Заземляющие устройства для линейных и станционных сооружений связи

В скальных и других грунтах, где рытье отдельных котлованов невозможно, рекомендуется применением взрывных работ делать один общий котлован для всего контура заземления. Размеры котлована зависят от количества заземлителей.

Наиболее целесообразны многорядные контуры заземлений.

При устройстве заземлений в тяжелых грунтах с грунтом заполнителем расчетное удельное сопротивление этого грунта расч, О*м, определяется по формуле:

расч = , Ом*м, (11.1)

где - удельное сопротивление грунта, Ом*м;

К - коэффициент, значение которого для вертикальных заземлителей из угловой стали 50х50х5 длиной 2,5 м при размещении в котлованах радиусом (r) 1 м и 2 м приведено в таблице 11.

При расположении заземлителей в общем котловане значения коэффициента К принимаются:

- при расстоянии между заземлителями, равным длине вертикального заземлителя - по графам r = 1 м;

- при расстоянии между заземлителями, равным двойной длине заземлителя - по графам r = 2 м.



Таблица 11

Удельное сопротивление грунта, Ом*м	Коэффициент К при удельном сопротивлении ( ) грунта-заполнителя, Ом*м
	2,5	60	150
	кокс измельченный	чернозем	глина
	r = 1 м	r = 2 м	r = 1 м	r = 2 м	r = 1 м	r = 2 м
300	3,0	5,0	2,22	3,0	1,59	2,0
500	"	"	2,49	3,5	1,96	2,5
1000	"	"	2,74	4,0	2,38	3,0
2000	"	"	2,88	4,5	2,67	4,0
3000	"	"	2,93	4,5	2,78	4,0
5000	"	"	2,97	5,0	2,87	4,5

При строительстве количество электродов должно уточняться по результатам измерений сопротивления заземления. Количество устанавливаемых электродов может отличаться от запроектированного как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения.

По окончании работ по устройству заземления должно быть измерено его электрическое сопротивление. Если норма не достигнута, количество вертикальных электродов или протяженность горизонтального заземлителя должны быть увеличены.

В исключительных случаях, с целью снижения удельного сопротивления грунта и получения необходимой нормы сопротивления заземления (если другие способы не могут быть применены или не дают необходимого эффекта), может быть применена обработка грунта солью. Для указанной цели следует применять соли, не увеличивающие коррозию стали: нитрат натрия и гидрат окиси кальция. Не следует применять хлористый натрий, хлористый кальций, купоросы и т.д.

12. Конструктивное исполнение заземляющих устройств

Заземлители с использованием железобетонных фундаментов зданий

Все металлические и железобетонные элементы здания должны быть соединены между собой таким образом, чтобы они образовывали непрерывную электрическую цепь. Вертикальная арматура свай должна быть соединена с арматурой ростверка или арматурой фундамента электродуговой сваркой.

В одноэтажных зданиях арматура фундамента должна быть соединена стальными полосами сечением 4х40 мм в четырех точках с внутренним заземляющим контуром здания. Для многоэтажных зданий непрерывная электрическая цепь между железобетонными колоннами и фундаментами, а также соединение железобетонных колонн с фермами и балками должны создаваться либо путем непосредственной сварки арматуры прилегающих элементов железобетонных конструкций, либо путем приварки к рабочей арматуре каждого элемента закладных деталей с последующим привариванием к ним металлических перемычек.

Закладные детали рекомендуется выполнять в виде металлических равнобоких уголков 63х63х5 длиной 60 мм, а металлические перемычки - в виде арматурных стержней диаметром не менее 6 мм. Приварка закладных деталей к рабочей арматуре колонн, арматурному каркасу стаканов фундаментов или других железобетонных элементов производится ручной дуговой электросваркой.

При устройстве заземлений одновременно со строительными работами по установке фундамента здания (ленточного или плиточного) до засыпки котлована, заземлители размещают по периметру открытого котлована с внутренней стороны. Заземлители забивают так, чтобы верхний конец уголков был на 0,3 м выше дна котлована, вырытого под фундамент. Расстояние между заземлителями 2,5 или 5,0 м и в зависимости от размеров здания.

В случае, если общее сопротивление заземляющего устройства окажется выше нормы, то в непосредственной близости от здания устраивают дополнительное заземляющее устройство.

Искусственные заземлители

Искусственные заземлители состоят из погруженных в землю вертикальных электродов, соединенных стальными полосами или круглой сталью.

Искусственные заземлители могут быть из черной или оцинкованной стали или медными.

Искусственные заземлители не должны иметь окраски.

Конструкции вертикальных заземлителей могут быть уголковыми, прутковыми или трубчатыми.

Уголковые вертикальные заземлители изготавливаются из угловой стали 50х50х5 мм, стальные трубы применяют с толщиной стенки не менее 3,5 мм. Длина забиваемых уголков или труб 2,5-3 м. При расположении заземлителей многорядными контурами, последние соединяют между собой перемычками полосой 4х40 мм. Расстояние между вертикальными заземлителями должно быть не менее удвоенной длины заземлителя.

Прутковые вертикальные заземлители рекомендуется брать диаметром до 20 мм. Заземлители из прутка диаметром 12 - 16 мм и длиной, как правило, 4,5 - 5 м целесообразно погружать в землю посредством ввертывания. Для ввертывания используют переносные вращательные станки, перфораторы, электрические сверлилки, электродрели с редукторной приставкой и т.д. Для облегчения ввертывания конец прутка заостряют или приваривают к заостренному концу лопасти.

Заземлители из прутка диаметром 20 мм длиной 10 и 15 м изготавливают из секций по 1,5-2,5 м. Для забивки используют вибраторы, копры, гидропрессы. Секции соединяют сваркой с помощью отрезка уголка. На верхний конец секции надевают съемный боек, предохраняющий при забивании торец секции от расплющивания.

Трубчатые вертикальные заземлители диаметром 150 или 200 мм длиной 10-15 м забивают в землю с помощью электрических пневматических молотов и копров. Длина секции - 3-5 м. Секции между собой свариваются. В верхний конец секции при забивке вставляют стальной вкладыш.

Верхний конец вертикального электрода должен быть на расстоянии 0,6 - 0,7 м ниже поверхности земли.

