Технический бюллетень TNP034 14.01.2019 г. Типовой альбом ТА-ХР-ЗУ-18 «Заземляющие устройства».

Компания АО «Хакель» выпустила новый типовой альбом «ТА-ХР-ЗУ-19 Заземляющие устройства», в котором представлены конструктивные решения по выполнению заземляющих устройств, предназначенных для проектирования и монтажа в промышленном и гражданском строительстве. Это второй альбом из серии типовых альбомов АО «Хакель», посвящённых заземлению и молниезащите.

Решения, представленные в данном типовом альбоме, были разработаны в соответствии с обновленными нормами и правилами в строительстве:

· Правила устройства электроустановок (седьмое издание);

· ГОСТ Р 50571.5.54-2013 Выбор и монтаж электрооборудования. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов;

· СП 76.13330.2016 Электротехнические устройства. Актуализированная редакция СНиП 3.05.06-85;

· Типовой альбом А10-93.1-ХР Защитное заземление и зануление электрооборудования с использованием оборудования АО «Хакель»;

· Каталог продукции АО «Хакель» Заземляющие устройства 2016/2017;

· Каталог продукции АО «Хакель» Молниезащитные устройства 2016/2017;

Альбом является эффективным методическим указанием и инструкцией для инженеров, проектировщиков, строителей – одним словом, для тех, кто будет его применять. 

В данный альбом включены разделы: 

· Пояснительная записка;

· Заземляющее устройство на базе вертикальных электролитических заземлителей;

· Заземляющее устройство на базе горизонтальных электролитических заземлителей;

· Заземляющее устройство на базе модульных заземлителей;

· Подключение токоотводов к заземляющему устройству;

· Заземлитель модульный глубинный;

· Заземлитель электролитический.

Также в альбоме подробно рассмотрены все узлы, входящие в состав заземляющих устройств (далее ЗУ).

В пояснительной записке альбома можно найти расшифровку терминологии и выдержки из нормативных документов, касающихся систем заземления, а также список использованной литературы.

В альбоме рассмотрены два типа ЗУ: на базе электролитических и модульных заземлителей. Также приведены различные способы соединения заземляющих проводников и заземлителей в ЗУ: соединение зажимами или с помощью экзотермической (далее термитной) сварки. Для соединения элементов ЗУ между собой рекомендуется использовать термитную сварку согласно п.542.2.8 ГОСТ Р 50571.5.54-2013 / МЭК 60364-5-54:2011 «Электроустановки низковольтные. Часть 5-54. Выбор и монтаж электрооборудования. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов». Подробнее о методах соединений заземляющих проводников между собой можно почитать в техническом бюллетене TNP015 23.03.2016 г. Применение термитной (экзотермической) сварки для соединения элементов заземляющих устройств в свете требований ГОСТ Р 50571.5.54-2013.

В пояснительной записке в разделе 5 приведены формулы для расчёта ЗУ. Для расчётов ЗУ на базе модульных заземлителей используется методика, приведённая в справочнике «Дулицкий Г.А., Комаревцев А.П. Электробезопасность при эксплуатации электроустановок напряжением до 1000 В». Для расчётов ЗУ на базе электролитических заземлителей используется методика, приведённая в РД 153-39.4-039-99 "Нормы проектирования электрохимической защиты магистральных трубопроводов и площадок МН" с учётом коэффициента солевой обработки грунта. Подробнее о методиках расчёта электролитических заземлителей можно почитать в техническом бюллетене TNP025 18.09.2017 г. Сравнительный анализ методик расчета сопротивления электролитических заземлителей.

 В альбоме представлены основные узлы, встречающиеся в ЗУ. Все узлы снабжены цветными иллюстрациями для более наглядного представления смотрите на Рис. 1.

Рисунок 1 - Цветные иллюстрации узлов ЗУ.

Для удобства в альбоме приведены узлы и детали вместе со спецификацией необходимого оборудования, используемого в конкретном узле, что значительно сокращает время подбора его по каталогу.

