Как сварить шину заземления

Содержание

Соединение элементов заземляющих устройств в земле

При обустройстве заземления приходится соединять между собой провода, а также проводники и штыри, устанавливаемые под землей. Такие соединения должны быть устойчивыми к действию коррозии, а также не требовать обслуживания в течение длительного периода времени. В настоящее время используются три основных способа соединения проводов заземлений — опресовка, сварка и винтовой зажим. В этой статье будет дано краткое описание каждого из методов и проведено сравнение их преимуществ и недостатков.

Нормативная база

Соединение проводов заземления регулируется ГОСТ Р 50571.5.54-2013 (МЭК 60364-5-54:2011) «Электроустановки низковольтные». Часть 5-54, пункт 542.2.8: «Если заземлитель состоит из частей, которые должны быть соединены вместе, соединение должно быть выполнено экзотермической сваркой, опрессовкой, зажимами или другим разрешённым механическим соединителем».

Другим документом, регламентирующим соединение проводов заземления, является ПУЭ. П. 1.7.139, 7-е издание ПУЭ, в частности, гласит: «Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов должны быть надёжными и обеспечивать непрерывность электрической цепи… Соединения должны быть защищены от коррозии и механических повреждений. Для болтовых соединений должны быть предусмотрены меры против ослабления контакта».

Кроме этого, параметры соединения проводов заземления винтовыми зажимами регулируются ГОСТ 10434 «Соединения контактные электрические. Общие технические требования». Если нет агрессивной среды (земля к ней, как правило, не относится), то соединения должны относиться ко 2 классу. К нему относятся контактные соединения цепей, сечения проводников которых выбраны по стойкости к сквозным токам, потере и отклонению напряжения, механической прочности и защите от перегрузки. Допускает зажимное соединение и циркуляр 11/2006 ассоциации «Электромонтаж», если соединяемые элементы выполнены не из чёрных металлов.

Опрессовка

Соединение проводов посредством опрессовки — самый простой и технологичный способ. Провода вставляются с двух сторон в гильзу и опрессовываются специальным устройством, именуемым кримпером. Однако, такой способ непригоден для соединения провода со штырём заземления. К тому же, если соединение опрессовкой находится под землей, то гильза и провода покрываются слоем окиси, что повышает сопротивление контакта. Применяется герметизация такого соединения, но в итоге такая герметизация представляет собой сложное и ненадёжное решение. По сути, не могут полностью быть соблюдены нормы ПУЭ. Вот почему опрессовка не может быть применяться для соединения, находящегося под землей.

Сварка

В настоящее время ГОСТ не упоминает в числе методов, допустимых для соединения проводов заземления дуговую сварку

Известны два основных вида сварки — электродуговая и экзотермическая. При электродуговой сварке температура достигает +7000°C, из-за чего происходит разрушение защитного антикоррозионного слоя. Кроме этого, сильный нагрев ослабляет не только покрытия, но и металлы, из которых сделаны сердцевины проводников. Возникает так называемая межкристаллитная коррозия, которая потенциально способна привести к разрушению соединения. Вот почему ГОСТ Р 50571.5.54-2013 не указывает в числе допустимых для соединения проводников заземления методов дуговую сварку.

Набор для экзотермической сварки проводников

Вместо дуговой сейчас для соединения проводов заземления применяют так называемую экзотермическую (иногда её ещё называют термитной) сварку. При экзотермической сварке для нагрева металла используется так называемый термит — порошкообразная смесь алюминия или магния с железной окалиной (либо окисью меди). Применительно к контуру заземления обычно используется термит на основе алюминия и оксида меди. Место соединения заформовывают огнеупорным материалом, туда засыпают порошкообразный термитный состав, который затем поджигают. В результате сгорания термита образуется жидкая медь, которая имеет хорошую адгезию со свариваемым материалам. Температура расплава превышает 3000°C. Экзотермическая сварка соответствует нормам как ГОСТ Р 50571.5.54-2013, так и ПУЭ.

Посмотреть, как осуществляется экзотермическая сварка, можно на видео:

Выпускаются готовые комплекты для экзотермической сварки, для использования которых не требуется специальной подготовки. Тем не менее, при прочих равных условиях, применение экзотермической сварки всё же сложнее, чем соединение проводов винтовыми зажимами. Естественно, к винтовым зажимам, пригодным для соединения проводов заземления, предъявляются особые требования.