При монтаже многоэлектродных заземляющих устройств прутковые и трубчатые заземлители соединяют между собой, как и уголковые, стальной полосой 4х40 мм с помощью сварки.

Устройство заземляющих устройств с использованием вертикальных заземлителей различной конструкции приведено на рисунках 8 - 13.

Глубинные (скважинные) заземлители в каменистом или скальном грунте, а также в районах вечной мерзлоты выполняют после предварительного бурения

Способ выполнения глубинных заземлителей приведен в разделе 13.

Горизонтальные заземлители - стальные полосы толщиной не менее 4 мм или круглая сталь диаметром не менее 10 мм. Эти заземлители применяются для связи вертикальных заземлителей и как самостоятельные заземлители.

Углубленные заземлители с перфорированными трубами

В мерзлых глинистых грунтах целесообразно применять скважины с трубчатыми электродами, перфорированными по всей длине, заглубляемые до 8-10 м. Эти трубы заполняются под давлением тонкодисперсным грунтом, который через перфорацию поступает в скважину. Обсадная труба длиной до 3 м из скважины не извлекается и имеет крышку-вкладыш для повторного введения тонкодисперсных грунтов. Для получения стабильных значений сопротивлений заземлителей в зимнее время должны приниматься меры по утеплению поверхности земли в месте расположения заземлителей. Одной из таких мер является засыпка площадки над контуром заземлителя теплоизолирующими материалами (например, древесными опилками, шлаком и др.) слоем, толщиной до 0,5 м. Засыпка производится в конце осени до наступления морозов. Весной настил обязательно снимается до осени. Снежный покров поверх настила является дополнительным теплоизолирующим средством. Для задержки снега вокруг площадки рекомендуется установить щиты.

Для покрытия площадки, занимаемой заземлителями, применяют светопрозрачные полихлорвиниловые полотнища. Полихлорвиниловые полотнища толщиной 1 мм и шириной, как правило, 5 м сваривают специальной установкой в полевых условиях или паяльной лампой. Края пленки закрепляются насыпным грунтом.

13. Заземлители для особых условий

Для снижения удельного электрического сопротивления земли могут быть рекомендованы мероприятия:

а) в зонах с высоким удельным сопротивлением земли >500 Ом*м:

- устройство вертикальных заземлителей увеличенной длины, если с глубиной удельное сопротивление земли снижается;

- устройство выносных заземлителей, если вблизи (до 2 км) от узла электросвязи есть места с меньшим удельным сопротивлением земли;

- укладка в скальных грунтах в траншеи вокруг горизонтальных заземлителей влажного глинистого грунта с последующей трамбовкой и засыпкой щебнем до верха траншеи;

- применение искусственной обработки грунта с целью снижения его удельного сопротивления, если другие способы не могут быть применены или не дают необходимого эффекта;

б) в районах многолетней мерзлоты:

- помещение заземлителей в непромерзающие водоемы и талые зоны;

- использование обсадных труб скважин;

- применение к глубинным заземлителям протяженных заземлителей на глубине около 0,5 м, предназначенных для работы в летнее время при оттаивании поверхностного слоя земли;

- создание искусственных талых зон путем покрытия грунта над заземлителями слоем торфа или другого теплоизоляционного материала на зимний период и раскрытия их на летний период.

В районах вечной мерзлоты электрические параметры верхнего слоя грунта подвержены сильным сезонным колебаниям. Вследствие этого рекомендуется применять глубинные заземлители, т.к. удельные сопротивления нижних слоев более стабильны.

Применение глубинных заземлителей в случаях, когда удельное сопротивление грунта на большой глубине меньше, чем на поверхности грунта, дает экономию металла. При большем удельном сопротивлении грунта вес электродов в многоэлектродном заземлителе (из коротких электродов) будет расти не пропорционально удельному сопротивлению грунта, а быстрее, так как применение большого числа электродов ведет к снижению коэффициента использования электродов и к значительно большему увеличению их веса.

В таблице 12 приведен для сравнения расход металла для устройства заземлителей различной конструкции и глубины. Из таблицы видно, что наиболее эффективным является устройство заземлителей из полосы 4х40 мм и уголка 50х50х5 мм, а также, что увеличение длины для электродов более 10 м в однородном грунте к значительной экономии металла не приводит.

Таблица 12

Конструкция заземлителя	Длина вертикальных заземлителей, м	При удельном сопротивлении грунта 1000 Ом*м
		Количество заземлителей, шт	R3, Ом	Вес, кг
Уголок 50х50х5 мм	2,5	200	4,32	2490
	5,0	100	4,31	2490
	10	35	4,34	1748
	15	24	4,27	1798
	30	12	4,3	1798
	50	7	4,34	1748
	70	5	4,25	1748
	100	3	4,74	1498
	150	2	4,4	1309
Полоса 4х40 мм	10	38	4,2	997
	15	26	4,12	1022
	30	13	4,03	1022
	100	3	4,93	795
	150	2	4,12	795
Труба d = 100 мм, толщина стенки 4 мм	10	34	4,0	3651
	15	21	4,1	3383
	30	11	4,2	3544
	100	3	4,7	3222
	150	2	4,1	3033
Труба d = 150 мм толщина стенки 4 мм	10	30	4,17	4632
	15	21	4,07	4862
	30	11	3,95	5095
	100	3	4,7	4632
	150	2	4,1	4443

Глубина скважины для заземлителей зависит от природы и структуры грунта, места расположения в нем слоя высокой проводимости и наличия специального бурильного оборудования.

Для глубинных заземлителей скважину следует бурить через всю толщину вечномерзлого грунта до талых пород, обладающих более высокой проводимостью по сравнению с верхними слоями мерзлых грунтов. В зависимости от мощности вечномерзлого грунта глубина скважины может достигать нескольких десятков и сотен метров. При устройстве углубленного скважинного заземлителя глубина скважины обычно не превышает 20 м.

Углубленные заземлители целесообразно располагать в котлованах вдоль ленточных фундаментов зданий.

Расположение заземлителей в непосредственной близости от здания будет способствовать получению стабильных значений сопротивлений заземления, мало подверженных воздействию сезонных колебаний температур.

