Конструкция
Очень важно знать, что по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), главная заземляющая шина может быть изготовлена из стали или меди. Самым основным материалом является медь, так как обладает хорошей проводимостью, медленно окисляется, находясь под напряжением (что делает процесс окисления более быстрым), не ржавеет. Однако стальные рейки могут использоваться для того, чтобы сэкономить финансы при строительстве
Шина заземления медная подойдет больше, если данный элемент устанавливается в частном доме
Однако стальные рейки могут использоваться для того, чтобы сэкономить финансы при строительстве. Шина заземления медная подойдет больше, если данный элемент устанавливается в частном доме.
Запрещено использовать для такого назначения алюминий. На сегодняшний день такие рейки не производятся, однако некоторые люди могут их изготовить самостоятельно, не зная определенных аспектов электротехники. Алюминий быстро подвергается коррозии, и имеет меньшее сопротивление. При постоянной работе контура может иметь низкий срок эксплуатации, а вследствие – низкий уровень безопасности. Главная заземляющая шина должна иметь несколько меньшее сечение, чем защитный проводник или же нулевого рабочего проводника силовой линии.
В заземляющей шине РЕ с электроустановками до 1000 вольт проводники должны иметь разное сечение. Сечение не должно быть меньше 10 мм2, если он сделан из меди, для алюминия – 16 мм2, а для стального проводника – 75 мм2.
Медная шина под заземление на 19 дюймов (19”) может иметь места для подключения 14 или 18 направляющих одновременно. Соответственно на полосе будет размещено 14 и 18 болтов для крепления. Обычно имеет 2 изолятора. Помещается 19 дюймовая рейка с 14 разъемами в специальный установленный шкаф №19 или 19 стойку, а затем подключается к общей системе заземляющего контура здания при помощи ПВЗ провода. 19 дюймовая шина (например, TLK-ERH-CU) предназначена для подсоединения контактов с сечением в 2,5 мм2. Панель на 19 дюймов может быть сделана из листовой стали и из меди.
Комплект заземления может быть сделан из омедненной стали 14,2 мм, что сделает деталь более дешевой. Достаточно часто приобретают заземляющий элемент ШЗ-U1 на 14 подключений или TLK компоненты. Обычно 14 разъемов достаточно для подключения более десятка квартир, распределив равномерно нагрузку.
Может быть приобретена конструкция со встроенными заземляющими шинами. Например, DIN рейка. DIN рейка представляет собой собранное оборудование в одном ящике, которая имеет разборную конструкцию. В комплекте с DIN рейкой идет размещение специального коммутирующего устройства на 220 вольт для питания аппаратуры. Панель включается в себя DIN рейку, три нулевые шины на изоляторе. Максимальное количество одновременно подключенных автоматических выключателей – 22. А панель DIN 4U можно установить дополнительно счетчик электрической энергии.
На сегодняшний день можно приобрести 3 вида реек: DIN U3 под автоматические выключатели, DIN U3 под «автоматы» и с заземляющими шинами, а также DIN U4 с таким же модельным рядом. DIN рейка имеет антикоррозийное покрытие в виде серого порошкового покрытия. Также распространена заземляющая шина TLK-ERH-CU. Это сертифицированная продукция торговой марки TLK. TLK-ERH-CU имеет достаточно низкую цену и хорошее качество. Такая шина от TLK состоит из меди в 19 дюймов.
Размещение данной конструкции должно быть таким, чтобы к ней был свободный доступ без серьезных препятствий. Если при необходимости нужно сделать отключение или подключение защитных контактов заземляющего контура, замену рейки, то у обслуживающего персонала здания не должно возникать трудностей. В зависимости от схем электрических цепей в многоэтажном жилом или промышленном здании, главная заземляющая шина обязательно должна иметь минимум 5 присоединений одновременно. Лучше всего на 14 и больше, например, шина для заземляющего контура от TLK на 19 дюймов.
