Что такое повторное заземление опор
Как устроено повторное заземление
В современном мире трудно представить жизнь человека без электроприборов. Количество их в домах велико, и чтобы обеспечить необходимую безопасность их использования, требуется осуществить защитные меры от случайного поражения электрическим током. Одна из таких мер состоит в устройстве повторного заземления.
Основные виды
Защитное заземление позволяет защитить человека от удара током, если на корпусе прибора или установки случайно возникает напряжение. Опасный потенциал снимается либо обеспечивается срабатывание электрических защитных устройств с минимальным запаздыванием.
Естественными заземлителями считаются любые металлические предметы, которые находятся в земле. Устанавливающими норму документами не рекомендуется использование естественных проводников, потому что невозможно учесть такую величину, как сопротивление растеканию тока в грунте от них.
Искусственными заземлителями считаются устройства с заранее рассчитанными параметрами, специально созданные для сооружения заземления.
Глухое погружение нейтрали
Системы заземления разделяют на две большие группы: с глухо заземленной нейтралью и с изолированной. В схеме первого типа нейтральный проводник (обозначается N) всегда заземлен и может быть независимым от защитного PE-проводника, а может соединяться с ним, образуя PEN-проводник.
Если нейтральный провод объединен с защитным проводником, он образует систему TN-C, если проводиться отдельно − систему TN-S, в случае, когда объединен на подстанции с защитным проводником, а при входе в здание разделяется на два проводника – защитный PE и функциональный N, образуется система TN-C-S. Еще одним видом является система, при которой нейтральный проводник заземляется на подстанции и к потребителю трехфазный ток поступает по четырем проводам, одним из которых является ноль N. Это − система TT.
Применение системы TN-C
Система TN-C широко использовалась ранее при так называемой двухпроводной сети. В этом случае в розетках отсутствовал заземленный контакт. В сетях, сконструированных по этой системе, заземлялся нулевой провод, но при обрыве его, все приборы оставались под напряжением. Это вынуждало заземлять корпуса каждого отдельного электроприбора. В современных строящихся зданиях эта система не проектируется. Используется только в старых зданиях.
Применение системы TN-S
Система TN-S более совершенна, обладает высокой степенью электробезопасности, так как имеет отдельный заземленный проводник, но стоимость ее неоправданно высока. При трехфазном питании приходится прокладывать от источника пять проводов – три фазы, нейтраль и защитный проводник PE.
Для устранения недостатка системы TN-S была создана TN-C-S. Она предусматривает один проводник PEN, который представляет собой общий провод, заземленный по всей длине от источника питания до ввода в здание, а перед вводом разделяется на нейтраль N и защитный проводник PE. Эта система тоже имеет весомый недостаток. При повреждении проводника PEN на протяжении участка от подстанции до здания, все подключенные внутри здания приборы остаются под опасным напряжением. Для этой системы ПУЭ (Правила устройства электроустановок) требуют проведения мероприятий по устройству дополнительной защиты проводника PEN от механических повреждений.
Тип заземления ТТ
Система ТТ используется для подачи электричества за городом и в сельской местности по линиям электропередач, устанавливаемым на опорах. Подключение электроустановок по этой системе разрешается лишь в том случае, если невозможно обеспечить все условия электробезопасности в системе TN и избежать при этом неоправданных материальных затрат. При контакте с электроприборами защита от тока должна осуществляться путем отключения питания в цепи. Для этого правилами предписываются специальные изделия – устройства защитного отключения – УЗО.
Изолированный нейтральный проводник
Во втором варианте нейтральный провод совершенно не заземлен, или может быть связан с землей через установочные устройства, имеющие очень большое сопротивление. Такие системы применяют для ответственных объектов, например в медучреждениях для питания оборудования, используемого при поддержании жизнеобеспечения, на энергетических и нефтеперерабатывающих предприятиях. Нейтраль, изолированная от заземляющего провода, защищена от возникновения наведенных токов. Заземление идет по отдельной шине, к которой подключены все заземляющие контакты в розетках.