Заземляющие устройства, устраиваемые под фундаментами зданий, следует считать одним из основных видов заземлений для условий районов вечной мерзлоты.

В качестве сезонных заземлителей, используемых для заземления молниеотводов, искровых разрядников каскадной защиты и др., в южных районах распространения вечномерзлых грунтов, где период грозовой деятельности совпадает со временем оттаивания деятельного слоя грунта, следует применять горизонтальные протяженные заземлители. В северных же районах распространения вечномерзлых грунтов, в которых оттаивание деятельного слоя происходит позднее начала грозовой деятельности, целесообразно устраивать сложные заземлители, состоящие из углубленных вертикальных и горизонтальных протяженных заземлителей.

Расчеты сопротивления заземлителей различных конструкций приведены в разделе 21.

14. Расположение заземлителей

Для проектируемых и реконструируемых зданий объектов связи согласно

РД 45.155 (п. 6.9) следует предусматривать кольцевой контур защитного заземляющего устройства, который устраивается с учетом положений РД 34.21.122 (2.13). Необходимое количество вертикальных заземлителей определяется расчетом в соответствии с разделом 21.

Для проектируемых зданий объектов связи с монолитным железобетонным фундаментом его следует использовать в качестве естественного заземлителя в соответствии с положениями РД 34.21.122 (п. 1.8) и ГОСТ 12.1.030.

При новом строительстве заземлители защитного (рабочее-защитного) заземления следует располагать по периметру здания и выполнять его одновременно со строительными работами по установке фундаментов до засыпки котлованов. Заземлитель в виде наружного контура, согласно рекомендациям СО 153-34.21.122 (п. 3.2.3.2), предпочтительно прокладывать на глубине не менее 0,5 м от поверхности земли и на расстоянии не менее 1 м от стен.

При проектировании контуров заземляющих устройств следует учитывать расположение кабельных сетей и подземных сооружений на площадке служебно-технического здания и требования СО 153-34.21.122 (п. 3.3.7). Допустимое расстояние между кабелем и молниезащитным контуром (опорой) должно быть не менее, указанного в п.8.16 и в таблице 8.

Заземляющие устройства защитного (рабоче -защитного) заземления зданий и сооружений объектов связи и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений согласно ПУЭ (п.1.7.55), как правило, должны быть общими.

Заземлители различного назначения на площадке служебно-технического здания размещают с учетом исключения взаимного влияния между ними и условий их удобного расположения на местности.

На площадке служебно-технического здания контуры защитного (рабочего, рабоче-защитного) заземлителей следует располагать не далее 20 м от здания и не ближе 20 м от контура измерительного заземлителя.

При расположении заземлителей на прилегающих к служебным объектам площадках, вертикальные заземлители могут быть расположены в ряд, по контуру или в виде многорядных контуров. Расположение заземлителей в ряд является преимущественным, так как при таком расположении коэффициент использования заземлителей лучше, чем при расположении их по контуру.

Контуры защитного и линейно-защитного заземлителей подземных НУП (НРП) должны быть расположены не далее 10-15 м от металлического корпуса термокамеры НУП (НРП) и не ближе 20 м от контуров рабочего и измерительного заземлителей.

Расстояние от контура рабочего заземлителя до термокамеры НУПа и кабеля без изолирующих покрытий должно быть не менее, указанного в таблице 13.



Таблица 13

Рабочий ток в цепи ДП "провод-земля", А	Минимально допустимое расстояние (м) от контура рабочего заземлителя до термокамеры и кабелей связи без изолирующих покрытий
0,25	15
0,5	20
1,0	30
1,5	40
2,0	60
3,5-5	100

Контур измерительного заземления следует располагать не ближе 40 м от кабелей без изолирующих покрытий.

Электроды протекторной защиты от коррозии металлической термокамеры располагают с разных сторон от термокамеры на расстоянии 6 м и не ближе 20 м от кабелей и измерительного заземления.

Контур линейно-защитного заземлителя для кабелей с медными жилами, оборудованный в середине усилительного участка или у ответвления кабеля к тяговой подстанции, следует располагать от кабельной магистрали не далее 3-5 м.

Расстояние от заземляющего контура защитного или рабоче-защитного заземления до крайнего рельса железнодорожных путей должно быть не менее 5 м.

15. Ввод заземляющих проводников

Ввод заземляющих проводников в служебно-техническое здание

Согласно рекомендациям МККТТ (К.27, п. 4.2.1) - желательно, чтобы точки выхода всех проводов, выходящих из здания (включая провода заземления) были расположены близко друг к другу. В первую очередь входные устройства питания переменного тока, входные устройства кабелей связи и входные точки проводов заземления должны располагаться вблизи друг от друга.

Вводы от каждого контура заземляющего устройства в здание выполняются кратчайшим путем:

- от защитного или рабоче-защитного - двумя стальными шинами сечением не менее 50 мм2, присоединенными сваркой к контуру в разных местах;

- от рабочего и измерительного - силовыми небронированными кабелями с алюминиевой жилой сечением не менее 25 мм2 и 6 мм2 соответственно.

Все вводы подаются на главную заземляющую шину, где соединяются параллельно с помощью болтов и разъединяются (только при помощи инструмента в соответствии с ГОСТ Р 50571.10) лишь на период измерения сопротивления заземляющих контуров.

Ввод от защитного и рабоче-защитного контуров заземлителей в здание до главной заземляющей шины выполняется полосовой сталью 4х40 мм (двумя шинами, изолированными от земли и стен здания асфальтовым или каким-либо другим изолирующим и водостойким лаком). Соединение каждой стальной полосы с контуром заземления выполняется сваркой. В местах прохода шин через стены здания они должны быть защищены шлангом из изолирующего материала (резиновая или эбонитовая трубка). Внутри здания шины крепятся к стене через каждые 30 см и подключаются болтовыми соединениями к главной заземляющей шине. Защитные проводники следует прокладывать на расстоянии от стен не менее чем на 10 см. В помещениях сухих, без агрессивной среды, защитные проводники допускается прокладывать непосредственно по стенам.

В качестве главной заземляющей шины рекомендуется медная шина (полоса) сечением не менее 50 мм2 , длиной 1,0 м. Главная заземляющая шина должна располагаться вблизи ввода шин (кабелей) от наружного контура заземления, как можно ближе к устройствам ввода и распределения переменного тока и кабелей связи. Требования к проектированию главной заземляющей шины изложены в п.п. 5.9; 5.10 и в Приложении А.

При вводе в здание пересечение кабелей различного назначения и шин (кабелей) заземления не допускается.

Ввод кабелей силового фидера следует предусматривать в отдельном проеме в стене здания. Расстояние между вводами кабелей (шин) заземления, электроснабжения и вводами кабелей связи и СЦБ без специальных мер защиты в нестесненных условиях должно быть не менее 0,5 м, а при устройстве защиты кабелей СЦБ и связи асбестоцементными трубами или несгораемыми перегородками - не менее 0,25 м.

Допускается вводы кабелей (шин) заземления и электроснабжения устраивать в одном вводном блоке, но в разных трубах.

Расстояние между вводами кабелей связи, СЦБ и электроснабжения должно быть не менее 0,5 м.

Металлические бронепокровы и оболочки кабелей с медными жилами при их вводе, для обеспечения возможности контроля изолирующих покровов кабелей (шланговых или ленточных согласно ГОСТ 7006), не перепаиваются между собой и подключают отдельными медными проводами сечением не менее 16 мм2 к главной заземляющей шине объекта, при расположении кабельного ввода в непосредственной близости от нее, или к отдельной главной заземляющей шине (щитку КИП - съемным перемычкам).

Отдельная заземляющая шина может устанавливаться в помещении ввода кабелей (кабельном приямке или в кабельном шкафу) и подключается к главной заземляющей шине объекта связи проводником сечением не менее 50 мм2 по меди. Контроль изолирующих шланговых покровов осуществляется путем временного электрического отключения указанных проводов от отдельной главной заземляющей шины, установленной в помещении ввода кабелей (в кабельном приямке или в кабельном шкафу). Монтаж кабелей выполняется в соответствии с утвержденными типовыми проектными решениями.

Металлические бронепокровы линейной стороны ВОК подключаются медными проводами сечением не менее 4 мм2 к главной заземляющей шине объекта связи аналогично. Для обеспечения возможности контроля изолирующих шланговых покровов ВОК должна быть предусмотрена возможность временного электрического отключения указанного провода от главной заземляющей шины объекта связи (установка отдельной заземляющей шины, щитка КИП или съемных перемычек).

В подземные НРП от контуров рабочего, защитного, линейно-защитного и измерительного заземлителей, а также от электродов протекторной защиты предусматривается прокладка заземляющих проводников в соответствии с типовыми проектными решениями для соответствующих систем передачи.

16. Приемка и эксплуатация заземляющих устройств

Заземляющие устройства должны соответствовать требованиям государственных стандартов, правил устройства электроустановок, строительных норм и правил и других нормативно-технических документов, обеспечивать условия безопасности людей, эксплуатационные режимы работы и защиту электроустановок.

После монтажа заземляющих устройств перед засыпкой траншеи должен быть составлен акт на скрытые работы и измерены их электрические характеристики, которые должны соответствовать нормам, предусмотренным проектом.

При положительных результатах измерений оформляется протокол электрического измерения сопротивления заземления по форме № 42 ВОЛП-КС, приведенной в РД 32 ЦИС/ЦЭ 06.01-99 “ Временные правила приемки в эксплуатацию законченных строительством волоконно-оптических линий передачи железнодорожного транспорта (ВОЛП ЖТ)” (Приложение).

В соответствие с Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей (п.2.7.15; введены приказом Министерства энергетики РФ от 13.01.2003 г. № 6) на каждое, находящееся в эксплуатации, заземляющее устройство должен быть заведен паспорт, содержащий:

- исполнительную схему устройства с привязками к капитальным сооружениям;

- указана связь с надземными и подземными коммуникациями и с другими заземляющими устройствами;

- дату ввода в эксплуатацию;

- основные параметры заземлителей (материал, профиль, линейные размеры);

- величину сопротивления растеканию тока заземляющего устройства;

- удельное сопротивление грунта;

- данные по напряжению прикосновения (при необходимости);

- данные по степени коррозии искусственных заземлителей;

- данные по сопротивлению металлосвязи оборудования с заземляющим устройством;

- ведомость осмотров и выявленных дефектов;

- информацию по устранению замечаний и дефектов.

К паспорту должны быть приложены результаты визуальных осмотров, осмотров со вскрытием грунта, протоколы измерения параметров заземляющего устройства, данные о характере ремонтов и изменениях, внесенных в конструкцию устройства.

Согласно ПУЭ (п.1.7.116) для выполнения измерений сопротивления заземляющего устройства должна быть предусмотрена возможность отсоединения заземляющего проводника. В электроустановках напряжением до 1кВ таким местом является главная заземляющая шина.

В соответствии с ГОСТ 464 (п.1.9) при эксплуатации заземляющих устройств следует проверять их сопротивления с периодичностью:

- два раза в год - летом (в период наибольшего просыхания грунта) и зимой (в период наибольшего промерзания грунта) - на всех узлах связи, связевых помещениях на станциях и промежуточных пунктах, куда вводятся кабели ответвления;

- раз в год - летом (в период наибольшего просыхания грунта) - на радиорелейных станциях, станциях спутниковой связи и комплексах сетей сотовой и спутниковой подвижной связи;

- раз в год - перед началом грозового периода (апрель - май) - в необслуживаемых усилительных пунктах (НУП) и регенерационных пунктах (РП); для контейнеров аппаратуры систем передачи;

- раз в год - перед началом грозового периода - на кабельных и воздушных линиях связи и радиотрансляционных сетей, у кабельных опор и опор, на которых установлены средства защиты, на промежуточных пунктах и абонентских пунктах радиотрансляционных сетей.

17. Устройство периферийной системы заземляющих проводников служебно-технического здания

Периферийная система заземляющих проводников (ПСЗП) является составной частью молниезащиты технических зданий обслуживаемых объектов проводной связи и обеспечивает низкоомное соединение молниеприемника служебно-технического здания связи с защитным заземляющим устройством. Система обеспечивает молниезащиту объектов проводной связи от прямых грозовых разрядов по категории II молниезащиты зданий.