Один из способов присоединения проводников к данной заземляющей конструкции – сварка. Использование сварочного аппарата для закрепления контактов позволяет сделать это надежно, не нарушив проводимости. Отделять их можно при помощи специального набора инструментов и оборудования.
Технические параметры устройств заземления в различных видах электрических установок
От 1000 Вольт при больших токах замыкания
В этом случае для наибольшего сопротивления заземляющих устройств требуется менее 0,5 Ом, однако этим не обеспечивается достаточное напряжение касания и шага токозамыкания 1-2 кА. Поэтому дополнительно выполняются следующие действия:
- должно быть быстрое отключение на случай замыкания в землю;
- выравниваются потенциалы по периметру территории местонахождения установки и в ее пределах. Для этого по всей площади от 50 см глубиной закладывают сетку, состоящую из проводников выравнивания для равномерного растекания тока. Продольные части укладываются параллельно осей электрооборудования на дистанции 80 – 100 см от его основания либо фундамента. Затем укладывают поперечные детали и шаг соединения до 6 м. Крайние части сетки, через которые уходит большое количество тока, укладывают глубже на 30-50 см.
- Такое же выравнивание осуществляют рядом с входами на территорию электрической установки укладкой дополнительно нескольких полос с их постепенным заглублением – расстояние от заземлителя 100 и 200 см соответственно, а глубина закладки 100 и 150 см.
- Дистанция от периметра контура до ограждения должно превышать 3 м, тогда ограждение можно не заземлять. Подходы, входы и въезды есть смысл делать в виде асфальтовых или гравийных покрытий, из-за их малой проводимости.
- Чтобы избежать выноса за границы местонахождения потенциала, разрешается присоединять приемники вне территории установки к трансформаторам смонтированным в нее можно лишь при условии изоляции их нейтрали.
Больше 1000 Вольт при небольших токах замыкания
Когда проводится значение R для таких установок, требуется менее 10 Ом. Рассчитать его можно с помощью формулы:
В качестве расчетного используется:
- показатель тока сработки релейной защиты обязательно гарантирующей обесточивание замыкания на землю;
- емкость предохранителей.
Необходимо превышение в 1,5 и 3 раза минимального эксплуатационного тока замыкания соответственно над уровнем срабатывания реле или номинальным током предохранителей.
До 1000 Вольт – нейтральный проводник заглушен в землю
Уровень сопротивления заземляющих устройств менее 4 Ом. Когда общая мощность источников и преобразователей напряжения не доходит больше 100 кВА, тогда достаточно уровеня менее 10 Ом.
Заземляемые детали делаются надежно связанными с проводниками заземления или нуля источника электричества.
На воздушных линиях этот контакт делается специально прокладываемым параллельно фазам проводом. В этом случае необходимо сделать повтор заземления нуля с интервалом 250 м, и обязательно в конечной точке линии. Для каждого повтора R меньше 10 Ом.
Если мощность всех источников и трансформаторов в сумме меньше 100 кВА, и для этой сети разрешено R главного ЗУ 10 Ом, то для повторных этот показатель необходим менее 30 Ом в количестве больше двух.
До 1000 Вольт – нейтраль в изоляции
Как в предыдущем пункте, требуется получить уровень R заземляющих устройств менее 4 Ом. Когда же сумма мощности генераторов и преобразователей до 100 кВА, показатель нужен меньше 10 Ом.
Наибольшее значение при касании может быть до 40 В. Из-за этого электробезопасность частей, которые могут оказаться под напряжением в таких сетях значительно выше.
