Схема заземляющего устройства

Вне зависимости от эксплуатационных характеристик, электрифицируемое здание должно иметь качественно организованную систему защитной электробезопасности. Защитное заземление позволяет создать такую систему.

Этот тип заземления характеризуется соединением определенных элементов электроустановки с ЗУ (заземляющим устройством) и ориентирован на уменьшение показателей напряжений прикосновения и шага, возникающих при замыкании циркулирующих токов на корпусах электрооборудования.

Назначение и устройство защитного заземления

Устанавливается такой тип заземляющего устройства для защиты человека от поражения электрическим током при замыкании электрической цепи вследствие различных причин. Самая распространенная причина поражения током — короткое замыкание фазы на нетоковедущие элементы электроустановки.

Согласно материалам нормативной документации ПУЭ (глава 1.7), в зависимости от выполняемой функции существует два вида устройства заземляющей системы: рабочее (функциональное) и защитное заземление.

Функциональный тип применяется чаще для защиты производственных объектов. Посредством рабочих заземляющих устройств реализуется надежная эксплуатация оборудования электроустановки. Эффективность как рабочего, так и защитного устройства напрямую зависит от правильного выбора конфигурации заземляющих элементов и четкого производства электромонтажа.

Основным элементом системы выступает контур заземления. Он состоит из металлических заземлителей (электродов). Функциональность всей системы зависит от возможности этих заземлителей рассеивать ток. Монтировать заземляющие элементы необходимо с учетом множества факторов, напрямую влияющих на основной показатель эффективности заземлителей, — значение их сопротивления.

Следует помнить! При создании заземляющего устройства дома или квартиры важный момент — характеристика внутренней электропроводки объекта. Провод должен быть трехжильный, с фазой, нулем и заземлением.

Монтаж устройства защитного заземления востребован практически повсеместно.

Заземляющая система: область применения и принцип работы

При правильной организации заземляющей системы защиты должны быть реализованы такие эксплуатационные принципы:

1. Образование электрической цепи, обладающей низким сопротивлением, при коротком замыкании. Электрический ток беспроблемно пойдет по этой магистрали. Реализуется обеспечение электрической безопасности пользователя. При случайном прикосновении человека к бытовому прибору во время пробития фазы на корпусе устройства не будет потенциально опасного напряжения.
2. Обеспечение защиты от индукционных токов. Проявляться такие типы токов могут вследствие прямого удара молнии, при этом образуется электромагнитная и электростатическая индукция.

Учитывая значимость названных выше принципов действия системы, защитное заземление широко применяется в:

1. Электрической сети напряжением менее 1 кВт:

• с переменным током трех трехфазных проводников с изоляцией нейтрали;
• с переменным током двух однофазных проводников, которые изолированы от земли;
• с постоянным током двух проводников при наличии изоляции обмотки источника тока.

2. Электросети напряжением свыше 1 кВт. Возможен любой режим точек обмоток источника питания постоянного и переменного тока.

Помните! Функциональность защитной системы будет надлежащего уровня только при наличии сети с изолированной нейтралью.

Заземление — это комплексная система. Все этапы в ней взаимосвязаны и влияют на надежность ее последующей эксплуатации. Важнейшая задача начального этапа производства — выбор конфигурации заземлителей.

Классификация заземляющих устройств

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), защитное заземление может быть реализовано с использованием заземлителей двух типов — естественных или искусственных. Заземляющие элементы этих двух категорий имеют определенные структурные отличия и особенности монтажа:

1. Естественные заземляющие устройства. Такие заземлители могут быть представлены посредством:

• объектов сторонних проводящих частей, которые имеют прямой контакт с грунтом;
• объектов, контактирующих с почвой через специальную промежуточную токопроводящую среду.

Самыми распространенными конструкциями такого типа заземлителей выступают:

• металлоконструкции зданий и фундаментов;
• металлические оболочки проводников;
• обсадные трубы.

Подключать элементы этой категории заземлителей необходимо минимум в двух местах.

Важно! Запрещено применять в качестве естественных заземляющих элементов: трубы теплотрасс; газопроводы; трубопроводы горючих жидкостей и горячего водоснабжения; оболочки подземных проводов с алюминиевой основой.

2. Искусственные заземлители. Подразумевается специальное производство таких конструкций. В качестве материалов для искусственного создания защиты применяют:

• определенного размера стальные трубы;
• сталь полосовую толщиной свыше 4 мм;
• сталь прутковую.

Важно знать! Большой популярностью пользуются искусственные заземлители глубинного типа. Электроды таких конструкций оцинкованные или омедненные. Преимущества — малозатратность производства и долговечность элементов.

Специфические различия искусственных и естественных устройств заземления обязательно учитываются при производстве расчетов, определяющих их оптимальную конфигурацию.

Как производится расчет параметров основных заземляющих элементов

На основании результатов подобных расчетов проектируется чертеж заземляющего устройства объекта.

Важно! Устройство, смонтированное в соответствии со всеми расчетными данными схемы заземления, позволяет добиться максимальной эксплуатационной эффективности всего комплекса защитного заземления.

Основа вычислений — допустимые пределы напряжения шага и прикосновения. На их основании рассчитывается конфигурация (размер, количество) заземлителей и принцип их размещения.

Выполняются расчеты на основании таких данных:

1. Описание характеристик конкретного электрического оборудования: тип установки; основные структурные элементы прибора; рабочее напряжение; возможные варианты, позволяющие осуществить заземление нейтралей как трансформирующих, так и генерирующих устройств.