Для объектов - необслуживаемых регенерационных усилительных пунктов, когда аппаратура связи размещается в металлической цистерне (контейнере), функции заземляющих проводников такой периферийной системы выполняют стенки цистерны или контейнера.

В целях защиты технического здания объекта связи от прямых ударов молнии следует максимально использовать в качестве естественных молниеотводов существующие высокие сооружения (мачты антенн, опоры контактной сети, прожекторные мачты, трубы, воздушные линии электропередачи, и т.п.), а также молниеотводы других близко расположенных сооружений.

Если здание объекта связи частично вписывается в зону защиты естественных молниеотводов или соседних объектов, защита от прямых ударов молнии должна предусматриваться только для остальной, незащищенной его части. Если в ходе эксплуатации здания объекта связи реконструкция или демонтаж соседних объектов приведет к увеличению этой незащищенной части, соответствующие изменения защиты от прямых ударов молнии должны быть выполнены до начала ближайшего грозового сезона; если демонтаж или реконструкция соседних объектов проводятся в течение грозового сезона, на это время должны быть предусмотрены временные мероприятия, обеспечивающие защиту от прямых ударов молнии незащищенной части здания объекта связи.

Система молниезащиты технического здания связи проектируется в соответствии с положениями нормативных документов: СО 153-34.21.122 - “Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций”; РД 34.21.122 - “Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений”; РД 45.155 -“Заземление и выравнивание потенциалов аппаратуры ВОЛП на объектах проводной связи”; а также с учетом требований стандарта МЭК-62305 - “Защита от молнии“.

По квалификационным признакам зданий и сооружений, указанным в РД 34.21.122, технические здания обслуживаемых объектов электросвязи следует относить к зданиям, требующим устройства молниезащиты по категории II и они должны быть защищены от:

- прямых грозовых разрядов;

- вторичных проявлений грозовых разрядов;

- заноса высокого потенциала через наземные (надземные) и подземные проводящие коммуникации, вводимые в здание.

Для проектируемых и реконструируемых зданий объектов связи в качестве молниеприемника здания следует предусматривать молниеприемную сетку на крыше здания или металлическую крышу.

При этом в качестве заземлителей от прямых ударов молнии следует использовать во всех возможных случаях железобетонные фундаменты зданий и сооружений.

При невозможности использования фундаментов предусматривается кольцевой контур защитного заземляющего устройства по периметру здания, который устраивается с учетом положений РД 34.21.122 (п.п. 2.11; 2.13). Нормы сопротивления защитного заземляющего устройства определяются в соответствии с положениями ГОСТ 464, а также с учетом требований стандарта МЭК-62305, изложенных в п.8.11.

Необходимое число вертикальных заземлителей определяется расчетом.

Принцип устройства периферийной системы заземляющих проводников проектируемого или реконструируемого служебно-технического здания объекта электросвязи показан на рисунке 14.

В этом случае ПСЗП позволяет осуществить:

- равномерное по периметру здания стекание статического заряда, наведение которого на молниеприемнике предшествует грозовому разряду;

- равномерное по периметру здания стекание тока прямого грозового разряда в землю, что способствует снижению суммарного значения напряженности импульсного магнитного поля внутри здания, а также снижение тепловых и электродинамических нагрузок на каждый отдельный токоотводящий проводник.

Защита от прямых ударов молнии зданий и сооружений II категории с неметаллической кровлей должна быть выполнена отдельно стоящими или установленными на защищаемом объекте стержневыми или тросовыми молниеотводами, обеспечивающими зону защиты в соответствии с требованиями РД 34.21.122 (п. 2.11). При установке молниеотводов на объекте от каждого стержневого молниеприемника или каждой стойки тросового молниеприемника должно быть обеспечено не менее двух токоотводов.

При уклоне кровли не более 1:8 может быть использована также молниеприемная сетка при обязательном выполнении требований положений РД 34.21.122 (п. 2.6).

Если неметаллическая кровля здания объекта связи имеет уклон не более 1:8, следует предусматривать устройство молниеприемной сетки. При этом следует включать в зону защиты выходы труб, отводящих газовыделения из помещений с аккумуляторами. Сетка должна быть выполнена из стальной проволоки диаметром не менее 6 мм и уложена на кровлю сверху или под несгораемые (трудносгораемые) утеплитель или гидроизоляцию. Шаг ячеек сети должен быть не более 5х5 м. Узлы сетки должны быть соединены сваркой. Выступающие над крышей металлические элементы (трубы, шахты, вентиляционные устройства и др.) должны быть присоединены к молниеприемной сетке, а выступающие неметаллические элементы защищаются штыревыми молниеприемниками, подключаемыми к молниеприемной сетке.

При этом следует руководствоваться следующими правилами:

- вертикальные тоководы, соединяющие молниеприемник с заземляющим устройством, выполняются из стального прутка (проволоки) диаметром не менее 6 мм или стальной полосы сечением не менее 25 мм (наименьшее индуктивное сопротивление токоотвода достигается применением стальной полосы). Рекомендуется применение токоотводов из оцинкованной стали;

- соединение узлов сетки, молниеприемника с токоотводами и токоотводов с контуром заземляющего устройства должны выполняться сваркой;

- количество вертикальных токоотводов и расстояние между ними определяются следующим образом:

а) вдоль каждого угла здания объекта связи прокладывается один вертикальный токоотвод;

б) среднее расстояние между угловыми и промежуточными токоотводами должно составлять не более 15 м;

в) если стена выполнена из горючего материала и повышение температуры токовода представляет для него опасность, тоководы располагаются таким образом, чтобы расстояние между ним и защищаемым объектом всегда превышало 0,1 м. металлические скобы для крепления тоководов могут быть в контакте со стеной.

На техническом здании объекта связи с металлической кровлей в качестве молниеприемника прямого грозового разряда должна использоваться сама кровля. При этом все выступающие неметаллические элементы должны быть оборудованы молниеприемниками, электрически присоединенными к материалу кровли.

Токоотводы от металлической кровли или молниеприемной сетки должны быть проложены к заземлителям по наружным стенам зданий не ближе чем в 3 м от входов или в местах, не доступных для прикосновения людей.