Винтовые зажимы

Для того, чтобы реализовать преимущества готовых наборов для заземления ZANDZ, а, именно, предельную простоту сборки и установки, есть смысл использовать винтовые зажимы. Если при сборке допущена ошибка, можно разобрать и потом правильно собрать. Но даже если ваши квалификация и опыт позволяют сразу сделать всё правильно, всё равно с винтовыми зажимами работать проще, чем применять сварку.

Но у винтовых зажимов есть два недостатка, которые, впрочем, преодолимы. Во-первых, при соединении ими омеднённого штыря заземления и провода из обычной стали, либо оцинкованной стали, возникает электрохимическая реакция, приводящая к коррозии. Во-вторых, со временем может происходить ослабление затяжки винтов, на что особое внимание обращено в ПУЭ.

Источник

Сварка заземления по ПУЭ

Заземление в промышленности используют давно, однако в жилой недвижимости его стали применять не так давно, в связи с чем и на сварные швы заземления обратили повышенное внимание примерно в то же время. В правилах устройства электроустановок (ПУЭ) сведений о заземлении содержится достаточно много. В них четко прописано, каким образом необходимо проводить заземляющий контур, что при этом в нем необходимо использовать, каковы будут параметры контуров и многое другое. К системе защиты от утечек тока следует относиться максимально ответственно. То есть необходимо с большим вниманием подходить к монтажу, расчету и дальнейшему обслуживанию системы и учитывать все основные требования ПУЭ.

Основные термины

Прежде чем начать монтаж заземления, стоит изучить основные термины.

Для начала разберёмся, что такое заземляющее устройство. Оно представляет собой конструкцию, которая состоит из самого заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлитель является проводником из металла, который так или иначе контактирует с землёй. А заземляющие проводники являются металлическими проводниками, которые помогают соединить заземлитель с электрическим оборудованием.

Сварка контура заземления

Заземляющие проводники к трубопроводам присоединяют с помощью сварки или хомутов со стороны ввода трубопроводов в здание. При этом сварочные швы, которые расположены в земле, сразу после установки дополнительно покрывают битумом, чтобы защитить их от коррозии,. Данный пункт входит в нормы сварки заземления.

Необходимо понимать, что именно соединения проводников являются слабым местом всех заземляющих цепей. В результате необходимо позаботиться о том, чтобы они были максимально надежными. Только в этом случае проводники смогут выдерживать движение грунта и достаточно высокие механические нагрузки. Сварка полосы заземления – один из наиболее популярных методов, который применяют в процессе прокладки контура.

Эту технологию используют в первую очередь для крепления уголков-электродов на медную полосу. Необходимо учитывать, что размер шва должен быть не меньше, чем ширина полосы. Фиксацию следует производить со всех четырёх сторон. Выполняется полоса заземления сварки внахлёст. При этом необходимо оставить припуск более десяти сантиметров. Детали соединяют благодаря одному из двух способов.

Первый — использование электрической сварки, но только при условии, что поблизости есть соответствующие источники электропитания.

Во втором случае применяют термитную сварку. Это особенно актуально во время работы на линиях электропередачи и удаленных объектах.

Швы, которые контактируют с грунтом, необходимо зачищать от окалины, дополнительно покрыв их битумным лаком. Он требуется в первую очередь для защиты шва от коррозии.

Требования к сварке и контролю качества сварных соединений

В процессе изготовления и монтажа резервуаров используют определённые электродуговые способы сварки:

механизированную дуговую сварку, отличительной чертой которой являются плавящийся электрод в защитном газе;
автоматическая дуговая сварка, который имеет плавящийся электрод под флюсом;
механизированную дуговую сварку, которая имеет самозащитную порошковую проволоку;
механизированную дуговую сварку, которая имеет самозащитную порошковую проволоку в области защитного газа;
стандартную ручную дуговую сварку.

Стоит отметить, что организации-подрядчики достаточно часто разрабатывают операционные технологические карты не только по сварке, но и по контролю сварных соединений. Сварка заземления по ПУЭ будет иметь свои нюансы.

