7 ключевых моментов для хорошей системы заземления: Обеспечение электробезопасности
Хорошая система заземления играет ключевую роль в защите зданий, оборудования и людей от разрушительного воздействия ударов молнии. Из-за быстрого нарастания времени и высоких токов, характерных для ударов молнии, при проектировании и реализации системы заземления необходимо соблюдать особую осторожность. В этом руководстве вы узнаете об основных характеристиках систем заземления, важности удельного сопротивления грунта, различных методах заземления и способах обслуживания. Мы также обсудим соответствующие кодексы и стандарты и приведем практические примеры, демонстрирующие эффективность правильных решений по заземлению.
7 основных характеристик хорошей системы заземления
Электропроводность
Система должна иметь низкое электрическое сопротивление, чтобы токи молнии эффективно рассеивались в земле. Использование проводящих материалов, таких как медь, алюминий или оцинкованная сталь, в конструкции заземляющего электрода и проводника обеспечивает низкое сопротивление и оптимальную производительность
Высокая устойчивость к току повреждения
Заземляющие проводники должны выдерживать высокие токи замыкания. Выбор материала с высокой прочностью на растяжение и достаточной площадью поперечного сечения гарантирует, что проводник сможет выдержать нагрузки, вызванные грозовыми разрядами.
Длительный срок службы
Срок службы системы должен составлять не менее 40 лет. Этого можно достичь за счет использования коррозионностойких материалов и правильной техники монтажа, позволяющей минимизировать повреждения с течением времени.
Низкое сопротивление и импеданс заземления
Максимальное увеличение площади поверхности электрода и проводника в контакте с окружающим грунтом помогает снизить сопротивление и импеданс заземления. Этого можно добиться с помощью таких методов, как несколько соединяющихся между собой заземляющих стержней, радиальных проводников или заглубленных полов.
ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Эквипотенциальные соединения необходимы для минимизации опасной разности потенциалов между вводными проводниками, такими как металлические системы водоснабжения, электрические сети и телекоммуникационные системы. Такая практика помогает снизить шаговые и контактные потенциалы и обеспечивает безопасность персонала.
Устойчивость к коррозии
Системы заземляющих электродов должны быть устойчивы к коррозии и совместимы с другими проводниками, проложенными в системе заземления и подключенными к ней. Использование таких материалов, как медь или оцинкованная сталь, а также правильная техника монтажа помогут снизить риск коррозии.
Электрически и механически прочные соединения
Обеспечение надежного соединения между проводниками является важнейшим условием хорошей системы заземления. Для создания надежного, низкоомного и коррозионностойкого соединения между проводниками можно использовать механически соединенные или экзотермические сварные соединения (AXIWELD).
ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Чем меньше значение сопротивления заземления в системе заземления, тем важнее обеспечить эффективное рассеивание энергии грозового перенапряжения и безопасность персонала и оборудования. Более низкое значение сопротивления заземления минимизирует падение напряжения на системе заземления во время сбоя или удара молнии, тем самым снижая риск возникновения электрических опасностей, таких как шаговые и контактные потенциалы. Оно также помогает защитить электрические системы и оборудование от повреждений и обеспечивает быстрое и безопасное направление токов замыкания и грозовых перенапряжений на землю.
Не существует общепринятого значения сопротивления заземления, поскольку оно зависит от конкретного применения, типа конструкции и местных норм. Однако некоторые общие рекомендации могут помочь определить приемлемое значение сопротивления заземления для большинства ситуаций:
- Национальные и международные стандарты: Прежде всего, необходимо ознакомиться с соответствующими национальными и международными стандартами, такими как IEEE, IEC или другими местными регулирующими органами, которые определяют допустимые значения сопротивления заземления для различных применений. Например, стандарт IEEE 142 рекомендует максимальное значение сопротивления заземления в 5 Ом для коммерческих и промышленных объектов.
- Тип конструкции: Приемлемые значения сопротивления заземления также зависят от типа защищаемого сооружения. Например, для жилого дома может потребоваться значение сопротивления заземления менее 25 Ом, в то время как для крупных промышленных объектов, подстанций или электростанций могут быть установлены более строгие требования из-за повышенного риска, связанного с этими сооружениями.
- Требования безопасности: Основной целью системы заземления является защита персонала и оборудования от опасностей, связанных с ударами молнии. Поэтому значения сопротивления заземления должны быть достаточно низкими, чтобы минимизировать шаговые и контактные потенциалы и обеспечить безопасное рассеивание любых токов повреждения или грозовых перенапряжений на землю.
Во многих случаях для систем заземления в коммерческих и промышленных помещениях приемлемыми считаются значения сопротивления заземления 5 Ом или менее. Для жилых помещений приемлемым может считаться значение менее 25 Ом.