Назначение и устройство
При изготовлении заземления по принципам вышеописанных систем, при обрыве заземленных проводников на корпусах электроприборов всегда существует возможность возникновения опасного напряжения, поэтому в таких системах ПУЭ регламентируют обязательное наличие повторного заземления в сетях.
Главной задачей, которая стоит при монтаже повторного заземления, является понижение напряжения, возникающего при касании открытых токопроводящих элементов электроприборов. Вследствие этого при замыкании на землю или на токопроводящие элементы корпуса, уменьшается вероятность получить травму от действия электрического тока.
Если смонтировано повторное заземление, то происходит следующее. При замыкании на корпусе отдельного электроприбора ток частично проходит в земле. В результате разность потенциалов между корпусом и землей уменьшается, и пользователь становится защищенным от удара током.
При реализации системы TN-C выполняется повторное заземление нулевого провода. Оно производится путем связывания проводника с землей через определенные интервалы и применяется вместе с основным контуром заземления.
В системе TN-C-S оно представляет собой повторное заземление нулевого защитного проводника PEN перед вводом в здание. Получается, что при обрыве проводника на участке «источник-здание» эффект заземления осуществляется через заземленный PE провод.
На вводе в электроустановку напряжением до 1 кВ обязательно монтируют повторное заземление, чтобы увеличить степень безопасности.
Повторное заземление на вводе в здание, независимо от его устройства, устанавливают еще и для того, чтобы исключить занос в цепи электротехники дома наведенных токов через внешние коммуникации. К тому же оно уменьшает потенциал на корпусе электроприборов, если вдруг оборвался N-проводник.
Линии электропередач
При использовании системы ТТ принцип повторного заземления реализуется путем соединения нулевого провода, расположенного на опоре линии электропередач с землей. Осуществляется заземление всех опор. Одновременно заземляются все стальные кронштейны, на которых закреплены изоляторы фазных проводов.
Необходимо устраивать повторное заземление на концах линий электропередач или на ответвлениях длиною 200 и больше метров. Для создания контура в первую очередь применяют естественные заземлители.
Совместимость с устройствами отключения
Все сказанное выше о повторном заземлении, как об одной из мер для повышения уровня безопасности при эксплуатации электроустановок, будет справедливо в том случае, если цепи в электроустановках защищены автоматами и предохранителями. При этом характеристики устройств отключения должны выбираться в соответствии с параметрами сети, полезной нагрузки.
Важно правильно выбрать материал и сечение проводников, как нулевого, так и заземляющего. Если в них возникнет ток короткого замыкания, то он должен минимум в 3 раза превышать порог срабатывания автоматики или других защитных приспособлений.
Нулевой провод делают непрерывным по всей длине от каждого корпуса до нейтрали источника питания. Для соединения всех деталей этом участке применяют сварку. Присоединение к нейтрали допускается при помощи сварки или на болтах.
Важная характеристика – сопротивление
Контур повторного заземления обеспечивает в морозы и жару, в сухую и дождливую погоду сопротивление растеканию тока. Данное сопротивление не должно превышать 30 Ом при межфазном напряжении 380 В. Если напряжение 220 В, то сопротивление увеличивается до 60 Ом. Противодействие растекающемуся току должно быть максимум 10 Ом и 20 Ом соответственно для трехфазной и двухфазной сети.
При вводе в строение сопротивление у повторного заземления должно быть максимум 30 Ом.
Конструкция и материалы, используемые для контура повторного заземления одинаковы с применяемыми материалами для устройства основного заземляющего контура.
Качественное, выполненное с учетом всех норм и правил, повторное заземление обеспечит не только безопасность использования электроустановок, но и нормальный режим работы электроприборов, что позволит эксплуатировать их в соответствии с заявленными техническими характеристиками, повысить их функциональность и увеличить срок службы.
Для чего нужно повторное заземление ВЛИ?
