Монтаж заземлителей. Искусственные заземлители сооружают только в случае, если естественные заземлители (железобетонные фундаменты зданий и сооружений и др.) не обеспечивают сопротивление заземляющего устройства требуемое [3].
Углубленные заземлители, заранее заготовленные в МЭЗ, укладывают на дно котлованов под фундаменты зданий и сооружений при производстве строительных работ. Вертикальные заземлители из круглой стали (диаметром 16 мм) ввертывают в грунт или вдавливают. Для этих целей используют различного рода передвижные механизмы (копры, автоямобуры, вибраторы, гидропрессы, бурильно-крановые машины) и ручные приспособления. Наиболее эффективен метод вдавливания.
Глубина заложения верха вертикальных заземлителей должна быть равна 0,6—0,7 м от уровня планировочной отметки земли и заземлитель должен выступать над дном траншеи на 0,1—0,2 м для удобства приварки к ним соединительных горизонтальных круглых стержней (сталь круглого сечения более устойчива против коррозии, чем полосовая). Горизонтальные заземлители и соединительные стержни между вертикальными заземлителями укладывают в траншеи глубиной 0,6—0,7 м от уровня планировочной отметки земли. Рытье траншей производится землеройными машинами.
Все соединения в цепях заземлителей выполняют сваркой внахлестку. Качество сварных швов проверяют осмотром, а прочность — ударом молотка массой 1кг. Места сварки во избежание коррозии покрывают битумным лаком.
У мест ввода заземляющих проводников в здания устанавливают опознавательные знаки заземлителя. Расположенные в земле заземлители и заземляющие проводники не окрашивают. Если в грунте содержатся примеси, вызывающие повышенную коррозию, применяют заземлители увеличенного сечения, круглую сталь диаметром 16 мм, оцинкованные или омедненные заземлители или осуществляют электрическую защиту от коррозии.
Горизонтальные заземлители в местах пересечения с подземными сооружениями (кабелями, трубопроводами), с железнодорожными путями и автомобильными дорогами, а также в местах возможных механических повреждений защищают асбоцементными безнапорными трубами. По окончании монтажа заземлителей перед засыпкой траншей составляют акт освидетельствования скрытых работ.
Монтаж заземляющих и нулевых защитных проводников. Заземляющие и нулевые защитные проводники в помещениях и в наружных установках должны быть доступны для осмотра. Это требование не относится к нулевым жилам и металлическим оболочкам кабелей, трубам скрытой электропроводки, металлоконструкциям и трубам, находящимся в земле и фундаментах, а также заземляющим и нулевым защитным проводникам, проложенным в трубах и коробах и в скрытых несменяемых электропроводках. Заземляющие проводники прокладывают горизонтально и вертикально или параллельно наклонным конструкциям зданий.
В сухих помещениях заземляющие проводники по бетонным и кирпичным основаниям могут укладываться непо¬средственно по основаниям с креплением полос дюбель-гвоздями (рис. 6.7, а), а в сырых, особо сырых помещениях и в помещениях с едкими парами прокладку проводников выполняют на подкладках (рис. 6.7, б) или опорах (держателях) на расстоянии не менее 10 мм от основания (рис. 6.7, в).
Рис. 6.7. Крепление заземляющих проводников из полосовой стали:
а — непосредственно к стене; б — на подкладках; в — на держателе для полосовой стали; г — то же для круглой стали; 1 — дюбель; 2 — полоса (шина заземления); 3 — подкладка из полосовой стали; 4 — держатель для плоских и круглых проводников; 5 — круглая сталь (шина заземления)
Проводники крепят на расстояниях: 600—1000 мм между креплениями на прямых участках, 100 мм на поворотах от вершин углов, 100 мм от мест ответвлений, 400—600 мм от уровня пола помещения и не менее 50 мм от нижней поверхности съемных перекрытий каналов. Через стены, перегородки и перекрытия заземляющие проводники прокладывают в открытых проемах или в гильзах, а при пересечении температурных швов устанавливают компенсаторы.
Соединение заземляющих проводников и присоединение их к металлическим конструкциям зданий выполняют сваркой, за исключением разъемных мест, предназначенных для измерений. Длину нахлестки для сварки проводников при соединениях принимают равной ширине полосы при прямоугольном сечении и шести диаметрам — при круглом сечении.
