Нужно ли заземлять опоры освещения и как правильно это делать

Системы наружного освещения предназначены для подсветки в темное время суток проезжей части в населенных пунктах и на транспортных развязках автомагистралей, тротуаров и внутридомовых территорий, необходимых участков на охраняемых объектах, приусадебных участков в частных домовладениях. Для их безопасного функционирования применяется заземление опор освещения (мачт, столбов) и наружных светильников.

Установка систем наружного освещения производится соответственно требованиям Правил устройства электроустановок (ПУЭ).

Почему необходимо заземлять опоры

Нарушение изоляции, обрыв провода, перекрытие или пробой изолятора вызывают протекание токов через мачту и образование напряжения прикосновения и пошагового напряжения. Снабжение опор заземляющими устройствами защищает от электротравмирования находящихся поблизости людей.

Исходя из инструкции по молниезащите и устройству систем заземления, металлические опоры, применяемые при проведении наружного освещения, обязательно нужно заземлить.

Заземление требуется при размещении на опоре молниезащитных средств. В случае прямого удара молнии в опору, через заземляющее устройство происходит отвод импульсных токов, понижая напряжение на изоляции силового кабеля.

Способы заземления

Для каждого вида электроопор в ПУЭ разработаны условия и способы заземления. Существует 3 вида столбов линии электропередачи:

• деревянные;
• железобетонные;
• металлические.

В п. 6.1.45 ПУЭ указано, что железобетонные и металлические опоры в сетях с изолированной нейтралью должны быть подключены к заземлителю, в сетях с заземленной нейтралью — к PE (PEN) проводнику.

Арматура на деревянных столбах не заземляется.

Важно! Деревянные опоры заземляются только, если они установлены в населенном пункте с одноэтажными строениями и их высота превышает высоту строений.

Заземление железобетонных опор осуществляется двумя способами:

1. В сетях с изолированной нейтралью при наличии специальных выпусков в качестве заземляющих магистралей (проводников) применяют продольную арматуру конструкции. При ее отсутствии проводником служит прут диаметром не менее 10 мм или многожильный провод сечением не менее 35 кв. мм. Один конец проводника соединяется с заземлителем, второй — с заземляемыми элементами.
2. В сетях с заземленной нейтралью арматура и опора подключаются к нулевому проводу при помощи перемычки из неизолированного проводника. При соединении используются ответвительные болтовые зажимы. Для соединения проводника с опорой применяют болтовой зажим или проушину на столбе или траверсе.

Металлические опоры устанавливают чаще, они имеют перед деревянными и железобетонными следующие преимущества:

• способны выдерживать большие статические нагрузки;
• функциональны в любых климатических зонах;
• широкий выбор форм и дизайна;
• большой срок эксплуатации, до 75 лет.

Заземление металлических опор осуществляется так же, как и ж/б мачт. Заземляющим проводником может служить корпус опоры. Заземляемые элементы соединяются с опорой, а основание опоры — с заземлителем.

Устройство искусственного заземления

Заземляющее устройство состоит из заземляющей магистрали и заземлителя.
Согласно требованиям ПУЭ, в качестве заземляемых электродов, перемычек и магистралей могут применяться:

• стальной прут диаметром 10 мм;
• оцинкованный стальной прут диаметром 6 мм;
• стальной уголок с толщиной полки 4 мм;
• стальная полоса толщиной 4 мм;
• отбракованные трубы с толщиной стенки 3,5 мм.

Сечение магистрали должно быть не менее 100 кв. мм, а с молниезащитой — не менее 160 кв. мм.

Соединение магистрали и заземлителя осуществляется путем сварки, места соединения покрываются антикоррозийной краской.

Вышеперечисленные размеры являются минимальными и применяются на временных конструкциях. Для заземляющих устройств на постоянных осветительных системах диаметр заземляемых электродов рассчитывается в зависимости от насыщенности влагой местного грунта. В сухих грунтах диаметр увеличивается на 2-3 мм, во влажных — до 2 раз больше минимального значения.