Для технических зданий, имеющих каркас из стальных металлоконструкций (контейнеры, модули), ПСЗП не устраивается, поскольку в этом случае функцию вертикальных токоотводов выполняют стальные элементы каркаса здания.

В качестве заземлителей молниезащиты допускается использовать все рекомендуемые ПУЭ заземлители электроустановок, за исключением нулевых проводов воздушных линий электропередачи напряжением до 1 кВ.

При этом следует руководствоваться требованиями к заземляющим электродам и заземляющим проводникам, изложенными в п.12.3.

Для проектируемых зданий объектов связи с монолитным железобетонным фундаментом последний следует использовать в качестве естественного заземлителя в соответствии с положениями РД 34.21.122 (п.1.8)и ГОСТ 12.1.030.

Запрещается использование в качестве заземлителя металлических коммуникаций, входящих в техническое здание объекта электросвязи: оболочек и бронепокровов кабелей, труб водоснабжения, канализации, газовой сети.

Поверхность грунта над контуром заземляющего устройства должна быть покрыта асфальтом, по крайней мере, в зонах пешеходных дорожек.

18. Устройство основной системы уравнивания потенциалов служебно-технического здания объекта связи

Согласно ПУЭ (п.1.7.32) - уравнивание потенциалов - электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов.

Защитное уравнивание потенциалов - уравнивание потенциалов, выполняемое в целях электробезопасности.

Основная система уравнивания потенциалов служит для защиты технического здания объекта связи, размещаемой в нем аппаратуры, а также обслуживающего персонала, как от воздействия прямого грозового разряда, так и от вторичных проявлений грозового разряда.

На проектируемых и реконструируемых объектах связи следует предусматривать проведение работ по формированию основной системы уравнивания потенциалов в соответствии с ГОСТ Р 50571.3 (п.413.1.2.1) и ГОСТ Р 50571.21 (548.7).

В эту систему включаются сторонние проводящие части здания, а также системы защитных проводников:

- система кольцевых потенциалоуравнивающих проводников;

- система вертикальных потенциалоуравнивающих проводников;

- металлические части строительных конструкций, система центрального отопления и системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Такие проводящие части должны быть также соединены между собой на вводе в здание;

- металлические части оборудования технических помещений (кабельрост, кабельные желоба, металлические двери и т.д.).

Требования к проводникам уравнивания потенциалов изложены в ГОСТ Р 50571.10 (п.547.1).

Уравнивание потенциалов между сторонними проводящими частями, а также включение последних в основную систему уравнивания потенциалов, осуществляется дополнительными проводниками уравнивания потенциалов которые должны, при необходимости, удовлетворять требованиям ГОСТ Р 50571.10 (п. 543.1).

Варианты подключения аппаратных комплексов к основной системе уравнивания потенциалов приведены в таблице 14 и на рисунках 15-17

Кольцевые потенциалоуравнивающие проводники (КПУП) формируют основную систему уравнивания потенциалов, а также систему защиты технического здания объекта связи и помещений ЛАЦ от вторичных проявлений грозовых разрядов и заноса высокого потенциала по металлическим коммуникациям.

Для технических зданий проектируемых, реконструируемых и действующих объектов связи с кольцевым контуром защитного заземляющего устройства КПУП цокольного этажа не обязателен (рисунки 18; 19). В этом случае обязательно устройство потенциалоуравнивающего соединения между главной заземляющей шиной объекта связи и отдельной главной заземляющей шиной, установленной для заземления металопокровов кабелей в помещении их ввода (в приямке), проводником сечением не менее 50 мм2 по меди.

Уравнивание потенциалов между главной заземляющей шиной и отдельными заземляющими шинами, установленными при вводах кабелей с металлопокровами в служебно-техническое здания обязательно, поскольку в кабельную шахту (приямок) кроме оптических кабелей вводятся и кабели с металлическими жилами, металлические оболочки которых, как правило, не разрываются, так как они содержаться подавлением..

Для реконструируемых зданий объектов связи, для которых строительство кольцевого контура защитного заземляющего устройства невозможно, КПУП цокольного этажа обязателен согласно рисунку 19.

Каждый кольцевой потеницалоуравнивающий проводник выполняет функцию уравнивания потенциалов между открытыми и сторонними проводящими частями, расположенными в зоне, охватываемой этим КПУП.

Каждый КПУП выполняет функцию защитного проводника РЕ для электроустановок (включая аппаратуру ВОЛП), размещаемых в зоне, охватываемой этим КПУП.

Не допускается использование КПУП в качестве нулевого защитного проводника (РЕN).

Кольцевой потенциалоуравнивающий проводник прокладывается горизонтально по периметру стен. В качестве такого проводника используется медный провод (изолированный или неизолированный) или шина, сечением не менее 16 мм2. Не требуется применять проводники сечением более 25 мм2 по меди. Рекомендуется использовать шины, так как они имеют наименьшее индуктивное сопротивление.

Каждый кольцевой потенциалоуравнивающий проводник соединяется дополнительными проводниками системы уравнивания потенциалов сечением не менее 16 мм2 по меди с вертикальными, с арматурой железобетонных стен здания и металлическими коммуникациями.КПУП прокладывается на уровне кабельроста, на расстоянии от стен помещений 10-15 мм, и должен оставаться доступным для подключения дополнительных проводников системы уравнивания потенциалов и визуального контроля.

На крупных объектах связи (для технических зданий со стороной от 30 м и этажностью не менее трех) должна устраиваться вертикальная система уравнивания потенциалов. Вертикальный потенциалоуравнивающий проводник прокладывается от главной заземляющей шины на каждый этаж технического здания и соединяется с этажной шиной заземления.

Главная заземляющая шина размещается, как правило, вблизи источника питания объекта переменным током или места ввода в здание силового кабеля от трансформаторной подстанции.