Виды клемм и область использования
Сейчас в любом электрическом магазине можно купить любые зажимные клеммы, рассчитанные на 124, 300 или более Ампер. При этом цена на зажимы зависит от их характеристик и материала, из которого они выполнены. Рассмотрим некоторые виды:
КЗ 20 СК – зажимная клемма, аналог TWT-LSA-CRML, которая применяется для соединения заземления и сварочного кабеля. Цифра 20 отвечает за максимальное количество Ампер, которое может пропустить крепление. В данном случае это 200; КЗ 31 КОРД – клемма зажимная, применяется, чтобы соединить кабель сварочного аппарата и провод заземления. Данный зажим имеет технические характеристики 310 Ампер; КЗ 50 – соответственно, это зажимной кабель, который используется для силы тока до 500 Ампер; Приборная клемма «S» или Banana – это специальная соединительная шина, которая необходима при установке приборного шкафа, металлических стоек или щитка. Её монтируют на корпусе изделия и соединяют с заземляющим проводом;
Фото – комплект заземления для установки шкафа
МКЗ-60 – это клемма магнитная, силой 600А ESAB, которая предназначена для крепления непосредственно на обрабатываемом изделии. Это может быть поверхность труб, din-рейка, продукция проволочного производства.
Магнитная клемма заземления самая дорогая среди подобных приборов. Она подходит для любого сварочного оборудования, применяется для аргоновой сварки и других работ (к примеру, на КТП, или КП-03), требующих высокой силы тока. Оборудована специальной неспадающей поверхностью, что способствует поддержанию силы зажима на весь процесс работы.
Есть еще клеммы типа КЗ-300 «Красс» – мощные зажимные устройства, которые позволяют пропускать сильные разряды тока.
Сейчас на рынке представлены различные модели устройств. Есть импортные WPE type-2, рычажные WAGO, проходные Phoenix Contact USLKG 3, Screw. Стоимость варьируется в пределах 150–170 рублей за штуку, вместе с ними продается специальный изолированный наконечник. Обязательно перед покупкой проверяйте сертификат и соответствие характеристики, указанных в прайс-листе.
Фото – клемма WAGO для пяти проводов
Что такое заземление и зачем оно нужно?
Заземляющие устройства представляют собой преднамеренное соединение проводниками электрического типа различных точек электросети.
Назначение заземления заключается в предотвращении воздействия электрического тока на человека. Ещё одно назначение защитного заземления — отведение напряжения с корпуса электроустановки через устройство заземления на землю.
Основная цель применения заземления — снижение уровня потенциала между точкой, которая заземляется и землёй. Тем самым понижается сила тока до наименьшего уровня и уменьшается количество поражающих факторов при соприкосновении с деталями электрических приборов и установок, в которых произошел пробой на корпус.
Watch this video on YouTube
Условия для качественного подключения
Для обустройства качественного заземляющего контура в квартире городского дома, в первую очередь, необходимо полностью заменить старую проводку трёхжильным кабелем, в котором фазная и нулевая рабочие жилы дополнены заземляющей шиной PE.
Лишь при наличии такого отдельного провода можно будет организовать цепь стекания аварийного тока с корпуса повреждённого прибора через контур заземления в грунт.
При замене проводки в квартире не пытайтесь сэкономить на расходном материале и выбирайте качественный медный трёхжильный кабель нужного сечения (марки NUM или ВВГ, например).
Далее, следует собрать команду заинтересованных жильцов подъезда, желающих подключать квартиры к коллективному заземлителю и, в случае необходимости, – получить разрешение от ЖКО на обустройство заземления.
Расположить контур лучше всего с тыльной стороны дома (не с фасадной его части). Для разводки заземляющей жилы по квартирам и её подключения на стороне потребителя применяется медная шина с сечением не менее чем у проводника PEN, входящего в состав подводимого к дому кабеля.
Тестирование
По завершении монтажных работ необходимо протестировать контур заземления на нормируемые показатели. Для испытания потребуются точные измерительные приборы, не всегда имеющиеся в распоряжении пользователя.
Проверка контура заземления
В отсутствие требуемого оборудования следует воспользоваться простейшими способами, один из которых описан ниже (он подходит только для частного дома).
Во-первых, нужно взять достаточно мощную нагрузку (такую как утюг, например, с потреблением порядка 2-4 кВт). Во-вторых, необходим специальный переходник с обычной розеткой на одном из концов (второй из них выполняется в виде двух отдельных проводов). Далее, один из них следует оформить в виде изолированного одиночного контакта, а на конце второй сделать толстую петлю.