Варианты подключения

В зависимости от состава и удельного сопротивления грунта применяется заземлитель с вертикальным или горизонтальным расположением электродов.

Если проводимость нижних слоев грунта ниже, чем верхних, рекомендована установка заземлителей с вертикально расположенными электродами. При небольшой занимаемой площади они обеспечивают малое сопротивление растеканию тока и способствуют лучшему отводу импульсных токов при попадании молнии в опору. Электроды углубляются на 3 м. Высота над уровнем грунта — 0,5 м.

При высокой проводимости верхних слоев грунта, в каменистых и скальных грунтах, где невозможно заглубление вертикальных электродов, допускается применение горизонтальных протяженных электродов. Электроды располагаются на глубине 0,5 м, а на вспахиваемых участках углубляются на 1 м.

Важно! При повышенном удельном сопротивлении грунтов целесообразно применение противовесов — непрерывных горизонтальных электродов, соединяющих сразу несколько опор.

Проверка заземления

Согласно Правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП),
тщательный осмотр наружных частей устройства заземления следует проводить не реже 1 раза в 6 месяцев. Проверка с выборочным вскрытием грунта проводится не реже 1 раза в 12 лет.

Замеры сопротивления заземления на опорах внешнего освещения проводятся не реже 1 раза в 6 лет.

Справка! Сопротивление устройств заземления на опорах должно быть не более 30 Ом.

Системы наружного освещения, смонтированные, заземленные и обслуживаемые согласно требованиям ПУЭ и ПТЭЭП, могут надежно и безопасно прослужить не одно десятилетие.

Наличие системы заземления на электроопорах обезопасит электромонтажные работы и убережет линию электропередачи от перенапряжения в случае прямого попадания молнии в опору.

Как правильно делать заземления опорных конструкций

В современном мире освещение окружает нас повсеместно: и дома и на улице. Причем роль наружного типа освещения очень важна в городах и селах, ведь оно позволяет избегать множества проблем в вечернее и ночное время суток.
При создании наружного типа освещения одним из важных этапов монтажа является заземление опор.

В ходе заземления для опор наружного типа освещения, необходимо понимать и знать основные правила, которые регламентируются соответствующей документацией (например, ПУЭ). Особенно важна данная процедура для воздушных линий (ВЛ) и сети опор наружного типа освещения. Обо всем, что касается этой процедуры, мы поговорим в данной статье.

Для чего нужно

Опоры системы наружного освещения

Заземление для сети опор наружного типа освещения или ВЛ (0,4, 6-10, 20 и 35 кв) играет большое значение, поскольку препятствует риску получения электротравмам при соприкосновении с элементами конструкции в ситуации, когда произошло повреждение изоляции кабеля. При наличии заземления на металлической опоре сети наружного типа освещения или ВЛ, напряжение «разливается» по земле, тем самым становясь безопасным для людей. Данный показатель зависит от того, какое сопротивление имеет почва, в которой установлена опора ВЛ (0,4, 6-10, 20 и 35 кв). В результате, даже если где-то и произошло нарушение изоляции ВЛ, конструкции останутся безопасными.

При штатных условиях работы штыревые изоляторы, смонтированные на опорах, будут обеспечивать надежную изоляцию всех проводов от конструкционных элементов. Но бывают ситуации, когда напряжение в сети
значительно превышает то напряжение, на которое была рассчитана ВЛ (0,4, 6-10, 20 и 35 кв). В такой ситуации перенапряжения возможен пробой изоляции ВЛ и, как следствие, выход сети из строя.
Для того чтобы ограничить значение перенапряжения и повысить безопасность, необходимо понизить сопротивление для «растекания тока». С этой целью и устанавливают на ВЛ (0,4, 6-10, 20 и 35 кв) и подпорах наружного типа освещения защитное заземление.

