Заземление размеры треугольника: Заземление дома треугольным заземлителем | Ehto.ru

заземление на 380 выполняют в виде треугольника по госту размеры и схемы для частного дома

Содержание

1. Общая информация о заземлении
2. Предназначение
3. Обязательно ли делать контур заземления треугольником
4. Преимущества
5. Как сделать контур заземления треугольной формы своими руками
6. Размеры треугольника
7. Пошаговая инструкция
8. Причины, по которым заземление треугольником устарело

Не все владельцы домов знают, почему заземление делают треугольником и для чего оно нужно. Такая конструкция делает пользование электроприбором более безопасным. Изготовить заземляющий контур можно своими руками, однако нужно знать правила выполнения этой процедуры.

Схему электропроводки разрабатывают на этапе строительства дома. Важной частью чертежа становится заземление. Техника будет работать и без контура, однако ее использование в таком случае станет небезопасным.

Если ранее от заземления могли отказываться, сейчас этого делать нельзя, поскольку большое количество приборов увеличивает нагрузку на сеть.

Предназначение

Напряжение, требуемое для нормальной работы оборудования, опасно для человека. В стандартных ситуациях токопроводящие жилы отделены от металлических элементов. Однако при пробое изоляции на корпусе появляется ток.

Заземление помогает уменьшить напряжение до безопасных значений. Когда аппарат не защищен, и человек случайно его касается, ток проходит через тело.

При наличии заземления электричество идет по пути меньшего сопротивления – через отдельный проводник и контур ток уходит в землю. Сопротивление защитного устройства для сети 0,4 кВ не должно превышать 4 Ом.

Обязательно ли делать контур заземления треугольником

В прошлом конструкции строили из стальных электродов, которые вбивали в землю. Такие контуры обладали рядом недостатков. Сталь подвергалась коррозии и разрушалась, что приводило к уменьшению площади контактной поверхности.

Поэтому работоспособность контура обеспечивалась увеличением длины электродов. Вбивать уголки или прутья на глубину 6-10 м неудобно. В связи с этим устанавливали не менее 3 электродов, соединяемых стальными трубами или лентами.

Если электроды располагаются линейно, при разрушении одного из элементов контура участок электросети отсоединяется от заземления. Выход из строя компонента треугольной конструкции не приводит к повышению ее сопротивления.

Несмотря на надежность формы, она не предписана нормативными актами. При использовании прочных материалов строятся любые конструкции. Согласно ПУЭ п.1.7.123, подсоединять заземляющий проводник к газопроводу, отопительным или канализационным линиям нельзя.

Преимущества

К положительным качествам треугольного контура относятся:

• повышенная надежность;
• простота изготовления;
• низкая стоимость.

Как сделать контур заземления треугольной формы своими руками

Для сборки устройства необходимо обладать навыками сварочных и строительных работ.

Заранее нужно подготовить:

• стальные уголки;
• арматуру;
• металлические полосы;
• сварочный аппарат.

Размеры треугольника

Контур представляет собой равностороннюю фигуру, по углам которой забивают трубы 32 х 3,5 или прутки диаметром 16 мм. Верхние части стержней соединяют полосой шириной 10 мм. Для отвода используют ленту 40 х 4. К электросети заземляющий контур подключают медной жилой сечением 10 кв. мм.

Размеры защитной конструкции в частном доме определяются типом грунта, в большинстве случаев они бывают такими:

• длина прутков – 2-3 м;
• сторона треугольника – от 1,2 м;
• глубина канавы – 1 м.

Пошаговая инструкция

Установку заземляющего треугольника для частного дома выполняют так:

