Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляющих проводников, соединяющих заземляющие части электроустановки с заземлителем. Удельное сопротивление грунта зависит от структуры почвы, содержания в ней влаги и растворимых веществ. Методы измерения сопротивления заземлителей даны ниже.
Конструкция заземляющего устройства и допустимая величина сопротивления заземляющего устройства определяются проектом в соответствии с требованиями ПУЭ. Последние рекомендуют в качестве заземляющего устройства в первую очередь использовать естественные заземлители, в том числе: проложенные под землей водопроводные и другие металлические трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов, а также трубопроводов, покрытых изоляцией для защиты от коррозии); обсадные трубы; металлические конструкции и арматуру железобетонных конструкций зданий и сооружений, имеющие соединения с землей; металлические шпунты гидротехнических сооружений; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле. Алюминиевые оболочки кабелей и голые алюминиевые проводники не допускается использовать в качестве естественных заземлителей.
Все виды естественных заземлителей должны иметь соединение с заземляющими проводниками электроустановок не менее чем в двух местах. При отсутствии возможности использовать естественные заземлители необходимо устройство искусственных заземлителей, которые могут быть следующих видов:
- углубленные заземлители — полосовая или круглая сталь, укладываемые горизонтально на дно котлованов одновременно с сооружением фундаментов зданий, опор и т.п. Применение углубленных заземлителей является наиболее экономичным способом устройства заземления, исключающим выполнение дополнительных земляных работ;
- вертикальные заземлители, заглубляемые в земле на 2,5—5 м. В качестве вертикальных заземлителей могут быть применены:
стальные стержни диаметром 12—16 мм (арматурная сталь), заглубляемые методом ввертывания на глубину 4—5 м;
угловая сталь с толщиной стенки не менее 4 мм длиной 2,5—3 м, заглубляемая в землю механизмами и приспособлениями;
стальные трубы с толщиной стенки не менее 3,5 мм длиной 2,5—3 м, заглубляемые так же, как и угловая сталь.
Рис. 3-34. Примеры подсоединений заземляющих проводников па хомутах. а — стальная полоса к трубопроводу; б — обход задвижки.
Вертикальные заземлители должны быть заглублены в землю таким образом, чтобы верхний конец заземлителя находился на расстоянии от поверхности земли не менее 0,5—0,6 м. После заглубления в землю вертикальных заземлителей их выступающие концы в траншеях связывают на сварке горизонтальными заземлителями (стальные полосы толщиной не менее 4 мм или круглая сталь диаметром не менее 6 мм).
Все соединения заземляющего устройства выполняются на сварке внахлестку; длина нахлестки должна быть не менее двойной ширины стальной полосы или шести диаметров при круглом сечении. Сварные швы в земле покрывают битумным лаком (кузбаслак) для защиты от коррозии.
Все остальные находящиеся в земле элементы заземляющего устройства не должны окрашиваться. Если почва имеет высокую коррозийную активность по отношению к стали, применяют оцинкованные заземлители.
Присоединение заземляющих проводников к трубопроводам, где сварка может вызвать их деформацию, допускается с применением хомутов из стальной полосы толщиной не менее 4 мм, при этом контактную поверхность трубопровода зачищают до металлического блеска.
Примеры подсоединений к трубопроводам на хомутах показаны на рис. 3-34.
В местах, где горизонтальные заземлители могут получить повреждения (пересечение с трубопроводами, кабелями и пр.), их защищают отрезками стальных труб. Траншеи с уложенными в них заземлителями засыпают чистой землей с последующей трамбовкой.
Для ввертывания круглых электродов в землю Главэлектромонтаж изготовляет приспособление типа ПВЭ с приводом от электросверлилки (электрода диаметром до 12 мм) и типа ПЗД-12 с приводом от двигателя бензомоторной пилы «Дружба» (электродов диаметром до 16 мм).
Рис. 3-35. Присоединение перемычек сваркой на стыках металлоконструкций, используемых в качестве заземляющих проводников.
а — на стыке с разрывом; б — на стыке с болтовым соединений.
Монтаж заземляющих проводников внутри зданий.
Внутри зданий сеть заземляющих проводников и магистралей определяется проектом и обычно состоит из стальных полос сечением не менее 24 мм2 толщиной не менее 4 мм, проложенных по стенам и колоннам, в сочетании с использованием естественных заземлителей — нулевых проводов питающей сети, металлических ферм, колонн подкрановых путей, шахт лифтов, стальных труб электропроводок (при толщине стенок трубы не менее 1,5 мм), алюминиевых оболочек кабелей (свинцовые использовать не разрешается) открыто проложенных металлических трубопроводов (кроме содержащих горючие и взрывоопасные продукты).
