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

Скачать в формате PDF

Компания АО «Хакель Рос» 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 Рос», 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 Рос»;
• Каталог продукции АО «Хакель Рос» Заземляющие устройства 2016/2017;
• Каталог продукции АО «Хакель Рос» 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 разделыvТА-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

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: Rтреб. = 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: Dd = 0,0172 м;
длина электрода: Lв = 6 м;
количество электродов: Nв = 8 шт.;
коэффициент использования вертикальных электродов: ηв = 0,58;
коэффициент использования горизонтального проводника: ηг = 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: Rтреб. = 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 ρг = 100×2 = 200 Ом·м;
грунт вертикального электрода: суглинок; удельное сопротивление ρв = 100 Ом×м; поправочный климатический коэффициент 1,2; с учетом поправочного коэффициента ρв = 100×1,2 = 120 Ом·м.
Вертикальный электрод — сталь круглая омедненная диаметром Dв = 0,0172 м; горизонтальный проводник — медь полосовая 0,02×0,003 м с шириной полосы В = 0,02 м, что соответствует эквивалентному диаметру Dг = 0,5×B =0,01 м.

Длина вертикального электрода принята: Lв = 6 м.
Глубина заложения заземляющего устройства: То = 0,7 м.
Глубина заложения вертикального электрода: Тв= То + Lв/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: Lг = Nв × s = 8 × 6 = 48 м.
Сопротивление только горизонтального проводника:

Сопротивление горизонтального проводника с учетом влияния вертикальных электродов:

Общее сопротивление устройства заземления:

Так как Rобщ ≤ Rтреб, 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).

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)

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).

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

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).

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

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.

Наименование листа типового альбома	Каталожный шифр и номенклатура	Количество	Алгоритм выбора количества
ТА-ХР-ЗУ-19-06 л.1	810009 СМП-ХР-15-17	32 шт.	Суммарная длина электродов в метрах делённая на Lст
ТА-ХР-ЗУ-19-06 л.1	810018 МЛ-ХР-34	32 шт.	По количеству стержней*
ТА-ХР-ЗУ-19-06 л.1	810022 НС-ХР-34	8 шт.	По количеству электродов
ТА-ХР-ЗУ-19-06 л.1	810027 ГУ-ХР-34	8 шт.	По количеству электродов*
ТА-ХР-ЗУ-19-11 л.2; ТА-ХР-ЗУ-19-12 л.1	810045 ЛГ-ХР-10	2 шт.	Рулон на 10 соединений*
ТА-ХР-ЗУ-19-11 л.1	800008 ПМ-ХР-2030	52 м.	Не менее суммарной длины электродов + ввод в здание
ТА-ХР-ЗУ-19-06 л.1	810029 НП-ХР-1	1 шт.	1 насадка на 10 электродов*
ТА-ХР-ЗУ-19-06 л.1	810044 ПЭА-ХР-100	3 шт.	1 банка на 15 стержней*
ТА-ХР-ЗУ-19-11 л.2	830054 ТС-ХР-БУ01	1 шт.	По количеству монтажных бригад
ТА-ХР-ЗУ-19-11 л.2	830181 ТС-ХР-Ф1306	1 шт.	1 форма на 50 сварных соединений
ТА-ХР-ЗУ-19-11 л.2	830007 ТС-ХР-М150	10 шт.	По количеству электродов+2
ТА-ХР-ЗУ-19-12 л.1	830179 ТС-ХР-Ф0057	1 шт.	1 форма на 50 сварных соединений
ТА-ХР-ЗУ-19-12 л.1	830178 ТС-ХР-Ф0001	1 шт.	1 форма на 50 сварных соединений
ТА-ХР-ЗУ-19-12 л.1	830004 ТС-ХР-М65	4 шт.	По количеству стыковых соединений
ТА-ХР-ЗУ-19-11 л.2; ТА-ХР-ЗУ-19-12 л.1	830050 ТС-ХР-ДФ01	2 шт.	По количеству форм*
ТА-ХР-ЗУ-19-11 л.2; ТА-ХР-ЗУ-19-12 л.1	830058 ТС-ХР-ДО02	2 шт.	По количеству форм*
ТА-ХР-ЗУ-19-11 л.2; ТА-ХР-ЗУ-19-12 л.1	830062 ТС-ХР-ДО07	2 шт.	По количеству форм*
ТА-ХР-ЗУ-19-11 л.2; ТА-ХР-ЗУ-19-12 л.1	830063 ТС-ХР-ДО08	1 шт.	По количеству блоков управления

*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: Rтреб. = 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: Lв = 3 м;
— коэффициент солевой обработки: C = 0,2;
— количество электродов: Nв = 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: ρмоз = 0,5 Ом·м;

Параметры горизонтального проводника:
— конструкция проводника: сталь полосовая оцинкованная 0,04×0,004 м с шириной полосы В = 0,04 м, что соответствует диаметру Dг = 0,5×B =0,02 м;
— длина проводника: Lг = Nв * s = 15 × 6,6 = 99 м;
— глубина заложения проводника: Тo = 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):