1. Выбирают место. Перед началом работ находят и подготавливают участок. Над контуром не должно быть растений, способных разрушать прутки или соединяющие их элементы. Лучшим вариантом считается установка под клумбой, полив которой приводит к снижению сопротивления контура.
2. Выполняют земляные работы. На расстоянии более 1 м от основания дома чертят равносторонний треугольник. Обозначают линию отвода от контура к стене. Выкапывают канаву по разметке. Нижняя точка траншеи должна располагаться глубже линии промерзания.
3. Вбивают элементы заземляющего треугольника. Уголки входят в грунт легче, если обрезать их концы под углом 30°. Трубы рекомендуется сплющивать.
4. Собирают конструкцию. После вбивания верхние части уголков объединяют. Для этого ко всем элементам приваривают полосы или трубы. Сварные швы окрашивают или обрабатывают антикоррозийным составом.
5. Подводят заземляющую жилу к зданию. Для этого в канаву укладывают стальную полосу 25 х 4. Ленту поднимают по стене на высоту 20 см. Полосу можно сделать из того же материала, что и перемычки треугольника. Ближайшую к дому часть изготавливают из нержавеющей стали. Надземные элементы контура окрашивают зеленым и желтым цветами.
6. Проверяют качество собранного устройства. До окончания земляных работ с помощью мультиметра проверяют сопротивление конструкции. Параметр не должен превышать 4 Ом.
7. Подсоединяют треугольник к электропроводке. Согласно ПУЭ, на этом этапе применяют стальную полосу сечением 75 кв. мм, медный проводник 10 кв. мм. или алюминиевый кабель 16 кв. мм.

Причины, по которым заземление треугольником устарело

Корпусы электрических приборов начали заземлять с момента первого применения энергии в быту. Позже об этом начали упоминать в нормативных актах.

Требования к установке заземляющего контура содержатся в ПУЭ, впервые изданного в 1949 г. До появления новых способов контур делали из углеродистой стали, устанавливали с помощью кувалды и электросварки.

Треугольник считался самой надежной формой. С появлением современных материалов такая конструкция устарела. От ее использования сейчас отказываются из-за больших объемов земляных работ.

Заземление лазерного станка — норма и возможные ошибки

• Главная
• Дополнительные материалы
• Как правильно заземлить станок для лазерной резки

Современные станки с ЧПУ, использующие лазер, давно не выглядят устрашающими монстрами. Сейчас это вполне презентабельное оборудование, больше напоминающее офисную технику наподобие МФУ. Однако по своей сути это всё-таки станок. Такое оборудование требует заземления во избежание электротравм и повреждения компонентов самого станка. Большинство специалистов знают о такой необходимости, однако все равно осуществляют неправильное заземление лазерного станка, не зная, что допускают серьёзную ошибку. 

Использование зануления вместо заземления

Периодически в сети можно найти информацию о том, что допускается использовать зануление, когда излишнее напряжение сбрасывается на «0» в сети. Огромное количество специалистов с большим опытом трудовой деятельности в сфере электрических работ рекомендуют применять именно такой метод заземления для повышения безопасности использования оборудования. Вероятно, в недалёком прошлом имеющееся оборудование можно было частично обезопасить таким некорректным способом. 

Теперь же новые станки часто оборудованы встроенными компьютерами, ЧПУ, различными электроплатами. Эта техника значительно более чувствительна к высокому электрическому напряжению, возникающему на корпусе оборудования. Отсутствие правильного заземления может привести к выходу из строя компьютерных программ и электроплат. При металлическом материале корпуса оборудования есть риск поражения электрическим током обслуживающего персонала 

Есть ещё один народный метод заземления — направление чрезмерного напряжения на металлические объекты строения, такие как батареи и трубы. Этот способ категорически запрещено использовать во избежание поломки оборудования и электротравмы. 

Организация правильного заземления лазерных станков

Для начала необходимо обустроить так называемый треугольник заземления. Это металлический объект в виде равностороннего треугольника, из каждой вершины которого в землю уходят длинные стержни или металлические уголки. К этому контуру выводится заземляющий кабель, вся конструкция находится под грунтом. Непосредственно к уходящему под грунт кабелю подключается система отвода напряжения с оборудования. 

Размер треугольника, сечение провода заземления и глубина расположения конструкции определяется индивидуально в зависимости от мощности станка и иного оборудования, которое планируют устанавливать в конкретном помещении/здании. Более подробно монтаж системы заземления рассмотрен в правилах технической эксплуатации электроустановок. 

Стоит знать! Помимо заземления самого станка для корректной работы ЧПУ необходимо обеспечить отвод напряжения от любых электроустройств, подключенного к оборудованию с программным управлением. Подобное указание часто есть в инструкции к оборудованию.