Независимо от того, используются ли перечисленные элементы в качестве заземляющих проводников или не используются, правила требуют их надежного соединения с заземляющими устройствами. Если в качестве заземляющих проводников используют металлоконструкции сооружений, все стыки болтовые и заклепочные соединения должны иметь обходные перемычки сечением не менее 100 мм2; присоединение перемычек осуществляют сваркой, как показано на рис. 3-35.
В местах температурных швов зданий, на стыках металлоконструкций должны быть гибкие перемычки на сварке из стального каната диаметром 12 мм. Количество перемычек определяется расчетом в проекте. Стальные водогазопроводные трубы, используемые в качестве заземляющих проводников, соединяют муфтами на сурике; при скрытой прокладке правила требуют дополнительной приварки муфт к трубам в двух точках с каждой стороны.
Рис. 3-36. Крепление заземляющих проводчиков из полосовой стали, на дюбелях.
а — непосредственно к стене; б — через прокладку; 1 — дюбель; 2 — заземляющий проводник; 3 — прокладка из полосовой стали.
При наличии в электропроводках в стальных трубах соединительных и ответвительных коробок в обход их приваривают к концам труб стальные перемычки из круглой стали диаметром не менее 5 мм. В протяжных стальных ящиках, коробках, куда входят стальные трубы, последние приваривают в двух точках в месте входа. Допускается вместо приварки установка на трубы в местах присоединения закрепляющих (царапающих) гаек. Заземляющие проводники крепят на стенах и колоннах дюбелями с помощью строительно-монтажного пистолета или ручной оправки, как показано на рис. 3-36. При креплении с прокладкой последнюю устанавливают только в месте крепления.
В помещениях сырых, особо сырых и с химически-агрессивной средой крепление выполняют на опорах, как показано на рис. 3-37; вначале к строительному основанию крепят опорную скобу, к которой затем приваривают заземляющий проводник.
Опорные скобы устанавливают на следующих расстояниях друг от друга: на прямых участках — через 600—1 000 мм; на поворотах — 100 мм; от мест ответвлений — 100 мм; от уровня пола — 400—600 мм.
Проходы через стены помещений с нормальной средой заземляющих проводников выполняют через открытые проемы или в трубах; через перекрытия — в отрезках стальных труб, выступающих на 30—50 мм.
Рис. 3-37. Опоры для крепления заземляющих проводников.
а — прямоугольного сечения; б — круглого сечения.
Монтаж заземления электрооборудования.
Правила требуют присоединения каждого токоприемника к заземляющей сети самостоятельным ответвлением (последовательное подключение не допускается). Присоединение к корпусам электрических машин заземляющих проводников выполняют болтовым соединением; при этом контактные поверхности зачищают до блеска и смазывают тонким слоем вазелина.
Электрические машины и аппараты, устанавливаемые на заземленных металлических рамах и других конструкциях, дополнительного заземления не требуют; необходимо лишь обеспечить между ними надежный контакт. Во взрывоопасных помещениях во всех случаях обязательно заземление машин и аппаратов отдельным ответвлением, помимо заземленных металлоконструкций, на которых они закреплены.
Дополнительные меры надежного крепления контакта заземления (контргайки, пружинные шайбы и др.) принимают в случае возможных вибраций.
Переносные электроприемники заземляют специальной жилой шлангового переносного провода помимо нулевого провода, заключенного в общем шланге.
Рис. 3-38. Заземление корпуса аппарата через трубу электропроводки.
а — гибкой перемычкой от трубы; б — двумя царапающими гайками; в, г — царапающей гайкой и оконцевателем; 1 — корпус аппарата; 2 — заземляющий болт; 3 — флажок; приваренный к трубе; 4 — гибкая перемычка; 5 — царапающая гайка; 6 — лист корпуса аппарата; 7 — контргайка; 8 — оконцеватель.
Рис. 3-39. Заземление оболочки и брони кабеля в концевой заделке.
1 — металлический корпус; 2 — заземляющая пластина; 3 — заземляющий болт; 4 — заземляющий медный многопроволочный провод; 5 — магистраль заземления.
На рис. 3-38 показаны примеры заземления корпусов электрических аппаратов с использованием стальной трубы, защищающей электропроводку в качестве заземляющего проводника.
Заземление металлических защищенных оболочек кабелей осуществляют путем соединения оболочки и брони между собой и с корпусами концевых или соединительных муфт гибким медным проводом, сечение которого выбирают в зависимости от сечения кабеля 
Пример заземления оболочки и брони кабеля в концевой заделке показан на рис. 3-39.