Для некоторых сложных узлов в альбоме представлен порядок монтажа. Это разделы ТА-ХР-ЗУ-18-06 «Заземлитель модульный глубинный» (Рис. 2), ТА-ХР-ЗУ-18-07 «Заземлитель электролитический» (Рис. 3) и ТА-ХР-ЗУ-18-13 «Узел13. Герметичный проход заземляющего проводника через фундамент» (Рис.4). На первом листе раздела выбираются комплектующие узла, а на последующих листах раздела показаны этапы монтажа.

Рисунок 2 - Заземлитель модульный глубинный.

Рисунок 3 - Заземлители электролитические (вертикальный и горизонтальный).

Рисунок 4 - Ввод сквозной для прохода заземляющего проводника через фундамент.

В альбоме представлены узлы соединения проводников и заземлителей с помощью термитной сварки. Выбор необходимого оборудования осуществляется по таблицам, представленным под иллюстрацией выбранного узла.

Для формирования спецификации, необходимо определиться с типом ЗУ, количеством заземлителей, а также способом соединения элементов ЗУ. В разделе выбранного типа заземляющего устройства указаны необходимые узлы. По оглавлению перейти на соответствующие листы узлов, на которых есть вся необходимая. Подробнее см. примеры.

Пример 1

Необходимо выполнить расчёт сопротивления растеканию тока ЗУ объекта в грунтах с удельным сопротивлением 100 Ом×м, находящегося в III климатическом районе. Требуемое сопротивление растеканию рассчитываемого заземляющего устройства: R_треб. = 4 Ом.

Исходя из входных данных, было принято решение в ЗУ применить модульные заземлители, состоящие из стержней стальных омеднённых ø17,2 мм и длиной L=1500 мм. Заземлители располагаются в замкнутом контуре и соединяются между собой медной полосой 3х20 мм с использованием термитной сварки.

Параметры вертикальных модульных электродов:

· материал электрода: сталь омедненная;

· диаметр электрода: D_d = 0,0172 м;

· длина электрода: L_в = 6 м;

· количество электродов: N_в = 8 шт.;

· коэффициент использования вертикальных электродов: η_в = 0,58;

· коэффициент использования горизонтального проводника: η_г = 0,37;

· порядок размещения электродов: контур;

· способ соединения электродполоса и полосаполоса в грунте: термитная сварка.

Все необходимые формулы для расчета ЗУ приведены в ПЗ в разделе 5.4

Требуемое сопротивление растеканию рассчитываемого заземляющего устройства: R_треб. = 4 Ом.

Грунт в месте расположения заземляющего устройства:

· грунт горизонтального проводника: суглинок; удельное сопротивление ρг = 100 Ом×м; поправочный климатический коэффициент 2; с учетом поправочного коэффициента ρ_г = 100×2 = 200 Ом·м;

· грунт вертикального электрода: суглинок; удельное сопротивление ρв = 100 Ом×м; поправочный климатический коэффициент 1,2; с учетом поправочного коэффициента ρ_в = 100×1,2 = 120 Ом·м.

Вертикальный электрод - сталь круглая омедненная диаметром D_в = 0,0172 м; горизонтальный проводник - медь полосовая 0,02x0,003 м с шириной полосы В = 0,02 м, что соответствует эквивалентному диаметру D_г = 0,5×B =0,01 м.

Длина вертикального электрода принята: L_в = 6 м.

Глубина заложения заземляющего устройства: Т_о = 0,7 м.

Глубина заложения вертикального электрода: Т_в= Т_о + L_в/2 = 0,7 + 6/2 = 3,7 м.

Сопротивление одного вертикального электрода:

Общее сопротивление вертикальных электродов с учетом коэффициента использования:

Расстояние между электродами: s = 6 м.

Длина горизонтального проводника: L_г = N_в × s = 8 × 6 = 48 м.

Сопротивление только горизонтального проводника:

Сопротивление горизонтального проводника с учетом влияния вертикальных электродов:

Общее сопротивление устройства заземления:

Так как R_общ ≤ R_треб, то данное заземляющее устройство соответствует заданным параметрам.

Для наглядного представления узлов рассчитанного ЗУ и составления итоговой спецификации перейти на лист ТА-ХР-ЗУ-19-02 (см. Рис.5).