Большинство современных лазерных станков для резки или гравировки обладают не только непосредственным выводом заземления на розетку, но и отдельным кабелем на корпус, обеспечивающим вспомогательный сброс напряжения. Поэтому можно не только отдельно отводить заряд специальным проводом, но и просто использовать более удобную систему условно нового поколения. 

Современные электросети с заземлением

Качественная трехрожковая вилка имеет в себе ноль, фазу и землю. Если сеть смонтирована качественно и честно в плане организации полноценного заземления, то для эксплуатации лазерного станка с ЧПУ больше ничего не требуется. В такой ситуации нужно просто подключить трехрожковую вилку к сети, чтобы обеспечить сброс чрезмерного напряжения. Это идеальный выбор для лазерных устройств с ЧПУ. 

Внимание! Необходимо помнить, что имитация трёхпроводной сети не обеспечивает полноценной защиты оборудования и персонала от поражения током. Суть трёх отверстий в розетке заключается именно в наличие заземления, а не просто какого-то дополнительного провода.

Требуется знать наверняка обеспечен ли отвод чрезмерного напряжения непосредственно в землю, а не на контур здания, как часто делают недоброкачественные застройщики и владельцы сдаваемых в аренду помещений. 

Качественно оборудованных электросетями с заземлением помещений с каждым годом становится всё больше. При этом старых зданий, где есть двухрожковая вилка с обычной электросетью также остаётся много. Если в первом случае необходимо убедиться, что электросеть смонтирована правильно и действительно заземляет подключенное к ней оборудование, то при отсутствии трехрожковых розеток в старых зданиях ситуация совсем иная. В старых зданиях «землю» для лазерного станка и иного оборудования необходимо обеспечивать своими силами. В этом случае и персонал, и оборудование останутся целыми.

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

NFPA Today — May 21, 2021

Вернуться на целевую страницу блогов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ТЕМЫ:

• Электрика,
• Безопасность строительства и жизни

Попробуйте NFPA LiNK™ бесплатно уже сегодня!

Зарегистрироваться

Дерек Вигстол

Подробнее Дерек Вигстол

Связанные статьи

14 ОКТЯБРЯ 2022

Уровень безопасности – Экосистема пожарной безопасности и безопасности жизнедеятельности NFPA

9 МАЯ, 2022

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

31 МАРТА 2022 ГОДА

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

15 МАРТА 2022 ГОДА

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

21 ЯНВАРЯ 2022 ГОДА

Трагические пожары в Бронксе и Филадельфии напоминают нам, что мы все обязаны сделать мир более безопасным

06 ЯНВАРЯ 2022

5 основных соображений по электроснабжению жилых домов на одну семью на основе NEC 2020 г.

Электрическое заземление и соединение согласно NEC | Консалтинг — инженер-специалист | Консультации

Цели обучения

• Изучить правильную терминологию заземления.
• Понимание требований Национального электротехнического кодекса к заземлению и соединению для глухозаземленных низковольтных систем переменного тока (ниже 1000 вольт).
• Предотвращение распространенных ошибок при проектировании и строительстве заземления и соединения.

Электрическое заземление и соединение — одна из многих неправильно понятых тем для обсуждения в сфере проектирования и строительства. Есть две основные причины для понимания заземления и применения правильной конструкции для заземления и соединения: безопасность и правильная работа чувствительного электронного оборудования.

NFPA 70: Статья 250 Национального электротехнического кодекса описывает минимальные требования к заземлению и соединению, и, хотя NEC перечисляет требования, которые необходимо соблюдать, его не следует воспринимать как руководство по проектированию. Некоторые обсуждаемые термины и требования могут быть верны для европейских стандартов, однако цель этой статьи состоит в том, чтобы прояснить конструкцию заземления и соединения, используемую в Соединенных Штатах.

Требования к заземлению и соединению

Статья 250 является сложной частью NEC и охватывает множество различных типов систем: заземленные системы (менее 50 вольт, от 50 до 1000 вольт и более 1000 вольт), незаземленные системы, системы более 1000 вольт, системы с заземленной нейтралью, системы постоянного тока, отдельно выделенные системы и заземление приборов и счетчиков/реле. Целью этой статьи является обсуждение требований к надежно заземленным электрическим системам переменного тока напряжением менее 1000 вольт.