После этого необходимо подсоединить полученную петлю к свободной колодке на заземляющей шине в щитке. Одиночный изолированный контакт следует воткнуть в фазную клемму розетки, ближайшей к нему (нарушать порядок подключения концов переходника к фазе и земле ни в коем случае нельзя). После всех этих манипуляций нагревательный прибор окажется включенным в питающую цепь через сопротивление самодельного контура заземления. Затем нужно измерить напряжение в сети посредством мультиметра при включенном утюге и без него.
Небольшая разница в показаниях двух описанных измерений означает, что изготовленный заземлитель вполне работоспособен. Если же они отличаются очень намного – контур придется доработать (увеличить количество штырей, например).
О том, как проверить наличие правильного заземления мультиметром, мы рассказывали в соответствующей статье!
Выбор нужного образца
Как правило, сварочный аппарат комплектуется дешевой клеммой
К числу основных критериев, учитываемых при выборе зажимных клемм, относят:
- Упругость пружин, обеспечивающих надежность крепления. Слабый зажим не выдержит веса фиксируемого кабеля.
- Достаточный угол раскрытия, позволяющий крепить их на крупных элементах конструкций.
- Материал, из которого изготовлена клемма. Предпочтение обычно отдается меди.
В продаже часто встречаются недорогие клеммные изделия, рабочие части которых изготовлены из металла с тончайшим слоем медного покрытия, что больше походит на подделку. Проблемным местом любых таких изделий является их сильное нагревание при протекании электрического тока. Причем по внешнему виду отличить их от настоящих, чисто медных клемм практически невозможно.
Если поддельная стальная клемма все же приобретена по ошибке, сделать на ее основе полностью медное изделие совсем несложно. Нужно найти заготовку меди или латуни и по купленной клемме как по трафарету изготовить новую качественную вещь своими руками
При выборе клемм типа «собачка» обязательно обращается внимание на положение медной или покрытой медью полосы
Подгорание клемм автомата
Если при эксплуатации она будет соприкасаться с элементами металлоконструкций – от изделия придется отказаться. Наличие такого контакта приведет к перегреву материала клеммной пружины, что в исключительных случаях может вызвать сильный ожог у оператора (в отсутствие теплового отвода). Кроме того, изделия из деформированного от перегрева материала уже не пригодны для эксплуатации. Чтобы избежать неприятных последствий, специалисты советуют подобрать марку зажима с удобным расположением полосы, не контактирующей с металлическими частями конструкций.
Перед покупкой нужного крепежного изделия в первую очередь потребуется ознакомиться с существующими разновидностями представленных на отечественном рынке клемм. Для изделий требуемого класса характерны следующие свойства:
- использование высококачественных материалов;
- упругая пружина;
- большой угол раскрытия.
Приобретение низкосортного изделия способно привести к его поломке и превратится в неоправданное расходование времени и средств. Это вызовет задержку в сварочном или подобном ему процессе и не исключает возможность поломки оборудования.
Правила заземления сварочных аппаратов
Согласно правилам безопасности, любое электрическое оборудование должно быть заземлено – заземление сварочного аппарата не является исключением. В данном материале описаны основные правила заземления различного сварочного оборудования.
Зачем заземлять
Стационарное сварочное оборудование, вне зависимости от схемы подключения к электрической сети, в большинстве случаев имеет отдельный заземляющий контур. Обычно, один конец заземляющего кабеля, крепится к металлическому корпусу сварочного аппарата, а другой – к вкопанному в землю металлическому стержню.
Благодаря такому соединению корпуса сварки с поверхностью земли, возникает равенство потенциалов между ними. Если корпус окажется под напряжением, и рабочий к нему прикоснется, то из-за равенства потенциалов удара током не произойдет. Это относится и к другим частям аппарата, способным проводить ток. Поскольку электросварочное оборудование работает с большими по величине токами, заземление может спасти жизнь.
Типы клемм сварочных аппаратов
Правильно подобранные клеммы заземления помогут обезопасить сварщика от поражения электрическим током, и обеспечить высокое качество шва. Клеммы заземления необходимо выбирать исходя из максимального тока и веса кабеля, подсоединенного к зажиму. Учитывается надежность контакта клемм с рабочей поверхностью свариваемой детали (ее обеспечивает жесткость пружины). Угол раскрытия зажима должен создавать надежное соединение с деталями любых габаритов.
Клеммы заземления делятся на три основных вида:
- зажим типа «Крокодил»;
- магнитный зажим;
- струбцина.
Наиболее часто для заземления сварочного аппарата используются магнитный зажим и зажим «крокодил». Использование магнитного зажима упрощает установку массы на деталях неправильной формы, закругленных поверхностях и конструкциях, на которых затруднительно прикрепить клемму другого типа.
Зажим типа «крокодил» отличается надежностью соединения с поверхностью детали и удобством использования. Для того чтобы продлить срок службы зажима «крокодил» нельзя допускать сильного перегрева пружины, которая является одним из основных элементов клеммы.
Правила безопасности при работе со сварочным инвертором
При выполнении сварочных работ, используя инвертор, замыкание фазы на корпус может стать причиной несчастного случая. Кроме этого, в бюджетных инверторах китайского производства нередко случаются пробои силового трансформатора. Вследствие подобной неполадки держатель электрода и клемма массы становятся токопроводящими, и несут опасность. Заземление могло бы обезопасить сварщика от поражения током, но его применение зачастую невозможно при использовании переносного оборудование для сварки. Потому, при использовании инвертора, необходимо наряду с заземлением использовать УЗО.
Что лучше купить для частного дома и ванной
Теперь рассмотрим, как выбрать провод для заземления применительно к конкретному месту установки.
Для дома
При монтаже заземляющей конструкции в частном доме учтите сечение проводки и наличие заземляющего контура. Если заземлитель вкопан в землю, а шинка выведена, остается подобрать правильный кабель.
Обратите внимание на следующие моменты:
Сечение. Должно подбираться с учетом условий эксплуатации. В большинстве случаев для дома можно использовать провод от 4 кв. мм и толще.
Если применяется провод сечением 6 кв. мм без изоляции, необходимо отдать предпочтение многожильному проводнику.
В роли заземлителей рекомендуется использовать стальную арматуру, имеющую диаметр от 16 кв. мм
Допускается применение стального уголка на 50 мм и более.
После окончания работ важно измерить сопротивление, которое не должно превышать 4 Ом.
При выборе кабеля можно использовать любой из предложенных выше — ВВГ, ПВ-6, NYM, ESUY, ППВ и другие.
Читайте – как сделать заземление в частном доме.
Для ванной
Если речь идет о ванной комнате, важно заземлить все металлические элементы. В эту категорию входит корпус металлической ванны, трубопроводы горячего и холодного водоснабжения и другие металлические элементы
Сечение провода заземления должно быть не менее 2,5 кв. мм, но при использовании более толстого фазного провода необходимо использовать и «землю» на 4 кв. мм.
Провода, которые подключены к металлических элементам, можно вывести на общую шинку, а оттуда направить провод в щиток или к автоматам (должен быть заземляющий провод под болтовое соединение).
Используемый проводник может быть гибким или одножильным в зависимости от особенностей прокладки. Здесь решение принимается на месте.
Важный момент — требование к стойкости кабеля по температуре и влаги. Указанные выше марки проводов в полной мере соответствуют необходимым характеристикам.
Технические параметры
Заземлительные клеммы имеют такие характеризующие их свойства:
- наибольшая сила тока, которую устройство способно пропустить через себя, не повредившись;
- показатель раскрытия (для клыковых и резьбовых моделей);
- габариты;
- вес.
Самым главным качеством является максимальная пропускаемая сила тока. Этот показатель указывается в маркировке в числовом выражении. Данное число необходимо умножить на 10, чтобы получить допустимую силу тока.
