Заземление металлических опор освещения и ВЛ 0,4–10 кВ: требования ПУЭ

Заземление опор в сети 0,4 кВ (линии освещения и бытовые ВЛ)

В сети с глухозаземлённой нейтралью (система TN) металлические опоры присоединяют к PEN-проводнику — он совмещает функции нейтрального и защитного проводников. По ПУЭ (ред. 2026 г.), п. 2.4.35, на опорах с неизолированным PEN это делают на каждой опоре.

Повторные заземления PEN следует выполнять в начале и в конце линии и на ответвлениях длиной более 200 м: в первую очередь естественные и грозозащитные заземлители, отдельные — только если их нет или не хватает (п. 1.7.93). В населённой местности с одно- и двухэтажной застройкой ВЛ, не экранированные высокими трубами или деревьями, должны иметь грозозащитные заземлители: не более 30 Ом каждый, не реже чем через 100 м (п. 2.4.40).

По ПУЭ (ред. 2026 г.), п. 1.7.95, суммарное сопротивление всех заземлителей, присоединённых к PEN-проводнику линии, вместе с естественными, в любое время года не должно превышать 5, 10 и 20 Ом — соответственно для линейного напряжения трёхфазного источника 690, 400 и 230 В. В Украине наиболее распространена сеть 400/230 В, обычно её называют 380/220 В, то есть ориентир — 10 Ом на всю линию. Сопротивление каждого повторного заземлителя (на опоре с собственным заземлителем — этой опоры) не должно превышать 15, 30 и 60 Ом соответственно.

Для грунта с удельным сопротивлением свыше 100 Ом·м допускается увеличивать эти нормы в 0,01·ρ раз (ρ — удельное сопротивление грунта, Ом·м), но не более чем в 10 раз (п. 1.7.96). Исключение — сети, где заземлитель нейтрали общий для электроустановок до и свыше 1 кВ: там увеличивать можно лишь до значения, при котором напряжение на заземляющем устройстве не превышает допустимое по табл. 1.7.3.

Заземление опор ВЛ 3–20 кВ в населённой местности

Для металлических и железобетонных опор линий 3–20 кВ в населённой местности наибольшее сопротивление заземляющего устройства задаёт ПУЭ (ред. 2026 г.), п. 2.5.127, табл. 2.5.29: от 10 до 30 Ом при удельном эквивалентном сопротивлении грунта ρ до 5000 Ом·м и 6·10⁻³·ρ Ом при более высоком. Это значение должно достигаться искусственными заземлителями (п. 2.5.130). Полная таблица и другие случаи (линии 35 кВ, пересечения, опоры с аппаратами) — в статье Заземление опор ВЛ выше 1 кВ.

Заземление наших опор

На металлических многогранных опорах предусмотрено место для присоединения болта заземления (см. Технические требования к опорам освещения); по проекту к контакту опоры присоединяют дополнительное заземление болтом М16 (см. Монтаж многогранных опор).

Что стоит учитывать

Конкретное допустимое значение сопротивления заземления для вашего объекта зависит от напряжения сети, местности (населённая или нет) и измеренного удельного сопротивления грунта на месте — это определяет проект электроснабжения, а не единая универсальная цифра. Нормы выше — ориентир для предварительной оценки.

Пример: измерение сопротивления заземления опоры

Сопротивление измеряют после монтажа заземлителей по методу падения напряжения. Чтобы измерить один заземлитель, его сначала отсоединяют от PEN-проводника и других заземлителей:

• по одной прямой от заземлителя забивают токовый и потенциальный вспомогательные электроды на расстояниях по инструкции прибора;
• пропускают ток между заземлителем и токовым электродом, измеряют напряжение на потенциальном; прибор вычисляет R = U / I;
• повторяют, сместив потенциальный электрод: близкие результаты подтверждают значение.

Пример для сети 400/230 В: четыре повторных заземлителя, измеренные отдельно, — 24, 28, 30 и 26 Ом (каждый в пределах 30 Ом). Соединённые параллельно, они дают ≈6,7 Ом, что меньше 10 Ом на линию (взаимодействие электродов не учтено).