Рис. 1: На иллюстрации систем заземления показано подключение от сети к нагрузке. Предоставлено: CDM Smith

Методы заземления и соединения важны и обязательны для NEC, поскольку при правильном выполнении они защитят персонал от опасности поражения электрическим током и обеспечат работу электрической системы. Эти практики выполняют следующие функции:

• Сохраняет корпуса оборудования и другие обычные металлические детали в стабильном состоянии и, следовательно, безопасными для прикосновения.
• Ограничивает непреднамеренное напряжение в электрической системе, вызванное молнией, скачками напряжения в сети или непреднамеренным контактом с высоковольтными линиями.
• Соединяет электрическое оборудование, чтобы создать путь с низким импедансом (эффективный путь тока замыкания на землю) от места повреждения обратно к источнику питания, чтобы облегчить работу устройств перегрузки по току.
• Устанавливает стабильное напряжение на землю во время работы, в том числе при коротких замыканиях.
• Предотвращает сбои в работе из-за электромагнитных помех.
• Предотвращает нежелательный ток.

Требования к заземлению и соединению начинаются при обслуживании. NEC требует, чтобы заземляющий проводник (проводники) был проложен с незаземленными проводниками к служебному входному оборудованию, и он должен быть подключен к клемме или шине заземленного проводника (проводников). Заземленный служебный проводник должен быть подключен к заземляющему проводнику при каждом обслуживании. Основная соединительная перемычка должна соединять заземляющий проводник с заземляющими проводниками оборудования и ограждением служебного ввода через клемму или шину заземляющего провода.

GEC должен использоваться для подключения EGC, кожухов сервисного оборудования и, если система заземлена, заземляющего рабочего провода к заземляющим электродам. На рис. 1 показаны соединения системы заземления.

Рис. 2. На этих рисунках показано расстояние между стержнями заземления. Предоставлено: CDM Smith

Минимальные размеры заземляющего проводника, EGC и GEC определены на основе NEC Table 250.102(C)(1), Table 250.122 и Table 250.66 соответственно. Размеры основных соединительных перемычек, соединительных перемычек на стороне питания и системных соединительных перемычек также можно выбрать из таблицы 250.102(C)(1).

Несмотря на то, что заземляющий проводник подключен на стороне питания, он не должен подключаться к EGC или повторно подключаться к земле на стороне нагрузки средств отключения обслуживания, за исключением случаев, разрешенных в статье 250. 142(B) NEC 2017 года.

Распространенные ошибки

Существует несколько ошибок, часто встречающихся при проектировании или во время строительства из-за непонимания или неправильного представления о заземлении, соединении и статье 250 NEC. Вот несколько часто встречающихся ошибок:

Ошибка 1: Использование неправильных таблиц для EGC, заземления или GEC.

Методы определения размеров, описанные в NEC, являются минимальными требованиями и могут не соответствовать объему и размеру проекта. Большие доступные токи короткого замыкания могут потребовать проводников большего размера, чем минимальные требования NEC.

Размеры EGC должны соответствовать таблице 250.122. Полноразмерный ЭГК необходим для предотвращения перегрузки и возможного перегорания проводника при возникновении замыкания на землю вдоль одной из параллельных ветвей. Размеры EGC выбираются в соответствии с таблицей 250.122 на основании номинала устройства защиты от перегрузки по току на входе, которое защищает проводники, проложенные с EGC.

Однако размеры для EGC в таблице 250.122 не учитывают падение напряжения. Следовательно, размеры незаземленных проводников должны быть рассчитаны с учетом падения напряжения, и в соответствии с 250.122(B) размеры EGC должны быть увеличены пропорционально увеличенным размерам незаземленных проводников. Например, для автоматического выключателя ответвления на 480 вольт с номинальным током 150 ампер размер EGC должен быть медным 6 AWG или алюминиевым 4 AWG для падения напряжения не более 3%.

