Целью заземления строительного объекта является выполнение требований электробезопасности, пожарной безопасности, а также функциональных требований к электрической системе [4], [5] и к системе молниезащиты [1]. Заземлители используются в решении нескольких важных задач:
- обеспечение правильной работы электрической системы;
- выполнение требований по электробезопасности (для обеспечения правильного функционирования устройтсв защиты от поражения электрическим током);
- эффективное выравнивание потенциалов системы объекта и отвод энергии перенапряжений, возникающих, например, вследствие воздействия атмосферных разрядов;
- отвод токов короткого замыкания на землю и утечек тока;
- безопасное рассеяние в земле тока молнии, который отводится от молниезащитной системы
(Lightning Protection System, LPS).
Принципы проектирования заземлителей для молниезащитной системы содержатся в стандарте PN-EN 62305-3:2011 [1]. В этом документе выделено два типа заземлителей (рис. 1):
- схема типа A, составленная из горизонтальных и вертикальных заземлителей, смонтированных снаружи строительного объекта;
- схема типа B в виде замкнутого, решётчатого или фундаментного контура.
Заземлитель типа А
Заземлитель типа В
Критерием эффективности системы заземления является активное сопротивление заземлителя. В общем случае, если не были предъявлены особые требования, для строительных объектов рекомендуется, чтобы этот параметр не превышал 10 Ом. Для выполнения требований современных стандартов по молниезащите достаточно определить минимальную длину заземлителя l1 согласно рис. 2, причем значение 10 Ом, о котором речь шла выше, признано общей рекомендацией.
Из рис. 2 следует, что минимальная величина l1 зависит от удельного сопротивления грунта ρ, а также от уровня спроектированной молниезащитной системы LPS. Однако длину l1 можно опустить как критерий, если активное сопротивление заземления менее 10 Ом.
Для обеспечения электробезопасности на специальных объектах, таких как трансформаторные подстанции, может требоваться меньшая величина активного сопротивления. Например, в серии стандартов PN-HD 60364, касающихся электрических систем низкого напряжения, содержится рекомендация о том, чтобы активное сопротивление заземления доступных проводящих частей на трансформаторной станции не превышало 1 Ом [4].
Принимая во внимание только критерий длины заземлителя, согласно графикам, представленным на рис. 2, в схемах заземления типа A минимальная длина каждого заземлителя от основания отводящего провода должна быть равной:
- l1 для горизонтальных заземлителей,
- 0,5 l1 для вертикальных либо наклонных заземлителей.
При использовании составных заземлителей (горизонтальных и вертикальных) следует учитывать их суммарную длину. Общее количество заземлителей должно быть не меньше двух.
В схемах типа B критерием длины заземлителя служит средний радиус re сегмента, охваченного заземляющим контуром или фундаментным заземлителем. Этот показатель не должен быть меньше, чем требуемая минимальная длина заземления: re ≥ l1.
Если это условие не выполнено (re < l1), следует применить дополнительные горизонтальные или вертикальные заземлители длиной:
lr = l1 – re для дополнительных горизонтальных заземлителей или
lr = (l1 – re) / 2 для дополнительных вертикальных заземлителей.
Дополнительные заземлители следует размещать в местах подключения токоотводов молниезащитной системы, и по возможности на одинаковых расстояниях вдоль контура заземлителя типа В.
На практике расширение системы заземления с помощью дополнительных горизонтальных и вертикальных заземлителей достаточно часто применяется для достижения малого активного сопротивления заземления, требуемого согласно проекту. Другой часто встречающийся способ понизить сопротивление заземления – это организация глубинных вертикальных заземлителей.
Смотрите также:
УЗИП и его плавкая вставка
Молниезащита объектов в районах вечной мерзлоты
Молниезащита и заземление для базовых станций стандарта 5G
Анализ нормативного документа ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА В ОБЛАСТИ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ "ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ"