Заземлители и заземляющие проводники

Рис. 1. Схемы соединений в объектах с проводящими и непроводящими фасадами

Рис. 2. Зажимы и контрольно-измерительные колодцы в устройстве молниезащиты

Поскольку элементы молниезащиты подвержены воздействию атмосферных и токовых нагрузок, к ним предъявляются особые требования по обслуживанию. Для удобства регулярных осмотров, профилактики и измерений активного сопротивления зажимы размещают в легко доступных местах.

Основное назначение заземлителя молниезащитной системы — обеспечить путь с минимальным импедансом для безопасного отвода токов молнии в землю. Это необходимо для снижения потенциалов и предотвращения повреждений оборудования. Кроме того, корректно спроектированное заземление обеспечивает надежную работу устройств защиты от перенапряжений, исключая опасные перепады в сети.

В телекоммуникационных объектах заземляющая система выполняет дополнительную функцию — заземление одного из полюсов источника постоянного тока, питающего оборудование связи. Такая мера снижает уровень электромагнитных помех, переходных процессов и шумов, обеспечивая стабильную работу систем передачи данных.

Заземлители

При проектировании систем молниезащиты и защиты от перенапряжений в первую очередь рекомендуется использовать естественные заземлители — уже существующие проводящие элементы объекта, контактирующие с землей. К ним относятся:

• металлические части сооружений и устройств, не изолированные от грунта;
• железобетонные фундаменты и подземные конструкции зданий, не имеющие изоляции или покрытые влагостойкой краской;
• металлические трубопроводы, обсадные колонны и обшивки артезианских колодцев, расположенные не далее 10 м от защищаемого объекта;
• заземлители близлежащих объектов, если расстояние между ними не превышает 10 м.

При строительстве новых зданий предпочтительно использовать фундаментные заземлители, обеспечивающие стабильное и долговечное электрическое соединение с грунтом.

Связь естественных заземлителей с заземляющими проводниками выполняется жестким сварным соединением — обычной сваркой или сваркой давлением. Если такие методы невозможно применить (например, из-за конструктивных ограничений), допускается использование механических креплений — скоб, зажимов или специальных приспособлений, защищенных от ослабления и коррозии.

Если применение естественных заземлителей невозможно или нецелесообразно, выполняется установка искусственных заземлителей. При их проектировании необходимо учитывать следующие требования:

• материалы: сталь сечением не менее 80 мм² или медь сечением не менее 50 мм²;
• тип конструкции: контурные, радиальные или горизонтальные заземлители (наиболее предпочтительны контурные схемы);
• соединения: сварка или опрессовка, допускается использование винтовых или самозаклинивающихся соединений, защищенных от механических воздействий и коррозии (рис. 3).

Рис. 3. Различные примеры исполнения соединений элементов заземляющей системы

Недопустимо размещение заземлителей в руслах рек, водоемах или высыхающих грунтах, особенно рядом с горячими трубопроводами и паровыми трассами — такие зоны нестабильны по влажности и температуре, что приводит к ухудшению контакта с землей.

Если через заземлитель проходит постоянный ток, он должен быть выполнен из материалов, устойчивых к электрохимической коррозии. Такие элементы устанавливают преимущественно в вертикальном положении.

Заземляющая система обязана обеспечивать минимальную разницу потенциалов между всеми элементами, подключенными к заземлителю, — устройствами, шинами и контурами уравнивания потенциалов. Для этого требуется максимально снизить суммарное сопротивление соединений между заземлителем и всеми контактирующими с ним элементами системы.

После монтажа заземлителя необходимо провести контрольные измерения и убедиться, что он соответствует нормативным требованиям по всем эксплуатационным и защитным параметрам. Только после подтверждения его характеристик система может считаться готовой к эксплуатации.