Для заземляющего устройства ПУЭ рекомендуют в первую очередь использовать естественные заземлители, т.е. приложенные в земле стальные трубы водопроводов, артезианских скважин, погруженные в землю стальные каркасы зданий и сооружений. Запрещается использовать в качестве естественных заземлителей металлические трубопроводы горючих жидкостей или газов.
Для надежности заземляющего устройства необходимо заземляемое электрооборудование соединить с естественными заземлителями не менее двумя отдельными проводниками, присоединенными в двух различных местах. Это присоединение ывполняется сваркой, а для труб с помощью стальных хомутов, стянутых болтами.
В качестве заземляющих проводников используется стальная проволока катанка) или стальная полоса. Искусственные заземлители (электроды) могут быть выполнены из стальных стержней круглого сечения Ø 12-14 мм, длиной 5 м или профиля (уголок), или стальных труб (из отходов), погруженных в грунт на достаточную глубину. В настоящее время широко применяются стальные стержни диаметром 10-12 мм, погружаемые в грунт на большую глубину (до 12 м) методом «ввинчивания».
По условиям достаточной механической прочности наименьшее поперечное сечение заземляющих стальных проводников должно отвечать требованиям ПУЭ. Например, круглые стальные проводники, прокладываемые внутри зданий, должны иметь диаметр не менее 5 мм, а в наружных устройствах и при прокладке в земле – не менее 6 мм.
По расположению заземлителей относительно заземляемого оборудования различают заземления выносное и контурное. При выносном заземлении (рис. 5.9, а) заземлители размещаются в стороне от заземляемого электрооборудования, и в этом случае корпуса его находятся вне зоны растекания токов в земле с заземлителей. Следовательно, при выносном заземлении человек, стоящий на земле и качающийся корпуса электрооборудования с поврежденной изоляцией, оказывается под полным напряжением корпуса относительно земли и защитное действие такого заземления обусловлено только достаточно малым его сопротивлением.
При контурном заземлении (рис. 5.9, б) заземлители располагаются вокруг заземляемого оборудования, вблизи его. При этом (из-за небольшого расстояния между заземлителями) внутри контура любая точка поверхности грунта имеет значительный потенциал в случае повреждения изоляции и замыкания на какой-либо из корпусов заземленного оборудования, а между разными точками внутри контура разность потенциалов будет незначительна. Следовательно, напряжение прикосновения для человека, находящегося внутри контура заземляющего устройства, будет весьма малым по сравнению с напряжением относительно земли. По той же причине внутри контура этого заземляющего устройства будет незначительная величина шагового напряжения. Часто внутри контура в грунте, помимо вертикальных стержней, прокладывают горизонтальные стальные шины, выравнивающие его внутренние электрические потенциалы. Как правило, контурное заземляющее устройство выполняется на открытых электроподстанциях, где установлено электрооборудование (трансформаторы, выключатели, разъединители и др.), работающее в сетях с большими токами замыкания на землю (110 кВ и выше). Стержни из угловой профильной стали или обрезки водогазопроводных труб погружают в грунт на глубину 2-3 м от дна котлована 9траншй0 глубиной 0,8 м (рис. 5.10). Верхние концы погруженных в землю стержней соединяют методом варки стальными полосами от которых выводится наружу магистральный (стальной) провод.
Заземляющую магистраль прокладывают в помещении в виде замкнутого контура, расположенного внизу вдоль стен. Вводы в помещение от очагов заземления или от наружного контура для присоединения к внутренней магистрали делают в нескольких местах, что обеспечивает надежную связь заземлителей и заземляющей сети. К внутренним заземляющим магистралям присоединяют ответвления, идущие к заземляемому обрудованию. Не допускается заземление отдельных элементов оборудования последовательно путем установки перемычек между ними, так как при этом отсоединение одного из них (например, при ремонте) вызовет отсоединение остальных действующих элементов электрооборудования. К каждому заземляемому объекту должно идти отдельное ответвление от заземляющей магистрали, как это показано на рис 5.9. Все соединения между собой элементов заземляющего устройства выполняются сваркой внахлестку, а присоединение их к корпусам оборудования – с помощью болтов или сваркой. Открытые заземляющие проводники окрашиваются в черный цвет.
В качестве заземляющих проводников можно использовать стальные трубы (в них, например, прокладываются фазные провода), но в местах соединения труб соединительные муфты приваривают к трубам или в стыках труб приваривают стальные перемычки, обеспечивающие надежный контакт.
При приемке заземляющего устройства в эксплуатацию должны быть предъявлены исполненные подземные работы по укладке в грунт заземлителей и заземляющих проводников и протоколы испытаний заземляющего устройства.
Заземляющее устройство, находящееся в эксплуатации, должно иметь паспорт, содержащий электрическую схему заземления, основные технические и расчетные величины, данные результатов осмотров, испытаний и ремонтов, отражать все изменения, внесенные в его схему и конструкцию.
Периодически в процессе эксплуатации заземляющего устройства производится его внешний осмотр. Для цеховых электроустановок ежегодно измеряется сопротивление заземляющего устройства.