Примеры технических данных:
- Марка — КЗ-20 СК. Предназначена для тока 200 ампер. Габариты: 140×75×20 миллиметров. Вес составляет 190 граммов. Показатель раскрытия — 50 миллиметров.
- Марка — КЗ-300 «Красс». Отличается повышенной устойчивостью к высокомощным разрядам.
- Марка — КЗ-50. Выдерживает токи до 500 ампер.
Маркировка и цвет
Маркировка проводов заземления обеспечивает им быструю узнаваемость и удобство в проведении монтажных работ. Так согласно требованиям п.1.1.29 ПУЭ проводники для заземления обладают как буквенной, так и цветовой маркировкой. Буквенное обозначение земли выполняется сочетанием латинских букв PE. Буквы предназначены для нанесения маркировки на соответствующих узлах схемы, концах кабеля и клеммах заземления. Цветовое обозначение выполняется в виде желто-зеленого окраса, расположенного полосами по всей длине или другим сочетанием этих двух цветов, которое соответствует марке кабеля и стандартам производителя.
Рис. 2: варианты цветовой маркировки провода заземления Следует отметить, что вышеприведенный порядок цветовой маркировки не относится к шинам, так как в них желтый обозначает фазу A, зеленый – фазу B, красный – C. Нулевая шина может вообще не иметь окраса и эксплуатироваться в естественном виде. Шина PE окрашивается в черный цвет, а места наложения переносных заземлений организованны в виде оголенных участков металла.
Выводы: Правила заземления
Радикальные методы решения проблем заземления:
- Используйте модули ввода.вывода только с гальванической развязкой
- Не применяйте длинных проводов от аналоговых датчиков
- Располагайте модули ввода в непосредственной близости к датчику, а сигнал передавайте в цифровой форме
- Используйте датчики с цифровым интерфейсом
- На открытой местности и при больших дистанциях используйте оптический кабель вместо медного
- Используйте только дифференциальные (не одиночные) входы модулей аналогового ввода
Еще советы:
- Используйте в пределах вашей системы автоматизации отдельную землю из медной шины, соединив её с шиной защитного заземления здания только в одной точке
- Аналоговую, цифровую и силовую землю системы соединяйте только в одной точке. Если этого сделать невозможно, используйте медную шину с большой площадью поперечного сечения для уменьшения сопротивления между разными точками подключения земель
- Следите, чтобы при монтаже системы заземления случайно не образовался замкнутый контур
- Не используйте по возможности землю как уровень отсчёта напряжения при передаче сигнала
- Если провод заземления не может быть коротким или если по конструктивным соображениям необходимо заземлить две части гальванически связанной системы в разных точках, то эти системы нужно разделить с помощью гальванической развязки
- Цепи, изолированные гальванически, нужно заземлять, чтобы избежать накопления статических зарядов
- Экспериментируйте и пользуйтесь приборами для оценки качества заземления. Допущенные ошибки не видны сразу
- Пытайтесь идентифицировать источник и приёмник помех, затем нарисуйте эквивалентную схему цепи передачи помехи с учётом паразитных ёмкостей и индуктивностей
- Пытайтесь выделить самую мощную помеху и в первую очередь защищайтесь от неё
- Цепи с существенно различающейся мощностью следует заземлять группами, в каждой группе – блоки с примерно равной мощностью
- Заземляющие проводники с большим током должны проходить отдельно от чувствительных проводников с малым измерительным сигналом
- Провод заземления должен быть по возможности прямым и коротким
- Не делайте полосу пропускания приёмника сигнала шире, чем это надо из соображений точности измерений
- Используйте экранированные кабели, экран заземляйте в одной точке со стороны источника сигнала на частотах ниже 1 МГц и в нескольких точках – на более высоких частотах
- Для особо чувствительных измерений используйте «плавающий» батарейный источник питания
- Самая «грязная» земля – от сетевого блока питания. Не совмещайте её с аналоговой землёй.
- Экраны должны быть изолированными, чтобы не появилось случайных замкнутых контуров, а также электрического контакта между экраном и землёй