Повторное заземление ВЛИ — это преднамеренное соединение нулевого провода с заземляющим устройством в в электроустановках до 1 кВ, которое может иметь электрическую связь с заземляющим устройством источника электропитания. ВЛИ представляет собой воздушную линию на опорах из железобетона или дерева с самонесущими изолированными проводами (СИП). Ниже мы расскажем читателям сайта Сам Электрик, как правильно сделать повторное заземление воздушных линий электропередач и для чего это нужно.
Виды опор
Деревянные
Деревянные опоры применяются в настоящее время ограниченно, основном в малонаселенных пунктах. Они обладают такими преимуществами, как низкая себестоимость изготовления и простота установки, легкий вес, высокая устойчивость к нагрузкам. К тому же древесина является хорошим диэлектриком, что увеличивает безопасность эксплуатации. К недостаткам деревянных опор можно отнести необходимость подбора бревен для одной ВЛ с одинаковыми диаметрами для обеспечения одинакового распределения нагрузки, высокую подверженность механическим повреждениям и быстрому износу древесины при эксплуатации. Чтобы устранить негативное влияние окружающей среды и уменьшить процессы гниения, деревянные опоры пропитывают или покрывают специальными составами.
Изготавливают опоры из дерева хвойных пород. Диаметр бревен и длина подбирается по классу опоры. Классификация опор составлена таким образом, бревно определенного диаметра верхнего торца и определенной длины должны иметь соответствующий вес или объем. Деревянные опоры могут относиться к классу L, M или S
Опоры для ВЛ до 1 кВ должны иметь диаметр не менее 14 см. Высота опор — от 6 до 13 метров. В зависимости от класса древесины и ее кубатуры опоры могут весить от 180 до 350 кг.
Железобетонные
Железобетонные опоры более прочные и устойчивые, чем деревянные. Срок их износа существенно больше, чем у деревянных опор, поэтому они получили наибольшее распространение при строительстве ВЛ разного уровня напряжения.
Железобетонные опоры производят из армированного бетона, перед изготовлением их рассчитывают в зависимости от того, какую роль будет выполнять опора в воздушной линии. Требования по распределению нагрузки устанавливаются ГОСТ И ПУЭ.
Классифицируются железобетонные опоры в следующем порядке:
Применяются железобетонные опоры во всех ВЛ — как с обычными проводами, так и с СИП.
На фото ниже показан внешний вид железобетонной опоры.
Используются такие ЖБ конструкции:
Для того чтобы осуществлять вторичное заземление PEN проводника, с двух сторон опоры приваривают арматуру. Это делается для выполнения требований ПУЭ (п. 2.4.40, см. Главу 2.4): «РЕN-проводник следует присоединять к арматуре железобетонных стоек и подкосов».
Назначение повторного заземления
Повторное заземление ВЛИ нужно для того, чтобы обеспечить нормальную электробезопасность при эксплуатации ВЛ. Согласно п. 2.4.38 ПУЭ «На опорах ВЛ должны быть выполнены заземляющие устройства, предназначенные для повторного заземления, защиты от грозовых перенапряжений, заземления электрооборудования, установленного на опорах ВЛ. Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 30 Ом».
Если в системе электроснабжения установлена трансформаторная подстанция с глухозаземленной нейтралью, то для того, чтобы обеспечить требуемую электробезопасность требуется создать электрическую связь с заземлением по всей системе. Для опор выполняется повторное заземление нулевого провода — таким образом обеспечивается надежная связь РЕN проводника с заземляющим устройством. Схема выглядит следующим образом:
В ПУЭ указывается, что повторное заземление ВЛИ означает погружение в грунт PEN или РЕ проводника в воздушной электрической линии с изолированными проводами.
Важно! Повторный заземляющий контур осуществляется на подпоре без вводного приспособления или вводного щитка (ВЩ). Оно присоединяется к вводному автомату или к совместному рубильнику.
Защитный и рабочий нулевые провода подключаются вверху ЖБ (железобетонного столба) к арматурному выпуску. Если есть подкосной столб, то присоединять необходимо и к нему, а не только к основному.