Осуществлять сварочные работы и сварку металлоконструкций или резервуаров обязаны исключительно специалисты, которые имеют соответствующее образование и определённый опыт.

Сварочный шов заземления конструкций выполняют в соответствии с заранее утвержденным технологическим процессом.

При этом обязаны быть предусмотрены:

определённые требования не только к форме, но и к подготовке кромок всех деталей;
методы и режимы сварки, соответствующие сварочные материалы и соблюдение последовательности выполнения технологических операций;
определённые указания для правильной подготовки и сборки деталей непосредственно перед сваркой с применением кондукторов.

Сварка шины заземления

Должна быть выполнена в соответствии с указаниями ППР, где обязательно предусматривают:

самые эффективные методы сварки для монтажных соединений;
форму подготовки основных свариваемых деталей;
стандартные технологические режимы сварки;
технологическую оснастку и оборудование;
указания по климатическим условиям выполнения сварочных работ. К ним относят температуру воздуха, ветер и влажность.

Сварка контура заземления — это достаточно сложный процесс, поэтому его лучше доверить специалистам. Эксперты нашей компании помогут справиться с этой проблемой и бесплатно при необходимости проконсультируют по всем вопросам.

Источник

Длина сварного шва полосы заземления

3.1.12. При монтаже наружного контура выполняются следующие операции:

— размечают трассу контура и места заглубления в грунт электродов;

— заглубляют вертикальные электроды в грунт;

— прокладывают в траншее горизонтальные электроды и с их помощью соединяют вертикальные электроды между собой. Для углубленных заземлителей прокладывают горизонтальные заземлители на дне котлованов по периметру фундамента здания и соединяют их между собой;

— проводят осмотр наружного контура и проверку качества соединения и составляют акт на скрытые работы;

— засыпают траншею (котлован);

— измеряют сопротивление растеканию тока наружного контура.

3.1.13. Разметку производят, руководствуясь рабочими чертежами. При этом расстояние между вертикальными электродами должно быть не менее 1,5-2 длины электрода, что исключает взаимное экранирование и следовательно, способствует уменьшению сопротивления растеканию тока. Расстояние от фундамента здания до частей заземлителя должно быть не менее 2,5 м. Это требование не относится к углубленным заземлителям.

3.1.14. Не допускается располагать заземлители в местах, где земля подсушивается под действием тепла трубопроводов и т.п., в местах, где высока опасность коррозии заземлителя.

3.1.15. Траншеи для вертикальных заземлителей отрываются на глубину 0,5-0,7 м. После заглубления вертикальных электродов в грунт верхний конец должен выступать над дном траншеи на 0,1-0,2 м. Горизонтальные электроды укладываются на дно траншеи на глубине 0,5-0,7 м.

3.1.16. Для искусственных заземлителей должна применяться сталь. Размеры стальных искусственных заземлителей должны быть не менее:

— диаметр круглых неоцинкованных — 10 мм; оцинкованных — 6 мм;

— сечение прямоугольных — 48 мм 2 ;

— толщина прямоугольных — 4 мм;

— толщина полок угловой стали — 4 мм.

Искусственные заземлители не должны иметь окраски.

3.1.17. Заземлитель обеспечивает контакт заземляющего устройства с землей. Чем глубже в грунт заглублен заземлитель, тем, как правило, меньше будет его сопротивление растеканию тока. Длина стержневых электродов вертикального заземлителя должна быть 4,5-5 м, а электродов из угловой стали — 2,5-3 м.

3.1.18. Соединение всех элементов заземлителя между собой, а также присоединение к естественным заземлителям, выполняется сваркой. Длина сварочного шва должна быть равна двойной ширине проводника при прямоугольном сечении и шести диаметрам при круглом сечении. При Т-образном соединении внахлестку двух полос длина нахлестки определяется шириной полосы. Примеры соединений стержневых электродов с заземляющими проводниками и присоединений к трубопроводам представлены на рисунках 3.1.1 и 3.1.2.

