Заземление опор освещения: конструкция, вид, функции, требования, этапы

При эксплуатации опор наружного освещения изоляция кабелей может быть повреждена при ветре, климатических осадках, ДТП и других факторах, которые приведут к протеканию тока по конструкции и риску аварийных ситуаций. Чтобы этого избежать, конструкцию заземляют по нормам ПУЭ. Заземляющие устройства отводят в землю токи, которые возникают при пробое изоляции, прямом ударе молнии в конструкцию. Поэтому заземление сочетают с молниезащитой, которая чаще всего представляет собой грозозащитный трос.

Основной показатель заземления – его сопротивление. Оно формируется исходя из технических характеристик, типа грунта, конструкции и материалов, из которых изготовлены заземляющие устройства. На него влияет площадь, где контактирует грунт с элементами заземления – пластинами, штырями, трубами и так далее.

Конструкция и функции заземляющего устройства

Оно состоит из минимум двух магистралей (заземляющего спуска) и заземлителя. Первые представляют собой стальной или оцинкованный пруток круглого сечения, полоски, многожильный провод. Они обеспечивают соединение между опорой и заземлителем – металлической деталью (трубы, прутки, пластины). Его закапывают в землю рядом с опорной конструкцией. При повреждении изоляции заземление обеспечит безопасное протекание импульсных токов в землю.

Помимо защиты от поражения током заземление может защищать от молний. Особенно важно устанавливать его для металлических конструкций, которые находятся на открытых площадках, где нет поблизости высоких зданий и сооружений.

Виды заземлителей и систем заземления

Различают два вида заземлителей – вертикальные, горизонтальные. Первые вертикально закапывают в землю. Это могут быть прутки, трубы, штыри. Они подходят для грунтов, у которых у верхних слоев проводимость выше, чем у нижних. Их размещают на глубине до 3 м, оставляя 0.5 м на уровне грунта. Горизонтальные размещают в каменистых, скальных грунтах на глубине 0.5-1 м. Глубина зависит от того, можно ли вскопать участок. К горизонтальным заземлителям относятся пластины, уголки, полоски.

Заземляющие системы обозначают буквами T (заземление), N (нейтраль), I (изолирование), C (объединение функционального, защитного нулей), S (функциональные, защитные нулевые провода используются раздельно). Различают следующие системы:

1. TN – для защиты опор наружного освещения, ЛЭП, которая подразделяется на TN-C, TN-S, TN-C-S. TN – глухозаземленная нейтраль понижающего трансформатора или генератора, которая обеспечивает подключение нулевых защитных и функциональных проводников (N, PE, PEN).
2. TT – для защиты опорных конструкций для ЛЭП в сельской, загородной местностях.
3. IT – изолированная нейтраль для опор наружного освещения, ЛЭП.

Требования ПУЭ, ГОСТ, СНиП

ПУЭ – главный документ, регламентирующий заземление опор наружного освещения. Основные требования из него:

• все металлические конструкции подключать к PEN-проводникам. У железобетонных опор к PEN-проводникам подключают арматуру подкосов или стоек;
• при выборе заземлителя учитывать мощность сети освещения, параметры грунта – насыщенность влагой, категория;
• для грунтов с повышенным удельным сопротивлением использовать противовесы – горизонтальные электроды, располагающиеся непрерывно между несколькими опорами освещения;
• минимальный диаметр заземляющих проводников – 6 мм;
• минимальное сечение магистрали – 100 мм2, при сочетании заземления с молниезащитой – 160 мм2;
• соединения перемычек, изготовленных из неизолированного проводника, очищать от грязи и обрабатывать вазелином;
• сопротивление повторного заземления – до 10 Ом;
• диаметр заземляющих устройств для сухих грунтов должен быть выше на 2-3 мм, а для влажных – минимум в 2 раза больше минимальных значений.

Как заземляют опорные конструкции для освещения

1. Рытье траншеи вокруг опоры длиной от 0.5 м и глубиной от 1 м.
2. Погружение заземлителей и формирование контура. Линии с изолированной нейтралью заземляют продольной арматурой или оболочкой металлического кабеля. Линии с заземленной нейтралью – PEN-проводниками, ответвительными болтовыми зажимами, нулевым проводом, соединяемым с оболочкой металлического кабеля.
3. Сварка прутом или полоской. Проводники и заземлители сваривают между собой.
4. Защита сварочных стыков и крепежей от коррозии. Для этого используют антикоррозионные лакокрасочные покрытия.
5. Установка заземляющего спуска.
6. Подсоединение контура защиты к спуску внизу конструкции.
7. Подводка спуска к металлическим частям, которые не проводят ток.
8. Проверка сопротивления защитного оборудования, которое должно быть до 50 Ом.
9. Регулярная проверка по мере эксплуатации – от одного раза в 6 месяцев. Раз в 12 лет делают выборочное вскрытие, раз в 6 лет – замеры сопротивления.

Особенности заземления опор из разных материалов

Контур формируют в зависимости от материала уличной опоры освещения. У дерева не может появиться электрический потенциал, поэтому их не заземляют даже при наличии траверс. Тоже самое касается композитных моделей, поскольку композиты – диэлектрики, из-за чего не проводят ток. Единственное исключение – расположение деревянной опоры рядом с одно-, двухэтажными постройками без экранированных труб, высоких деревьев поблизости. Тогда нужно защитить сеть от перенапряжений, вызванных атмосферными колебаниями. Используют устройства сопротивлением до 30 Ом.

Для столбов из железобетона или металла используют заземлитель, если у сети изолирована нейтраль, а если она заземлена – то PEN-проводники. Для этого конструкцию подсоединяют к заземленному нулевому проводу диаметром от 6 мм. В качестве спусков используют сам металлический каркас или продольную арматуру на железобетоне. По деревянным столбам и опорам из железобетона без арматуры прокладывают круглую сталь диаметром от 10 мм или многожильный провод сечением от 35 мм2.

Наиболее популярные виды заземляющих трасс

В городах чаще других используют трехфазные сети с глухозаземленной нейтралью и 4-5-проводными линиями. Для пятипроводных применяют систему TN-S, которая состоит из самонесущего изолированного провода с четырьмя жилами. Сечение провода – 16-25 мм2. Для кабельных линий, которые прокладывают под землей, применяют другие варианты. Например ВБШв, у которого есть броня из оцинкованных лент, которые выступают в роли естественного заземления.