Расчёт заземления

     На основании правила устройства электроустановок (ПУЭ), утвержденных Приказом Минэнерго России от 08.07.2002 № 204, п. 1.7.57. Электроустановки напряжением до 1 кВ жилых, общественных и промышленных зданий и наружных установок должны, как правило, получать питание от источника с глухозаземленной нейтралью с применением системы TN.

     Обозначения:

     T - земля;
     N - нейтраль (рабочий нулевой проводник);
     I - изолировано от заземления;
     PE - защитный проводник для заземления корпусов электрооборудования;
     PEN - проводник совмещающий нулевой защитный и нулевой
рабочий проводники.



     Система ТN (Система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников). Система ТN может разделяться на три подсистемы:

     1. ТN-C - нулевой рабочий проводник - N и нулевой защитный проводник - РЕ объединены на подстанции и в таком виде идет до потребителя, а также используется потребителем без изменения. Т.е. в системе применяется общий PEN проводник. Недостатком данной системы, является полная утрата защиты, в случае отгорания или обрыва PEN проводника. При этом может возникнуть на корпусе электрооборудования опасный для жизни электрический потенциал. Такая система еще встречается в старых зданиях, но при выполнении работ по капитальному ремонту, заменяется на системы TN-C-S, реже на TN-S.

     Система TN-C




     2. TN-C-S - нулевой рабочий проводник - N и нулевой защитный проводник - РЕ объединены на подстанции, но при вводе в здание снова разделяются на два проводника - N и РЕ. Такая система имеет повышенный уровень электробезопасности и обеспечивает защиту от отгорания или обрыва нуля.

     Тип TN-C-S, является основным при проектировании жилых, общественных и промышленных зданий.

     Система TN-C-S


     3. TN-S - нулевой рабочий проводник - N и нулевой защитный проводник - РЕ разделены на подстанции и идут до потребителя. Такая система имеет высокий уровень электробезопасности, но является самой дорогой в исполнении.

     Система TN-S




     При применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ и PEN проводников на вводе в электроустановки зданий (ПУЭ, п. 1.7.61.).

     Существуют еще две системы - IT и TT.

     IT - нейтраль источника питания изолирована - I от земли или заземлена через устройство, имеющее большое сопротивление, при этом открытые проводящие части электроустановки заземлены. Такая система используется в медицинских учреждениях, для сохранения бесперебойного питания оборудования.

     Система IT


     TT - на ввод в здание, приходит три или одна фаза и нулевой рабочий проводник - N. На стороне потребителя выполняется подключение заземлителя, который соединяется со всеми нулевыми защитными проводниками - PE от корпусов приборов и оборудования. Такая система рименяется в частных загородных домах и на временных объектах.

     Система TT




Как рассчитать заземление

     Рассчитать заземление можно с помощью специальной программы "Электрик". Скачать ее можно с сайта разработчика http://rzd2001.narod.ru/ или по ссылке. Установить программу (Распаковать загруженный архив с программой и запустить файл cu_setup78.exe. Остальные архивы в папке не распаковывать - используются при установке программой).

     Запустить установленную программу, нажать в окне программы на кнопку "Заземление".


     В следующем окне выбрать "I метод расчета контура заземления (рекомендуется)" и нажать на кнопку "Выбрать"


     Появится окно программы для ввода исходных данных и расчета заземления.




     Исходные данные для расчета заземления

     Для вертикального заземлителя:

     - длина вертикального заземлителя, м (Минимальные размеры можно узнать рядом, нажав на красную точку);
     - расстояние между заземлителями, м (На личное усмотрение. Варианты можно узнать рядом, нажав на красную точку);
     - диаметр (ширина) вертикального заземлителя, мм (Минимальные размеры можно узнать рядом, нажав на красную точку);
     - заглубление вертикального заземлителя, м (Глубина от уровня земли до заземлителя. Чаще всего принимают 0,5 - 0,8 м);
     - толщина верхнего слоя грунта, м (Толщина слоя от заглубленного заземлителя до глубины сезонного промерзания).

