Повторное заземление в системе TN-C-S. Разбираемся в противоречиях
Во многих обзорах постоянно муссируются какие-то требования ПУЭ, идут споры 10 или 30 Ом, неверно трактуются и берутся выборочные пункты ПУЭ. Поэтому для начала постараемся правильно прочитать и сопоставить пункты ПУЭ, относящиеся к повторному заземлению в системе TN. А далее все ситуации просчитаем и смоделируем в среде программы Electronics Workbench.
Начнем с казалось бы противоречивого пункта ПУЭ 7 — 1.7.61:
При применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ и PEN проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Для повторного заземления в первую очередь следует использовать естественные заземлители. Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется.
Внутри больших и многоэтажных зданий аналогичную функцию выполняет уравнивание потенциалов посредством присоединения нулевого защитного проводника к главной заземляющей шине.
Повторное заземление электроустановок напряжением до 1 кВ, получающих питание по воздушным линиям, должно выполняться в соответствии с 1.7.102-1.7.103.
Указанные повторные заземления выполняются, если более частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений не требуются.
Повторные заземления PEN проводника в сетях постоянного тока должны быть выполнены при помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами.
Заземляющие проводники для повторных заземлений PEN проводника должны иметь размеры не менее приведенных в таблице 1.7.4.
Прежде чем переходить к главе 2.4, завершим рассмотрение основных пунктов главы 1.7, относящихся к повторному заземлению.
Здесь все предельно просто. Сопротивление заземлителя повторного заземления PEN проводника не должно превышать 30 Ом. А сумма сопротивлений заземлителей повторных заземлений не должно превышать 10 Ом. То есть для выполнения этого условия достаточно минимум трех повторных заземлений (30 Ом каждое), и в сумме по правилу параллельного соединения резисторов они дадут 10 Ом.
Продолжим, и наконец-то определимся с условием, когда повторное заземление PEN- проводника на вводе к электроустановкам частного дом в системе TN делать не обязательно. Нам нужно узнать, когда делаются более частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений, и ответ на это есть в пункте ПУЭ 2.4.46:
Кроме того, заземляющие устройства должны быть выполнены:
- на опорах с ответвлениями к вводам в здания, в которых может быть сосредоточено большое количество людей (школы, ясли, больницы) или которые представляют большую материальную ценность (животноводческие и птицеводческие помещения, склады);
- на концевых опорах линий, имеющих ответвления к вводам, при этом наибольшее расстояние от соседнего заземления этих же линий должно быть не более 100 м для районов с числом грозовых часов в году до 40 и 50 м — для районов с числом грозовых часов в году более 40.
Расчет заземления – Онлайн калькулятор
- ПУЭ 2.4.38. На опорах ВЛ должны быть выполнены заземляющие устройства, предназначенные для повторного заземления, защиты от грозовых перенапряжений, заземления электрооборудования, установленного на опорах ВЛ. Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 30 Ом.
- ПУЭ 2.4.44. Защитные аппараты, устанавливаемые на опорах ВЛ для защиты от грозовых перенапряжений, должны быть присоединены к заземлителю отдельным спуском.
Пример расчета заземления на калькуляторе
Предположим, что наш дом расположен на влажных супесчаных почвах. Мы живем на юге России в четвертой климатической зоне. Предположительно, в качестве заземлителей будут использоваться 4 вертикальных электрода диаметром 25 мм и длиной 3 м, горизонтальные стержни расположены на глубине 0.5 м – длина полосы 10 м с шириной 50 мм.
Тогда, перенеся все значения в калькулятор расчета заземления мы получим общее сопротивление на растекание равное 58.72 Ома.
Если в нашем частном доме однофазная сеть с напряжением в 220 В, то это значение недопустимо , так как согласно ПУЭ 7 «Правила устройства электроустановок» п. 1.7.101 этого заземления будет недостаточно.
Добавим еще 6 вертикальных электродов и увеличим длину полосы до 50 м, получим значение 27.725 Ом. Это величина нам вполне подходит, а значит такое заземление гарантировано защитит вашу постройку и ее обитателей.
Если вы получаете значение близкое к критическому, то лучше увеличить количество или размер электродов. Помните, что расчет контура заземления крайне важен для безопасности!
Как выполнить расчет заземления для контура частного жилого здания » Сайт для электриков — статьи, советы, примеры, схемы
- Грунт. Выберите тип грунта, чтобы определить удельное электрическое сопротивление грунта.
- Климатический коэффициент. Поправка в расчетах на основании климатической зоны:
- I зона — от -20 до -15°С (Январь); от +16 до +18°С (Июль);
- II зона — от -14 до -10°С (Январь); от +18 до +22°С (Июль);
- III зона — от -10 до 0°С (Январь); от +22 до +24°С (Июль);
- IV зона — от 0 до +5°С (Январь); от +24 до +26°С (Июль);
Как рассчитать заземление в частном доме вручную
Как вы уже поняли, основной параметр, который необходимо рассчитать – это общее сопротивление на растекание, т.е. нужно подобрать такую конфигурацию электродов, чтобы сопротивление заземляющего устройства, не превышало нормативное. Согласно положениям правил устройств электроустановок (ПЭУ), необходимо соблюдать определенные максимумы для токов в трехфазной сети:
Правильный расчет начинается с подсчета оптимального размера и количества стержней. Для того чтобы сделать это вручную, легче всего воспользоваться упрощенными формулами, приведенными ниже.
- Ro – сопротивление стержня, Ом;
- L – длина электрода, м;
- d – диаметр электрода, м;
- T – расстояние от середины электрода до поверхности, м;
- pэкв – сопротивление грунта, Ом;
- ln — натуральный логарифм;
- π — константа (3.14).
Используя эти формулы, вы можете рассчитать заземляющее устройство достаточно точно, однако для упрощения расчета некоторые коэффициенты опускаются.
Также очень важно, чтобы при выборе глубины залегания и длины заземляющих стержней, нижний конец проходил ниже уровня промерзания, так как при отрицательных температурах резко возрастает сопротивление грунта, и возникают определенные сложности.
