ElectroContacts | Библиотека

Login

Registration

Site statistics

Companies
263
 online 0
People 12
 online 0
News 578
Press releases 25
Products 1409
Ads 1084
companies 1007
private 77
Articles 36
Prices 67
Vacancies 0
CVs 0

Библиотека

СОДЕРЖАНИЕ

Устройство контура заземления

Защитное заземление тесно связано с действием защитной электрической аппаратуры для обеспечения защиты людей от поражения электрическим током и, в более широком понимании, - для достижения целей электробезопасности - защиты людей, животных, имущества и окружающей среды от пагубного воздействия электрической энергии. Надежная защита обеспечивается качественными аппаратами и качественной системой заземления. Качество системы заземления характеризуется, первую очередь, сопротивлением растекания тока от заземляющего электрода. Чтобы выяснить порядок значения этой величины, рассмотрим расчет сопротивления растекания при заземляющем электроде сферической формы (рис. 1) реальные заземляющие электроды имеют другую конфигурацию.

Растекание тока от сферического электрода в грунт
Рис. 1. Растекание тока от сферического электрода в грунт конструкции фундаментов, которые по своим размерам могут быть больше, чем полусфера диаметром, соизмеримым с габаритами фундамента.

Ток I, подводимый к сферичному электроду (это может быть ток молнии или ток, который течет к другому электроду заземления), растекается в землю так, что линии тока размещаются на конических, а эквипотенциали – на сферических поверхностях. Ток dR тонкой оболочки, ограниченно й полусферами с радиусами r и r+dr, равняется

, (1)
где ρ – удельное сопротивление грунта, значение которого зависит от многих факторов (состав, структура, влажность, время года и т.д.) и изменяется в интервале от 10 до 5000 Ом×м и больше. Следует отменить, что даже наименьшее значение удельного сопротивления грунта на девять порядков больше значения удельного сопротивления меди (1,6×10-8 Омхм). Общее сопротивление растеканию можно рассчитать, произведя интегрирование выражения (1) в пределах от b до ∞
. (2)

После интегрирования и двойной подстановки имеем

.

Хотя грунт очень плохо проводит электрический ток, но размеры зоны растекания тока в земле настолько большие, что значение сопротивления R имеет порядок единиц Ом. Например, при ρ=100 Ом×м (расчетное значение удельного сопротивления грунта) и b = 10 м значение R составляет лишь 1,6 Ом. Реальные значения сопротивления растекания на местных подстанциях и в многоэтажных жилых домах с железобетонным фундаментом может составлять десятые доли Ом.

Вокруг других строений, для обеспечения надежной защиты от поражения электрическим током, необходимо устроить контур заземления. Традиционная технология устройства контуров заземления предусматривает забивание в грунт стальных штырей диаметром 10-12 мм и длиной 2-3 м, присоединение к штырям с помощью электросварки стальных штаб 3×25 мм или 4×20 мм и вывод одной или нескольких таких штаб в строение для присоединения к шинам заземления в помещениях. Такая технология существенно усложняет процесс монтажа контура заземления, так как требует наличия специального оборудования (сварки), и участия в проведении этих работ сварщиков. Следует также отметить, что стальные детали, помещенные в грунт, сильно корродируют, даже если они имеют электрохимическое покрытие слоем цинка 3-5 мкм.

Современная технология устройства контуров заземления (рис. 2) предусматривает применение специальных компонентов заземления, изготовленных из стали, оцинкованной горячим способом со слоем цинка до 100 мкм. Вертикальные электроды конструктивно выполняются из отдельных элементов диаметром 20 мм и длиной 1,5 или 2 м, которые соединяются методом сращивания. На нижний торец первого элемента монтируется литой наконечник повышенной твердости, что облегчает погружение составленного электрода в грунт. На верхнем элементе вертикального электрода монтируется универсальный зажим. С его помощью выполняется присоединение стальной штабы 40×4 мм и стальной изолированной выводной штанги. Для герметизации соединения используется анти коррозионная лента. Электроды диаметром 20 мм имеют достаточную жесткость для забивания их в грунт. Перед забиванием электродов необходимо подготовить углубления в грунте глубиной не менее 0,5 м.

Устройство контура заземления
Рис. 2. Устройство контура заземления по современной технологии:
а – компоненты контура заземления (1 – литой наконечник, 2 – элемент вертикального электрода, 3 – бойок, 4 – универсальный соединитель, 5 – стальная штаба, 6 – антикоррозионная лента, 7 – выводная штанга, 8 – крепление штанги к стене, 9 – зажим для присоединения медного провода); б – присоединение стальной штабы к вертикальному электроду с помощью универсального зажима; в – гидроизоляция соединения с помощью антикоррозионной ленты.

Статья основана на материалах учебного пособия Клименко Б. В. «Электрические аппараты. Электромеханическая аппаратура коммутации, управления и защиты. Общий курс».