     Например имеются грунты:

Номер слоя
Геологический индекс
Описание грунтов
Мощность слоя, м
1
tQIV
Насыпной грунт: песок, щепа, опилки, кирпич, гравий, неслежавшийся
0,5-1,0
2
lgQII
Суглинок тугопластичный коричневый, темно-коричневый, с гравием и галькой до 10%
1,8-3,2
3
gQII
Суглинок полутвердый темно-коричневый, с гравием и галькой до 10%
2,6-9,5

     Заглубление вертикального заземлителя, для примера берем - 0,5 м. (Местами заземлитель проходит слой № 1, значит весь или большая его часть будет в слое № 2).

     Глубина сезонного промерзания для грунтов II климатической зоны - 1,8 м.


     Значит 1,8 - 0,5 = 1,3 м (Толщина верхнего слоя грунта, в слое № 2).

     - материал вертикального заземлителя (Полоса или пруток);
     - сезонный климатический коэффициент (Выбрать климатическую зону. Для уточнения климатической зоны можно посмотрете карту выше).

     Для горизонтального заземлителя:

     - ширина (диаметр) соединительной полосы (прутка), мм (Минимальные размеры можно узнать рядом, нажав на красную точку);
     - расположение заземлителей (По контуру или в ряд. В зависимости от размеров места предполагаемого размещения заземлителей);
     - материал горизонтального заземлителя (Полоса или пруток);
     - сезонный климатический коэффициент (Выбрать климатическую зону, если не была выбрана для вертикального заземлителя).

     Далее выбрать удельное сопротивление грунта Ом х м для верхнего и нижнего слоя (Выбрать тип грунта, сопротивление будет установлено автоматически, в зависимости от выбранного типа грунта).

     Выбрать нормируемое сопротивление заземляющего устройства, Ом (Выбрать напряжение сети 380/220 В).

     Вид заземления (Выбрать повторное заземление нулевого провода на вводе в объект) с сопротивлением заземляющего устройства 10 Ом.

     Нажать на кнопку "Расчет контура" и программа выдаст расчет заземления с чертежами, по которым выполняется заземление.




Порядок выполнения работ по устройству заземления

     1. Выкапывается траншея необходимого размера для устройства заземления и вывода на цоколь или стену здания (Заземление должно располагаться не ближе 1 м от фундамента здания (обычно 1 метр), но и не рекомендуется делать дальше 10 м. Также прокладку заземлителей параллельно кабелям или трубопроводам, следует выполнять на расстоянии не менее 0,3 м, а при пересечениях - не менее 0,1 м).
     2. Забиваются прутки заземлителя (не рекомендуется использовать арматуру).
     3. Искривленные места забитых вертикальных заземлителей срезают, зачищают и приваривают к горизонтальному заземлителю. Приварить к горизонтальному заземлителю вывод (обычно полосовая сталь 40 х 5 мм) и вывести на стену или цоколь здания, при этом полоса выводится на высоту не менее 200 мм от поверхности земли (можно для вывода, вместо полосовой стали использовать удлиненный горизонтальный заземлитель). Все сварные швы должны быть непрерывными и хорошего качества.
     4. Места сварки зачищают и окрашивают грунтовкой (Красить только места сварки!!!). Траншеи засыпать извлеченным грунтом.
     5. Подключить к выводу защитный проводник (медный провод, на пример ПВ3) нужного сечения, при помощи болтового соединения. Второй его конец подключить к шине защитного заземления в щитке.

Устройство заземления

      Подбирается защитный проводник в зависимости от площади поперечного сечения фазного проводника:

      1. Если сечение фазного проводника меньше или равно 16 мм2, то сечение защитного проводника должно быть не меньше сечения самого фазного проводника.
     2. Если сечение фазного проводника больше 16 мм2, но меньше или равно 35 мм2, то сечение защитного проводника должно быть не меньше 16 мм2.
     3. Если сечение фазного проводника больше 35 мм2, то сечение защитного проводника принимают не менее половины сечения фазного проводника (ПУЭ, п. 1.7.126, табл. 1.7.5).