Рисунок 5 - ЗУ на базе модульных заземлителей с применением термитной сварки.

Данное ЗУ будет состоять из вертикальных модульных заземлителей и узлов 8, 9, 12 и 13. Количество узлов 8 (соединение электролитического заземлителя и контура заземления) будет кратно количеству заземлителей, за исключением заземлителей, участвующих в узле 9. Количество узлов 9 (Т-образное соединение проводника с контуром заземления) и 13 (ввод заземляющего проводника в здание) равно двум. Количество узлов 12 рассчитывается из длины горизонтального заземляющего проводника.

На листе ТА-ХР-ЗУ-18-07 в таблице 1 указаны типы и коды модульных заземлителей в зависимости от длины, диаметров и материала стрежней заземлителей. (см. Рис.6)

Рисунок 6 - Таблица выбора модульных заземлителей.

Найти в таблице омеднённый стержень длиной 1,5 м и диаметром 17,2 мм – это 810009 СМП-ХР-15-17. По расчётам длина электрода 6 м, электродов 8 шт. На каждый электрод нужно 4 стержня длиной 1,5 м. Всего для рассчитанного ЗУ необходимо 32 шт. 810009 СМП-ХР-15-17. Также необходимо рассчитать количество токопроводящей пасты 810044 ПЭА-ХР-100 для обработки резьбовых соединений при монтаже электродов из расхода 1 банка пасты на 15 стержней – 4 банки 810044 ПЭА-ХР-100.

На листе ТА-ХР-ЗУ-18-11 показаны узлы 8 и 9 – соединение проводников прямоугольного сечения и стержневого (модульного) заземлителя (см. Рис.7).

Рисунок 7 - Соединение проводников прямоугольного сечения и модульного заземлителя.

Из таблицы 1 выбрать типы и коды комплектующих узлов 8 и 9 (см. Рис.8).

Рисунок 8. Таблица выбора комплектующих узлов 8 и 9.

Найти в таблице вид соединения – соединение проводника прямоугольного сечения 3х20 мм и стержневого заземлителя Ø17,2 мм. Проводник 1 (проводник прямоугольного сечения) – 800008 ПМ-ХР-3020 – контур заземления, его длина по расчётам 48 м + 4 м на ввод в здание. Проводник 2 (стержень модульного заземлителя) – 800009 СМП-ХР-15-17. Для этого соединения необходима форма 830181 ТС-ХР-Ф1306 – 1 шт. (каждая форма рассчитана на 50 соединений). Количество сварочного металла 830007 ТС-ХР-М150 рассчитывается из количества узлов 8 и узлов 9 (количество металла для узла 9 увеличивается вдвое) – 10 шт. Держатель формы 830050 ТС-ХР-ДФ01, блок управления ТС-ХР-БУ01, комплект принадлежностей 830062 ТС-ХР-Д007 и струбцина 830063 ТС-ХР-Д008 закладываются исходя из количества необходимых форм – по 1 шт. каждого. Также для этого соединения необходимо рассчитать количество ленты гидроизоляционной 810045 ЛГ-ХР-10 из расхода 1 м ленты на 1 соединение – 1 рулон.

На листе ТА-ХР-ЗУ-18-12 показан узел 12 – стыковое соединение проводников прямоугольного сечения (см. Рис.9).

Рисунок 9 - Стыковое соединение проводников термитной сваркой.

В таблице под иллюстрацией выбрать типы и коды комплектующих узлов 12 (см. Рис.10).

Рисунок 10 - Таблица оборудования для стыкового соединения проводников.

Найти в таблице вид соединения – стыковое соединение проводников прямоугольного сечения. Проводник1 и проводник 2 (проводники прямоугольного сечения) – 800008 ПМ-ХР-2030. Для этого соединения необходима форма 830178 ТС-ХР-Ф0001 – 1 шт. (каждая форма рассчитана на 50 соединений). Количество сварочного металла 830004 ТС-ХР-М65 рассчитывается из планируемого количества стыковых соединений контура заземления – 4 шт. Держатель формы 830050 ТС-ХР-ДФ01, блок управления 830054 ТС-ХР-БУ01, комплект принадлежностей 830062 ТС-ХР-Д007 и струбцина 830063 ТС-ХР-Д008 закладываются исходя из количества необходимых форм – по 1 шт. каждого. Также для этого соединения необходимо рассчитать количество ленты гидроизоляционной 810045 ЛГ-ХР-10 из расхода 1 м ленты на 1 соединение – 1 рулон.