Рис. 3.1.1. Соединение стержневых электродов с заземляющими проводниками (длина сварного шва 6d):

а, б — из круглой стали; в, г — из полосовой стали

1 — стержневой электрод; 2 — заземляющий проводник из круглой стали; 3 — заземляющий проводник из полосовой стали; 4 — планки из полосовой стали (применяется при B ≤ 3 мм).

Рис. 3.1.2. Примеры присоединения заземляющих проводников к трубопроводам:

а, б, в — сваркой; г — с помощью хомута:

1 — заземляющий проводник из полосовой стали; 2 — трубопровод; 3 — заземляющий проводник из круглой стали; 4— хомут.

3.1.19. Присоединение заземляющих проводников к трубопроводу, используемому в качестве естественного заземлителя, должно выполняться до ввода трубы в здание (до водомера, задвижек, фланцев), в противном случае над водомерами, задвижками, фланцами должны монтироваться обходные перемычки из полосовой стали сечением не менее 100 мм 2 . Перемычка присоединяется к трубам сваркой или хомутами (рис.3.1.3).

Рис. 3.1.3.Присоединение обходной перемычки на задвижке к трубопроводу с помощью хомута.

3.1.20. Проверка качества выполненных работ по монтажу наружного контура производится перед засыпкой траншеи. При этом контур осматривают, проверяют качество электродов и соответствие их размеров требованиям ПУЭ, определяют размеры сварных швов. Прочность сварных соединений проверяют, производя по ним несколько сильных ударов молотком массой 1 кг; места соединения при этом не должны разрушаться. Результаты осмотра и проверок оформляют актом на скрытные работы. Форма акта приведена в приложении 3.1.1.

3.1.21. После осмотра и составления акта на скрытые работы сварные швыпокрывают со всех сторон битумом для предохранения от коррозии и производят засыпку траншеи. Засыпать траншеи необходимо землей, не содержащей камней и строительного мусора, с послойной трамбовкой, что обеспечивает лучший контактзаземлителя с грунтом и, следовательно, уменьшение сопротивления растеканию тока.

3.1.22. Измерение сопротивления растеканию тока производят приборами — измерителями заземления. Если измеренная величина сопротивления окажется больше допустимой, необходимо забить дополнительные электроды и соединить их с контуром до получения требуемого сопротивления.

3.1.23. Максимально допустимые сопротивления заземляющих устройств электроустановок приведены в таблице 3.1.1.

Монтаж заземляющих устройств

Монтаж заземляющих устройств состоит из следующих операций: установки заземлителей; прокладки заземляющих проводников; соединения заземляющих проводников друг с другом; присоединения заземляющих проводников к заземлителям и электрооборудованию.

Вертикальные заземлители из угловой стали и отбракованных труб погружают в грунт забивкой или вдавливанием, а из круглой стали ввертывают в грунт или вдавливают. Эти работы выполняют с помощью механизмов и приспособлений, например копра (забивка в грунт), приспособления к сверлилке (ввертывание в грунт стержневых электродов), механизма ПЗД-12 (ввертывание в грунт электродов заземления).

Глубина заложения верха вертикальных заземлителей должна быть 0,5—0,6 м от уровня планировочной отметки земли и выступать от дна траншеи на 0,1—0,2 м. Расстояние между электродами 2,5—3 м. Горизонтальные заземлители и соединительные полосы между вертикальными заземлителями укладывают в траншеи глубиной 0,6—0,7 м от уровня планировочной отметки земли.

Все соединения в цепях заземлителей выполняют сваркой внахлестку, и места сварки покрывают битумом во избежание коррозии. Траншею роют обычно шириной 500 и глубиной 700 мм. Устройство внешнего заземляющего контура и прокладку внутренней заземляющей сети производят по рабочим чертежам проекта электроустановки.

В местах пересечения заземляющих проводников с кабелями, трубопроводами, железнодорожными путями, а также в других местах, где возможны механические повреждения, проводники защищают трубами, угловой сталью и т. п. У мест вводов подземной заземляющей проводки в здание на стены наносят опознавательные знаки с указанием расстояния до заземляющих проводников. Вводы в здание заземляющих проводников выполняют не менее чем в двух местах.