Особенности процедуры

Заземление металлических опор

Контур заземления формируют исходя из того, из чего была изготовлена опора. На сегодняшний день применяется три варианта конструкций:

• железобетонные. Здесь при наличии сети заземленной нейтралью, вместе с арматурой конструкций, защиту оформляют через подсоединение к заземленному проводу (нулевому) специального проводника. Последний должен идти диаметром от 6 мм (не менее);
• деревянные. На деревянных подпорах штыри и крюки не заземляют;

Обратите внимание! Заземление на деревянных опорах ставят только тогда, когда линия электропередач или системы наружного освещения проходит по населенным пунктам, где имеются одно- и двухэтажные постройки. Населенный пункт в такой ситуации также не должен иметь излишне возвышающихся труб (экранированных), деревьев и т.д. Тут появляется потребность в защите сети от перенапряжений атмосферного порядка с помощью заземляющих устройств. Их сопротивление – до 30 Ом (не более).

• металлические опоры. Здесь защита делается по аналогии с железобетонными конструкциями. Такие опоры встречаются чаще всего. Они постепенно вытесняют из обихода деревянные и даже железобетонные опоры.

При заземлении ВЛ (0,4, 6-10, 20 и 35 кв) необходимо учитывать и расстояние между соседними опорами. Обычно расстояние между ними составляет 100 или 200 м. Это параметр определяется среднегодовым числом гроз, характерным для данной местности.
Обязательно следует делать заземление опор (повторное или нет), имеющих ответвление к сооружениям, где находится большое количество людей.
Для предохранения от перенапряжения применяются две разновидности заземлителей:

• вертикальные штыри, которые зарываются в землю вертикально;
• горизонтальные пластины. Такие заземлители как правило применяются для каменистых почв.

Вид заземлителей предопределяется типом грунтов в месте монтирования опор ВЛ (0,4, 6-10, 20 и 35 кв) или наружного освещения.

Как происходит сама процедура

• роем траншею (около 0,5 м). Глубина траншеи до 1 м нужна для пахотной земли. Отмерять глубину нужно от начала опор;
• длина траншеи, а также количество заземлителей должны быть указаны в проекте для сооружения ВЛ (0,4, 6-10, 20 и 35 кв);
• затем выполняем погружение заземлителей, формируя контур;
• далее происходит обварка (или прутом или полоской);
• после этого делается защита сварочных стыков от возможной коррозии.

После контура заземления проводится установка заземляющего спуска. Он выполняется из стального прутка или полоски и обладает теми же размерами, что и соединение, установленное между заземлителями. Контур защиты подсоединяется к спуску снизу. Спуск сверху подводится к металлическим нетокопроводящим частям конструкции опоры.
Эта процедура хорошо видна на рисунке.

Заземление на опоре (деревянной):
а — общий внешний вид, б — вариант заземления крюков

а — общий внешний вид, б — вариант заземления крюков

К деревянной опоре после контура (заземлитель 1 и 2) подводят соединяющую полосу (2) и спуск (3). Здесь спуск монтируют часто (шаг — 300 мм), скрепляя скобами. При этом спуск, а точнее его верхняя часть (4), будет выступать над опорой, выполняя роль молниеотвода. На рисунке (б) представлено заземление для металлической опоры в сети электропередач или наружного освещения. Контур защиты от перенапряжения здесь также будет соединяться со спуском (1). Но в этой ситуации спуск будет присоединен сваркой перемычки (2) или болтовыми зажимами, которые направляют нулевой потенциал земли на нулевой провод (3) и крюк (4).

Требования ПУЭ

ПУЭ является регламентирующей документацией, на которую следует опираться при реализации защитных заземляющих мероприятий (повторное оно или нет) опор сети электропередач или наружного освещения. Контур заземления следует всегда устанавливать по этим правилам, чтобы избежать проблем в дальнейшем.
В ПУЭ изложены такие рекомендации:

• при наличии электроустановки с глухозаземленной нейтралью прежде всего следует заземлить нулевые провода начала ВЛ;

Заземление на каждой опоре

Заземление на каждой опоре

Обратите внимание! Контур заземления в данной ситуации не нужно устанавливать у первой опоры. Это обуславливается тем, что здесь нулевой провод будет наглухо подсоединен к нулевой точке источника питания.

