Заземление контур схема. Контур заземления: схема, устройство и принцип работы защитного заземления

Что такое контур заземления и как он устроен. Какие бывают схемы заземляющих устройств. Как правильно выполнить монтаж контура заземления. Какие материалы используются для заземлителей. Как проверить работоспособность контура заземления.

Что такое контур заземления и для чего он нужен

Контур заземления представляет собой совокупность заземляющих электродов, соединенных между собой и образующих замкнутый контур в земле. Основная задача контура заземления — обеспечить электробезопасность и защитить людей от поражения электрическим током.

Принцип работы контура заземления заключается в следующем:

• При повреждении изоляции электроприбора его металлический корпус может оказаться под напряжением
• Контур заземления создает путь с низким сопротивлением для отвода опасного тока в землю
• Благодаря этому напряжение на корпусе быстро снижается до безопасного уровня
• Срабатывает защитная автоматика, отключающая поврежденный участок цепи

Таким образом, правильно выполненный контур заземления является важнейшим элементом системы электробезопасности в доме, на производстве или любом другом объекте.

Основные схемы контуров заземления

Существует несколько базовых схем организации контура заземления:

1. Одноконтурная схема

Это простейший вариант, который часто используется в частных домах. Контур состоит из 3-4 вертикальных заземлителей, соединенных горизонтальной полосой в виде треугольника или прямоугольника.

2. Многоконтурная схема

Применяется для зданий большой площади. Состоит из нескольких одноконтурных устройств, объединенных в единую систему. Обеспечивает более надежное заземление.

3. Глубинное заземление

Используются длинные вертикальные электроды, погружаемые на глубину 15-30 метров и более. Эффективно в условиях высокого удельного сопротивления грунта.

4. Кольцевая схема

Заземлители располагаются по периметру здания, образуя замкнутый контур. Обеспечивает равномерное распределение потенциалов.

Выбор конкретной схемы зависит от назначения объекта, его размеров, характеристик грунта и других факторов.

Как правильно выполнить монтаж контура заземления

Монтаж контура заземления — ответственный процесс, от которого зависит безопасность людей. Основные этапы работ:

1. Определение места расположения контура с учетом подземных коммуникаций
2. Разметка и рытье траншеи глубиной 0,7-0,8 м
3. Погружение вертикальных заземлителей на глубину 2,5-3 м
4. Соединение электродов горизонтальной полосой сваркой
5. Подключение заземляющего проводника к главной заземляющей шине
6. Засыпка траншеи с послойным уплотнением грунта

Важно соблюдать требования нормативных документов по размерам, расстояниям между электродами и другим параметрам. Работы должны выполняться квалифицированными специалистами.

Материалы для изготовления заземлителей

Для устройства контура заземления применяются следующие материалы:

• Стальные уголки сечением 50х50х5 мм
• Стальные трубы диаметром 32-50 мм
• Стальные стержни диаметром 10-16 мм
• Полосовая сталь сечением 40х4 мм
• Оцинкованная сталь
• Омедненные стальные стержни

Недопустимо использовать для заземлителей алюминий из-за его склонности к коррозии. Медь применяется редко из-за высокой стоимости.

Выбор материала зависит от агрессивности грунта, требуемого срока службы и других факторов. Оцинкованная или омедненная сталь обеспечивает лучшую защиту от коррозии.

Как проверить работоспособность контура заземления

После монтажа контура заземления необходимо проверить его характеристики. Основные методы контроля:

• Измерение сопротивления растеканию тока заземлителя
• Проверка целостности цепи между заземлителями и заземляемым оборудованием
• Измерение удельного сопротивления грунта
• Проверка напряжения прикосновения

Измерения должны проводиться специальными приборами сертифицированной электролабораторией. По результатам составляется протокол испытаний.

Сопротивление контура заземления должно соответствовать нормативным значениям, например не более 4 Ом для электроустановок до 1000 В. При отклонениях требуется доработка контура.