К главной заземляющей шине подключаются:

- заземляющие проводники (не менее двух), идущие от разных точек контура защитного заземляющего устройства;

- защитный проводник, идущий от главного щитка электропитания переменным током или нейтрали трансформатора;

- защитные проводники, идущие от отдельных главных заземляющих шин, устанавливаемых непосредственно при вводах кабелей связи, автоматики и телемеханики и электроснабжения в здание;

- кольцевой потенциалоуравнивающий проводник цокольного этажа;

- проводник системы уравнивания потенциалов, идущий от ближайшей к щитку стальной конструкции здания объекта (для проектируемых объектов);

- один или несколько вертикальных проводников системы уравнивания потенциалов;

Внутри здания объекта связи между трубопроводами и другими протяженными металлическими конструкциями в местах их взаимного сближения на расстояние менее 10 см через каждые 20 м следует предусматривать перемычки из стального прутка диаметром не менее 6 мм или стальной ленты сечением не менее 25 мм2; для кабелей с металлическими оболочками перемычки должны быть выполнены пайкой гибкого медного проводника сечением не менее 16 мм2.

При прокладке КПУП через температурные швы технических зданий любых обслуживаемых объектов, а также через стыки строительных деталей (деформационные швы) зданий защищенных объектов связи следует предусматривать устройство компенсаторных петель.

При пересечении КПУП дверных, оконных и стенных проемов или каналов должны устраиваться обходы. Если открытая прокладка невозможна, следует предусматривать обход КПУП в пластмассовой трубе. Допускается применение алюминиевых труб длиной до 3 м. Не рекомендуется применение стальных труб, т.к. они значительно увеличивают индуктивность КПУП.

В соединении между собой элементов трубопроводов или других протяженных металлических конструкций должны быть обеспечены переходные сопротивления не более 0,03 Ом на каждый стык.

Устройство кольцевого потенциалоуравнивающего проводника цокольного этажа здания объекта начинается с главной заземляющей шины, проходит по внутреннему периметру стен цокольного этажа и заканчивается на той же главной заземляющей шине. По сути, этот КПУП составляет одно целое с главной заземляющей шиной. КПУП не обязательно должен быть замкнутым.

Для проектируемых объектов связи в технических зданиях следует предусматривать устройство вводов кабелей связи и кабелей электроснабжения не далее 10...15 м друг от друга. Обязательно устройство потенциалоуравнивающего соединения между главной заземляющей шиной и отдельной главной шиной заземления металлопокровов кабелей проводником сечением не менее 50 мм2 по меди.

Проводник следует крепить к переходным кронштейнам, привариваемым к закладным деталям железобетонных конструкций стен цокольного этажа с обеспечением электрического соединения.

Крепление КПУП к стене цокольного этажа реконструируемого здания осуществляется с применением переходных деталей (кронштейнов). Рекомендуемое среднее расстояние между точками крепления 600 - 1000 мм. С целью повышения технологичности работ по прокладке КПУП рекомендуется переходные детали (например, металлические уголки) крепить к кирпичным и бетонным стенам дюбель-гвоздями, с помощью строительно-монтажного пистолета, с соблюдением необходимых правил безопасности.

Металлические уголки могут быть выполнены из полосовой стали 4х20 мм. Полосовый КПУП крепится к уголку с помощью болтового соединения. КПУП других форм сечения крепится к уголку с помощью хомута.

Проходы КПУП через стены помещений должны устраиваться в не поддерживающих горение неметаллических трубах (или стальных трубах, если длина последних не превышает нескольких десятков сантиметров).

При проходе через стены между помещениями, которые по технологическим условиям не должны сообщаться между собой, для КПУП следует предусматривать уплотнение в стенном проходе несгораемым материалом.

19. Проводка заземления в служебно-технических зданиях

Существующие узлы связи с аналоговыми системами передачи и коммутационными станциями (кабели с медными проводниками)

В узлах связи оборудуется одно защитное или рабоче-защитное заземляющее устройство и два измерительных.

В существующих узлах связи (ОП, ОУП, постах ЭЦ, совмещенных с НУП и др.) с аналоговой аппаратурой возможно наличие двух заземляющих проводок: неизолированной и изолированной от общих металлических масс аппаратуры, либо одной заземляющей проводки - неизолированной от металлических масс. Каждая проводка начинается от главной заземляющей шины, которая расположена, как правило, вблизи ввода кабелей электропитания (заземления, связи).

К первой проводке, неизолированной, подключаются стойки, имеющие неизолированные заземляющие клеммы, а ко второй - клеммы заземления, изолированные от каркасов стоек. В ЛАЗах (связевых), в которых устанавливается только аппаратура, имеющая неизолированные от общих металлических масс аппаратуры заземляющие клеммы, прокладывается только одна проводка - неизолированная.

Каждая из проводок - изолированная и неизолированная подается в ЛАЗ к магистральным шинам, прокладываемым вдоль главного прохода ЛАЗа. От магистральных шин делаются ответвления на рядовые шины, прокладываемые вдоль каждого ряда стоек. Магистральная и рядовые шины изолированной проводки изолируются от общих металлических масс аппаратуры. Отводы к аппаратуре от рядовых шин (изолированной и неизолированной) для заземления стоек, стативов осуществляются изолированным проводом сечением 6 мм2.

Для магистральной и рядовой проводки используются алюминиевые шины, сечение которых определяется расчетом токораспределительной сети (ТРС). Использование металлических конструкций ЛАЗа, а также каркасов стоек в качестве заземляющих проводок не допускается.

Для заземления стативов, стоек и других металлоконструкций аналоговых АТС, УАК, АТ-ПС-ПД выполняется прокладка от главной заземляющей шины или от заземляющей шины выпрямительной неизолированной стальной шины из полосовой стали сечением 4х25 мм. Вдоль рядов аппаратуры прокладываются рядовые шины из стальной ленты сечением 4х15 мм, а отводы к аппаратуре выполняются проводом сечением 6 мм2.

Последовательное включение в заземляющую цепь каркасов или иных металлоконструкций не допускается. Все соединения стальных шин между собой выполняются при помощи сварки. В технологических помещениях шинная проводка проходит по кабельростам.

Существующие узлы связи с вновь устанавливаемым оборудованием цифровых систем передачи или коммутационных станций

При установке в существующем узле связи цифровых систем передачи или коммутационных станций проводятся работы по реконструкции заземляющей сети. Для заземления цифрового оборудования, устанавливаемого в отдельном помещении или в существующем ЛАЗе (связевой), предусматривается медная шина сечением не менее 50 мм2 (рекомендуемое сечение 4х40 мм2) длиной 1 м.