На фото ниже изображено, как нужно соорудить повторное заземление ВЛИ основного проводника с использованием прокалывающего зажима на проходном столбе, без отвода. Осуществлять подобное необходимо на каждой третьей опоре ВЛ и на столбе, который ведет к жилому зданию.
На опорах при монтаже может быть сделан заземляющий спуск из проволоки или катанной стали. Он также может отсутствовать. На рисунке ниже показана конструкция опоры с заземляющим спуском.
Как правило, он изготавливается из металлической проволоки. Все это прикрепляется к штыревому электроду, который вбивается в грунт. В случае если проволока больше по диаметру, чем 6 мм, то желательно чтобы он был сделан из оцинкованного металла, а если меньше 6 мм – из черного металла с нанесенным антикоррозийным средством.
Согласно правилам устройства электроустановок, если на деревянной конструкции было выполнено повторное заземление PEN-проводников, то необходимо заземлить полностью все штыри и крюки опоры из металла. Если же на столбе из дерева или железобетона не организовывают повторный заземляющий контур, то ничего делать не нужно (ПУЭ 2.4.41).
Электрооборудование из металла, которое находится на опорах, в обязательном порядке должно заземляться индивидуальными проводами. Это такое оборудование как щиты ВУ, молниезащита или защита от высокого напряжения. В случае ТП с глухозаземленной нейтралью сопротивление вторичного заземлителя должно быть 30 Ом или меньше.
Учтите! Для частного жилья повторная защита PEN-проводников ВЛИ не освобождает от установки специального заземляющего контура. О том, как сделать заземление в доме своими руками, мы рассказывали в соответствующей статье!
Полезные рекомендации
Если необходимо сделать повторное заземление ВЛИ от трансформаторной подстанции до жилого помещения на расстояние 800 м, его следует выполнить в следующих местах:
Также рекомендуем просмотреть видео, на котором показывается, как сделать повторное заземление, а точнее — без особых проблем забить штыри в землю:
Полезное по теме:
Что такое повторное заземление и как правильно его сделать?
Повторное заземление — неотъемлемая часть общей системы заземления. Его используют для заземления нулевого защитного провода РЕ и РЕN электрических сетей до 1000 Вольт в системе ТN с глухозаземленной нейтралью трансформатора.
Для устройства повторного заземления используют естественные заземлители. Сопротивление естественных заземлителей ничем не определяется и в любое время его значение может измениться, поэтому применяют искусственное заземление с заранее определенными параметрами.
Монтаж такого устройства нужен для снижения опасности поражения электрическим током людей, находящихся в непосредственной близости от электроустановок. Повторное заземление монтируют на вводе в здание, где находится электроустановка.
При наличии такого устройства в аварийных ситуациях напряжение на корпусах электроустановок и электроприборах уменьшается. Разность потенциалов между землей и корпусом электроустановки снижается, а человек, касающийся корпуса электроприбора, становится защищенным от поражения электрическим током.
Применение системы TN
Для электроснабжения основной части промышленных электроустановок до 1000 Вольт, жилых домов и квартир используется система ТN. Для надежного срабатывания аппаратов защиты и повышения электробезопасности необходимо выполнять заземление нулевого провода.
Система ТN подразделяется на следующие типы:
Применение системы TN-С
Эта система заземления была и остается самой распространенной в стране. При такой системе на подстанции заземляется нейтраль трансформатора. Нулевой проводник присоединяется к заземленной нейтрали на подстанции. В этом случае нулевой проводник выполняет функции рабочего и защитного проводников и называется РЕN-проводником.
Электропитание электроустановок осуществляется двумя жилами при однофазном питании или четырьмя жилами при трехфазном питании. При применении системы TN-С в электророзетках отсутствует заземляющий контакт, а корпуса всех промышленных электроприборов и электроустановок на производстве зануляются.
Недостаток системы в угрозе поражения электрическим током при обрыве нулевого проводника. Достоинство — недорогой электромонтаж. По правилам устройства электроустановок на смену системе TN-C пришли другие, более безопасные системы — TN-S и TN-C-S.