Требования к контуру заземления в частном доме

Для частного дома достаточно простой одноконтурной схемы заземления. Основные требования:

• Минимум 3 вертикальных заземлителя длиной 2,5-3 м
• Расстояние между электродами не менее 3 м
• Горизонтальная соединительная полоса на глубине 0,5-0,7 м
• Сопротивление контура не более 30 Ом
• Подключение к главной заземляющей шине проводником сечением не менее 10 мм2

Желательно располагать контур на расстоянии не менее 1 м от фундамента дома. Это обеспечит более эффективное растекание тока в грунте.

Типичные ошибки при устройстве контура заземления

При монтаже контура заземления нередко допускаются следующие ошибки:

• Недостаточная глубина заложения электродов
• Слишком малое расстояние между заземлителями
• Использование алюминиевых проводников
• Отсутствие антикоррозионной защиты соединений
• Прокладка заземляющих проводников в одной трубе с фазными
• Подключение к контуру газовых и водопроводных труб

Эти ошибки могут привести к повышению сопротивления контура, его быстрому выходу из строя и снижению уровня электробезопасности. Поэтому важно строго соблюдать все требования нормативных документов.

Контур защитного заземления. Схема, фото, пояснения

Автор Alexey На чтение 7 мин Просмотров 4.3к. Опубликовано

02.03.2016 Обновлено 02.03.2016

Содержание

1. Расчет контура
2. Земляные работы
3. Материалы заземлителей и заземляющего проводника
4. Контур заземления из стального металлопроката
5. Проверка контура заземления

Контуром заземления называют находящееся в земле соединение горизонтальных и вертикальных заземлителей (электродов).

Совокупность помещённых в грунт электродов и заземляющего провода, который соединяет данный контур и главную заземляющую шину (ГЗШ) являет собой заземляющее устройство (ЗУ). Важнейшей характеристикой ЗУ является переходное сопротивление (металлосвязь) и сопротивление контура растеканию токов в земле.

От качества выполненных работ зависит заземление каждой розетки в доме и надёжность молниезащиты.

Сопротивление контура заземления зависит от:

•  параметров заземлителей: длины, площади контакта, количества электродов, расстояния между ними;
•  длины соединяющих заземлители проводников;
•  удельного сопротивления грунтов;
•  влажности почвы;
•  солёности грунта;
•  температуры времени года;

Чтобы правильно выполнить все расчеты, необходимо иметь инженерное образование, и разобрать множество формул.

Из практического опыта известно, что ни одна из методик расчета не учитывает в полной мере все факторы, поэтому после выполнения работ результаты измерений практически всегда неожиданны. Поэтому часто пользуются типичным проектом, проверяя соответствие параметров у готового контура.

Естественно, что в отношении контура заземления для электростанции или большого производства расчеты обязательны, но для бытового использования можно выбрать подходящую схему заземляющего устройства и качественно её воплотить в металле, правильно выбрав место установки.

Даже без произведения расчётов из таблицы можно понять, какой тип грунта будет лучше всего для заземляющего устройства.

Как правило, в частном секторе для заземления используют одноконтурную схему, которая состоит из трёх вертикальных штырей, труб или уголков, соединённых между собой стальными полосами.

Использование одноконтурного заземления для частного дома

Соединение электродов в заземляющем устройстве выполняется в виде горизонтального равностороннего треугольника с вертикальными заземлителями, находящимися на его вершинах.

Типичная схема заземления небольшого частного дома

Такой проект заземляющего контура подходит для большинства небольших коттеджей и дачных домиков, получаемых однофазное энергоснабжение, выполненное по схеме TN-С-S, с повторным заземлением и разделением совмещённого нулевого провода PEN системы TN-С.

Но намного более надёжной будет схема с несколькими контурами, из-за того, что в одном месте свойства грунта могут измениться, он может высохнуть в жару, или промёрзнуть зимой, также вследствие проведённых рядом земляных работ могут измениться подземные водяные потоки.

Схема двойного контура зземления

Наиболее лучшей схемой традиционного заземляющего контура является кольцевая, или прямоугольная, обустроенная вокруг дома.

Заземление сделанное по периметру , самое надежное

Внутренний контур является ГЗШ и обеспечивает более рациональное подключение защитного провода PE к розеткам и корпусам электрооборудования. Для обустройства внешнего контура необходимо отойти от здания на расстояние не менее полторы – двух метров. Такую же схему используют для контура заземления трансформаторной подстанции.

