с коническим шлицем/сжатием оказалась самой надежной муфтой.

Для обеспечения полного контакта стержня с почвой можно вводить смесь бентонита натрия (природная глина) в полость муфты при установке стержней. Это обеспечивает проводящий материал между поверхностью стержня и почвой по всей глубине стержня.Для типичного 60-футового заземляющего стержня требуется от 2 до 5 галлонов бентонита.

У более длинных и глубоких стержней есть и обратная сторона: соединенные стержни могут изгибаться при контакте с более плотной почвой. В одном проекте подрядчику требовалось соединить и завести 100-футовый заземляющий стержень, чтобы достичь сопротивления 5 Ом в условиях слоистого песчаного грунта. Когда подрядчик соединил и загнал пятую 10-футовую секцию стержня, было замечено, что «заостренный конец» заземляющего стержня проходит под автомобилем на ближайшей стоянке.[Deep Earth Grounding vs. Shallow Earth Ground, Computer Power Corporation, Мартин Д. Конрой и Пол Г. Ричард — http://www.cpccorp.com/deep.htm]

Эффективность заземляющих стержней снижается из-за состояния грунта. токами молнии, физическими повреждениями, коррозией и т. д., и их следует регулярно проверять на устойчивость. То, что земля была хорошей в прошлом году, не означает, что она такая же и сегодня.

Проверьте его с помощью метода тестирования падения потенциала или метода клещей при условии, что установка подходит для измерения сопротивления заземления с помощью метода клещей (см. следующий раздел для обсуждения инструментов и методов тестирования).

Измерение сопротивления заземления может быть выполнено только с помощью специально разработанного оборудования. В большинстве приборов используется принцип падения потенциала переменного тока (AC), циркулирующего между вспомогательным электродом и тестируемым заземляющим электродом. Показание в омах представляет собой сопротивление заземляющего электрода окружающей земле. Некоторые производители испытательного оборудования недавно представили тестеры сопротивления заземления с клещами, которые также будут обсуждаться.

Принцип измерения сопротивления заземления (падение потенциала – измерение по трем точкам)

Разность потенциалов между стержнями X и Y измеряется вольтметром, а ток, протекающий между стержнями X и Z, измеряется амперметром (см. рис. 13). )

По закону Ома E = IR или R + E / I, тогда можно получить сопротивление заземляющего стержня R. Если E = 20 В и I = 1 А, то:

R = E / I = 20 / 1 = 20

При использовании тестера заземления нет необходимости проводить все измерения.Тестер заземления будет измерять напрямую, генерируя собственный ток и отображая сопротивление заземляющего электрода.

Положение вспомогательных электродов при измерениях

Целью точного измерения сопротивления относительно земли является размещение вспомогательного токового электрода Z на достаточном расстоянии от тестируемого заземляющего электрода, чтобы вспомогательный потенциальный электрод Y находился за пределами эффективного площадь сопротивления как заземляющего электрода, так и вспомогательного токового электрода.Лучший способ узнать, находится ли вспомогательный потенциальный стержень Y за пределами областей эффективного сопротивления, — это переместить его между X и Z и снять показания в каждом месте. Если вспомогательный потенциальный стержень Y находится в зоне эффективного сопротивления (или в обеих, если они перекрываются, как на рис. 14), при его смещении полученные показания будут заметно отличаться по значению. В этих условиях невозможно определить точное значение сопротивления относительно земли.

С другой стороны, если вспомогательный потенциальный стержень Y расположен за пределами областей эффективного сопротивления (рисунок X), то при перемещении Y вперед и назад изменение показаний минимально.Снятые показания должны быть относительно близки друг к другу и представлять собой наилучшие значения сопротивления заземления X. показания должны быть нанесены на график так, чтобы убедиться, что они лежат в области «плато», как показано на рис. 15. Эта область часто упоминается как как «площадь 62%».

Измерение сопротивления заземляющих электродов (метод 62 %)

Метод 62 % был принят после графического рассмотрения и после фактических испытаний. Это наиболее точный метод, но он ограничен тем фактом, что тестируемая наземная часть представляет собой единое целое.