На листе ТА-ХР-ЗУ-18-13 показан узел 13 – ввод заземляющего проводника в здание. В таблице 1 выбрать код и тип ввода сквозного в зависимости от толщины стены. Проводник прямоугольного сечения в данном случае 800008 ПМ-ХР-2030.

В зависимости от места размещения вертикальных электродов, ввод заземляющего проводника в здание может подключаться не только к электроду, но и к горизонтальному проводнику контура заземляющего устройства т-образно при помощи формы 830179 ТС-ХР-Ф0057, сварочный металл 830005 ТС-ХР-М90.

Итоговая спецификация, где представлены коды и шифры комплектующих и их количество, отражена в Табл.1.

Таблица 1 - Итоговая спецификация.

*На усмотрение специалиста технического отдела;

Пример 2

Необходимо рассчитать ЗУ объекта в грунтах с удельным сопротивлением 1000 Ом·м. Требуемое сопротивление растеканию тока рассчитываемого ЗУ: R_треб. = 4 Ом.
Исходя из входных данных, было принято решение в ЗУ применить электролитические заземлители из нержавеющей стали, которые представляют из себя полую перфорированную трубу диаметром 60 мм, длиной 3000 мм.

Все необходимые формулы для расчета ЗУ приведены в ПЗ в разделе 5.5.

Параметры вертикальных электролитических электродов:

· шифр электрода: ЗЭН-ХР-3-В;

· материал электрода: сталь нержавеющая;

· диаметр электрода: d = 0,06 м;

· длина электрода: L_в = 3 м;

· коэффициент солевой обработки: C = 0,2;

· количество электродов: N_в = 15 шт.;

· расстояние между электродами: s = 6,6 м;

· порядок размещения электродов: контур;

· способ соединения электродполоса и полосаполоса в грунте: зажим;

Грунт - наполнитель для вертикального электрода:

· тип грунта: МОЗ;

· диаметр грунта-наполнителя: D= 0,25 м;

· удельное сопротивление грунта-наполнителя: ρ_моз = 0,5 Ом·м;

Параметры горизонтального проводника:

· конструкция проводника: сталь полосовая, оцинкованная 0,04x0,004 м с шириной полосы В = 0,04 м, что соответствует диаметру D_г = 0,5×B =0,02 м;

· длина проводника: L_г = N_в * s = 15 × 6,6 = 99 м;

· глубина заложения проводника: Т_o = 0,5 м.

Сопротивление одного вертикального электрода:

Коэффициент использования вертикальных электродов (Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации заземлений в установках проводной связи и радиотрансляционных узлов):

h_В = 0,67

Общее сопротивление вертикальных электродов:

Сопротивление только горизонтального проводника:

Коэффициент использования горизонтального проводника (Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации заземлений в установках проводной связи и радиотрансляционных узлов):

Сопротивление горизонтального проводника с учетом влияния вертикальных электродов:

Так как R_общ ≤ R_треб, то данное заземляющее устройство соответствует заданным параметрам.

Для наглядного представления узлов рассчитанного ЗУ и составления итоговой спецификации перейти на лист ТА-ХР-ЗУ-19-03 (см. рис.11).

Рисунок 11. ЗУ на базе вертикальных электролитических заземлителей с использованием зажимов.

Данное ЗУ будет состоять из вертикальных электролитических заземлителей и узлов 1, 4, 5 и 13. Количество узлов 1 (соединение электролитического заземлителя и контура заземления) кратно количеству заземлителей. Количество узлов 5 (Т-образное соединение проводника с контуром заземления) и 13 (ввод заземляющего проводника в здание) равно двум. Количество узлов 4 рассчитывается из длины горизонтального заземляющего проводника.