Схема заземления Трансформаторного пункта

Для более сложных зданий горизонтальные заземлители прокладывают по периметру фундамента, на отдалении, требующемся, чтобы не вызвать осадку грунта при земляных работах.

Также применяют контур заземления в виде сетки.

Земляные работы

Поскольку контур заземления прокладывается в земле, то без земляных работ не обойтись.

Копают траншеи или яму глубиной ниже полуметра, вбивают в дно вертикальные электроды и прокладывают горизонтальные заземлители также по дну, соединяя в единый контур.

Контур заземления по типу треугольника по вершинам вбиты вертикальные заземлители

 

Засыпают траншею однородным грунтом без камней и мусора, утрамбовывая. Часто при прокладке вводной подземной линии электропередач, чтобы сэкономить на земляных работах, прокладывают горизонтальный линейный заземлитель в данной траншее, с установкой вертикальных электродов.

Зазыпка контура заземления и вывод на шину РЕ

В данном случае необходимо будет поверх установленного заземляющего контура насыпать подушку из грунта, плотно утрамбовав, после чего насыпают прослойку из песка, для прокладки кабеля. Самое главное при данных обстоятельствах проследить, чтобы выступающие части заземлителей не соприкасались и не повредили кабель.

Независимо от типа ЗУ, его установка должна производиться ниже точки промерзания грунта, из-за того, что замерзшая вода в почве в виде льда перестаёт быть проводником, и заземление теряет эффективность.

Установка Заземляющего контура ниже точки промерзания грунта и в скале

Данное обстоятельство не имеет никакого значения в случае применения глубинных заземлителей, которые устанавливаются в скважинах на значительную глубину 20-50 м.

Материалы заземлителей и заземляющего проводника

Применяют для электродов стальной металлопрокат, или медные проводники. Не допускается применение алюминия в качестве электродов. Использовать алюминиевый кабель в качестве заземляющего проводника допускается лишь в изоляции, защищающей жилу от коррозии, но в этом случае придётся уделить повышенное внимание герметизации болтового соединения.

Для соединения электродов применяют тот же вид металлопроката, что и при сборке заземлителей.

Использование заземлителей, покрытых медью.
В данной таблице не указан сравнительно новый, инновационный материал для заземлителей –омеднённые прутки, покрытые тонким слоем (0,275 мм) меди.

стальной пруток покрытый медью для вертикального заземлителя

Для данного материала следует применять параметры, указанные для оцинкованной стали.

Выпускаются такие заземлители в виде комплектов для быстрого монтажа заземляющего устройства.

Примечательно, что с их помощью можно монтировать глубинные заземлители без бурения скважин – на первый штырь навинчивается острый наконечник, который облегчает прохождение электрода в грунт.

При помощи соединительной муфты прикручивается ударопрочная головка, Не дающая металлу и резьбовому соединению разрушаться при ударах.

По мере углубления, головку отвинчивают, вкручивают новый стержень, на него прикручивают другую муфту, снова присоединяют головку и продолжают процесс забивания модульного заземлителя до требуемой глубины.

Часто для облегчения работ, вместо кувалды используют вибромолот. К последнему штырю крепят заземляющий провод или горизонтальный заземлитель, прокладываемый в виде полосы, покрытой медью, при помощи специального хомута.

Модульная установка заземляющего контура

Такой монтаж позволяет обойтись без сварочных работ, производится достаточно быстро. Минусом может быть недобросовестная затяжка болтов, поэтому в месте крепежа будет не лишним предусмотреть небольшие колодцы для проведения технологического осмотра и подтяжки соединений.

Схема контура модульного заземляющего контура

Контур заземления из стального металлопроката

Наиболее подходящим видом проката в качестве материала для вертикальных заземлителей будет уголок или труба (круглая или профильная). Для облегчения забивания уголок или трубу надрезают под углом 30-45º.