Защитное заземление:
1 – места для сварки; 2 – сам заземлитель; 3 – проводник к заземлителю.

• при наличии электроустановок с глухозаземленной нейтралью повторное заземление как защита от перенапряжения нужно устанавливать не очень часто (шаг — километр линии);
• любое последующее повторное заземление обязано иметь сопротивление до 10 Ом (максимум). При наличии установки с мощностью более 100 кВА. Если мощность установки будет ниже, тогда сопротивление обязано быть до 30 Ом (максимум);
• для опор ВЛ нужно выполнять заземляющие устройства, если необходима повторная защита от перенапряжения. Допускается использовать конструкции для предохранения от перенапряжений природного происхождения (молнии). В данной ситуации сопротивление для заземляющего устройства должно браться не выше 30 Ом;
• любые металлические конструкции должны подключаться к специальным РЕN-проводникам;
• при наличии железобетонных опор специальные РЕN-проводники необходимо подсоединять к арматуре подкосов и стоек опор;
• При установке СИП, имеющих изолированные несущие проводники, защите от перенапряжения опоры (железобетонных и металлических деревянных, для ВЛ) не подлежат. Здесь повторное заземление нужно для штырей и крюков. Это делается для того, чтобы сформировать предохранение от перенапряжений атмосферного происхождения.

Следуя этим рекомендациям, установка защиты от перенапряжения, вне зависимости от того, повторное оно или нет, пройдет качественно. Также удастся подобрать правильное сопротивление для каждого варианта опор.

Особенности

При формировании заземления для BЛ до 1 кВ следует придерживаться следующих нюансов:

• при наличии сети с заземленной нейтралью делается перемычка из неизолированного проводника для арматуры опор (железобетонных/металлических). Ее присоединяют к нулевому проводу посредством болтовых зажимов (ответвительных);
• контактные соединения перемычки перед ее установкой необходимо хорошо очистить и покрыть вазелином;
• при наличии сети с изолированной нейтралью для этих же опор установку защиты проводят путем подключения специальных заземляющих устройств. В данном случае сопротивление этих конструкций не должно преступать планку в 50 Ом;
• заземление конструкций для создания системы наружного освещения при наличии кабельного питания осуществляется через металлическую оболочку кабеля. Это происходит, если имеется заземленная нейтраль.

В других ситуациях все определяется типами систем, опорами и другими составляющими.

Заключение

При создании заземления на различных типах опор, входящих в систему наружного освещения или ВЛ, необходимо в обязательном порядке руководствоваться установленными правилами и рекомендациями, приведенных в ПУЭ. Только так можно добиться качественного и правильного заземления, которое будет защищать опоры от повреждения изоляции кабелей и предотвращать рисковые ситуации, когда людей может бить током при прикосновении к опорам.

Заземление серверной для ИТ-специалистов

Меня зовут Андрей Гребеник, я — инженер-энергетик. Проектировал и строил сети электроснабжения для Колэнерго и РТРС. Строил и запускал базовые станции Билайна. Проектировал и строил электроснабжение и заземление для телефонной станции Ростелекома. Расскажу, для чего и как применять заземление, какие ошибки могут быть в его организации и чем они грозят.

Для чего нужно правильное заземление в серверной

От того, как спроектировано заземление в серверной, зависит сохранность оборудования и жизнь человека. Правильно организованное заземление помогает:

• Избежать искажения информации при передаче по сети;
• Сохранить оборудование при грозах;
• Сохранить жизнь и здоровье человека при повреждениях оборудования.

