Заземление и молниезащита — обязательные элементы электробезопасности промышленных объектов. Без заземления металлические корпуса оборудования могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции. Без молниезащиты удар молнии разрушает оборудование и вызывает пожар. Экспертный обзор: нормативы, конструкции, материалы.
Заземление
Зачем нужно
Заземление обеспечивает: защиту людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции (корпус оборудования через заземлитель связан с землёй — ток утечки уходит в грунт, а не через человека), срабатывание защитных аппаратов (УЗО, автоматы) при замыкании на корпус, отвод статического электричества (химические производства, хранилища ГСМ), стабильную работу электроники и систем автоматизации (помехозащита).
Типы систем заземления (по ПУЭ)
- TN-C — нулевой рабочий (N) и защитный (PE) проводники объединены в один (PEN). Старая система, не рекомендуется для новых объектов. Не совместима с УЗО.
- TN-C-S — PEN разделяется на N и PE на вводе в здание. Наиболее распространённая в Беларуси. Совместима с УЗО.
- TN-S — N и PE раздельны от трансформатора до потребителя. Идеальная система, но дороже (5 жил вместо 4). Для новых объектов и чувствительного оборудования.
- TT — заземление потребителя выполнено независимо от заземления источника. Для временных объектов, строительных площадок. Обязательно УЗО.
Устройство контура заземления
Контур заземления — система заземлителей (стержней, полос), установленных в грунте и соединённых проводником с электроустановкой:
- Вертикальные заземлители: стальные стержни Ø16 мм длиной 3–5 м, забиваемые в грунт. Или модульные заземлители (оцинкованная сталь или медь Ø14–20 мм, секции 1,5 м, забиваемые до 30 м — для скального грунта).
- Горизонтальные: стальная полоса 40×4 мм, уложенная в траншею на глубине 0,5–0,7 м. Соединяет вертикальные заземлители.
- Соединения: сварка (для стали) или зажимы (для меди). Сварные соединения защищаются битумом от коррозии.
Сопротивление заземления
Нормативные значения (ПУЭ, ТКП 339):
- Для электроустановок до 1 кВ: R ≤ 4 Ом (при удельном сопротивлении грунта ≤100 Ом·м). При бо́льшем — R ≤ 10 Ом.
- Для молниезащиты: R ≤ 10 Ом.
- Для подстанций 6–10 кВ: R ≤ 4 Ом.
Измерение — прибором М416 или современными цифровыми (Fluke 1625, Megger DET4). Периодичность: 1 раз в год для промышленных объектов.
Молниезащита
Категории по ТКП 336-2011
- I категория — взрывоопасные объекты: нефтебазы «Белоруснефти», хранилища ГСМ, химические производства. Максимальная защита — 99,5%+.
- II категория — промышленные здания с большим скоплением людей, ТЭЦ, серверные. Защита — 95–99%.
- III категория — жилые, общественные, складские здания. Защита — 90–95%.
Устройство молниезащиты
- Молниеприёмник — стержневой (вертикальный стержень на крыше), тросовый (натянутый трос) или сетчатый (сетка из проводников с ячейкой 5×5…20×20 м). Для промзданий с плоской кровлей — молниеприёмная сетка. Для зданий с металлической кровлей — сама кровля может служить молниеприёмником (при толщине ≥0,5 мм).
- Токоотвод — проводник от молниеприёмника к заземлителю. Стальная проволока Ø8 мм или полоса 25×4 мм. Прокладывается по стенам здания. Не менее 2 токоотводов на здание, расстояние между ними ≤25 м (для II категории).
- Заземлитель молниезащиты — может быть общим с заземлением электроустановки (при R ≤ 10 Ом). Для I категории — отдельный заземлитель R ≤ 10 Ом с искровыми разрядниками.
Защита от заноса высокого потенциала
Молния может «заноситься» в здание по металлическим коммуникациям (трубопроводы, кабели). Защита: присоединение всех входящих коммуникаций к системе уравнивания потенциалов (ГЗШ — главная заземляющая шина). Установка УЗИП (устройств защиты от импульсных перенапряжений) на вводе электропитания — класс I (для прямого удара), класс II (для наведённых перенапряжений).
Материалы
- Оцинкованная сталь — стандарт. Полоса 40×4, круг Ø8–12 мм, стержни Ø16 мм. Срок в грунте — 15–30 лет (зависит от агрессивности).
- Медь — максимальная проводимость и долговечность (50+ лет). Дорого. Для ответственных объектов (БелАЭС, серверные).
- Омеднённая сталь — стальной стержень с медным покрытием 0,25 мм. Компромисс: прочность стали + проводимость и коррозионная стойкость меди. Для модульных заземлителей.
- Нержавеющая сталь — для агрессивных грунтов (высокая влажность, кислые почвы). Срок — 50+ лет.
Проверка и обслуживание
- Измерение сопротивления заземления — 1 раз в год (промышленные), 1 раз в 3 года (жилые).
- Визуальный осмотр молниеприёмников и токоотводов — ежегодно (коррозия, механические повреждения).
- Проверка УЗИП — после каждой грозы (индикатор на корпусе).
- Ревизия сварных соединений в грунте — при вскрытии (например, при ремонте коммуникаций).