2. Конфигурация заземлителей. Такие данные необходимы для определения оптимальной глубины погружения электродов.
3. Информация о проведенных исследованиях по измерению удельного сопротивления грунта на конкретной территории. Дополнительно учитываются климатические сведения зоны, на которой обустраивается система.
4. Информация о пригодных естественных элементах заземления, которые можно использовать в работе. Необходимы данные о реальных значениях растекания токов у этих объектов. Получить их можно путем специальных измерений.
5. Результат стандартного вычисления точных показателей расчетного замыкания тока на почве.
6. Расчетные значения нормативной стандартизации допустимых характеристик напряжений по ПУЭ.
7. Показатели сопротивления сезонного промерзания слоя грунта, в период высыхания и промерзания. Учет таких значений необходим для расчета заземляющих элементов, которые располагаются в однородной среде. Применяются специальные стандартизированные коэффициенты.
8. При необходимости монтажа сложной группы заземлителей, состоящей из нескольких элементов, необходимы сведения всех потенциалов, которые будут наведены на монтируемые электроды. Для этого нужны данные о значениях сопротивления всех слоев грунта.

Важно! Если система будет размещаться в двух слоях грунта, учитывается показатель сопротивления каждого из них. Это необходимо для определения точных данных о мощностных параметрах верхнего слоя почвы.

Принцип расчета сопротивления заземлителей

Способов расчета характеристик основных заземляющих элементов достаточно много, но основной параметр у таких вычислений один — показатель сопротивления. Оптимальное его значение определяется посредством данных нормативной регламентации ПУЭ. Реализовать надежное защитное заземление объекта невозможно без расчета сопротивления его основных элементов.

К примеру, необходимо определить сопротивление заземления для электрооборудования напряжением свыше 1 кВт, с изолированной нейтралью. В соответствии с профильными данными документации ПУЭ 1.7.96, необходимо воспользоваться формулой R≤250/I, где:

• I — показатель расчетного тока заземления;
• R — показатель сопротивления заземляющего устройства, который не должен превышать 10 Ом.

В соответствии с ПУЭ (1.7.104), при учете нормативных сведений показателей тока прикосновения (для примера подойдет — 50 В), формула видоизменяется: R≤U/I, где U — это ток прикосновения (50 В).

Важно! При изолированной нейтрали, как правило, не требуется доравнивать показатель сопротивления ниже четырех Ом. Однако идеальным показателем сопротивления заземляющей системы считается 0. Основная задача, к которой сводится производство всех профильных расчетов, неизменна — достичь максимально низкого сопротивления системы.

Помимо производства расчетов параметров, важный момент при производстве заземления — выбор схемы подключения устройства.

220.guru

Можно ли делать заземление самому?

Но не будет ли проблем с электриками? Штрафовать они любят.

Если заземление сделано правильно, а измерения показали сопротивление растекания тока не более 4 Ом, формального повода для придирок не возникнет. Устройство заземления дома подробно регламентируется следующими нормативными документами:

• ПТБЭ – Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.
• ПУЭ – Правила устройства электроустановок потребителей.
• ПТЭЭ – Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей.

Однако ни в одной из этих книжек ни сном, ни духом, ни прямым текстом не сказано, что заземление должна делать специализированная организация. Сделано по правилам, нормам соответствует – защищайтесь на здоровье, претензий быть не может. В настоящей статье описывается, как правильно сделать заземление частного дома и устроить заземление в квартире, если дом не заземлен.

Но! Если заземление сделано специализированной организацией по проекту, проверено и принято энергослужбой, и все-таки случилась авария, вы имеете полное право требовать возмещения ущерба. При самодельном заземлении такая возможность, разумеется, исключается. Можно заказать у энергетиков проект, оплатить приемку готового, получить на руки акт ввода в эксплуатацию. Однако практика показывает, что, если «шарахнуло», судиться с энергетиками бесполезно. А в договоре с коммерческой фирмой возмещение ущерба прописывается. Но и работа выходит очень дорогая.

Защитное и рабочее заземления

Защитное заземление спасает людей от электрошока, а включенную в сеть аппаратуру от выхода из строя при пробое какого-либо электроприбора на корпус. При наличии молниеотвода – также при ударе молнии.

Рабочее заземление при электрическом ЧП выполняет роль защитного, но оно же обеспечивает нормальную работу электрооборудования. Постоянное рабочее заземление применяется только в промышленном оборудовании. Для бытовой техники считается достаточным заземление через евророзетку. Но в реальных условиях кое-что из «бытовухи» полезно все же заземлить наглухо:

1. Стиральную машину. У нее большая собственная электрическая емкость, и во влажном помещении вполне исправная машина, даже включенная в надежно заземленную евророзетку, может безвредно, но ощутимо «щипаться».
2. Микроволновая печь. В ней, как известно, работает источник СВЧ – магнетрон большой мощности. При плохом контакте в розетке микроволновка может «сифонить» на опасном для здоровья уровне. На многих микроволновках сзади можно увидеть винтовую клемму под отдельный заземлитель, причем инструкция об этом стыдливо умалчивает: наличие такой клеммы переводит устройство из разряда бытовой техники в промышленное оборудование. А так – ну, это такой декоративный элемент.
3. Электродуховка и индукционная плита (варочная поверхность). Внутренняя проводка в них работает в тяжелых условиях, мощность же велика, так что высока и вероятность пробоя.
4. Настольный компьютер. Его импульсный блок питания (ИБП) компактности ради устроен так, что нормальную рабочую утечку дает побольше стиралки. От таких плавающих потенциалов на корпусе и производительность снижается, и «глюков» добавляется, и скорость интернета падает. Наглухо заземлить компьютер можно за любой крепежный винт сзади.