Проектирование, строительство и эксплуатация заземляющих устройств — узкоспециализированная отрасль, и ИТ-специалистам не обязательно разбираться в ней детально. Но полезно понимать главные принципы: это позволит эксплуатировать оборудование, не привлекая электриков для каждой задачи.

Что такое заземление

В физике заземление — обеспечение контакта чего-либо с землёй. Каким именно способом — не так важно. Земля — это как бездонная бочка для электрического напряжения. В точке заземления получаем электрический потенциал, равный нулю. На этом и строятся принципы применения заземления для электробезопасности и защиты от помех.

Есть проблема — земля плохо проводит электрический ток, поэтому либо мест контакта приходится делать несколько, либо делать контакт по большой поверхности соприкосновения.

Главная характеристика заземляющего устройства — сопротивление растеканию тока. Для заземления информационного оборудования обычно нужно не выше 4 Ом, а иногда даже и ниже. Такое требование часто выдвигают производители оборудования.

То, что находится в контакте с землёй, называется заземлителем. Чаще всего его делают специально, забивая или закапывая в землю металл. Но можно использовать и другие варианты, например стальную водопроводную трубу, проложенную в земле.

Однажды я участвовал в строительстве заземляющего устройства для серверной строительно-монтажной организации. Грунт — насыпной, толщина слоя метр-полтора, ниже скала. Забили десять штырей и получили сопротивление 100 Ом — в 25 раз больше, чем нужно. Спасло то, что на территории нашли водопроводный колодец, и удалось подсоединиться к находящейся в нём трубе. В итоге — получили результат с двухкратным запасом.

Вывод из истории: если нужно заземление, не обязательно планировать копать землю и махать кувалдой. Осмотритесь вокруг, вполне возможно, что уже рядом есть к чему прицепиться. Подойдёт железобетонный фундамент, металлический каркас здания, но вот трубы отопления и газовые трубы не подойдут.

Специалисты по ИТ обычно не строят сети заземления самостоятельно. Но если вам придётся участвовать в качестве заказчика, то вот вам в помощь три принципа:

• Чем толще материал заземлителей, тем дольше они проживут. Делают их обычно из чёрной стали, из уголков и круглой арматуры, реже применяют трубы. Минимальная нормативная толщина полки уголка 4 мм, диаметр вертикального электрода 16 мм, диаметр горизонтального заземлителя 10 мм. Если сэкономить на толщине металла, то из-за ржавчины заземление быстрее придёт в негодность. Поэтому применяемый проектировщиками и монтажниками материал необходимо проверить.
• Лучше один электрод в 10 метров, чем два по 5. Если грунт позволяет, забивать железо следует как можно глубже. На глубине земля более влажная, соответственно лучше проводит электрический ток. Поэтому один длинный электрод даст лучшие результаты, чем два по половине. В скальном грунте, конечно, это будет невозможно, но на песчаном — вполне. Около трёх лет назад я строил заземляющие устройства в коттеджном посёлке. Здесь мои монтажники поставили своеобразный рекорд — забили железо на глубину 15 метров.
• Расстояние между соседними штырями не менее двойной их длины. Заземлители, расположенные рядом, перекрывают зону действия друг друга и совместно дают худший результат, чем разнесённые на расстояние. Забивать железо друг рядом с другом — пустая трата усилий и денег.

Электробезопасность

В сетях низкого напряжения основной вид защиты от поражения током — отключение питания. Само по себе заземление для защиты не используется, только в дополнение. Но оно полезно, потому что снижает напряжение удара током.

Главная проблема — старые сети, где заземление есть только на трансформаторе, а в здании не предусмотрено. По пути от трансформаторной подстанции «ноль» набирает потенциал, поэтому металлические корпуса приборов могут начать «щипаться». И это может стать труднорешаемой проблемой. Давайте посмотрим варианты.