Размер заземляющего проводника на объекте должен соответствовать таблице 250.102(C)(1) на основе размера наибольшего незаземленного проводника или эквивалентной площади для параллельных проводников. Эту таблицу также можно использовать для определения размера основной соединительной перемычки, системной соединительной перемычки и соединительной перемычки на стороне питания для систем переменного тока. Как указано в примечаниях к Таблице 250.102(C)(1), для незаземленных проводников сечением более 1100 тыс. см меди или 1750 тыс.смил алюминия площадь проводника должна составлять не менее 12,5% от площади наибольшего незаземленного провода питания или эквивалентного площадь для параллельных питающих проводников. Если незаземленные жилы проложены параллельно двумя или более комплектами, заземляющая жила также должна быть проложена параллельно.

Для параллельных комплектов эквивалентный размер наибольшего незаземленного(ых) проводника(ов) питания должен определяться наибольшей суммой площадей соответствующих проводников каждого комплекта. Например, при условии, что электроснабжение обеспечивается пятью наборами медных проводников сечением 500 тыс. мил, заземляющий проводник, требуемый в каждом наборе, должен быть из меди сечением 350 тыс.мил. Суммарная эквивалентная площадь параллельных проводников питания в каждом наборе составляет 2500 тыс. см (пять раз по 500 км·м для пяти параллельных незаземленных проводников). Поскольку эквивалентная площадь для меди превышает 1100 тыс. см3, заземляющий проводник (проводники) должен иметь площадь не менее 12,5 %. Это площадь примерно 312,5 тыс. кубометров, которая согласно таблице 8 главы 9в NEC 2017 года — 350 тыс. кубометров меди.

Рис. 3. Здесь отдельно производная система (справа) сравнивается с неотдельной производной системой. Предоставлено: CDM Smith

Размеры GEC должны быть указаны в таблице 250.66. Примечания в нижней части таблицы 250.66 необходимо учитывать, если имеется несколько проводников служебного ввода или нет проводников служебного ввода. С учетом количества служебных вводов размер определяется либо по наибольшему незаземленному служебному вводу, либо по эквивалентной площади для параллельных проводников. Размер GEC также зависит от материала проводника и его соединения с электродами, указанными в статье 250.66 (A)–(C). Разрешенными материалами являются медь, алюминий, алюминий с медным покрытием и предметы, разрешенные статьей 250.68 (C).

Например, при условии, что электроснабжение обеспечивается одним комплектом медных проводников сечением 500 тыс. смил, GEC в соответствии с таблицей 250. 66 должен быть медным 1/0 AWG. Место для установки GEC находится в сервисе, в каждом здании или сооружении, питающемся фидером(ами) или ответвленной(ыми) цепью(ями), или в отдельно взятой системе.

Повторим еще раз: GEC — это соединение заземляющего проводника системы или оборудования с заземляющим электродом или точкой на системе заземляющих электродов. Это приводит к ошибке № 2, ошибкам в системе заземляющих электродов, которая обычно наблюдается при проектировании и строительстве.

Ошибка 2: Соответствие только минимальным требованиям NEC для системы заземляющих электродов, что может не соответствовать объему проекта.

Система заземляющих электродов состоит из заземляющих электродов, которые присутствуют в каждом обслуживаемом здании или сооружении и соединены вместе. Элементы, которые квалифицируются как заземляющий электрод, подробно описаны в статье 250.52, которая включает электрод в бетонном корпусе, заземляющее кольцо, окружающее здание или сооружение, стержневые и трубчатые электроды, пластинчатые электроды и другие перечисленные электроды. NEC подробно описывает минимальные требования, но не обязательно требования к дизайну или конструкции, которые позволяют создать функциональную систему в зависимости от масштаба проекта.