У автора этих строк скорость беспроводного интернета после правильного заземления компьютера возросла с 17,8 кбит/с до 310 кбит/с (!).

Части заземления

Заземлители – вбитые или врытые в землю металлические проводники. Не менее полуметра заземлителя должно находиться ниже максимального горизонта промерзания; в местах с плюсовой зимой – ниже горизонта просыхания, т.е. в слое почвы со стабильной влажностью. Чаще всего это обеспечивается при длине заземлителя в 2-3 м. Точные данные о необходимой длине и количестве заземлителей можно получить в местной энергослужбе.

Металлосвязь – сварная металлическая конструкция, соединяющая между собой верхние концы заземлителей и заведенная в дом в виде шины заземления. Вводов шин заземления в доме может быть несколько, но одна непременно должна заземлять вводный щит (ВЩ, или вводно-распределительное устройство – ВРУ). Заземлители с металлосвязью образуют жесткий цельный контур заземления.

Заземляющие проводники соединяют заземлительные клеммы электроустановок с шиной заземления. Они могут быть как голыми жесткими, так и гибкими многожильными в изоляции. В последнем случае их сечение должно быть не менее 4 кв.мм, а расцветка оболочки – желтая с продольной зеленой полосой. Допустим перенос заземляющего проводника с шины на шину заземления.

К шине заземления заземляющие проводники подключаются на специальные контактные площадки: зачищенные до блеска и смазанные консистентной смазкой ее участки с резьбовыми отверстиями не менее М4 под болты. Смазка, помимо защиты от окисления, нужна для предотвращение электрокоррозии (см. след. разд).

Ряд контактных площадок обозначается с одной или с двух сторон, если он на транзитном участке шины, парами косых, под углом 45 градусов, черными полосами. Сплошное окрашивание шины заземления недопустимо, но допустимо ее замоноличивание, кроме контактных рядов, в стену.

Электрическое сопротивление металлосвязи измеряется от ЗАЗЕМЛИТЕЛЬНОЙ КЛЕММЫ электроустановки до наиболее удаленной от нее наземной части контура заземления. То есть, заземляющий проводник электрически считается частью металлосвязи. Сопротивление любой металлосвязи не должно превышать 0,1 Ом.

Зачем несколько заземлителей?

Одним заземлителем нельзя обойтись, потому что земля – проводник нелинейный. Ее сопротивление сильно зависит от приложенного напряжения и площади контакта с заземлителем. У одного заземлителя площадь поверхности слишком мала, чтобы обеспечить надежную защиту. Между двумя заземлителями, разнесенными на 1-2 м, возникает потенциальная поверхность, и эффективная площадь контакта с землей возрастает в сотни раз. Но разносить заземлители слишко далеко нельзя: потенциальная поверхность разорвется, и останется просто два заземлителя. Оптимальное расстояние между заземлителями в рыхлом грунте вне зоны вечной мерзлоты – 1,2 м.

Как нельзя заземлять

П. 1.7.110 ПУЭ категорически запрещает заземлять электроустановки на любые трубопроводы. «Радиолюбительское» заземление на водяную трубу теперь также недопустимо: любой кусок пластиковой трубы в домовой разводке многократно увеличивает поражающее действие тока пробоя. А что будет, и по закону и по-свойски, если пробой у вас убьет принимающую душ жену соседа, объяснять не нужно.

Также запрещено выводить наружу заземляющие проводники и подключать их к шине заземления на неподготовленные контактные площадки. На рисунке справа – дважды непригодное к использованию заземление.

Дело тут в том, что каждый металл имеет свой электрохимический потенциал. При неизбежном снаружи увлажнении образуется гальваническая пара и начинается электрокоррозия; смазка спасает от нее только в сухом помещении. Коррозионный процесс распространяется под оболочку заземляющего проводника. Хозяин пребывает в полной уверенности, что «его заземление его бережет», но при аварии заземляющий проводник мгновенно отгорает.

Также запрещено заземлять электроустановки последовательно, друг через друга, и подключать более одного заземляющего проводника на одну контактную площадку шины заземления (рис. ниже). В первом случае одна аварийная установка «потянет» за собой другие, и все они будут создавать помехи друг другу; это называется – электромагнитная несовместимость. В обоих случаях работы по устранению аварии связаны с риском для жизни.

О молниеотводах

По ПУЭ объект, снабженный контуром заземления, обязательно должен оборудоваться и молниеотводом. Особенно необходим молниеотвод на даче. Дачные поселки и так места, предпочтительные для ударов молний: ведь дачники, стараясь снабдить себя водой, копают колодцы, забивают скважины на воду, прокладывают водопроводные трубы неглубоко или вообще по поверхности почвы. Дачные же строения большей частью возводятся из горючих материалов, а пожарная охрана далеко, и грозу всегда сопровождает сильный ветер.

Известны случаи, когда целые дачные поселки выгорали от удара молнии. И если на пожарище обнаружится контур заземления, но не найдется остатков молниеотвода, и властям, и соседям виновника долго искать не нужно.