Кто за что отвечает

Молниезащитное заземление опоры по ДСТУ EN 62305-3

Для опоры с молниеприёмником п. 5.4.1 ДСТУ EN 62305-3:2021 называет важными критериями форму и размеры заземлителя, а низкое сопротивление в целом рекомендует: до 10 Ом на низкой частоте, если это возможно. Это не те 10 Ом, что в ПУЭ, где нормируют суммарное сопротивление повторных заземлителей линии. Если сопротивление всего заземлителя, измеренное не на промышленной частоте и не на кратных ей, меньше 10 Ом, минимальные длины электродов (таблица ниже) можно не выдерживать (п. 5.4.2.1).

Стандарт отдаёт предпочтение единой объединённой системе заземления для молниезащиты, электропитания и связи. На каждом токоотводе необходимо установить контрольное соединение, размыкаемое только инструментом; исключение — природные токоотводы, соединённые с фундаментными заземлителями (п. 5.3.6).

Тип A или B и длина электрода

Тип A (п. 5.4.2.1): горизонтальные или вертикальные электроды у каждого токоотвода, всего их должно быть не менее двух. Тип B (п. 5.4.2.2): кольцо вокруг сооружения, лежащее в грунте не менее чем на 80 % длины, или фундаментный электрод в виде замкнутого контура. Тип A подходит для стержневого молниеприёмника и изолированной системы молниезащиты (LPS), тип B рекомендуют для сетчатого молниеприёмника, нескольких токоотводов и голой скалы (п. 5.4.3; справочное приложение E, E.5.4.2).

Минимальная длина l1 горизонтального электрода у каждого токоотвода зависит от класса LPS и удельного сопротивления грунта ρ (рис. 3). Приблизительные значения l1:

Вертикальному электроду нужно 0,5·l1, а на промерзание к длине добавляют ещё 0,5 м (п. 5.4.3, прим. 2); электроды советуют закладывать на глубине не менее 0,5 м (п. 5.4.3). Значения l1 считаны с графика рис. 3 (±1 м); точные значения берут с самого рисунка. Для типа B средний радиус re площади внутри кольца должен быть не меньше l1, иначе добавляют электроды длиной l1 − re (горизонтальные) или (l1 − re)/2 (вертикальные). Снижать сопротивление удлинением электродов практически допустимо до 60 м; свыше 3000 Ом·м советуют тип B или смесь типов.

Коррозия заземлителя: что советует стандарт

Это об электродах и проводниках заземления, а не о корпусе опоры. Табл. 5 стандарта (общие рекомендации): горячеоцинкованная сталь пригодна в воздухе, бетоне и хорошем грунте, в земле только одножильная; она может корродировать в глинистом или влажном грунте и не должна переходить из бетона в грунт.

Сталь в бетоне и сталь в грунте при соединении образуют гальваническую пару около 1 В, которая растворяет сталь в грунте (справочное приложение E, E.5.4.3.2). Для электродов в грунте, соединённых со сталью в бетоне, советуют медь, сталь с медным покрытием или нержавеющую сталь; оцинкованный электрод советуют соединять со сталью в бетоне через изолирующие искровые промежутки, а не напрямую (E.5.6.2.2.1).

Напряжение прикосновения и шаговое напряжение у опоры

У токоотводов напряжение прикосновения и шаговое напряжение могут быть опасными для жизни (разд. 8). Риск приемлем, если выполнено одно из условий: в пределах 3 м от токоотводов при обычной эксплуатации нет людей; используется система не менее чем из 10 токоотводов, выполненных в соответствии с п. 5.3.5; контактное сопротивление поверхностного слоя грунта в пределах 3 м от токоотводов не меньше 100 кОм (по примечанию, это обычно даёт слой асфальта 5 см или гравия 15 см).

Если ни одно из условий не выполнено, против напряжения прикосновения стандарт называет изоляцию открыто проложенного токоотвода (импульсная прочность 100 кВ, 1,2/50 мкс) и/или недоступность с предупреждающими надписями (п. 8.1); для шагового напряжения (п. 8.2) условия те же, а защитные меры выбирает проект.

Типичные ошибки

• считать разовое измерение постоянным: в засуху или при промерзании сопротивление грунта выше, чем после дождя;
• затягивать болт заземления на загрязнённой или окрашенной поверхности;
• забетонировать фундамент без вывода заземления.