На листе ТА-ХР-ЗУ-18-07 в таблице 1 указаны типы и коды электролитических заземлителей в зависимости от их длины и материала. (см. Рис.12)

Рисунок 12. Таблица выбора электролитических заземлителей.

Найти в таблице вертикальный электролитический заземлитель длиной 3 м – это 810039 ЗЭН-ХР-3-В, по расчётам их нужно 15 шт.

На листе ТА-ХР-ЗУ-18-08 показан узел 1 – присоединение гибкого проводника заземляющего электрода к контуру заземления (Рис.13). Из таблицы 1 выбрать типы и коды комплектующих узла 1 (Рис.14). 

Рисунок 14. Таблица выбора комплектующих узла 10

Найти в таблице вид соединения – соединение проводника прямоугольного сечения (контур заземления) и гибкого проводника заземления. Проводник 1 (проводник прямоугольного сечения) – 800003 ПЦ-ХР-4040 – это контур заземления, его длина по расчётам 99 м + 3 м для ввода в здание. Зажим 810206 ЗУН-ХР-50, необходимый для этого соединения, входит в состав электролитического заземлителя. Также для этого соединения необходимо рассчитать количество ленты гидроизоляционной 810045 ЛГ-ХР-10 из расхода 1 м ленты на 1 соединение, а также количество токопроводящей пасты 810044 ПЭА-ХР-100 для обработки внутренних поверхностей зажима из расхода 1 банка пасты на 4 зажима. Всего 15 соединений, т.е. 2 рулона 810045 ЛГ-ХР-10 и 4 банки 810044 ПЭА-ХР-100.

На листе ТА-ХР-ЗУ-18-09 показаны узел 4 и 5 – стыковое и угловое соединения проводников прямоугольного сечения соответственно (Рис.15).

Рис.15 - Стыковое и угловое соединения проводников зажимами.

Из таблицы 1 выбрать типы и коды комплектующих узлов 4 и 5 (рис.16).

Рисунок 16 - Таблица оборудования для стыкового и углового соединений проводников.

Найти в таблице вид соединения – стыковое соединение проводников прямоугольного сечения. Проводник прямоугольного сечения – 800003 ПЦ-ХР-4040. Зажим 810033 ЗУЦ-ХР-4040, необходимо 10 шт. Также для этого соединения необходимо рассчитать количество ленты гидроизоляционной 810045 ЛГ-ХР-10 из расхода 1 м ленты на 1 соединение, а также количество токопроводящей пасты 810044 ПЭА-ХР-100 для обработки внутренних поверхностей зажима. На 10 зажимов – 1 рулон 810045 ЛГ-ХР-10 и 3 банки 810044 ПЭА-ХР-100.

На листе ТА-ХР-ЗУ-18-13 показан узел 13 – ввод заземляющего проводника в здание. Выбор комплектующих узла 13 – см. пример 1.

Итоговая спецификация, где представлены коды и шифры комплектующих и их количество, отражена в Табл.2.

Таблица 2 - Итоговая спецификация

*На усмотрение специалиста технического отдела

1 количество электродов×6,6=общее количество полосы.

После выбора комплектующих и их количества, необходимо связаться с техническим отделом компании АО «Хакель», где Вам помогут сформировать комплект полностью и присвоить ему название, по которому его можно будет идентифицировать при поступлении заказа на приобретение данного комплекта от подрядной организации.

Получить для ознакомления альбом «ТА-ХР-ЗУ-18 Заземляющие устройства» можно обратившись в техническую поддержку АО «Хакель» по телефону +7 (812) 244 59 15 или на электронную почту noskovsv@hakel.ru. Альбом является интеллектуальной собственностью и не может быть полностью или частично воспроизведён, растиражирован и распространён в качестве официального издания без разрешения АО «Хакель».

В компании АО «Хакель» ведется разработка еще двух типовых альбомов: «Внешняя молниезащита» и «Термитная сварка».

Также мы будем благодарны, если Вы оставите свой отзыв по поводу удобства работы с типовыми альбомами. Мы обязательно ознакомимся с отзывами и учтем при выпуске новых версий альбомов.