К корпусам машины и аппаратов заземляющие проводники присоединяют, как правило, под заземляющий болт, имеющийся на их корпусах. Машины, установленные на салазках, заземляют путем присоединения к последним заземляющего проводника.
При наличии сотрясений или вибрации принимают меры против ослабления контакта (установка контргайки, контрящих шайб и т. п.). Контактные поверхности на электрооборудовании и у заземляющих проводников в местах болтового соединения зачищают до металлического блеска и покрывают тонким слоем вазелина.
Способ соединения заземляющих проводников и подсоединения их к заземляющим болтам указан на рис. 6.8. Если на трубопроводах, используемых в качестве заземлителей, установлены задвижки, водомеры или выполнены фланцевые соединения, то в этих местах приваривают или устанавливают на хомутах обходные перемычки сечением не менее 100 мм2. Открыто проложенные заземляющие и нулевые защитные проводники имеют отличительную окраску — по зеленому фону желтая полоса вдоль проводника. Окраске не подлежат места, предназначенные для подсоединения инвентарных переносных заземлителей.
Рис. 6.8. Соединение и присоединение заземляющих проводников, а — соединение сваркой полосовой стали; б — соединение сваркой круглой стали; в — присоединение к заземляющему болту круглой стали; г — присоединение к трубопроводу полосовой стали сваркой
Монтаж устройств молниезащиты зданий и сооружений. Устройства молниезащиты (молниеотводы) состоят из молниеприемников, непосредственно воспринимающих на себя удар молнии, токоотводов и заземлителей. Молниеприемники применяют следующих видов:
— стержневые — из вертикально установленного стержня из стали круглой, полосовой, угловой, трубчатой сечением не менее 100 мм2, длиной не менее 200 мм, укрепленного на опоре или непосредственно на самом защищаемом здании или сооружении;
— тросовые — из стального многопроволочного оцинкованного троса не менее 35 мм2 (диаметр около 7 мм), укрепленного на опорах над защищаемыми зданиями или сооружениями;
— молниеприемная сетка — из стальной проволоки диаметром 6 мм, уложенная на неметаллическую кровлю здания непосредственно или под несгораемый утеплитель. В зависимости от категории здания по устройству молниезащиты сетки применяют с ячейками размерами 6×6; 3×12; 12×12; 6×24 м.
Молниеприемником могут служить также металлическая кровля и другие металлические чисти, возвышающиеся над зданием (сооружением). Конструкции токоотводом и заземлителей в устройствах молниезащиты подобны конструкциям заземляющих проводников и заземлителей в устройствах защитного заземления электроустановок, поэтому требования к их устройству и прокладке, а также методы производства монтажных работ аналогичны описанным выше.
Заземляющие устройства и соединение к ними (заземление или зануление) корпусов электрооборудования выполняют для обеспечения безопасности людей, обслуживающих электроустановки и пользующихся электроэнергией на производстве и в быту.
Заземлители — металлические проводники, находящиеся в непосредственно соприкосновении с землей.
Заземляющие проводники — металлические проводники, соединяющие заземляющие части электроустановок с заземлителями.
Заземляющие устройства – совокупность заземлителя и заземляющих проводников.
Защитное заземление — преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Нулевой защитный проводник – проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока или её эквивалентом.
Нулевой рабочий проводник в электроустановках до 1000В – проводник, используемый для питания электроприемников, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора.
Зануление — преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Глухозаземленная нейтраль — нейтраль генератора или трансформатора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно.
Изолированная нейтраль — нейтраль генератора или трансформатора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через аппараты, компенсирующие емкостной ток сети, трансформаторы напряжения или другие аппараты, имеющие большое сопротивление.
В электроустановках до 1000В с глухозаземленной нейтралью или глухозаземленным выводом источника 1-фазного тока, а также с глухозаземленной средней точкой постоянного тока выполняется зануление с целью обеспечения надежного автоматического отключения от сети оборудования, имеющего поврежденную изоляцию, в минимальный короткий срок. Для этого зануляемые части электрооборудования присоединяют к заземленному нулевому проводу сети. В соответствии с ПУЭ наиболее распространенной электроустановки 380/220В выполняются с глухозаземленной нейтралью.