заостренный уголок для вертикального заземлителя

Больший угол затруднит прохождение плотных слоёв грунта, а при меньшем возможно загибания металла на кончике. Забивают заземлители в дно траншеи или ямы при помощи кувалды или вибромолота. Металл от ударов кувалды неизбежно расклепается, но это не страшно – главное хорошо проварить место соединения вертикального и горизонтального заземлителя.

Вибромолот для забивания вертикального заземлителя

Проверка контура заземления

Проверяют сварные швы, простукивая их молотом, а затяжку гаек при помощи ключа. Измерять сопротивление должны производить специалисты лицензированной электрической лаборатории, они же выдадут акт.

В системе TT чем меньше сопротивление, тем лучше, но в отношении TN-С-S не стоит, чтобы сопротивление было меньше чем у трансформаторной подстанции – 4 Ом, иначе вся нагрузка на заземление воздушной линии ляжет на данный домашний контур.

Оборудование для измерений слишком дорого, поэтому существует народный метод – в идеале контур должен обеспечивать работу домашних электроприборов на максимально возможном для автомата токе. Для этого один провод от переносной розетки подключат к фазе, а другой к контуру заземления, и в розетку включают нагрузку.

На практике контур считается хорошим, если подключаемый между фазой и заземлением электронагревательный прибор мощностью 2 кВт будет исправно работать, и падение напряжения между фазой и заземлением будет не больше 10 В. Но надо быть очень осторожным, проводя такие манипуляции и не находиться в этот момент вблизи контура.

Устройство контура заземления — схема и монтаж

Поделиться на Facebook

Поделиться в ВК

Поделиться в ОК

Поделиться в Twitter

Поделиться в Google Plus

Содержание:

• 1 Типы заземляющих устройств
• 2 Монтаж
• 3 Бытовое заземление

Контур заземления – это устройство, которое соединяет с грунтом заземляемое электрическое оборудование для обеспечения прохождения заряда по наиболее легкому пути. Множество электроприборов, которое есть практически в любом современном доме, делает жилье небезопасным при отсутствии заземления.

При повреждении защищающей изоляции у аппаратуры, элементы, по поверхности которых не должен проходить заряд, могут оказаться под воздействием напряжения. Взявшись за ручку или прикоснувшись к корпусу, человек превращается в проводник электричества в землю, и его ударяет током. Силы тока всего в 1/10 Ампера достаточно, чтобы убить человека.

Сопротивление человеческого тела находится между 100 и 1000 Ом, поэтому устройства даже с небольшим напряжением становятся небезопасными. Поэтому необходимо заземлять металлические корпусы разных приборов и их элементы, каркасы и стенки электрощитов управления или распределения, кабельные муфты, металлические обмотки, кабелепроводы, если они состоят из проводящего материала, вторичные обмотки трансформаторов. Контур заземления в этом случае — эффективный способ защиты от электропоражения.

Типы заземляющих устройств

Заземляющее устройство (ЗУ) имеет несколько разновидностей. В первую очередь оно может быть искусственным и естественным. К естественным относится металлическая арматура фундамента, различные подземные коммуникации из металла. Обычно подобных заземлителей достаточно, но поскольку они не всегда отвечают всем предъявляемым к ним требованиям, то в ряде случаев прибегают к применению искусственных.

Помимо этого, заземлители делятся на вертикальные и горизонтальные, а также заглубленные. Горизонтальные и заглубленные по конструкции похожи, они изготавливаются их стальных полос или круглой арматуры, закладываются в ямы, когда устанавливаются опоры электропередач. Вертикальные ЗУ – трубы, арматура, металлические штыри, пруты и пр., забитые вертикально в землю.

Все ЗУ в соответствии с ПУЭ должны быть из меди либо черной или оцинкованной стали, их нельзя окрашивать.

Чаще всего заземлители для контура заземления используют форму равностороннего треугольника из металлопроката либо три вертикальных штыря, прута, трубы, соединеннын между собой стальной полосой, – такие одноконтурные схемы, как правило, применяют в частном секторе.

Если здание или сооружение имеет значительную площадь, то устанавливают многоконтурное устройство, в первую очередь кольцевое или прямоугольное, смонтированное вокруг дома. Это более надежная схема, так как различные части грунта на участке с заземлением могут менять свои свойства в результате изменений погодных условий, например промерзают, пересыхают и пр..

Для сложных конструкций рекомендуется прокладывать горизонтальные ЗУ из нескольких контуров по периметру фундамента, но на некотором отдалении от него.

Монтаж

Перед началом использования, необходимо проверить заземляющее устройство частного дома на сопротивление

Оно зависимо от множества факторов, вот главные из них:

1. Состояние поверхности почвы
2. Глубина расположения контура;

Тип грунта;

• Количество электродов, помещенных в грунт;
• Площадь соприкосновения и металла, из которого сделаны электроды.

Заземлительные элементы рекомендуется помещать в чернозём, глину или суглинок. Ни в коем случае нельзя помещать контур в каменную породу или скалу.

1. Там, где планируется проводить монтаж контура заземления, должно располагаться на расстоянии более 3 метров от места входа тока в дом. Под контуром не должны проходить газовые либо какие-либо другие коммуникации.
2. Вертикальные электроды для ЗУ можно сделать из стальных уголков 5*5*0,5 см с поперечным сечением 48 кв. см. Горизонтальные электроды – из стальной полосы 4*0,4 см с поперечным сечением 1,6 кв. см.
3. Перед укладкой роется яма в виде треугольника примерно 3*3*3 м либо траншея длиной 4-5 м, шириной 30-50 см и глубиной 50-80 см.
4. В треугольной яме нужно на 2,5-3 м в глубину вертикально забить уголки в вершинах треугольника. Для этого можно воспользоваться кувалдой или буром. В траншее 4-5 треугольников забиваются на расстоянии 90-100 см. Забивать их нужно так, чтобы над поверхностью оставалось примерно 20 см.
5. К оставшейся части уголков по периметру или прямой линией нужно приварить стальную полосу, которая идет в электрощит к шине PE. Это заземляющий проводник, который соединяет заземляющий контур с заземляющим выходом электрооборудования (вводным распределителем).
6. Места сварки покрыть антикоррозийным покрытием, например битумом, яму засыпать однородным грунтом без камней.

Можно также использовать другой способ, который допускают ПУЭ, — вывести на поверхность горизонтальный проводник (стальную полосу), прикрутить к нему проводник, идущий на шину РЕ главной заземляющей шину, с помощью болта.

Дополнительный проводник может быть:

• медным с сечением от 10 кв. мм;
• алюминиевым с сечением от 16 кв. мм;
• стальным с сечением от 75 кв. мм.

Вместо стальных уголков можно взять специальные стержни, которые сейчас производятся специально для устройства заземлителей. После монтажа необходимо проверить сопротивление ЗУ.

Бытовое заземление

Правильно обустроенное заземление обеспечивает безопасную и нормальную работу электроприборов.
Стоит отметить, что постоянное заземление требуется в промышленности, в быту достаточно заземлить приборы через ноль обычной электророзетки.

Однако некоторые приборы нуждаются в заземлении наглухо. Например, электроемкая стиральная машина-автомат, особенно при повышенной влажности, может пробивать заряд на корпус, в результате чего при прикосновении к ней или мокрому белью можно ощутить легкий удар тока.

Для микроволновок предусмотрена клемма, с помощью которой можно установить дополнительное заземление. Обычно она расположена на задней панели прибора. Она нужна для того, чтобы в случае недостаточного контакта в розетке печь не выдавала волны на опасном на здоровье уровне. Помимо этого, наглухо заземляют варочные поверхности, духовки, индукционные печи, холодильники.

Также рекомендуется заземлять стационарные ПК, у которых изменения напряжений в сети приводят к ухудшению качества работы. В этом случае заземлитель можно закрепить к любому винту задней панели.

Стоит помнить, что качественное заземление обезопасит дом, его жителей, убережет от поломок бытовую технику. При этом ЗУ несложно сделать самостоятельно.