Простейший молниеотвод – две заостренных арматурины, торчащие вверх от концов конька крыши на 1,2–1,5 м. С контуром они соединяются стальной проволокой не менее 6 мм, или стальной же шиной 15х3 мм, или полосой из нескольких слоев оцинковки, набранной до нужного сечения – 45 кв.мм.

Шина молниеовода не должна быть шире 60 мм, иначе при ударе молнии произойдет разбрызгивание плазмы, последствия которого разрушительны. Попросту говоря, слишком широкая шина сработает как своего рода антенна, не отводящая молнию в землю, а распространяющая ее в стороны.

Все детали молниеотвода соединяются только сваркой. Слоеную шину нужно по краям проварить прихватами с шагом 50-60 см с захватом всех слоев.

Заземление частного дома

Контур заземления частного дома может быть выполнен различными способами в зависимости от особенностей строения и свойств грунта. Три наиболее распространенных показаны на рисунке. Во всех случаях заземлители лучше делать из труб со сплющенным в острие концом. На нижнем полуметре трубы насверливают вразброс десяток-полтора отверстий 5-8 мм. Летом, в жару и сушь, в такой заземлитель можно заливать раствор соли (полпачки на ведро воды), чтобы сопротивление растекания держалось в норме.

Также во всех случаях шина заземления такая же, как для молниеотвода. Но использовать для металлосвязи «слойку» из оцинковки нельзя: быстро проржавеет.

Для дачного дома или аналогичного ему жилья, а также в качестве рабочего заземления при наличии защитного зануления строят простейший контур (на рисунке – справа). В постоянно влажном грунте или для рабочего заземления можно обойтись двумя заземлителями; для защитного заземления нужны три, расположенные в ряд или, лучше, треугольником. Размещают заземлители не ближе 1,2 м от края отмостки.

Линейный контур с двумя группами заземлителей (средний рисунок) нужно делать если присутствует хотя бы один из следующих факторов:

• Электроввод – подземный через ВЩ.
• В дом заведены коммуникации: вода, канализация, газ, связь, в любом сочетании или хотя бы одна из них.
• Долговременно (свыше 20 мин.) потребляемая мощность превышает 1 кВт.

И, наконец, полный контур заземления (левый рисунок) необходим при наличии любого из следующего:

• Электроввод – 220/380 В через ВРУ или ЩВС (щит вводный силовой).
• Общая площадь помещения – свыше 100 кв. м.
• Долговременно потребляемая мощность – свыше 3 кВт.
• Наличие стационарных электроустановок промышленного типа (с клеммой заземления; напр. – сверлильный станок, циркулярка и т.п.).
• Наличие ДГУ резервного электропитания.

Измерение заземления

Сделали вы себе контур, и вам, разумеется, хочется убедиться, надежно ли он вас защитит. Для этого нужно измерить сопротивление растекания тока в почве и сопротивление металлосвязи. Профессионалы для этого пользуются специальными приборами, как старыми советскими ПКП-3, так и современными электронными.

Вам же измерить заземление бытовым тестером нельзя: данные будут достоверными при подаче измерительного напряжения в 600 В. Вспомним: земля – нелинейный проводник. Поэтому одолжите или возьмите напрокат электронный измеритель заземлений или старый, но надежный электроиндукционный ручной мегомметр – меггер. Меггеры до сих пор в употреблении: в них нет никакой электроники, они не требуют элктропитания, нечувствительны к наводкам в измерительных проводах и не создают шумов в измеряемой цепи. Правда, металлосвязь меггером не промеряешь, но у сварного контура и правильно подключенных заземляющих проводниках она десятилетиями держится в норме.

Сопротивление же растекания меггером, включенным на омы, измеряют по схеме на рисунке. Расстояние пары измерительных электродов (они справа) до угла или края металлосвязи – 12-15 м. Электроды должны быть голыми и зачищенными до блеска; металл – любой. Электроды погружают в грунт на 0,6-1 м на расстоянии 1,2-1,5 м друг от друга.

Полярность подключения меггера нужно соблюдать: защитное заземление должно выдерживать удар молнии. Обычные молнии – отрицательные, т.е. представляют собой поток электронов. Отмечены единичные случаи положительных молний: из земли прямо в небо бьет толстенный столб огня. Но разрушительная сила такой природной катастрофы примерно равна взрыву тактического ядерного заряда, только без проникающей радиации и радиоактивного загрязнения местности, так что заземление от положительной молнии не спасает.

Собственно же процедура измерения элементарна: крутят ручку меггера и смотрят, сколько показала стрелка на шкале.

Предупреждение: использовать для измерения заземления сетевое напряжение, гасящий резистор и миллиамперметр смертельно опасно!

Видео: пример монтажа комплекта заземления

Квартирное заземление

В СССР и РФ до 1997 г. электроснабжение многоквартирных домов осуществлялось по схеме с глухозаземленной нейтралью (схема TN–C). В этой схеме домовый проводник защитного заземления (PE) совмещен в нейтралью трехфазного ввода (N). Эта схема дает большую экономию металла, и в огромном СССР, при необходимости интенсивного жилищного строительства и жестком централизованном управлении энергослужбами, во времена слабой насыщенности жилья электроприборами была вполне оправдана. Но у нее есть два существенных недостатка, «во всей красе» проявивших себя в рыночном обществе века электроники:

1. Схема TN–C мало пригодна в качестве рабочего заземления: ток в нейтрали – сам по себе электропомеха.
2. В случае отгорания нуля на подстанции происходит тяжелая авария: в розетках дома оказывается фазное напряжение 380 В; электроприборы взрываются и возгораются; в доме возникает пожар. На металлических же корпусах электроустановок появляется линейное напряжение 220 В; отсюда – массовый электротравматизм со смертельными случаями.