Этот метод применяется только тогда, когда все три электрода расположены на прямой линии, а заземление представляет собой один электрод, трубу или пластину, как показано на рис. 16.

Обратите внимание на рис. заземляющего электрода X и вспомогательного токового электрода Z. Области сопротивления перекрываются. Если бы показания снимались путем перемещения вспомогательного потенциального электрода Y по направлению к X или Z, то разница показаний была бы велика, и невозможно было бы получить показания в пределах разумного диапазона допуска.Чувствительные области перекрываются и постоянно увеличивают сопротивление по мере удаления Y от X.

Теперь рассмотрим рисунок 18, где электроды X и Z расположены на достаточном расстоянии друг от друга, так что области эффективного сопротивления не перекрываются. Если мы нанесем на график измеренное сопротивление, мы обнаружим, что измерения выравниваются, когда Y находится на 62% расстояния от X до Z, и что показания по обе стороны от исходного значения Y (62%), скорее всего, будут в пределах диапазона. установленную полосу допуска.Этот диапазон допустимых значений определяется пользователем и выражается как 90 953 процента от начального показания +/- 2 %, +/- 5 %, +/- 10 % и т. д.

Расстояние между вспомогательными электродами X и Z могут быть указаны, так как это расстояние зависит от диаметра испытанного стержня, его длины, однородности испытанного грунта и, в частности, эффективных площадей сопротивления. Однако приблизительное расстояние можно определить по следующей таблице, которая дана для однородного грунта и электрода диаметром 1 дюйм (для диаметра ½ дюйма уменьшите расстояние на 10 %).

Измерение сопротивления заземления клещами

В отличие от метода падения потенциала (трехточечный), который требует отсоединения тестируемого заземляющего стержня или системы от энергосистемы, этот метод измерения требует соединения между тестируемым стержнем и соединения коммунальной сети со стороны линии с землей. В результате метод дает возможность измерять сопротивление без отключения заземления. Он также предлагает преимущество, заключающееся в том, что он включает соединение с землей и общее сопротивление заземления.

Принцип работы

Обычно заземленную систему общей распределительной линии можно смоделировать в виде простой базовой схемы, как показано на рис. 29, или эквивалентной схемы, показанной на рис. трансформатора, по цепи протекает ток I, который может быть представлен следующим уравнением:

Суть этого в том, что заземляющий электрод для типичной заземленной электрической системы i параллелен заземляющим стержням и стыковым заземлениям на каждом трансформаторе. и полюс, который находится на стороне линии услуги, для которой вы проверяете землю.Все параллельные заземления вверх по течению становятся очень, очень малым параллельным сопротивлением по сравнению с сопротивлением стержня, на который вы опираетесь (R _x ).

Если R _x и R ₁ , и R ₂ …. все примерно одинаковой величины и n большое число (например, 200), тогда R _x будет намного меньше, чем

Например, если R _x , R ₁ , R ₂ , R ₃ и т. д.… все 10 Ом и n = 200, тогда:

к ним), то эквивалентное сопротивление боковых стержней линии (.05 Ом) пренебрежимо мал по отношению к измеряемому сопротивлению заземления (10 Ом).

E/I = Rx установлен. Если I определяется при постоянной величине E, можно получить измеренное сопротивление заземляющего элемента. См. снова рисунки 29 и 30. Ток подается на специальный трансформатор через усилитель мощности через генератор постоянного напряжения 1,7 кГц. Этот ток обнаруживается детектирующим ТТ. На частоте 1,7 кГц сигнал усиливается фильтрующим усилителем. Это происходит до аналого-цифрового преобразования и после синхронного выпрямления.Затем он отображается на жидкокристаллическом дисплее.

Фильтр-усилитель используется для отсекания как тока утечки на коммерческой частоте, так и высокочастотного шума. Напряжение определяется катушками, намотанными вокруг трансформатора тока, которое затем усиливается, выпрямляется и сравнивается компаратором уровней.