Монтаж заземляющих устройств выполняется в соответствии с требованиями СНиП III-И—67 разд. 5 и ПУЭ гл. 1—7, а также ведомственных инструкций.
Заземление следует выполнять при напряжении 500 в и выше переменного и постоянного тока во всех случаях, при напряжении выше 36 в * переменного тока и 110 а постоянного тока в наружных установках и в помещениях с повышенной опасностью или особо опасных.
*В новой редакции «Правил» в соответствии с международными стандартами вместо напряжения 36 а принято напряжение 42 В.
Заземлению подлежат все металлические корпуса электрооборудования, не находящиеся под напряжением, но которые могут оказаться под ним вследствие повреждения изоляции. Сюда относятся корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников, приводы электрических аппаратов, вторичные обмотки измерительных трансформаторов, каркасы камер распределительных устройств, щитов и пультов управления, шкафов, металлические конструкции распределительных устройств, металлические кабельные конструкции, металлические корпусы кабельных муфт, металлические оболочки и броня силовых и контрольных кабелей, металлические оболочки проводов, стальные трубы и металлорукава электропроводки и другие металлические конструкции, связанные с электрооборудованием и электропроводками.
Рис. 98. Присоединение заземляющих проводников к магистрали.
Каждый заземляемый элемент электроустановки должен быть присоединен к заземлителю или заземляющей магистрали при помощи отдельного ответвления. Последовательное включение в заземляющий проводник нескольких заземляющих частей установки запрещается (рис. 98). Сопротивление заземляющего устройства, используемого дли заземления электрооборудования, в любое время года не должно превышать:
Исключения допускаются при установке электрооборудования на таких конструкциях, как щиты, металлические конструкции распределительных устройств и т. д., в которых заземление каждого аппарата связано со значительными затруднениями. В таких случаях можно ограничиться заземлением конструкций.
В сварочных устройствах, согласно требованиям ПУЭ, помимо заземления основного электросварочного оборудования надлежит непосредственно заземлять тот зажим вторичной обмотки сварочного трансформатора, к которому присоединяется проводник, идущий к свариваемому изделию (обратный проводник)
МОНТАЖ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Заземлители
В установках переменного тока для устройства заземлений, в целях экономии затрат, в первую очередь используют так называемые естественные заземлители.
В качестве естественных заземлителей могут служить: проложенные в земле металлические водопроводные и теплофикационные трубы и другие металлические неизолированные трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов), а также металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей.
Преимущество протяженных естественных заземлителей заключается в малом сопротивлении растеканию.
Искусственное заземление
Искусственные заземления — это закладываемые в землю металлические электроды, предназначенные для осуществления связи с землей.
В качестве искусственных заземлителей применяются: угловая, полосовая или круглая сталь, стержни, некондиционные водопроводные трубы, вертикально погруженные в землю или горизонтально проложенные в земле стальные полосы и т. п.
Увеличение диаметра заземлителя весьма незначительно влияет на уменьшение сопротивления растеканию. Наоборот, увеличение длины заземлителя резко снижает сопротивление растеканию. Так, увеличение длины трубы диаметром 50 мм с одного до трех метров уменьшает сопротивление растеканию в 2—2,5 раза.
С развитием механизации погружения электродов наиболее широкое применение находят электроды из стержней 0 12—14 мм, длиной 5 м и более.
Угловая сталь и трубы в качестве искусственных заземлителей применяются все реже.
Длина вертикальных заземлителей 2,5—5 м (в зависимости от свойств грунта).
Вертикальные заземлители погружаются в дно траншей глубиной 0,7^-0,8 м. Верхний конец трубчатого электрода или уголка должен выступать над дном траншей на 0,1—0,2 м.
Погружение вертикальных электродов производится механизированным способом с помощью копров, вибраторов, гидропрессов и методом ввертывания (при стержневых электродах)!
Полоса заземления присоединится к заземляющим электродам электросваркой. Места присоединения должны быть докрыты битумом. Окраска заземлителей и полос заземлений не допускается.
Поверхность электродов не должна быть загрязнена маслами или краской.
При применении стержневых электродов диаметром 12—14 мм и длиной 5 м вместо уголков 2,5 м количество стержней ориентировочно принимается в два раза меньше количества уголков, а расстояние между ними в два раза больше, чем это принято проектом для уголков, но не менее длины стержня.
Для электродов заземления, ввертываемых в грунт, должна применяться круглая горячекатаная сталь марки Ст. 3 диаметром 12 мм.
Электроды могут изготовляться также из стали диаметром 14 и 16 мм, но не обладая каким-либо существенным преимуществом в части прочности и меньшего сопротивления растеканию по сравнению с электродом диаметром 12 мм требуют большего количества металла.