Энергетики, нужно отдать им должное, прекрасно, как профессионалы, понимая ситуацию, даже во время ельцинской «демократии» насколько могли, ноль держали. Ныне энергоснабжающие предприятия в достаточной степени обеспечены финансами на зарплату специалистам и материалы для ремонта. Случаев отгорания нуля не отмечено уже несколько лет.

Но проблема электромагнитной совместимости из-за отсутствия рабочего заземления остается. Поэтому с 1997 г. новыми СНиП и ПУЭ предусматривается запитка многоквартирных домов по схеме TN–C–S. При этом каждый дом снабжается контуром заземления, а защитный проводник PE разводится по квартирным евророзеткам.

Как узнать, есть ли заземление в доме? Для этого нужно открыть домовый ЩВС. Этого на полном законном основании может потребовать любой владелец приватизированной квартиры, но открывать должен ДЭЗовский электрик; вы можете только смотреть в его присутствии. Даже если у вас группа допуска к электроустановкам IV или V, дающая право единоличного их осмотра.

Осмотра достаточно: если от подстанции приходят пять жил кабеля, у вас система TN–C–S, и вам эта статья вообще не нужна. Если же жил четыре – у вас TN–C, и нужно думать, как заземлиться.

Скажем сразу: сделать контур заземления для многоэтажки своими силами нереально: нужно разрешение ДЭЗа, нужен утвержденный проект, нужен большой объем земляных работ с применением спецтехники на придомовой территории (а если там детская площадка?) Если вопрос решается поквартирно, то единственный выход: защитное зануление и УЗО.

Защитное зануление

В качестве рабочего заземления защитное зануление пригодно лишь для стиральной машины. Микроволновка от него только больше «засифонит», а компьютер – заглючит. Но при нуле, соответствующем ПТБ и ПУЭ, защиту оно даст надежную.

Устройство защитного зануления сводится к подведению заземляющего проводника от этажного щитка к заземляющим контактам евророзеток. Самому заниматься этим нет смысла: за такую работу охотно и за небольшую плату берутся ДЭЗовские или РЭСовские электрики (РЭС – район электросетей; районное энергоснабжающее предприятие). Но если ноль (нейтраль) слабоват, нужно еще и ставить УЗО.

Как узнать, хороша ли у вас нейтраль? Верный признак плохого нуля – бессистемные колебания напряжения в сети при стабильной погоде. Или внезапное повышение напряжения сети вечером, при максимальной нагрузке. Если это наблюдается сразу во всем доме – ноль плохой, и нужны УЗО.

УЗО

УЗО – устройство защитного отключения. Они бывают трехфазными и однофазными, а по принципу работы – дифференциальными реле (дифреле) и электронными заземлениями.

Дифреле измеряет токи в фазе и нуле. Если утечки нет, то токи равны. Если ток в фазном проводе больше, чем в нейтрали – где-то «течет», и срабатывает аварийный контактор. Выключившее электричество дифреле обесточивает и себя, так что по устранении причины утечки его нужно включать вручную.

Дифреле выполняются либо в виде настенной розетки, либо в виде блочка, размещаемого рядом со встроенной розеткой или распределительной коробкой («дозой») возле счетчика, сразу на всю квартиру, либо в виде включаемой в розетку коробочки, в которую, в свою очередь, включается электроприбор. Первые и последние удобны, но менее надежны: в них размыкатель тиристорный, а не электромеханический.

Электронное заземление, грубо говоря, имитирует электромонтера с индикатором. Чувствительность современной электроники на порядки выше, чем у неонки, и для создания рабочей электроемкости достаточно собственной емкости монтажа. Электронные заземления монтируются непосредственно на корпусе электроустановки.

Однако все УЗО имеют два недостатка:

• УЗО совершенно непригодны в качестве рабочего заземления: они или не устранят помеху, или будут упрямо выключать и выключать совершенно исправный прибор.
• УЗО защищают только от пробоя на корпус. При отгорании нуля, когда защита более всего нужна, УЗО сами сгорают быстрее, чем успевают что-либо отключить.

Как все-таки заземлить квартиру

Но как же все-таки сделать заземление в квартире? К счастью, обрыв нуля случается не чаще, чем удар молнии. Поэтому для домов, запитанных по схеме TN–C можно рекомендовать следующий порядок заземления:

1. Для стиральной машины оборудовать евророзетку с защитным занулением. Это обойдется намного дешевле, чем разводить защитный проводник по всей квартире.
2. Дорогие устройства запитать через УЗО-дифреле. Для лампочек в нем смысла нет: сгоревшую заменить дешевле.

А затем приступить к радикальным мерам: собраться всем миром, то бишь всем домом, избрать надежного доверенного человека – владельца приватизированной квартиры, и поручить ему выяснить, во что обойдется устройство контура заземления специализированной фирмой, и смогут ли они сделать контур для вашего дома. Если по ПУЭ контур возможен, а расходы в расчете на квартиру окажутся посильными – пусть общественный ходатай, не заходя в ДЭЗ, заключает с ними договор, а все оргвопросы те уж сами уладят – это их хлеб, так что процедура отработана.