Применение системы TN-C-S
Система TN-C-S — основная для применения в соответствии с ПУЭ. В ней от трансформаторной подстанции до ввода в здание используется объединенный проводник РЕN, который на вводе в здание присоединяется к повторному заземлению и разделяется на рабочий проводник N и на защитный проводник РЕ.
Такое разделение осуществляется, как правило, в главном электрощите промышленного объекта или жилого здания. Далее, после главного электрощита, по зданию проводники N и РЕ разделены. В этом случае электророзетки имеют заземленный контакт, к которому присоединяется РЕ-проводник.
Система TN-C-S наиболее оптимальна с точки зрения цены и электробезопасности. Применяется в проектируемых жилых и промышленных зданиях.
Применение системы TN-S
Система ТN-S наилучшая с точки зрения электробезопасности, но самая дорогостоящая. При ее обустройстве необходимо прокладывать от трансформаторной подстанции пять жил при трехфазном и три жилы — при однофазном электропитании. Это увеличивает финансовые затраты по сравнению с системами TN-C и TN-C-S. Повторному заземлению подлежит РЕ проводник.
Воздушные линии электропередач
На опорах воздушных линий электропередач необходимо повторно заземлять PEN-проводник, идущий от трансформаторной подстанции. Это нужно делать, чтобы повысить электробезопасность участков ВЛ и для надежной работы автоматических выключателей. Количество повторных заземлений на трассе воздушной линии определяется проектом электроснабжения.
Такое устройство обязательно применяется на опорах в конце воздушных линий электропередач, на опорах перед вводом в промышленное здание или частный дом, перед ответвлением от трассы ВЛ протяженностью более 200 м. Для монтажа используется подземная часть опоры. Если ее недостаточно, применяется дополнительный контур заземления, обычно состоящий из одного или двух заземлителей.
Спуск с верхнего конца опоры осуществляется проволокой диаметром 6 или 8 мм. Кроме PEN-провода, нужно заземлить все металлические элементы конструкции опоры. Сопротивление этого вида заземления не должно быть больше 30 Ом.
На опорах уличного освещения должно быть организовано заземление корпусов светильников и всех металлических частей опоры. Для этого используются специальные заземлители и заземляющие проводники. В городской черте не всегда имеется возможность установки стандартных вертикальных заземлителей, поэтому часто используются в качестве заземлителей горизонтальные полосы, заглубленные в землю.
После установки заземлителей обязательно контролируют сопротивление заземляющего устройства специальными приборами. Наличие такого заземления делает безопасным эксплуатацию опор уличного освещения.
Совместимость с устройствами отключения
Чтобы сделать работу человека максимально безопасной, ПУЭ рекомендует применять УЗО или дифавтоматы. Такие устройства можно применять в системе ТN-C-S, когда PEN-провод разделен на PE и N-проводники. Это разделение происходит в вводном электрощите на главной заземляющей шине. Причем подключение главной заземляющей шины производится к повторному заземлению или к заземленному на вводе в здание PEN-проводнику.
УЗО или дифавтомат реагирует на токи утечки в нагрузке. При появлении утечки в изоляции или при повышении влажности появляются токи утечки. При превышении определенного значения тока утечки УЗО обесточивает защищаемую цепь. Дифференциальный автомат обесточивает цепь при появлении в нагрузке короткого замыкания.
Применение устройства вторичного заземления нулевого провода влияет на время срабатывания автоматических выключателей. Чем ниже показатель сопротивления заземления, тем быстрее и надежнее сработает автоматический выключатель, а значит, выше безопасность человека при аварийных ситуациях в электрических сетях.
Нормы сопротивления заземляющих устройств
Сопротивление контура этого типа заземления — характеристика растекания тока при аварийных ситуациях в электрооборудовании. В соответствии с правилами устройства электроустановок сопротивление системы заземления должно быть нормированным.
Для опор воздушных линий электропередач и опор уличного освещения сопротивление заземления нулевого провода должно быть не более 30 Ом.
Повторное заземление ВЛИ
Что такое повторное заземление ВЛИ?