В электроустановках до 1000В с изолированной нейтралью и во всех установках 1000В выполняется заземление, предназначенное для снижения тока, протекающего через тело человека до безопасного значения. Для этого заземляемые части электрооборудования присоединяют к заземляющему устройству, сопротивлением тела человека.
Электрическое сопротивление тела человека изменяется от 800 до 100000 Ом. Оно зависит от многих факторов: состояния здоровья, нервной системы, влажности кожи, одежды, обуви и др.
Сопротивление заземляющих устройств в электроустановках до 1000В с изолированной нейтралью согласно ПУЭ должно быть не более 4 Ом, а в электроустановках 220, 380 и 660В с глухозаземленной нейтралью соответственно не более 8, 4, 2 Ом.
В электроустановках 3 — 35 кВ сопротивление заземляющих устройств должно быть 125/ Iр, но не более 10 Ом (Iр — расчетный ток замыкания на землю).
Каждая заземляющая или зануляемая часть электроустановки присоединяется к сети заземления (зануления) при помощи отдельного ответвления. Последовательное включение в заземляющий или нулевой защитный проводник заземляемых (зануляемых) частей электроустановки запрещается!
Заземлители могут быть естественными и искусственными.
В качестве естественных заземлителей используют железобетонный фундамент зданий и сооружений, проложенные под землей водопроводные и другие металлические трубопроводы, различные металлические конструкции, имеющие соединение с землей, а также свинцовые оболочки кабелей, проложенные в земле. Нельзя использовать в качестве заземлителей трубопроводы для горючих жидкостей и газов, чугунные трубопроводы, временные трубопроводы строительных площадок, а также алюминиевые оболочки кабелей и голые алюминиевые провода.
Искусственные заземлители бывают углубленные (укладывается на дно котлованов по периметру фундаментов зданий), вертикальные (из стальной вертикально ввинчиваемых или вдавливаемых в грунт стержней или уголков), горизонтальные (из круглой или полосовой стали, уложенные горизонтально в траншее) и комбинированные из указанной выше.
Для заземлителей обычно применяют круглую сталь диаметром 10-16мм, полосовую сталь 40×4мм и угловую сталь сечением 50×50×5мм. Длина вертикальных заземлителей: ввинчиваемых и вдавливаемых — 4,5-5м, забиваемых — 2,5-3м. Глубина заложения верха заземлителей от поверхности земли 0,6-0,7м. Горизонтальные заземлители и соединительные полосы (стержни) между вертикальными заземлителями укладывают в траншеи на глубине 0,6-0,7м.
В качестве заземляющих и нулевых защитных проводников используют в 1-ую очередь нулевые рабочие проводники 4-х проводной 3-х фазной сети и специальные предусмотренные для этих целей металлические проводники. Кроме того, для этой цели могут быть использованы металлические конструкции зданий, стальные трубы электропроводок, алюминиевые оболочки кабелей, короба и лотки электропроводок и др.
Корпуса электродвигателей и металлические конструкции, на которых они установлены, заземляют. В 4-х проводных сетях, имеющих глухозаземленную нейтраль, все нетоковедущие металлические части соединяют с нулевым проводом, зануляют. В этом случае повреждение изоляции обмоток двигателя приводит к пробою на корпус и появлению короткого замыкания в цепи фаза — нуль. Поврежденная установка автоматически отключается защитой от сети. Если двигатель защищен плавкими предохранителями, то ток плавкой вставки должен быть в 3 раза меньше тока петли фаза-нуль, а во взрывоопасных помещениях — 4 раза. Для защиты автоматическими выключателями ток срабатывания защиты должен быть в 3 раза меньше тока петли фаза-нуль, а во взрывоопасных помещениях — в 6 раз.
Для заземления или зануления заземляющие проводники присоединяют к специальным предусмотренным болтам на корпусе электродвигателя. Контактная поверхность проводника и место присоединения его на корпусе двигателя должны быть зачищены до блеска и смазаны техническим вазелином. Не следует окрашивать места присоединения заземляющих проводников. Заземление оборудования, подвергающее вибрации, выполняют при помощи стального троса, с наконечниками, закрепленными сваркой