Напоследок

Электроснабжение TN–C и дома без контура заземления – не самое легкое из наследий развитого социализма. Но вспомним законы Мэрфи, среди них есть и положительные. Один их них такой: «Из всякого безвыходного положения существует по крайней мере два выхода».

vopros-remont.ru

Чем руководствоваться при монтаже?

Разумеется, на установку устройства требуется приглашать специализированные службы, но и самостоятельный монтаж будет идеальным, если придерживаться следующих требований:

• в первую очередь вам придется учесть все правила безопасности при работе с заземлением. Для этого имеется специальная документация;
• придется руководствоваться правилами установки электрического оборудования (ПУЭ), некоторые выдержки из положений можете изучить в предыдущей статье;
• нужно учитывать правила установленные для эксплуатации оборудования.

Иногда компании, занимающиеся монтажом, допускают ошибки при обустройстве, поэтому в случае возникновения аварии, они обязаны возместить ущерб. Занимаясь самостоятельной установкой защиты, следует определиться что же такое защитное и рабочее заземление.

В домашних условиях, устанавливая защитное заземление, оно полноценно может функционировать, как и рабочее. Защитный вид способствует предупреждению поражения электрическим током человека и спасет бытовое оборудование от поломок и возгорания.

Общие понятия или что такое ЗУ (заземляющее устройство)

Заземляющее устройство — это конструкция, состоящая из контура заземлителя и проводников, отвечающая за безопасность в частном доме.

Помните! Перед непосредственной установкой контура заземления, необходимо проверить возможности его сопротивления.

Заземление состоит из двух составляющих: электродов и проводника заземления. Заземляющий проводник — представляется в виде металлической конструкции и приводит высоковольтный ток непосредственно к материалу устройства, соприкасающемуся с грунтом. Электроды — это металлические прутья, вмонтированные в землю на установленную для этого контура глубину. Их задача принимать высокое напряжение и проводить его в глубь грунта.

Виды устройств защиты электроустановок

Безусловно, сооружается устройство заземления по ПУЭ, однако стоит учитывать, что вариантов заземляющего устройства встречается два.

1. Естественный заземлитель, является металлической конструкцией, при этом считающийся неотъемлемой частью здания, и надежно соединен с землей.
2. Искусственный заземлитель представляет собой прокатный металлический материал. Сюда относят трубопроводы, стержни, арматуру и уголки. Обычно именно второй вариант заземляющего устройства используется в домашних условиях.

Объединяет оба эти вида то, что они признаны основным средством для оборудования контура заземления. Использование каждого из типов заземления должно быть обусловлено непрерывностью его работы в экстремальных условиях и при проведении проверочных работ или настройки электрооборудования.

Искусственные заземлители принято распределять на территории так, чтобы создавалось оптимальное снижение напряжения, приходящего от электрического щитка, вследствие чего произойдет уравнивание потенциалов.

Устройство контура заземления

Важно! Перед монтажом контура заземления, стоит провести расчетные вычисления касательно будущего сопротивления.

Устройство контура заземления в частном доме выполняется из подручных металлических материалов при условии, если соблюдаются оптимальные размеры, подходящие для монтажа конструкции. Уже созданный контур соединяется со щитком домашнего обслуживания при помощи специального заземляющего проводника.

Подготовив все нужные материалы можно приступать к работе. Напоминаем, что прежде всего нужно изучить нормы и ГОСТы и только потом выполнять конструирование защиты. Глубина опускания электродов зависит от высоты залегания поверхностных вод и насыщенности почвы влагой.

Не забывайте о расстоянии от основного строения, на котором будет размещаться контур заземления. Заземление должно располагаться неподалеку от дома, минимальный промежуток 1 м. Предварительно перед монтажом создается специальная схема с условными обозначениями, в которой указываются необходимые ресурсы и расчеты.

prokommunikacii.ru

Меры безопасности при пользовании электричеством

Для предотвращения опасностей связанных с использованием электричества, используются разные средства. Самые главные и надежные это устройство защитного отключения (подробнее о них можно прочесть в статье Защитное отключение. Устройство защитного отключения) и устройство контура заземления с последующим подключением к нему всех электропотребителей.

Электроснабжение частного дома осуществляется от точки, указанной в технических условиях энергопоставляющей организации. К точке вашего подключения подходят четыре провода – три фазы (L1, L2, L3) и четвертый провод — заземляющий (N), который, специально создан на подстанции и называется «землей», а правильно «нейтраль». Напряжения на нем нет и служит он только для того, чтобы фазный провод имел пару. Количество проводов или количество жил в кабеле, которые идут к вашему дому зависит от заявленного вами напряжения (220 В или 380 В). В домах старой постройки в сети электроснабжения дома присутствует два провода или две жилы в кабеле, если заявленное напряжение 220 В, и четыре провода или четыре жилы в кабеле, если заявленное напряжение 380 В. Для того чтобы подключить осветительный прибор, достаточно одной фазы и «нейтрали» N. По современным правилам (ПУЭ), каждый электроприбор, рассчитанный на 220 В, подключенный к электросети, должен питаться по трехпроводному проводнику (кабелю, шнуру): 

1. Фазный или рабочий проводник (L), находящийся под напряжением;
2. Нулевой проводник, или рабочий ноль (N), или “нейтраль”;
3. Нулевой защитный проводник (РЕ) или “защитное зануление”. 