Повторное заземление ВЛИ подразумевает заземление PEN проводника от трансформатора КТП 10/0,4, на опорах воздушных линий электропередач.
Аббревиатура ВЛИ подразумевает воздушную линию электропередач, выполненную самонесущими изолированными проводами СИП, от трансформатора с глухозаземленной нейтралью.
Выполняются воздушные линии на деревянных или железобетонных опорах. Остановимся на опорах подробнее.
Деревянные опоры линий электропередач
Железобетонные опоры
Железобетонные опоры это прямоугольные или трапециевидные конструкции из арматуры и бетона. Маркируются железобетонные опоры, как СВ. Далее идет номер маркировки, который обозначает длину опоры. Например, опора СВ 95 имеет длину 9,5 метров.
Применяются следующие железобетонные опоры:
На опорах СВ сверху и снизу приварена арматура для осуществления повторного заземления PEN проводника.
Но вернемся к повторному заземлению.
Повторное заземление, называется повторным, потому что этот провод уже заземлен на КТП.
Трансформатор с глухозаземленной нейтралью (TN-C-S) предполагает, что по ВЛИ тянутся два или четыре провода СИП. Один или три провода фазные, плюс PEN проводник (он несущий). Разделяется PEN проводник на нулевой рабочий провод (N) и нулевой защитный провод (PE) проводник на столбе, если на нем вы ставите ВУ (вводное устройство) или в щите в доме.
Напомню, что разделяется PEN проводник на нулевой рабочий провод (N) и нулевой защитный провод (PE) проводник на столбе, если на нем вы ставите ВУ (вводное устройство) или в щите в доме.
Согласно ПУЭ повторное заземление ВЛИ это заземление PEN или PE проводника ВЛИ электропередач.
Как делается повторное заземление ВЛИ.
Повторное заземление ВЛИ на бетонной опоре
Повторное заземление делается на столбе или опоре вне ВУ (вводного устройства) или ВЩ (вводного щита), до вводного автомата или общего рубильника.
PEN проводник следует подсоединять к арматурному выпуску вверху железобетонной опоры, как основной, так и подкосной (если она есть). На следующем фото показано, как делается повторное заземление несущего PEN проводника, прокалывающим зажимом (4) на проходной опоре, без отвода. Такое заземление делается на каждой третьей опоре ВЛ и на опоре отвода к вашему дому.
Повторное заземление на деревянной опоре
Для повторного заземления на деревянной опоре монтируется заземляющий спуск. Заземляющий спуск делается, из металлического прута по опоре, который приваривается к штыревому электроду, вбитому в землю. Прут лучше взять из оцинкованной стали, если он толще 6 мм или из черной стали с антикоррозийным слоем, если он тоньше 6 мм.
Для работ понадобится сам прут, кувалда для его забивания, набор гаечных ключей (или сварка), отрезная болгарка на аккумуляторах. Выбрать болгарку на аккумуляторе нужно по диаметру отрезного круга и наличию двух зарядных батарей. Для работы вам не понадобиться электрическое подключение, что очень удобно в данном контексте.
Аналогично делается повторное заземления железобетонного столба без арматурного выпуска.
На деревянной опоре, где выполнено повторное заземление PEN проводника, нужно заземлить все металлические крюки и штыри опоры. Если на деревянной или железобетонной опоре нет повторного заземления PEN проводника, то крюки и штыри заземлять не нужно (2-4-41 ПУЭ).
Всё металлическое электрооборудование, расположенное на столбах (молниезащита, шиты ВУ, защита от перенапряжений и т.п.) должны заземляться отдельными проводами. Сопротивление повторного заземления не должно превышать 30 Ом (в варианте глухозаземленной нейтрали трансформатора).
Повторное заземление PEN проводника ВЛИ не отменяет устройство заземления частного дома с монтажом контура заземления возле или вокруг дома.
Советы практика
В завершении приведу предписание технического надзора. Где нужно сделать повторное заземление на участке ВЛИ от ТП до дома, длинной 800 метров.
В этом варианте, повторное заземление нужно сделать: