Пластина решетчатая

Представляем еще один вид заземлителей в виде пластин – пластину решетчатую для выравнивания потенциалов размером 900*900*4 мм, созданную из оцинкованных полос шириной 25 мм, имеющую, также, как и пластина заземляющая в виде сплошного листа существенную площадь электрического контакта по сравнению со стержневыми и полосовыми заземлителями. См. таблицу 1

Таблица 1. Пластина решетчатая 900*900*4 мм, а также ее соотношение по площади электрического контакта, размеру и весу с наиболее часто применяемыми при строительстве заземляющих устройств материалами.

Конструкция пластины решетчатой 900*900*4 мм: производится из стали, оцинкованной стали, а также под заказ из меди и латуни; в крайние полосы пластины решетчатой могут монтироваться зажимы, позволяющие соединять пластины, как с круглыми, плоскими, вертикальными, горизонтальными, заземлителями и заземляющими проводниками, а также с другими пластинами решетчатыми, создавая заземлитель большой площади.

Эффективный заземлитель

Как мы видим из данной таблицы, пластина решетчатая может использоваться в качестве заземлителя с большой площадью электрического контакта, с помощью которого возможно сократить объемы земляных работ и трудоемкость строительства заземляющего устройства.

В отличие от пластины заземляющей в виде сплошного листа пластина решетчатая устанавливается в грунте не на ребро, а ложится плашмя. См. Рисунок 1.

Используется как основа комплекта заземления для частного дома

По сравнению с заземлением, создаваемым из вертикальных заземлителей в виде стержней и горизонтальных заземлителей в виде полос, заземление, создаваемое из пластины решетчатой, требует меньше трудозатрат и применения специнструмента в виде отбойного молотка со специальной насадкой и может быть рекомендовано для частного домовладения, расположенного в высокоомных грунтах. См. рисунок 2.

Защищает от напряжения прикосновения и шага при работе с электрооборудованием

В тоже время, как мы полагаем, у данного вида заземлителя более важная функция – выравнивание потенциалов и, как следствие, спасение здоровья человека от поражения электрическим током в результате напряжения прикосновения и напряжения шага.

Статистика несчастных случаев показывает, что случаев электротравматизма от прикосновения частей тела человека к токоведущим частям электроустановки меньше, чем при их прикосновении к доступным и сторонним проводящим частям, оказавшихся под напряжением в результате аварийного режима электроустановки. Немаловажную роль здесь играет фактор неожиданности, когда человек и не подозревает, что произошло электрическое замыкание на корпус электрооборудования либо на землю возле электроустановки.

Чтобы избежать подобных последствий необходимо создание защитного заземления - преднамеренного электрического соединения с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением в результате аварийного режима электроустановки. Цель защитного заземления - снизить до безопасной величины напряжение относительно земли на металлических частях оборудования, которые не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции электроустановок. В результате замыкания на корпус заземленного оборудования снижается напряжение прикосновения и, как следствие,- ток, проходящий через тело человека, при его прикосновении к корпусам. Существенное влияние на ток, проходящий через человека, оказывает величина тока короткого замыкания и сопротивление системы заземления. Наибольшее допустимое значение сопротивления заземления в установках до 1000 В: 10 Ом - при суммарной мощности генераторов и трансформаторов 100 кВА и менее, 4 Ом - во всех остальных случаях. Указанные нормы обосновываются допустимой величиной напряжения прикосновения, которая в сетях до 1000 В не должна превышать 40 В. Защитное заземление применяется в трехфазных трехпроводных сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, а в сетях напряжением 1000 В и выше - с любым режимом нейтрали.

ВНИМАНИЕ!

Каждый корпус электроустановки должен быть присоединен к заземлителю или к заземляющей магистрали с помощью отдельного ответвления. Последовательное включение нескольких заземляемых корпусов электроустановок в заземляющий проводник запрещается.

Согласно пункта 3.3.8. ГОСТ 12.2.007.0-75 "Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности" элементами для заземления должны быть оборудованы следующие металлические нетоковедущие части изделий, подлежащих заземлению: оболочки, корпусы, шкафы, каркасы, рамы, обоймы, стойки, шасси, основания, панели, плиты и другие части изделий, которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции и как следствие привести к поражению человека электрическим током при напряжении прикосновения и шага.

Данные требования подтверждаются ТКП 339-2011 "Электроустановки на напряжение до 750 кВ. ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ВОЗДУШНЫЕ И ТОКОПРОВОДЫ, УСТРОЙСТВА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ И ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ, УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОСИЛОВЫЕ И АККУМУЛЯТОРНЫЕ, ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ. Правила устройства и защитные меры электробезопасности. Учет электроэнергии. Нормы приемо-сдаточных испытаний." пунктами:

• 3.2.3 - применение мер защиты при нарушении изоляции электротехнических устройств таких как выравнивание потенциалов и защитное заземление;
• 3.2.4 - что данные меры могут быть реализованы при производстве и монтаже электрооборудования, что обуславливает предварительное приобретение пластин решетчатых до начала производства и монтажа электрооборудования
• 3.2.5 – что защиту при косвенном прикосновении следует выполнять, если напряжение в электроустановке превышает 50 Вольт переменного тока.

Немаловажным местом применения пластин решетчатых являются опоры воздушных линий электропередачи согласно ТКП 385-2012(02230) «Нормы проектирования электрических сетей внешнего электроснабжения напряжением 0,4-10 кВ сельскохозяйственного назначения». Заземлению подлежат опоры:

• устанавливаемые в населенной местности;
• на подходах к ПС напряжением 35 кВ и выше (длина подхода от 200 до 300 м);
• на которых установлено высоковольтное оборудование (реклоузеры, разъединители, предохранители и др.);
• на которых установлены разрядники, ограничители перенапряжений и т.д.;
• на которых установлены ЩУЭ;
• устанавливаемые на переходах через инженерные сооружения (линии связи, железные и автомобильные дороги и др.).

Согласно п.15.2.4 данного ТКП «Вокруг опор, на которых установлены высоковольтные разъединители, на глубине 0,5 м должен быть проложен замкнутый горизонтальный заземлитель (контур), к которому должно быть присоединено заземляемое оборудование. Контур прокладывается на расстоянии от 0,8 до 1 м от опоры так, чтобы во время работы ноги оператора находились над заземлителем.

Сопротивление заземления должно удовлетворять требованиям, приведенным в таблице 15.2 для ЗУ разъединительных пунктов 6–10 кВ». Норма сопротивления заземляющего устройства должна быть в пределах от 10 до 100 Ом. в зависимости от удельного сопротивления грунта. П.15.6.8 ТКП предполагает в грунтах с высоким удельным сопротивлением с целью его снижения обработку заземляющего устройства смесями для нормализации заземления, например, смесью «Поспех». Иными словами, производится выравнивание потенциалов сторонних проводящих частей оборудования, смонтированного на опоре и земли для создания защитного заземления, исключающего травмирование человека электрическим током в результате напряжения прикосновения и шага.

Аналогичные требования содержаться так же в п.2.1.6 Типовом проекте «ЗАЗЕМЛЕНИЯ НА ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ НАПРЯЖЕНИЕМ 0,38-10 кВ И ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ 10/0,4 кВ» аpx. № 15256.тм-т 1.

Те же мероприятия по выравниванию потенциалов производятся согласно п.15.5.2 данного ТКП: «Вокруг площади, занимаемой отдельно стоящей подстанцией (РП, ТП), на глубине 0,3–0,5 м и на расстоянии 0,8–1 м от края фундамента здания подстанции необходимо прокладывать замкнутый горизонтальный заземлитель (контур), присоединенный к заземляющему устройству».

Выравнивание потенциалов - снижение разности потенциалов между заземляющим устройством и поверхностью земли путем электрического соединения его с уложенными в земле защитными проводниками. Оно предназначено для предотвращения опасных напряжений прикосновения и шага на территории электроустановки при повреждении изоляции или вынужденных режимах, использующих землю в качестве цепи обратного тока. Для того, чтобы технически грамотно провести данное мероприятие необходимо правильно оценить ситуацию на электрооборудовании с точки зрения превращения в период возможной аварии сторонних и доступных проводящих частей электроустановки в токоведущие части. В зоне риска, на наш взгляд, находятся организации, где наряду с электротехническим персоналом существует не электротехнический персонал, выполняющий работы, согласно п.2.4.8. ГОСТ 12.1.009-2017, при которых может возникнуть опасность поражения электрическим током.

Меры защиты от поражения людей вследствие воздействия напряжения прикосновения и шагового напряжения, вызванных ударом молнии

Меры защиты от поражения людей вследствие напряжения прикосновения и шагового напряжения следует применять в обязательном порядке при большой вероятности гибели людей или их увечий вследствие ударов молнии непосредственно в здания. Ускоренное движение людей в период грозовой активности по направлению к укрытию - зданиям, оборудованным молниезащитой увеличивает расстояние шага, которое в сочетании с высоким сопротивлением грунта может вызвать высокие значения шагового напряжения опасные для жизни.

Степень опасности снижается до допустимого уровня, если выполняется несколько следующих условий в приоритетном порядке.

1. Выравнивание потенциалов с помощью сетчатой системы заземления, располагаемой в грунте на глубине 0,5-0,8 метров в местах скопления и движения людей во время грозы, таких как:
   • пешеходные дорожки по направлению ко входу в здания;
   • отмостка зданий;
   • навесы от стен зданий.

В местах нового строительства в качестве сетчатого заземлителя, допускается использование сетки из стальной арматуры бетонных полов, надежно соединенной между собой и подключенной к молниезащитному заземлению. При устройстве молниезащиты в уже возведенных зданиях при их модернизации для уравнивания потенциалов должны использоваться готовые сетчатые заземлители в виде пластин решетчатых, произведенных промышленным способом  с  учетом требований стандартов молниезащиты к материалу и конструкции заземляющих устройств.

Сетчатая система заземления может быть обработана смесью для нормализации заземления  с целью снижения удельного сопротивления грунта. После обратной засыпки сетчатой системы заземления грунтом с толщиной слоя не менее 0,025 м далее по всей ее площади создается слой изоляционного материала с высоким удельным сопротивлением, например, слой гравия толщиной 0,15 м в сочетании со слоем асфальта, толщиной 0,05-0,1 м либо возможна укладка полимерного листа толщиной не менее 3 мм. в сочетании с укладкой поверх его тротуарной плитки. Данные мероприятия как правило, снижают опасность поражения человека вследствие шагового напряжения до допустимого уровня.

2. Естественная система токоотводов состоит из нескольких колонн прочной металлоконструкции зда­ния или из нескольких столбов из соединенных между собой стальных конструкций здания с обеспечением электрической непрерывности.
3. Изоляция выступающего токоотвода, обеспечивающая импульсное выдерживаемое напряжение 100 кВ, 1,2/50 мкс, например, с помощью полиэтиленовой трубы с диаметром не менее 16 мм. Токоотвод расположенный на внешних сторонах здания должен быть изолирован от прикосновения человека на высоту от поверхности грунта не менее 3-х метров.
4. Вероятность приближения людей к зданию или продолжительность их присутствия с наружной сто­роны здания и близко к токоотводам очень мала.
5. Сопротивление поверхностного слоя почвы на расстоянии 3 м от токоотвода составляет не менее 5000 Ом*м.

Если ни одно либо несколько из этих условий не выполняется, необходимо применять следующие меры молниезащиты:

• от поражения людей напряжением прикосновения физические ограничения и предупредительные надписи с целью сведения к минимуму вероят­ности прикосновения к токоотводам и нахождения в зоне растекания электрического разряда молнии.
• от поражения людей вследствие шагового напряжения физические ограничения движения людей и предупредительные надписи с целью сведения к минимуму вероятности попадания в опасную зону на расстоянии 10 м от токоотводов.

Как видно на рисунке 9 к человеку 2, стоящему около фундамента, приложится меньшее шаговое напряжение, чем к человеку 1, стоящему в отдалении, но за пределами уложенных пластин решетчатых.

Европейский Стандарт IEEE 80–2013, дает определение пластин решетчатых:

«Металлическая пластина или система близко расположенных не изолированных проводников, которые подключены и часто размещаются на небольших глубинах над сеткой заземления или в другом месте на поверхности земли, чтобы получить дополнительные защитные меры, сводящие к минимуму опасность воздействия высоких ступенчатых или сенсорных напряжений в критической рабочей зоне или местах, которые часто используются людьми».

Смотреть руководство по проектированию

Разрешительная документация в Республике Беларусь на пластину решетчатую

Рекомендуем также посмотреть публикацию "Перспективные направления развития практики проектирования заземляющих устройств".