Рисунок 1. Устаревший вариант включения электроприборов в электрическую сеть частного дома

 
Рисунок 2. Рекомендуемый вариант включения электроприборов в электрическую сеть частного дома

Если в вашем проекте заложена трехпроводнаяпятипроводная схема проводки, то с распределительного щитка по всем дому прокладывают 3 группы проводов: 

1. Осветительная — 2 проводника, фазный и нулевой (L+N) сечением 1,5 мм2;
2. Розеточная — 3 проводника (L+N+PE) сечением 2,5 мм2;
3. Силовое электрооборудование (электроплита, кондиционеры) — 3 проводника (L+N+PE).

Причем, сечения нулевого (N) и защитного (PE) проводников рассчитываются исходя из требуемой мощности, но не более фазного (L) или равны ему. При этом N и РЕ не должны подключаться под общий контактный зажим на щитке, см. рис 2.

В правильно спроектированном вводном силовом щитке, в который приходят фазные провода и «нейтраль», имеется шина РЕ – шина заземления. К шине РЕ присоединяются заземляющие проводники электропотребителей. Шина РЕ выводится на контур заземления см. рис 2.

Внимание! По международным стандартам фаза и «нейтраль» считаются силовыми проводами, поэтому необходимо соблюдать следующие требования: 

1. В конструкции прибора необходимо обеспечить изоляцию всех проводов от корпуса;
2. В схеме прибора «нейтраль» и фаза считаются фазными, поэтому нельзя использовать нулевой N-провод в качестве защитного PE-проводника. Это обусловлено тем, что даже в исправной системе на нейтрали может появляться «напряжение смещения нейтрали». В отдельных случаях его величина может достигать 50 В, и из защитного он превращается в смертельно опасный!

Заземление

С помощью контура заземления потенциал защитного PE-проводника, а следовательно и корпуса всего оборудования, подключаемого к электрической цепи будет равен потенциалу земли. Вот почему важно контролировать сопротивление цепи заземления. По правилам оно не должно превышать 4 Ом. Схема заземляющего устройства показана не рис.2. Заземление состоит из заземлителя и заземляющего проводника.

Рисунок 3. Схема заземляющего устройства

Заземлитель это металлический проводник, находящийся в непосредственном контакте с землёй. Заземляющим проводником называется металлический проводник, присоединяющий шину РЕ вводного щитка к заземлителю.

Устройство заземления в частном доме

В схему заземления частного дома входят: электроприбор, распределительный щиток с шиной РЕ, заземляющий проводник, заземлитель.

Согласно ПУЭ п.1.7.70, в качестве заземлителей могут использоваться различные подходящие для этих целей конструкции. В первую очередь, можно использовать естественные заземлители, которыми способны стать: 

1. Проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, соединённые в стыках газо- или электросваркой, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих и взрывчатых газов и смесей, канализации и центрального отопления;
2. Трубы скважин;
3. Металлические и железобетонные конструкции дома, соприкасающиеся с землей.

При наличии естественных заземлителей необходимо выполнить отвод, то есть проложить заземляющий проводник, от этих конструкций до шины РЕ в силовом щитке. Отвод выполняется с использованием сварки и болтового соединения. К естественному заземлителю привариваем стальные полосу и болт, а к нему через болтовое соединение присоединяем медный провод.

 Примечание: В случае использования в качестве естественных заземлителей труб срок их службы сокращается за счет протекания по ним токов утечки. Поэтому я рекомендовал бы сделать отдельный контур заземления с использованием искусственных заземлителей.

Если отсутствуют естественные заземлители или конструкция дома деревянная, то нужно выполнить искусственный заземлитель.

Для искусственных заземлителей применяют по последним требованиям круглую стальную заготовку диаметром не менее 16мм или можно стальной уголок размером 50х50х5 мм и длиной 2,5–3,5 м. Их вбивают вертикально в траншею глубиной 0,70 м, оставляя над поверхностью 10 см. Заземлители соединяют между собой по всему контуру, проложенной в траншее полосовой сталью сечением 4х40 мм или круглой сталью диаметром 10–16 мм. Соединения будем выполнять сваркой.

Заземляющий контур подключается к шине PE заземляющим медным проводником сечением не менее 2,5 мм², но не более сечения фазных проводов, полосовой сталью сечением не менее 48 мм² и толщиной не менее 4 мм, стальным уголком с толщиной полки не менее 2,5 мм. Все соединения выполняются через болт или сваркой. Так мы обеспечиваем не только непрерывность соединения, но и необходимую площадь соприкосновения. Схема подключения контура заземления показана на рис.4

Рисунок 4. Заземляющий контур в частном доме

Если в хозяйстве имеется подсобное помещение, где установлено несколько силовых приемников, например, токарные станки, и электроснабжение их выполнено четырех- или двухпроводным кабелем, то такое оборудование обязательно заземляем.

В помещении по периметру выполням внутренний контур заземления. Внутренний контур заземления выполняется стальной полосой сечением не менее 24 мм2 и толщиной не менее 3 мм на высоте не менее 0,8 м от уровня пола. Винт заземления на корпусе оборудования соединяем с внутренним контуром заземления помещения стальной полосой 20х5 мм или медным проводом не менее 2,5 мм2 Внутренний контур заземления в свою очередь соединяется с заземлителями (не менее чем в двух точках).

