2.4.7 Конструктивное исполнение заземлителей

Заземляющее устройство – это совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлитель – это совокупность электродов, соединенных между собой и находящихся в непосредственном соприкосновении с землей.

Заземляющие проводники соединяют заземляемые части электроустановок с заземлителями.

В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное. Заземлители также делятся на естественные и искусственные.

При выносном заземлении (см. рис. 15) заземлители располагаются на некотором удалении от заземляемого оборудования. Они могут быть вынесены за пределы производственной площадки, либо сосредоточены в некоторой ее части.

Рисунок 15 – Схема выносного заземления

Достоинством выносного заземления является возможность выбора места размещения электродов с наименьшим удельным сопротивлением грунта (сырое, глинистое, в низинах и т. д), особенно если по каким-либо причинам невозможно его разместить на защищаемой площадке (скалистый, песчаный грунт и т. п.).

Недостаток выносного заземления заключается в высоком напряжении прикосновения (). К тому же из-за большой длины заземляющих проводников возрастает сопротивление заземления. Поэтому оно применяется при сравнительно малых токах замыкания на землю (в частности в электроустановках до 1000 В) и защищает только за счет малого сопротивления заземления.

При контурном (распределенном) заземлении (см. рис. 16) заземлители располагаются по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование или внутри ее (по возможности равномерно). Контурное заземление создает выравнивание потенциалов в пределах производственного участка (здания).

Рисунок 16 – Схема контурного заземления.

На рис. 16 пунктирными линиями показаны графики распределения потенциалов на поверхности грунта отдельно взятых электродов. В реальности их поля растекания накладываются друг на друга (жирная сплошная линия). Каждая точка поверхности имеет значительный потенциал. Однако разность потенциалов между любыми точками внутри данной площадки незначительна. Таким образом произошло «выравнивание» потенциала. В этих условиях коэффициенты шага и напряжения намного меньше единицы ( ).

Для искусственных заземлителей применяют вертикальные и горизонтальные электроды. В качестве вертикальных электродов используют стальные трубы диаметром 50…60 мм с толщиной стенки не менее 3,5 мм, угловую сталь с толщиной стенки не менее 4 мм или прутковую сталь диаметром не менее 10 мм. Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельного горизонтального электрода применяют полосовую сталь сечением не менее 412 мм или сталь круглого сечения диаметром не менее 10 мм. Соединение электродов выполняют с помощью сварки. Допускаются резьбовые соединения.

Залегание электродов в грунте должно быть ниже глубины промерзания (справочная величина). После установки и сварки электродов в траншее она засыпается и тщательно трамбуется.

В качестве естественных заземлителей могут использоваться проложенные в земле и имеющие с ней контакт водопроводные и другие металлические трубы (кроме трубопроводов с горючими газами и жидкостями), обсадные трубы артезианских колодцев, скважин, арматура железобетонных опор и т. п.

При проектировании заземлителей необходимо, чтобы напряжение шага в аварийном режиме производственных электроустановок не превышало 20 В, а для бытовых электроустановок не превышало 12 В (см. ГОСТ 12.1 038-82).