- Какой смысл заземления?
- Особенности заземления на разных опорах
- Типы организации заземления
- Конструкция заземляющих устройств
- Организация молниезащиты
Линии наружного освещения – неотъемлемая часть уличной инфраструктуры. Они устанавливаются для подсветки проезжей части, развязок, тротуаров, придомовых и охраняемых участков, других объектов (площадки возле кафе, магазинов, парки, аллеи, т. п.), включая частные домовладения.
По большей части, такие системы представляют собой опоры в виде мачт или столбов, выполненные из дерева, металла или ЖБИ конструкции, на которых размещен источник освещения (грубо говоря, фонарь). Работают они от электроэнергии, подведенной до опор освещения воздушными линиями электропередач или посредством подземной прокладки коммуникаций. Поэтому системы наружного освещения входят в разряд электроустановок и монтируются опоры с учетом соответствующих Правил устройства (сокращенно – ПУЭ). Это – нормативный документ, обязательный для обустройства наружного освещения каждой разновидности (как коммунального, так и частного). В качестве одного из правил монтажа опор он предусматривает необходимость заземления в сетях освещения. О чем мы и поговорим дальше.
Какой смысл заземления?
Поскольку опоры освещения напрямую соприкасаются с токопроводящими каналами, любое нарушение изоляции или пробой изолятора, обрыв кабеля создает течение тока по самой опоре, что приводит к возникновению в ней напряжения.
Говоря простыми словами, мачта или столб освещения становится проводником электричества. В зависимости от силы тока, касание к опоре в данный момент может стать причиной серьезных повреждений и даже летального исхода. А если проводники имеются еще и в грунте, даже проходить мимо такого наружного освещения становится опасно.
Главная функция заземления опор освещения, соответственно – защита от электротравмирования находящихся рядом людей и животных. Дополнительно при монтаже заземляющих устройств надо говорить про молниезащиту конструкции. Когда попадает молния в опору, через систему заземления от освещения будут отведены импульсные токи и снижено напряжение, воздействующее на изоляцию силового кабеля.
Особенности заземления на разных опорах
Для изготовления столбов наружного освещения используются различные материалы. Различаются, соответственно, металлические, железобетонные и деревянные опоры, для каждой из которых есть подходящие условия, методика заземления.
В отношении опор освещения из металла и железобетона по ПУЭ действует следующее правило:
- для систем освещения при изолированной нейтрали– опоры необходимо подсоединить к заземлителю;
- для освещения при заземленной нейтрали– необходимо подключение опор под PE/PEN заземляющие проводники.
Что касается столбов освещения из древесины, арматуру на них заземлять необязательно. Но если такие опоры находятся в населенном пункте или районе с одноэтажной застройкой и по высоте превышают сами здания, заземление требуется – высокие опоры освещения в грозовую погоду становятся хорошей «приманкой» для молний.
Типы организации заземления
Принцип работы заземляющих компонентов для наружного освещения заключается в следующем. Изоляция кабеля нарушается (или происходит перенапряжение сети из-за попадания молнии в опору уличного освещения) – ток растекается по столбу освещения и стекает в землю – напряжение растекается по почве таким образом, чтобы опуститься на безопасный для человека уровень.
При проектировании заземления опор нужно учитывать различные факторы: удельное сопротивление грунта, предполагаемая сила тока, место расположения конструкции, характеристики самой сети и ее частей. Заниматься этим для наружного освещения должны профессионалы, которые разбираются в действующих нормативах и произведут правильные расчеты для конкретного случая.
Мы разберемся в теме в общих чертах на примере металлических и ЖБИ опор как самых распространенных. Заземлить опоры для наружного освещения можно двумя способами:
- при заземленной нейтрали сама опора, арматура подсоединяются к нулевому проводу через перемычки, выполненные из неизолированных проводников. Делаются соединения посредством болтовых зажимов, проушин на опоре/траверсе;
- с изолированной нейтралью схема немного другая. Если есть специальные выпуски, как проводник (заземляющая магистраль) применяется продольная арматура опор освещения. Когда они отсутствуют – для наружного освещения берется прут с диаметром от 10 мм или многожильный кабель с площадью сечения от 35 мм². С одного края проводника крепится заземляемый элемент, а другого – заземляющая освещение часть.
Конструкция заземляющих устройств
Конструктивно любое заземляющее устройство, используемое для наружного освещения, состоит из таких элементов как заземлитель и заземляющая магистраль, соединяемые между собой посредством сварки с последующим покрытием антикоррозийным составом.
Нормы ПУЭ содержат конкретный перечень материалов, которые подходят для конструирования магистралей, перемычек и электродов на опорах: стальные прутья/полосы/уголки на 10/4/4 миллиметра соответственно, прутья с оцинковкой на 6 мм и отбракованные трубы со стенками 3,5 миллиметра.
Площадь сечения магистрали на опорах при этом должна составлять от 100 мм².
Обращаем внимание, что все цифры для освещения минимальные. Для постоянного освещения мы отталкиваемся от них и проводим расчеты с учетом влажности и других характеристик грунта. После пересчета данные нормативы могут увеличиться до 2 раз. Показатель сопротивления при этом должен быть не больше 50 Ом.
Электроды для заземления наружного освещения углубляются в почву вертикально или горизонтально. Вертикальная установка:
- рекомендована при повышенной проводимости верхнего грунтового слоя, где установлены опоры, по сравнению с нижними;
- занимает небольшое пространство около опор;
- заглубляется на 3 метра внутрь и еще 0,5 метра остается над ее уровнем.
Горизонтальное заглубление подходит для скалистых, каменистых местностей монтажа освещения, где электроды укладываются на глубине 0,5 метра для обычных почв и на 1 метр для вспахиваемых.
Организация молниезащиты
Необходимость обеспечения столбов молниезащитой связана с их большой высотой. Как правило, опоры для наружного света поднимаются на 3–11 метров и склонны к притягиванию молний.
Заземление опор позволяет перенаправить импульсные токи в почву, для чего лучше всего подходит система электродов с вертикальным заглублением. Заземлять нужно каждый отдельный столб наружного освещения, желательно с дополнительной защитой опоры от перенапряжений, вызванных вторичным проявлением молний. Минимальное сечение магистрали для опор здесь увеличивается до 160 мм².
Правильное построение защитной системы позволяет предотвратить сбои и аварийные ситуации в работе освещения улиц.