Так, сопротивление растеканию стального стержневого электрода диаметром 12 мм длиной 5 м в грунте с удельным сопротивлением р = = 1,10* ом!см равно 22,7 ома, а диаметром 14 и 16 мм — соответственно 22,2 и 21,8 ома. Соединения стальных проводников должны осуществляться сваркой внахлестку.
Длина нахлестки должна быть не менее двойной ширины полосы и. не менее шестикратного диаметра прн круглом сечении (рис. 99).
Болтовые соединения следует допускать как исключение в местах, где при монтаже отсутствует электроэнергия, а также при присоединениях хомутами к трубопроводам.
Присоединение защитных проводов к корпусам машин, аппаратов и т. д. должно осуществляться надежным болтовым соединением или сваркой.
Для изготовления стержневого электрода конец стержня оттягивается на острие и на расстоянии 40 мм от конца приваривается разрезанная шайба (забурник) (рис. 100).
Рис. 100. Стержневой электрод заземления:
I — стержень; 2 — забурник (разрезанная шайба).
Рис. 99. Способы соединения и ответвления стальных шин заземления.
При работе с механизмами ПВЭ и ПВЭМ для забуривания электродов, имеющими правое вращение, забурник приваривается так, как показано на рис. 101, а, при работе с механизмами ПЗ-12, ПЗД-12, имеющими левое вращение,— как на рис. 101, б.
Для возможности приварки полосы нонтура заземления концы электродов, выступающих над дном траншеи на 250—270 мм, загибают вдоль траншей на длину 150—200 мм. Полосы заземления приваривают к стержню внахлестку. Длина последней должна быть равна 12 диаметрам электрода или 6 диаметрам при сварке по всему периметру нахлестки.
Рис. 101. Приварка шайбы к стержню:
а — при заворачивании приспособлением типа ПВЭ и ПВЭМ; б — при применении механизма ПЗ-Л12 и левым вращением.
При использовании Ст. 5 периодического профиля конец стержня не загибается, а к нему приваривается пластина, к которой в свою очередь приваривается полоса заземления.
Горизонтальные электроды прокладываются по дну траншей на глубине 0,5—0,8 м. Электроды из полосовой стали прокладываются на ребро. Согласно требованиям «Правил» соединения всех частей заземлителя, а также соединения заземлителей с заземляющими проводниками выполняются электросваркой. Качество сварных соединений проверяется осмотром, прочность — ударом молотка весом 1 кг,
В местах пересечения горизонтальных электродов с подземными сооружениями (трубопроводы, кабели и т. п.) при пересечении дорог и в других местах, где возможны механические повреждения, горизонтальные электроды защищаются металлическими или асбоцементными трубами.
Заземляющие проводники
В качестве заземляющих проводников могут быть использованы нулевые проводники сети, металлические конструкции зданий (фермы, колонны) производственного иазиачения (подкрановые пути, каркасы распределительных устройств, шахты лифтов и т. п.), стальные трубы электропроводок, алюминиевые оболочки кабелей (но не броня), открыто проложенные стационарные металлические трубопроводы (кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных смесей, канализации и центрального отоплении).
В электроустановках напряжением до 1000 в с глухим заземлением нейтрали полная проводимость заземляющих проводников должна быть не менее 50% проводимости фазного проводника.
В сетях напряжением до и выше 1000 в с изолированной нейтралью и с малыми токами замыкания на землю сечения заземляющих проводников должны составлять не менее 1/3 сечения фазных.
В сетях с изолированной нейтралью и малыми токами замыкания на землю применение проводников: медных — сечением более 25 мм2 алюминиевых — более 35 мм2 и стальных более 120 мм2 — не требуется.
В производственных помещениях с установками напряжением выше 1000 в магистрали заземления из стальной полосы должны иметь сечение не менее 120 мм2, а при напряжении до 1000 в — не менее 100 мм2.
В этих же случаях допускается применение круглой стали той же проводимости (табл. 154).
Таблица 154. Минимальные размеры искусственных стальных заземлителей и заземляющих проводников в электроустановках напряжением 1000 в и выше (СНиП 1П-И. 6—67, табл. 5—1)
Заземляющие проводники прокладываются в сухих помещениях и при отсутствии химически активной среды — непосредственно по стенам, в помещениях сырых и особо сырых и в помещениях с едкими парами — на расстоянии 10 мм от поверхности стен, в каналах — на расстоянии не менее 50 мм от съемного покрытия. Расстояние между точками крепления 0,6— 1 м.
Заземляющие проводники прокладываются открыто и должны быть доступны для наблюдения; в местах, где возможны механические повреждения, заземляющие проводники должны быть защищены трубами, угловой сталью и т. п. Проходы заземляющих проводников через стены и перекрытия следует выполнять через открытые отверстия либо через отрезки стальных труб или иные жесткие обрамления.
Соединение заземлиющих проводников выполняется сваркой по всему периметру нахлестки. Длину нахлестки принимают равной двойной ширине полосы или шести диаметрам при круглом сечении.