Для коммерческих и промышленных объектов требуются более низкие значения сопротивления заземления, чем для жилых помещений, что обусловлено несколькими факторами. Во-первых, коммерческие и промышленные объекты, как правило, имеют более обширные и сложные электрические системы, что повышает вероятность их повреждения во время аварии или удара молнии. Более низкие значения сопротивления заземления обеспечивают эффективное рассеивание токов замыкания и грозовых перенапряжений, тем самым сводя к минимуму риск повреждения и простоя оборудования.
Во-вторых, характер оборудования и процессов в коммерческих и промышленных помещениях, как правило, представляет собой более высокий уровень электроопасности. Здесь может присутствовать чувствительное электронное оборудование, машины высокого давления и опасные материалы, что требует более надежных систем заземления для обеспечения безопасности.
Наконец, в коммерческих и промышленных помещениях обычно работает больше людей. Более низкие значения сопротивления заземления помогают создать более безопасную рабочую среду, снижая риск возникновения шагов и контактных потенциалов, которые в крайних случаях могут привести к серьезным травмам или даже смерти. Соблюдая более строгие требования к сопротивлению заземления, коммерческие и промышленные объекты могут обеспечить более высокий уровень безопасности и защиты для своего оборудования и персонала.
Очень важно проконсультироваться с квалифицированным специалистом, который сможет оценить ваши конкретные потребности и разработать индивидуальное решение по заземлению!
Измерения удельного сопротивления почвы
Удельное сопротивление грунта оказывает значительное влияние на работу системы заземления, поскольку напрямую влияет на сопротивление и импеданс заземления. Понимание местных условий грунта имеет решающее значение при проектировании и реализации системы заземления.
Для измерения удельного сопротивления грунта обычно используются методы Веннера и Шлюмбергера. В ходе этих испытаний электроды помещаются в грунт через определенные промежутки времени и измеряется сопротивление между ними. Полученные результаты можно использовать для определения удельного сопротивления грунта и при проектировании системы заземления.
Методы заземления и их применение
Вертикальные стержни заземления
Вертикальные заземляющие стержни – распространенный метод заземления, особенно в местах с ограниченным пространством. Эти стержни вставляются вертикально в землю и соединяются со структурой или оборудованием, которое они защищают. Несколько стержней могут быть установлены параллельно для достижения более низкого сопротивления заземления.
РАДИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Радиальные системы заземления предполагают закапывание проводников радиально от центральной точки, образуя звездообразную форму. Этот метод обеспечивает большую площадь контакта с грунтом, что снижает сопротивление заземления и улучшает рассеивание грозовых перенапряжений. Радиальные системы заземления обычно используются в крупных сооружениях и объектах, таких как подстанции и электростанции.
ПЛАСТИНЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ
Заземляющие пластины – это плоские металлические проводники, заглубленные в почву, обычно неглубоко. Они подходят для использования в местах с высоким удельным сопротивлением почвы, поскольку большая площадь поверхности, соприкасающейся с почвой, помогает снизить сопротивление заземления. Заземляющие пластины могут быть изготовлены из таких материалов, как медь или оцинкованная сталь, и часто используются в сочетании с другими методами заземления для повышения эффективности.
ОБРАТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ
Обратное заземление предполагает прокладку горизонтального проводника по периметру здания, обычно на небольшой глубине в земле. Этот метод часто используется в сочетании с вертикальными заземляющими стержнями или другими методами заземления для создания эквипотенциальной зоны, которая минимизирует шаговые и контактные потенциалы.
Обслуживание и проверка системы заземления
Регулярный осмотр системы заземления необходим для обеспечения ее долгосрочной эффективности. Визуальный осмотр должен проводиться для выявления признаков коррозии, физических повреждений или ослабленных соединений. Регулярные измерения сопротивления заземления также помогут выявить потенциальные проблемы в системе.
Техническое обслуживание может включать в себя очистку и подтягивание соединений, замену проржавевших или поврежденных компонентов, а также обеспечение надлежащего состояния токопроводящих элементов. Проактивное обслуживание поможет продлить срок службы системы заземления и сохранить ее эффективность на длительное время. Более подробную информацию вы можете найти в нашей подробной статье.
СООТВЕТСТВИЕ НОРМАМ И СТАНДАРТАМ
При проектировании и реализации качественной системы заземления всегда следует учитывать соответствующие нормы и стандарты, такие как нормы и стандарты IEEE, IEC и других местных регулирующих органов. Соблюдение этих норм гарантирует, что система заземления отвечает необходимым требованиям безопасности и производительности и подходит для использования по назначению.
