Библиотека

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.

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

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.