Это часто встречающиеся проблемы в системе заземляющих электродов, которые соответствуют требованиям NEC, но не соответствуют объему проекта:

• Отсутствие установки третьего заземляющего электрода. Для NEC требуется как минимум два заземляющих электрода, если только один электрод не имеет сопротивления заземления менее 25 Ом. Однако обычно в строительстве сопротивление заземления не измеряют повторно после установки дополнительного заземляющего электрода. Таким образом, сопротивление заземления в 25 Ом не подтверждается. Согласно NEC два электрода соответствуют требованиям, но это не гарантирует низкого сопротивления электрода относительно земли. Включение заземляющего кольца с несколькими заземляющими электродами считается наилучшей практикой для обеспечения низкого сопротивления. Кроме того, технические условия должны также требовать проведения измерений сопротивления заземления после установки системы заземляющих электродов, чтобы определить, требуются ли дополнительные электроды.
• Допускается сопротивление заземления 25 Ом, поскольку это разрешено нормами.
  • Для NEC требуется только сопротивление заземления 25 Ом; однако промышленность признает, что более низкое значение сопротивления может быть более желательным. Международная ассоциация электрических испытаний ATS-201313 рекомендует 5 Ом или меньше для больших промышленных систем.
• Установка заземляющих электродов (в частности, стержней) на расстоянии 6 футов друг от друга, поскольку это минимальное расстояние, требуемое нормами.
  • Каждый заземляющий стержень имеет свою зону влияния, как показано на рис. 2. Оптимальное расстояние между стержнями должно быть в два раза больше длины заземляющего стержня. Когда зоны перекрываются, результирующее сопротивление каждого стержня увеличивается, что делает систему заземления менее эффективной.

Существует множество соображений, которые необходимо учитывать при проектировании и установке систем заземляющих электродов. Это:

• Размер услуги.
• Типы подключаемых нагрузок.
• Почвы: на удельное сопротивление влияют соль, влажность, температура и глубина.

Принимая во внимание все вышеперечисленные факторы, некоторые из передовых практик, применяемых в отрасли, включают использование заземляющих колец вокруг зданий, заземляющих треугольников на небольших объектах, экзотермических сварных швов для скрытых или подземных соединений и заземляющих стержней, а также установку наземных испытательных/инспекционных колодцев. которые обеспечивают легкий доступ для проверки сопротивления заземления.

Рисунок 4: Это главный выключатель служебного входа с четырехпроводной нагрузкой. Сторона линии находится вверху с белыми нейтральными проводниками, а сторона нагрузки находится внизу с серыми нейтральными проводниками. Предоставлено: CDM Smith

Ошибка 3: Присоединение заземленного проводника (нейтрали) к шине заземления в нескольких местах.

В соответствии со статьей 250.142 соединение нейтрали с землей допускается со стороны питания или в корпусе средств отключения сети переменного тока. Это соединение также разрешено в отдельно выделенных системах. Если заземляющий провод снова заземляется на стороне нагрузки службы, соединение между заземленным проводником и EGC на стороне нагрузки службы помещает EGC в цепь, параллельную заземленному проводнику.

Еще одна проблема, которая может возникнуть из-за нескольких мест соединения, — это риск отсоединения заземляющего проводника на стороне линии службы. Это может привести к тому, что EGC и все проводящие части, подключенные к нему, окажутся под напряжением, потому что проводящий путь обратно к источнику, который обычно позволяет отключить устройство максимального тока, не подключен. В этом случае потенциал заземления любых открытых металлических частей может возрасти до сетевого напряжения, что может привести к возникновению дуги и серьезной опасности поражения электрическим током.

Ошибка 4: Конструкция заземления и соединения для отдельных систем.

Одной из распространенных ошибок при проектировании заземления и соединения является заземление генераторов и использование трех- или четырехполюсного автоматического переключателя резерва в четырехпроводной системе питания. Заземление отдельно взятой системы подробно описано в статье 250.30. Ошибка при проектировании заземления и соединения отдельно производных систем связана с пониманием определения отдельно производной системы. Как показано на Рисунке 3, система считается отдельной производной, если система не имеет прямого электрического соединения с заземляющим проводником (нейтралью) другой системы питания, кроме как через соединительный проводник и заземляющий проводник оборудования.

Генератор также должен быть напрямую подключен к земле, если он считается отдельной производной системой, как показано ниже. Если используется четырехполюсная АВР и переключается нейтраль, генератор или вторичный резервный источник становится отдельной производной системой. Следует отметить, что трехполюсная АВР может использоваться с четырехпроводным генератором, а также считаться отдельно производной системой, если система распределения электроэнергии представляет собой трехпроводную систему. В этой ситуации нейтраль генератора будет соединена с землей, но к АВР не будет подведен заземленный (нейтральный) проводник.

