Instalacja pętli uziemienia - zasada działania i obliczenia

Uziemienie konturowe jest zainstalowane w celu ochrony budynków przed pożarami, a ludzi przed porażeniem prądem elektrycznym. Podczas wykonywania pracy należy przestrzegać wymagań PUE, poprawnie obliczyć, zainstalować obwód i sprawdzić poziom jego rezystancji.

Urządzenie i zasada uziemienia

W pomieszczeniach mieszkalnych często instalowany jest system TN, którego neutralny jest głucho uziemiony. Przewód uziemiający łączy wszystkich odbiorców z obwodem ochronnym. Ten ostatni ma niską rezystancję, a prąd zawsze przepływa w obwodzie, w którym rezystancja jest mniejsza. W porównaniu z urządzeniem uziemiającym ciało ludzkie charakteryzuje się wysoką rezystancją, dlatego obwód pozwala rozwiązać zadania przypisane do niego.

Uziemienie konturowe to układ w kształcie trójkąta równobocznego, prostokąta lub kwadratu, złożony z pionowych przewodów uziemiających - stalowych prętów lub narożników, które są połączone przez spawanie w górnych punktach poziomymi stalowymi taśmami. Jest podłączony do uziemionego sprzętu za pomocą kabla. Najczęstszym rodzajem konstrukcji jest trójkątna.

Zewnętrzny kontur jest zakopany w ziemi. Poziom odporności na rozprzestrzenianie się prądów urządzenia ochronnego zmienia się w zależności od rodzaju gleby, jej struktury.

Najlepsze wskaźniki rejestruje się podczas instalowania pętli uziemienia w glebie torfowej, gliniastej i gliniastej. W tym drugim przypadku pod warunkiem, blisko powierzchni wód gruntowych. Jeśli gleba składa się z gęstych wtrąceń skalnych, wskaźniki pogarszają się.

Możesz samodzielnie złożyć obwód lub użyć gotowego zestawu.

Odmiany pętli naziemnych

Istnieje kilka rodzajów struktur używanych do uziemienia.

Tradycyjne systemy uziemiające

System tego typu składa się z minimalnej liczby elementów: dwóch pionowych elektrod z metalowym wzmocnieniem i jednej poziomej w postaci paska łączącego dwa poprzednie. Przekroje i rozmiary elementów muszą być zgodne z normami. Zaleca się zainstalowanie uziemienia po stronie zacienionej na północ od strony, w wilgotnym miejscu. Jednak ze względu na fakt, że obwód jest często wykonany ze stali i nie można go pokryć farbą, szybko ulega korozji. Na opór takiego urządzenia ma również wpływ temperatura i wilgotność gleby, ponieważ obwód jest umieszczony w górnych warstwach.

Systemy uziemienia głębokości

Taki system jest wytwarzany w sposób modułowy. W porównaniu do poprzedniej wersji różni się:

• długa żywotność;
• proste obliczenia;
• podatność na środowisko;
• brak potrzeby konserwacji;
• łatwość instalacji.

Pomiary rezystancji zainstalowanego sprzętu muszą być wykonywane przez specjalistów.

Zewnętrzna pętla uziemienia składa się z elektrod pionowych i poziomych elementów uziemiających. Wykonany jest z czterech pasków o grubości 40-50 mm i jest instalowany w odległości co najmniej 1 m od budynku. Poziomy pasek powinien znajdować się na głębokości od 50 do 70 cm od powierzchni.

Obliczanie obwodu ochronnego

Aby wykonać dokładne obliczenie pętli uziemienia, należy wziąć pod uwagę:

• wilgotność gleby;
• średnia temperatura zimą i latem w obszarze instalacji;
• odporność na glebę i zasolenie;
• przekrój i długość przewodów uziemiających i elektrod;
• odległość od domu do obwodu.

Obliczenia są wykonywane według wzorów, procedura ta jest trudna dla osoby, która nie ma wykształcenia inżynierskiego. Jednak nawet jeśli zostaną wykonane prawidłowe obliczenia, rzeczywista rezystancja obwodu będzie się różnić od obliczonej ze względu na dużą liczbę wpływających czynników dynamicznych.

W rzeczywistości wielu bierze pod uwagę oddalenie obwodu od fundamentu, a następnie dostosowuje rezystancję, mierząc ten wskaźnik już zamontowanej konstrukcji.

Zalecane wymiary uziemienia:

• paski - szerokość - 40-50 mm, grubość - 4-5 mm, nie mniej niż 2,5 m długości;
• rogi - grubość półki - 4-5 mm, szerokość półki 40-50 mm, co najmniej 2,5 m długości;
• pręty (koniecznie gładkie) - przekrój 16-20 mm, o długości co najmniej 2,5 m;
• rura - grubość ścianki 3,5 mm, średnica nie mniej niż 32 mm, długość - nie mniej niż 2,5 m.

Dokładne obliczenia, biorąc pod uwagę wszystkie parametry, należy wykonać, jeśli konieczne jest uziemienie dużych konstrukcji handlowych i przemysłowych.

Przedmioty wymagające konturu

Musi być uziemiony:

• pomieszczenia, w których obrabiarki, urządzenia i źródła światła pracują z metalowymi obudowami i obudowami;
• kompletne podstacje transformatorowe, a także budynki, w których znajduje się sprzęt elektryczny ze stalowymi obudowami;
• uzwojenie wtórne transformatora pomiarowego;
• metalowe rurociągi do kabli, pomieszczenia, w których jednocześnie znajdują się konstrukcje metalowe i kable, przewody.

Nie ma potrzeby uziemiania urządzeń zainstalowanych na już uziemionym sprzęcie, wyłączników w tablicach rozdzielczych, elektrycznych urządzeń pomiarowych.

Schematy połączeń

Najczęstsze schematy połączeń obejmują zamknięte trójkątne i liniowe. System zamknięty jest bardziej stabilny w działaniu, ponieważ nawet jeśli jeden z poziomych przewodów uziemiających zostanie uszkodzony, nadal będzie spełniał swoją funkcję. Liniowy w tym sensie traci konstrukcję zamkniętą. Przestaje działać, jeśli zworka jest uszkodzona.

Oprócz konstrukcji liniowych i trójkątnych można wytwarzać owalne i prostokątne urządzenia ochronne, ale są one mniej popularne.

Pętla uziemienia w obiekcie

Pętla uziemienia jest umieszczona zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz. Tworząc go w pomieszczeniu, musisz przestrzegać zasad:

• Nie używaj rurociągów centralnego ogrzewania, kanalizacji i podobnych, kabli wsporczych, metalowych tulei, drutów pancernych jako zerowych przewodów ochronnych.
• Przewody uziemiające i neutralne są układane w sposób otwarty, ponieważ muszą być dostępne do kontroli i pomalowane na żółto-zielone paski.
• Przejścia przez ściany i sufity wykonuje się za pomocą niemetalowych rur ognioodpornych.
• Opony stalowe są malowane, połączenia spawane są malowane farbą olejną.
• W wilgotnych pomieszczeniach przewody są przyspawane do wsporników.

Są to podstawowe zasady, ale istnieją inne, które są istotne przy układaniu obwodu wewnętrznego w pomieszczeniach o agresywnym środowisku, w sklepach przedsiębiorstw przemysłowych.

Instalacja pętli uziemienia

Zgodnie z klasyczną kolejnością instalacji pętli uziemienia najpierw wykonuje się prace przygotowawcze, następnie urządzenie instaluje się bezpośrednio i mierzy rezystancję.

Przygotowanie do instalacji

Do instalacji konieczne jest przygotowanie narzędzi:

• łopata;
• szlifierka lub piła do metalu;
• falownik spawalniczy;
• wiertarka udarowa;
• klucze o 8, 10;
• mierniki prądu, napięcia, rezystancji.

Z wymaganych materiałów:

• Narożniki wykonane ze stali nierdzewnej, odporne na korozję, 40 × 40 × 4/50 × 50 × 5 cm i długości co najmniej 2,5 m. Lub stalowe okrągłe pręty o średnicy 20 mm.
• Trzy metalowe paski o długości 250 cm, szerokości od 40 do 60 mm i grubości 5 mm. Im większa odległość między elektrodami, tym lepsze rozprzestrzenianie się prądów, ponieważ pola elektromagnetyczne mniej od siebie oddziałują. Idealnie odległość między elektrodami powinna odpowiadać ich długości lub zwiększać się o wielokrotność tego parametru.
• Taśma ze stali nierdzewnej do podłączenia obwodu do fundamentu 40 × 4 lub 50 × 5 mm lub kabla zasilającego.
• Śruby M8, M10.
• Przewodnik miedziany.

Miejsce instalacji obwodu powinno znajdować się blisko fundamentu i tablicy rozdzielczej.

Montaż urządzenia zabezpieczającego

Pierwszym krokiem jest wykonanie rowów o głębokości około 80 cm pod pętlą uziemienia i listwą łączącą system z fundamentem. Konfiguracja rowów musi pasować do kształtu pętli uziemienia. W tym przypadku uziemienie odbywa się w postaci trójkąta o bokach o wymiarach 2,5 m każdy.

Metalowe rogi należy naostrzyć, aby łatwiej wchodziły w ziemię. Wbijają się w ziemię, a nie wykopują dziury. Elektrody powinny ściśle przylegać do ziemi. Zworki są przyspawane do elektrod. Spoiny są obrabiane bitumicznym mastyksem w celu ochrony przed korozją. Kabel poprowadzony wzdłuż rowu do domu, do panelu elektrycznego. Aby to zrobić, za pomocą śrub i nakrętek przymocuj kabel zapakowany w styku końcowym do pionowej elektrody uziemiającej. Aby to zrobić, użyj opon wykonanych z miedzi (10 mm2), aluminium (16 mm2) lub metalu (75 mm2). Najpierw wypełniają obwód piaskiem, a następnie ziemią.

Pomiar rezystancji urządzenia ochronnego

Aby monitorować działanie urządzenia, zaleca się pomiar jego odporności na rozprzestrzenianie się prądu zgodnie ze wszystkimi zasadami. Prace najlepiej wykonywać zimą lub latem, gdy odporność na glebę jest maksymalna. Dla normy rezystancji obwodu ochronnego przyjmuje się wskaźniki 15, 30, 60 Ohm lub 2, 4 i 8 Ohm przy pomiarze za pomocą naturalnych uziemników i powtarzalnych uziemników linii wychodzących, odpowiednio dla sieci 660-380, 380-220 lub 220-127 V.

Test odporności na pętle

Aby poprawnie zmierzyć uziemienie, należy użyć specjalnych urządzeń pomiarowych - „MS-08” lub „MS-416” i elektrod testowych. Technika jest następująca:

1. Elektrodę potencjalną umieszcza się między obwodem a domem w odległości co najmniej 20 m. Kolejna w linii prostej z pierwszym i zabezpieczającym urządzeniem, w odległości nie większej niż 40 m.
2. Podłączając napięcie, zmierz rezystancję.
3. Pomiar uziemienia przeprowadza się kilka razy, stopniowo zbliżając elektrodę zdalną bliżej, ale nie bliżej niż 5 m.

Określenie wartości rezystancji przeprowadza się zgodnie z najgorszym uzyskanym wynikiem.

Najczęstsze błędy

Podczas instalowania urządzenia uziemiającego najczęściej popełniane są następujące błędy:

• Obwód jest podłączony do niewłaściwego punktu instalacji elektrycznej, na przykład bezpośrednio do urządzenia. Musi być podłączony do głównej magistrali naziemnej.
• Zamiast obwodu stosuje się źródło wody, rurę grzewczą itp. Mogą to być struktury uziemiające z pewnymi zastrzeżeniami i nie zawsze.
• Brak podłączenia przewodu neutralnego do urządzenia uziemiającego, a także instalacji oddzielnych wyłączników w przewodzie neutralnym.
• Zastosowanie zbrojenia, zakopanych przedmiotów metalowych, zarysowania roboczego, ogrodzeń jako uziemników.
• Zastosowanie pętli uziemienia wykonanych z małych elementów przekroju.
• Spawać mniej niż 10 cm.
• Spoiny nie są poddawane obróbce mastyksem bitumicznym przed korozją.
• Pasek konturu, który wychodzi z ziemi, nie jest pomalowany. Powinien być pomalowany na czarno lub żółto-zielony.
• Niewystarczająca długość uziemienia poziomego i pionowego.
• Niewystarczające pogłębienie elementów poziomych.
• Tworzą pętlę uziemienia, ale nie uziemiają głównej komunikacji, składającej się z metalowych elementów: zaopatrzenia w wodę, ogrzewania, zaopatrzenia w gaz, kanalizacji.

Musi istnieć możliwość odłączenia urządzenia uziemiającego od instalacji elektrycznej w celu wykonania pomiarów, to znaczy listwa wychodząca z urządzenia uziemiającego musi zostać odłączona. Możliwość tę zapewnia połączenie śrubowe elementów.

Jeśli instalacja została wykonana zgodnie ze wszystkimi zasadami, możliwe było prawidłowe zmierzenie rezystancji, a wskaźniki odpowiadają normie, budynek jest niezawodnie chroniony przed zwarciem i jego konsekwencjami.