После монтажа заземлителей составляют акт на скрытые работы и на чертежах указывают привязки заземляющих устройств к стационарным ориентирам. Проложенные в земле заземлители и заземляющие проводники не окрашивают, так как окраска привела бы к повышению сопротивления. Траншеи засыпают грунтом, не содержащим камней и строительного мусора, и трамбуют.

Заземляющие магистральные проводники прокладывают по стенам на расстоянии 5—10 мм от поверхностей на высоте 400—600 мм от уровня пола. Расстояние между точками крепления 600—1000 мм. В сухих помещениях и при отсутствии химически активной среды допускается прокладка заземляющих проводников вплотную к стене. В каналах эти проводники должны прокладываться на расстоянии не менее 50 мм от съемного покрытия. Заземляющие полосы к стенам крепят дюбелями, которые пристреливают строительно-монтажным пистолетом либо непосредственно к стене, либо через промежуточные детали (рис. 1). Так же широко применяют закладные детали, к которым приваривают полосы заземления.

Рис. 1. Крепление заземляющих проводников дюбелями с помощью строительно-монтажного пистолета (а — непосредственно к кирпичному или бетонному основанию, б — с прокладкой) и промежуточные детали для крепления прямоугольных (в) и круглых (г) заземляющих проводников

В сырых и особо сырых помещениях и в помещениях с едкими парами заземляющие проводники приваривают к опорам, закрепленным дюбелями-гвоздями. Для создания зазора между заземляющим проводником и основанием в сырых помещениях и помещениях с агрессивной средой используют штампованный держатель из полосовой стали шириной 25—30 и толщиной 4 мм, а также кронштейн для прокладки круглых заземляющих проводников 12—19 мм.

Заземляющие проводники прокладывают открыто. Они должны быть доступны для наблюдения, за исключением труб электропроводки, оболочек кабелей и некоторых других естественных проводников. Проходы заземляющих проводников сквозь стены и перекрытия осуществляются через открытые отверстия, стальные трубы или обоймы. В местах пересечения температурных швов здания устанавливают компенсаторы.
Соединение заземляющих проводников из круглой стали и присоединение к заземлителям осуществляют сваркой. Длина нахлестки при сварке должна быть равна двойной ширине полосы для прямоугольных полос или шести диаметрам для круглой стали. К трубопроводам заземляющие проводники присоединяют хомутами. При наличии на трубах задвижек или болтовых фланцевых соединений выполняют обходные перемычки (рис. 2, а — е).

Рис. 2. Примеры соединения заземляющего проводника с трубопроводом хомутом (а), обходной перемычкой, установленной на задвижке (б), заземлителей с полосовой сталью (в), металлоконструкций перемычкой (г) и заземляющих проводников, проходящих через пол и стену (д)

Части электроустановок, подлежащие заземлению, присоединяют к заземляющим магистралям отдельными ответвлениями. Стальные заземляющие проводники присоединяют к металлоконструкциям сваркой, к оборудованию — под заземляющий болт или, где возможно, сваркой. Заземляющие проводники присоединяют к металлическим оболочкам кабелей медными проводниками с креплением проволочным бандажом и пайкой. Места присоединений под болт предварительно зачищают стальной щеткой до блеска. Вместо зачистки удобно применять царапающие заземляющие шайбы.

В наружных установках, а также в сырых помещениях с едкими парами или газами места болтовых присоединений защищают смазкой (рекомендуется морская АМС), во внутренних установках покрывают нейтральным вазелином или глифталевым лаком.

Монтаж заземления распределительных устройств.

Каждая подстанция и распределительное устройство должны иметь надежное, т. е. с небольшим сопротивлением (не более 4 Ом) заземление.

Сопротивление заземляющего устройства зависит: от проводимости почвы (во влажной почве меньше, чем в сухой) ; количества и взаимного расположения заземлителей; типа элементов, на которых выполнено заземляющее устройство (трубы, угловая сталь, стержни, полосы), и глубины их заложения.

Вокруг подстанции обычно делают общий заземляющий контур, к которому приваривают заземляющие проводники внутренней части подстанции. Отдельные элементы электрооборудования присоединяют к заземляющим проводникам параллельно, а не последовательно, иначе при обрыве заземляющего проводника часть оборудования может оказаться незаземленной.