Минимальное решение — выполнить мероприятие под названием «уравнивание потенциалов», это когда «ноль» на вводе в здание соединяют со всеми металлическими конструкциями, до которых можно дотянуться — все металлические трубы, входящие в здание, арматура фундамента, воздуховоды. Идеальным было бы ещё «повторное заземление» —это когда сюда ещё присоединяется заземляющее устройство, но тут уж как повезёт, в том числе и с финансами.

Хорошо, когда при монтаже нового оборудования уже подготовлено помещение, проложены линии электроснабжения и заземления. Также хорошо, когда есть возможность сделать всё самим — делаем всё, что нам нужно, соблюдая необходимые нормы. Гораздо сложнее, когда приходится обходиться тем, что есть, но существующие линии и оборудование не всегда удовлетворяют требованиям безопасности. Здесь вариантов два:

• Если кабель приходит пятижильный (трехфазное подключение) или трёхжильный (однофазное подключение), то используем в качестве заземления проводник в составе кабеля.
• Если кабель четырёх или двужильный, то тут лучше не рисковать и вообще отказаться — слишком велик риск. При повреждении «нуля» корпуса оборудования окажутся под напряжением.

Защита от помех

Помехи в информационное оборудование «прилетают» от разных источников: замыкания в линиях питания, близкие удары молнии, работа рядом расположенного мощного оборудования. Электромагнитные импульсы помех накладываются на импульсы «полезных» данных и вызывают ошибки в передаваемой информации и зависание оборудования.

Основной способ защиты от помех там, где применяется заземление — экранирование. Экранирование кабеля оболочкой и экранирование оборудования металлическими корпусами. Экран заземляется. Кабель экранируют оболочкой, а оборудование — металлическими корпусами. Затем экраны заземляются.

Способ заземления экрана зависит от пропускной способности сети. При скорости до 10 Mбит/с экран заземляют в одной точке, на следующих ступенях — в нескольких точках.

Ещё один момент, про который часто забывают — помехи по самим проводникам системы заземления. Проявляется это в системах, где есть замкнутые контуры проводников заземления. В таких петлях внешнее электромагнитное поле индуцирует напряжение, которое создаёт помехи. Из этого следуют две рекомендации:

• Заземлять следует один раз из одной точки. Таким образом мы не создадим замкнутых контуров заземляющих проводников.
• Проводники заземления должны быть как можно короче. Чем длиннее проводник, тем сильнее в нём наведённые помехи.

Защита от импульсных перенапряжений

Импульсные перенапряжения возникают при включении и отключении электрооборудования во время ударов молнии. Мощное электромагнитное поле распространяется по проводам питания, медным линиям связи и даже заземляющим проводникам. Последствия — в оборудовании наводится избыточное напряжение, и оно выходит из строя.

Вот некоторые способы защиты:

• Экранировать
• Применить УЗИП (устройства защиты от импульсных перенапряжений).
• Использовать гальваническую развязку.

УЗИП — газоразрядные или полупроводниковые устройства, которые подключаются к защищаемому оборудованию с одной стороны и к заземлению с другой стороны. При скачке напряжения УЗИП срабатывает и отводит заряд в заземление. Здесь особенно важно строго соблюдать правила подключения оборудования и рекомендации производителя. Неправильное использование не только не защитит оборудование, но и создаст угрозу для подключённого к этой же сети.

Поэтому, если по нормам и правилам ничего не получается, лучше применять альтернативные виды защиты, например — гальваническую развязку цепей. Для линий связи это означает применять не медные кабели, а оптоволоконные — оптика не проводит электричества, а значит и спасает от импульсов по линиям связи.

Хотите вовремя узнавать об отключении питания на оборудовании, превышениях трафика и других проблемах в серверной? Попробуйте платформу DCImanager.

Источник https://220.guru/electroprovodka/zazemlenie-molniezashhita/dlya-opor-osveshheniya.html

Источник https://1posvetu.ru/montazh-i-nastrojka/zazemlenie-opor.html

Источник https://www.ispsystem.ru/news/grounding-for-it-specialists