Жми «Нравится» и получай только лучшие посты в Facebook ↓

Поделиться на Facebook

Поделиться в ВК

Поделиться в ОК

Поделиться в Twitter

Поделиться в Google Plus

заземление — Заземление на принципиальных схемах

спросил 9 лет, 8 месяцев назад

Изменено 9 лет, 8 месяцев назад

Просмотрено 843 раза

\$\начало группы\$

Часто на схемах вижу, что цепь соединена с землей:

Я понимаю, что это создает ссылку на нулевой потенциал, но почему весь ток просто не течет прямо в землю? Должно быть, у меня где-то фундаментальное непонимание.

• цокольный
• базовый

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Ток не весь просто течет на землю из-за Закона тока Кирхгофа. Закон Кирхгофа о токах гласит, что сумма токов, входящих в узел и выходящих из него, должна быть равна нулю. Если от источника питания течет x ампер, то x ампер должно вернуться в источник питания.

В вашей схеме до того, как было добавлено заземление, напряжения не имели ссылки. Добавление заземления помещает отрицательную клемму источника питания в потенциал земли, делая все напряжения относительно земли. Если вы предпочитаете думать об этом с точки зрения Spice, отрицательный терминал и узлы земли были объединены. Ток все еще должен течь обратно к источнику питания, откуда он пришел. Кроме того, если бы какая-либо другая точка цепи была заземлена, ток все равно протекал бы обратно к отрицательной клемме источника питания через землю.

\$\конечная группа\$

6

\$\начало группы\$

Символ земли:

означает, что «это связано проводом со всеми остальными вещами, связанными с другими экземплярами этого символа». Поскольку в вашем примере схемы есть только один из них, это вообще ничего не значит в этом отношении.

Это также может означать: «Если кто-то дает вам напряжение без явной ссылки, предположим, что оно относится к этой штуке».

Таким образом, это служит двум целям:

1. сделать схему более читабельной. Здесь есть много вещей, которые соединяются, и без этого символа у нас было бы намного больше линий на большой схеме, и вам пришлось бы следовать за ними очень далеко, чтобы обнаружить, что они просто идут к источнику питания.
2. делают обсуждение схемы короче, так как мы можем предположить опорное напряжение. Поскольку напряжения относительны, нам всегда нужна ссылка.

Обратите внимание, что обсуждение схемы и ее удобочитаемость действительно имеют ничего общего с тем, как работает схема. Электричество в цепи заботится о символе земли так же, как об идентификаторах частей, или основной надписи, или рамке. То есть ему все равно.

Что произойдет, если мы наклеим символ заземления между резисторами? Напряжения становятся:

• C = 50 В
• Б = 0 В
• А = -25 В

Это не меняет работу схемы; просто наше обсуждение этого. Мы кладем землю там, где будет удобно вести дискуссию.

\$\конечная группа\$

1

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

. 9Диаграмма 0000 — Влияние заземления в цепи

спросил 5 лет, 7 месяцев назад

Изменено 5 лет, 7 месяцев назад

Просмотрено 3к раз

\$\начало группы\$

Судя по рисунку, переключатель можно считать «замкнутым». Может ли кто-нибудь объяснить, какое влияние оказывает «земля» на разные токи (I1, I2…)? Если бы у меня была точно такая же схема, только БЕЗ земли, что бы изменилось? Что делать, если переключатель размыкается после долгого времени?

• заземление
• схема

\$\конечная группа\$

9

\$\начало группы\$

Если бы земля была удалена и заменена собственным узлом напряжения, и проанализированы напряжения относительно друг друга, они не отличались бы от цепи с землей, однако вы не знали бы, как значение узлов относительно чего-либо вне схема.

Вы можете переместить землю в любую точку цепи, и относительные напряжения будут такими же, но только потому, что через узел земли не протекает ток в другую точку цепи.

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Это изображение взято из задачи упражнения по анализу цепей. Символ заземления не влияет на токи и напряжения в цепи. Можно взять ластик и стереть. Если бы автор задачи спросил напряжения некоторых узлов, символ земли указывал бы на эталонный узел, и это делает его важным в упражнениях.

На реальных схемах электронного оборудования символ заземления означает, что это провод, который не нуждается в экранировании от возмущающих полей. Экраны будут подключены к этому. Разные части схемы могут иметь свои земли, имеющие одно соединение между собой.

В схемах широко используется символ заземления также для облегчения чтения чертежа.