В распределительных устройствах заземляют все элементы электрооборудования и металлические конструкции:

фланцы опорных и проходных изоляторов
фланцы линейных выводов
баки трансформаторов и выключателей
опорные конструкции
цоколи или плиты предохранителей, резисторов и других аппаратов.

Электрооборудование, установленное на изолирующих опорах, заземляют присоединением ответвления от магистрали заземления к заземляющему или крепящему болту аппарата или изолятора. При этом контактную поверхность зачищают до блеска и смазывают тонким слоем вазелина.

При установке изоляторов и аппаратов на стальном основании ответвление заземления приваривают к стальной конструкции (основанию). Отдельно заземлять оборудование не требуется, необходимо только создать надежный контакт между оборудованием и конструкцией, зачистив до металлического блеска и смазав вазелином контактные поверхности.

При монтаже разъединителей заземляют раму, плиту привода и опорного подшипника, корпус сигнальных контактов. Если разъединители и приводы смонтированы на металлических конструкциях, заземляющие проводники приваривают к ним. Места установки изоляторов на металлических конструкциях зачищают до блеска и смазывают техническим вазелином.

Предохранители на б—10 кВ заземляют присоединением заземляющего проводника к фланцам опорных изоляторов, раме или металлической конструкции, на которой предохранители установлены. Разрядники надежно заземляют через чугунное основание (цоколь) или выходной зажим счетчика срабатывания, присоединяя заземляющий проводник к заземляющему болту основания каждой фазы непосредственно или через счетчик срабатывания.

При монтаже измерительных трансформаторов заземляют бак (цоколь) трансформатора напряжения или корпус (цоколь) трансформатора тока. Кроме того, заземляют нулевую точку обмотки ВН трансформатора напряжения, присоединяя медный гибкий провод к заземляющему болту на корпусе трансформатора. Нулевую точку или фазный провод обмотки НН также крепят к заземляющему болту или заземляют на сборке зажимов. Закороченный (неиспользованный) зажим обмотки присоединяют к заземляющему болту трансформатора тока медным проводом.

Реакторы при горизонтальном расположении фаз заземляют присоединением заземляющих проводов к заземляющим болтам изоляторов, а при вертикальном расположении фаз — присоединением только к опорным изоляторам нижней фазы. Заземляющие провода не должны образовывать вокруг реакторов замкнутых контуров во избежание их перегрева.

Заземления отдельных аппаратов распределительных устройств показаны на рис. 3, а, б, в.

Рис. 3. Заземления отдельных аппаратов РУ: а — разъединителя, б — реактора, в — маломасляного выключателя

Высоковольтные выключатели и приводы к ним заземляют присоединением заземляющего проводника к заземляющему болту на крышке бака или раме выключателя, а также на корпусе привода. При установке выключателя или привода на стальной конструкции заземляющий проводник приваривают к ней.

Заземляемыми элементами силового трансформатора являются кожух, обе направляющие, нейтраль обмотки НН при глухом заземлении и пробивной предохранитель обмотки НН с изолированной нейтралью. Заземляющий проводник присоединяют к заземляющему болту на баке или корпусе трансформатора непосредственно или через гибкую вставку при необходимости выкатки трансформатора. Пробивной предохранитель заземляют через установочную скобу на баке трансформатора.

Металлические части щитов и пультов, изолированные от частей, находящихся под напряжением, соединяют с заземляющими проводниками. Фундаментную раму приваривают к магистрали заземления не менее чем в двух точках. Каждую панель присоединяют к каркасу в двух- трех точках. Так же заземляют камеры сборных распределительных устройств КРУ и КСО, комплектные трансформаторные подстанции КТП и т. д. Кроме того, заземляющий проводник приваривают к рамам дверей и сетчатых ограждений.

Для присоединения временных переносных заземлений при ремонтных работах на заземляющих шинах устанавливают планки или барашки, зачищенные до металлического блеска и смазанные вазелином. Места для наложения переносного заземления на шинах РУ оставляют неокрашенными.

Рассмотренные вопросы

Из каких операций состоит монтаж заземляющих устройств?
Почему отдельные элементы электрооборудования присоединяют к заземляющим проводникам параллельно, а не последовательно?
Как заземляют отдельные элементы электрооборудования РУ?

Источник