Главная заземляющая шина объекта связи сечением не менее 50 мм2 по меди длиной 1 м размещается вблизи ввода силового кабеля электроснабжения объекта и к ней подключаются заземляющие проводники существующего контура защитного или рабоче-защитного заземляющего устройства. К главной заземляющей шине (под болт) проводом сечением не менее 50 мм2 по меди подключается медная шина, размещаемая над вновь устанавливаемой аппаратурой.

На главную заземляющую шину объекта переключаются (под болт) с существующего щитка заземления (3-х земель, ЩЗ) шины ввода заземления от контура заземляющего устройства и существующая заземляющая проводка. Отсоединение контура заземляющего устройства от главной заземляющей шины допускается только на время проведения измерений.

В существующих зданиях, как правило, контур защитного заземляющего устройства имеет один ввод в здание. При установке новой аппаратуры в проекте следует предусматривать второй ввод от другой точки контура шиной, которая подключается к главной шине заземления под болт и имеет такое же сечение, что и существующий ввод.

Заземление трехфазной сети переменного тока выполняется по схеме TN-S (если есть такая возможность или реконструкция сети проводилась ранее) или TN-C-S. В последнем случае, совмещенный нулевой и рабочий проводник (РЕN) подключается на вводной панели распределения сети переменного тока к клемме и в части сети до данной точки нулевой рабочий и нулевой защитный проводники объединены, а затем разделяются на N и PE.

Для заземления каркасов аппаратуры, питаемой от однофазной сети переменного тока, используется третья жила (РЕ) питающей проводки или предусматривается отдельный провод.

Проводятся работы по формированию основной системы уравнивания потенциалов согласно положений ГОСТ Р 50571.10 (п.547.1) и включению в нее вновь устанавливаемого аппаратурного комплекса.

Производится прокладка антистатического линолеума в местах установки оборудования волоконно-оптических систем передачи (ВОСП).

Согласно ОСТ 45.86 "Линейно-аппаратные цехи оконечных междугородных станций, сетевых узлов, усилительных и регенерационных пунктов" (п.10.4), покрытие пола ЛАЦ не должно накапливать статическое электричество. Это требование должно быть выполнено при помощи укладки антистатического линолеума и последующей проверки качества монтажа покрытий полов путем измерения постоянной времени утечки зарядов.

В выделенном помещении для установки оборудования ВОСП линолеум укладывается на всей площади помещения. При установке проектируемого оборудования ВОСП в существующем ЛАЗе и удовлетворительном состоянии существующего покрытия антистатический линолеум укладывается только под рядом проектируемого оборудования и прилегающими проходами.

Для стекания электростатического заряда согласно рекомендациям предприятия-изготовителя под линолеум укладывается металлическая сетка (медная фольга толщиной 0,2 мм шириной 50 мм, изготавливается по ГОСТ 1173) с шагом 0,5х 0,5 м. Фольга должна быть перепаяна по периметру и заземлена в двух точках (на расстоянии 0,5 м друг от друга) на главную заземляющую шину или существующую в данном помещении шину заземления проводом марок ПВ2 ч ПВ4 сечением 2,5 мм2.

Применяемый линолеум должен иметь сопротивление относительно земли не менее 5х104 Ом и не более 1х108 Ом.

Узлы с цифровыми системами передачи и коммутационными станциями

Оборудование цифровых систем передачи и коммутационных станций для обеспечения помехозащищенности следует монтировать по схеме электропитания с изоляцией порта питания «+» от корпуса аппаратуры.

Для реконструируемых объектов, имеющих оборудование с объединением порта питания «+» с корпусом аппаратуры, схемы заземления действующей аппаратуры и проектируемой цифровой аппаратуры должны быть разделены вплоть до главной шины заземления.

Для заземления цифровой аппаратуры предусматривается медная шина сечением не менее 50 мм2.19.3.4 В узлах связи должны быть предусмотрены работы по формированию системы уравнивания электрических потенциалов согласно ГОСТ Р 50571.21.

В узлах связи должна быть предусмотрена укладка антистатического линолеума в местах установки оборудования волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) и коммутационного оборудования.

В выделенном помещении для установки оборудования ВОСП линолеум укладывается на всей площади помещения.

При установке проектируемого цифрового оборудования в существующем ЛАЗе и удовлетворительном состоянии существующего покрытия антистатический линолеум укладывается только под рядом проектируемого оборудования и прилегающими проходами.

Антистатический линолеум должен иметь сопротивление по отношению к земле не менее 5104 Ом и не более 108 Ом. Постоянная времени утечки заряда должна быть менее 5 с.

Для стекания электростатического заряда, при необходимости, под линолеум укладывается металлическая сетка (металлическая фольга или жесть толщиной 0,1-0,3 мм шириной 5 мм или проволока толщиной 0,3-0,6 мм без лаковых и других покрытий) в соответствии с “Инструкцией по монтажу антистатических покрытий полов производственных помещений с использованием эластомерного цветного антистатического покрытия”. Металлическая сетка в двух точках крепится к шине заземления.

Необслуживаемые усилительные (регенерационные) пункты НУПы (НРП)

Во всех НУПах (НРП), питаемых по схеме "провод-провод" и в промежуточных НУПах в полусекции ДП, питаемых по схеме "провод-земля", оборудуется одна проводка заземления - защитная, которая не изолируется от металлических конструкций. В подземных НУПах проводка заземления обычно выполняется кабелем, в наземных НУПах проводка может быть выполнена аналогично ЛАЗам.

В последнем НУПе в полусекции ДП, питаемом по схеме "провод-земля", выполняются две проводки: рабочая и защитная. Проводка рабочего заземления изолируется от металлических конструкций НУПа, а проводка защитного заземления не изолируется.

При размещении оборудования связи в постах централизации (зданиях СЦБ).

При электроснабжении по схеме с глухозаземленной нейтралью следует предусматривать зануление или заземление всех корпусов электроустановок, подключенных до разделительного трансформатора, в том числе и разделительного трансформатора.

Для заземления корпусов оборудования, устанавливаемого в постах централизации, включенного после разделительного трансформатора, следует предусматривать внутренний контур защитного заземления (заземляющую магистраль), имеющий соединение с главной заземляющей шиной под болт.

...