Рис. 5. Это трансформатор типа «треугольник-звезда», в котором сторона высокого напряжения входит снизу, а вторичная обмотка выходит сверху. Как показано, заземленный проводник (нейтраль) заземлен на трансформаторе. Предоставлено: CDM Smith

Определения заземления и соединения

В NFPA 70: Статья 250 Национального электротехнического кодекса содержится множество требований. Распространенная причина путаницы в основном связана с непониманием правильных определений. Таким образом, первым шагом к пониманию статьи 250 является понимание терминологии NEC. Ниже приведены некоторые термины, взятые из статьи 100 NEC 2017 года, и пояснения к упомянутым терминам.

Соединение (соединение): Соединение для обеспечения электрической непрерывности и проводимости. Соединение не следует путать с заземлением. Две части оборудования, соединенные вместе, не обязательно означают, что обе части оборудования заземлены. Тем не менее, это гарантирует, что металлические части подключенного оборудования могут образовывать электропроводящий путь для обеспечения непрерывности электрического тока.

Соединительная перемычка, сторона питания: Проводник, установленный на стороне подачи услуги или внутри кожуха(ов) сервисного оборудования или для отдельной системы, которая обеспечивает требуемую электрическую проводимость между металлическими частями, которые должны быть электрически соединены.

Соединительная перемычка, система: Соединение между заземляющим проводником цепи и соединительной перемычкой со стороны питания или заземляющим проводником оборудования или обоими в отдельной системе.

Соединительный проводник или перемычка: Надежный проводник для обеспечения требуемой электропроводности между металлическими частями, которые необходимо электрически соединить.

Соединительная перемычка, основная: Соединение между заземляющим проводником и заземляющим проводником оборудования при обслуживании.

Эффективный путь тока замыкания на землю: Преднамеренно сконструированный электропроводящий путь с низким импедансом, спроектированный и предназначенный для передачи тока в условиях замыкания на землю от точки замыкания на землю в системе электропроводки до источника электропитания и который облегчает работу устройств защиты от перегрузки по току или детекторов замыкания на землю. Земля не рассматривается как эффективный путь тока замыкания на землю.

Заземляющий провод оборудования: Токопроводящий путь(и), который обеспечивает путь тока замыкания на землю и соединяет обычно обесточенные металлические части оборудования вместе и с заземляющим проводником системы, или с проводником заземляющего электрода, или с обоими.

Земля: Земля.

Заземленный проводник: Проводник системы или цепи, который намеренно заземлен (т. е. нейтральный проводник).

Заземляющий электрод: Проводящий объект, через который устанавливается прямое соединение с землей. К обычным заземляющим электродам относятся стержни, пластины, трубы, заземляющие кольца, металлические заглубленные опорные конструкции и электроды в бетонном корпусе. Все заземляющие электроды в каждом здании или сооружении должны быть соединены вместе, образуя систему заземляющих электродов.

Проводник заземляющего электрода: Проводник, используемый для соединения заземляющего проводника системы или оборудования с заземляющим электродом или точкой на системе заземляющего электрода.

Путь тока замыкания на землю: Электропроводный путь от точки замыкания на землю в системе электропроводки через проводники, обычно не несущие ток, оборудование или землю к источнику электропитания. Примерами путей тока замыкания на землю являются любые комбинации проводов заземления оборудования, металлических дорожек и электрооборудования.

Заземлено (заземление): Подключено (подключено) к земле или к токопроводящему телу, продолжающему заземляющее соединение. Заземление не следует путать с соединением. Оборудование может быть соединено вместе, но оно не считается заземленным, если оно не соединено обратно с землей.

Заземлено, надежно: Заземлено без установки какого-либо резистора или импедансного устройства.

Нейтральный проводник: Проводник, подключенный к нейтральной точке системы, предназначенной для передачи тока при нормальных условиях.

Нейтральная точка: Общая точка соединения звездой в многофазной системе или средняя точка однофазной трехпроводной системы или средняя точка однофазной части трехфазной системы треугольником или средняя точка трехпроводная система постоянного тока.