Типи заземлюючих пристроїв. Їх переваги та недоліки.
В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное. Заземлители также делятся на естественные и искусственные.
При выносном заземлении (см. рис. 1) заземлители располагаются на некотором удалении от заземляемого оборудования. Либо они вынесены за пределы производственной площадки, либо сосредоточены в некоторой ее части.
Рисунок 1 – Функциональная схема выносного заземления
Достоинством выносного заземления является возможность выбора места размещения электродов с наименьшим удельным сопротивлением грунта (сырое, глинистое, в низинах и т. д), особенно если по каким-либо причинам невозможно его разместить на защищаемой площадке (скалистый, песчаный грунт и т. п.).
Недостаток
выносного заземления
заключается в высоком напряжении
прикосновения (
).
К тому же из-за большой длины заземляющих
проводников возрастает сопротивление
заземления. Поэтому оно применяется
при сравнительно малых токах замыкания
на землю (в частности в электроустановках
до 1000 В) и защищает только за счет малого
сопротивления заземления.
При контурном заземлении (см. рис. 2) заземлители располагаются по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование или внутри ее (по возможности равномерно). Контурное заземление называется еще распределенным.
Рисунок 2 – Функциональная схема контурного заземления.
На
рис. 2 пунктирными линиями показаны
законы распределения потенциалов на
поверхности грунта отдельно взятых
электродов. В реальности их поля
растекания накладываются друг на друга
(жирная сплошная линия). Каждая точка
поверхности имеет значительный потенциал.
Однако разность потенциалов между
любыми точками незначительна. Таким
образом произошло «выравнивание»
потенциала. В этих условиях коэффициенты
шага и напряжения намного меньше единицы
(
).
Для искусственных заземлителей применяют вертикальные и горизонтальные электроды. В качестве вертикальных электродов используют стальные трубы диаметром 50…60 мм с толщиной стенки не менее 3,5 мм, угловую сталь с толщиной стенки не менее 4 мм или прутковую сталь диаметром не менее 10 мм. Для связи вертикальных электродов и в качестве самостоятельного горизонтального электрода применяют полосовую сталь сечением не менее 4 12 мм или сталь круглого сечения диаметром не менее 10 мм. Соединение электродов выполняют с помощью сварки. Допускаются резьбовые соединения.
Залегание электродов в грунте должно быть ниже глубины промерзания (справочная величина). После установки и сварки электродов в траншее последняя засыпается и тщательно трамбуется.
В качестве естественных заземлителей могут использоваться проложенные в земле и имеющие с ней контакт водопроводные и другие металлические трубы (кроме трубопроводов с горючими газами и жидкостями), обсадные трубы артезианских колодцев, скважин, арматура железобетонных опор и т. п.
При проектировании заземлителей необходимо, чтобы шаговое напряжение в аварийном режиме производственных электроустановок не превышало 20 В, а для бытовых электроустановок не превышало 12 В (см. ГОСТ 12.1 038-82).