Проектные соображения для эффективных решений по заземлению
В дополнение к ранее упомянутым характеристикам и методам, при разработке качественной системы заземления важно учитывать уникальные потребности и требования каждого конкретного приложения. Необходимо учитывать такие факторы, как тип конструкции, местоположение, окружение и потенциальное воздействие молнии. Оценив эти факторы, вы сможете настроить конструкцию системы заземления так, чтобы обеспечить наиболее эффективную и надежную защиту.
ПРИМЕР 1: ПРОМЫШЛЕННЫЙ ОБЪЕКТ
Промышленные объекты, расположенные в районах с высокой грозовой активностью, часто сталкиваются с повреждением оборудования и отключением электроэнергии из-за ударов молнии. Существующая система заземления была устаревшей, имела недостаточное сопротивление и импеданс заземления, а также не имела надлежащих эквипотенциальных соединений. В результате энергия грозовых разрядов не могла эффективно рассеиваться, что приводило к постоянным проблемам на объекте.
Чтобы решить эту проблему, мы разработали и внедрили новую систему заземления, которая учитывала уникальные требования объекта и удельное сопротивление грунта. Был проведен тщательный анализ удельного сопротивления грунта, который помог разработать решение по заземлению, подходящее для конкретных условий грунта в этом районе.
Использование комбинации вертикальных заземляющих стержней, радиальных проводников и заземляющих пластин позволило значительно снизить сопротивление и импеданс заземления. Для минимизации опасной разности потенциалов между различными входными проводниками, такими как электрические системы, телекоммуникационные системы и металлические водопроводные сети, также использовались уравнительные соединения. В результате на объекте сократилось время простоя, снизились затраты на обслуживание оборудования и повысилась безопасность персонала.
Пример 2: Жилой комплекс
Жилые комплексы, расположенные в прибрежных районах, уязвимы к ударам молний из-за близости к океану. Существующая система заземления не обеспечивала должной защиты и представляла опасность для жителей и их электронного оборудования. Чтобы повысить эффективность системы, был проведен тщательный анализ удельного сопротивления грунта, после чего было разработано и установлено индивидуальное решение по заземлению.
Благодаря использованию сбалансированного заземления по периметру комплекса и вертикальных заземляющих стержней в стратегических местах была создана эквипотенциальная зона, которая минимизировала шаговые и контактные потенциалы. Кроме того, на главных распределительных электрических панелях были установлены устройства защиты от перенапряжения, чтобы защитить чувствительное электронное оборудование от скачков напряжения. Улучшенная система заземления обеспечивает более надежную защиту жителей и их ценного имущества.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Q1: Каково назначение системы заземления?
A1: Цель системы заземления – обеспечить безопасный путь для рассеивания электрических разрядов в земле, предотвращая риск поражения электрическим током, повреждения оборудования и возникновения пожара.
Q2: Как работает система заземления?
A2: Система заземления работает, создавая путь с низким сопротивлением, по которому токи замыкания стекают в землю, стабилизируя уровни напряжения и защищая от электрических замыканий.
Q3: Что такое заземляющие электроды?
A3: Заземляющие электроды, такие как заземляющие стержни или пластины, являются компонентами системы заземления, которые обеспечивают соединение между электрической системой и землей.
Q4: Почему связывание важно в системе заземления?
A4: Скрепление обеспечивает одинаковый электрический потенциал всех металлических компонентов электрической системы, предотвращая разность потенциалов и снижая риск возникновения электрических опасностей.
Q5: Какова роль защиты от перенапряжений в системе заземления?
A5: Устройства защиты от перенапряжений отводят избыточное напряжение, вызванное ударами молнии или электрическими помехами, на землю, защищая чувствительное оборудование и предотвращая его повреждение.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Хорошая система заземления необходима для защиты зданий, оборудования и людей от разрушительного воздействия ударов молнии. Понимание ключевых характеристик системы, учет удельного сопротивления грунта, использование соответствующих методов заземления и соблюдение соответствующих норм и стандартов позволят вам разработать и реализовать эффективное решение по заземлению. Регулярное обслуживание и проверки обеспечат долгосрочную эффективность системы, обеспечивая надежную молниезащиту.
Надеюсь, теперь вы имеете четкое представление о системах заземления. Компания WZJ производит и поставляет широкий ассортимент заземляющих материалов, включая заземляющие стержни, заземляющие пластины, заземляющие полосы, заземляющие зажимы, заземляющие ямы и другие аксессуары. Мы также поможем разработать комплексные системы заземления для ваших сооружений: подстанций, солнечных батарей, жилых и коммерческих объектов.
Website: https://www.wzjelec.com/
Product: https://wzjelec.com/product
Email: rose@sunjelec.comAuther: Leb