Пример выполнения работ по устройству заземления

Для устройства заземляющего контура делаются расчеты и проект. Весь комплекс решений по заземлению Вашего дома необходимо выполнить согласно расчетам и проекту. Устройство заземляющего контура весьма непростая задача. Придется провести большой объем земляных работ, провести замеры и расчеты электросопротивления почвы на земельном участке, привлечь сварку. Обычно такую работу поручают специалистам, но можно сделать и самим. Контур заземления для экономии материалов и физических сил, лучше выполнить вблизи заземляемого вводного силового распределительного щитка. При выполнении заземляющего устройства потребуются:

• Три куска трехметрового стального уголка (50х50х5 мм) или три стальных стержня диаметром не менее 16 мм, обеспечивающих требуемое сопротивление в зависимости от удельного сопротивления грунта;
• 9 метров стальной полосы (4х40 мм);
• стальная полоса от вводного силового распределительного щитка до контура заземления.
• Копаем траншею шириной 0,5 метров и глубиной 0,7 метров, соединяющую дом с предполагаемым местом устройства контура заземления. Траншея заканчивается равносторонним треугольником 3х3х3 метра.
• В углах треугольника нужно пробурить 3 скважины глубиной примерно 3 метра и забить туда 3 уголка по 3 метра. Если на участке грунт мягкий,то можно воспользоваться кувалдой. Один конец уголка необходимо заточить на точиле, а к другому приварить площадку, и с такими уловками легко забить уголок на 3 метра. Над дном траншеи оставляем 0,01 метра уголка и привариваем к уголкам по периметру стальную полосу. Это будет очаг заземления.
• От контура заземления по дну траншеи к дому прокладываем стальную полосу. Одну сторону полосы прикрепляем сваркой к контуру заземления, а вторую к шине заземления или заземляющему винту вводного силового распределительного щитка.
• Закапываем готовую конструкцию в траншее однородным грунтом. Грунт не должен содержать щебня и строительного мусора. Для уменьшения сопротивления заземляющего устройства к схеме контура заземления можно присоединить металлические столбы забора или металлические опоры. Для соединения контура заземления используем сварку внахлёстку. Места сварки покрывают битумным лаком против коррозии.

Примечание: В случае, когда используется трехфазный ввод или однофазный ввод от воздушной линии электропередачи, то выполняют устройство повторного заземления нулевого провода на вводе в дом. Устройство повторного заземления также присоединяется к контуру заземления.

Модульная штыревая система заземления

Сейчас широко рекламируется и продается на рынке электрооборудования модульная штыревая система заземления. Эта высокотехнологичная система не зависит от условий установки, ограниченности территории и доступна каждому по части монтажа см. рис.5.

Рисунок 5. Модульная штыревая система заземления в частном доме

Расскажу, в чем преимущество модульной штыревой системы заземления и как выполнить с ее помощью электромонтаж контура заземления. 

• модульная штыревая система может располагаться на одном квадратном метре площади;
• монтаж заземлителей ведется с использованием перфоратора, при этом отпадает потребность в бурении глубоких скважин для их установки, чтобы достигнуть требуемого сопротивления заземления;
• все соединения в модульной штыревой системе производятся соединительными муфтами.

Если необходимо выполнить контур заземления в условиях при минимуме полезной площади и это позволяет тип грунта, то используют глубинный монтаж модульной штыревой системы. При глубинном монтаже заземлитель утапливается на глубину до 40 метров. В этом случае, обеспечиваются необходимые параметры сопротивления заземлителей и заземляющих устройств. Если параметры грунта не позволяют выполнить глубинный электромонтаж контура заземления, то применяется традиционный монтаж заземлителей, описанный выше.

Монтаж контура заземления модульной штыревой системы ведут два квалифицированных специалиста. При этом требуется обязательное последовательное измерение сопротивления заземлителей, чтобы контролировать параметры, полученные в процессе установки нового модуля заземлителя. Модули заземлителей соединяются при помощи специальных сжимов, которые потом для защиты от коррозии изолируются гидроизоляционной лентой.

Рисунок 6. Монтаж модульной системы штыревого заземления

Стоимость модульной штыревой системы заземления выше, чем у классической, но не забывайте, что срок службы первой в три раза дольше, чем у системы контура заземления, выполненной при помощи стальных уголков и металлических полос.

Когда вы закончите работы по устройству заземления, необходимо выполнить измерения сопротивления контура заземления и получить паспорт на заземляющее устройство для подтверждения, что наш контур заземления соответствует нормам ПУЭ и ПТЭЭП.

Бланк паспорта на заземляющее устройство приведен на рис.7.

Для сравнения приведу стоимость материалов для модульной и классической системы заземления. Стоимость материалов для модульной штыревой системы установки заземления составит примерно 500USD. Стоимость работ по монтажу системы составляет 120USD. Классическая система заземления вам обойдется в 100USD по материалам и 120USD оцениваются монтажные работы. Хотя классическая схема дешевле, зато монтаж штыревой схемы ведется за 30 мин и требует гораздо меньше пространства и энергозатрат.

Рисунок 7. Бланк паспорта на заземляющее устройство

Приборы для измерения сопротивления заземления

После окончания всех работ по монтажу контура заземления, необходимо проверить качество электромонтажа очага заземления и снять показания сопротивления заземляющих устройств на соответствие их нормам ПУЭ и ПТЭЭП. Для этого проводят замер сопротивления заземляющих устройств.

Первым делом проводиться визуальный осмотр контура заземления, проверяется качество присоединения частей заземляющего устройства к системе энергоснабжения путём простукивания молотком в местах присоединения сваркой. Требуется убедиться, что все соединения надёжны, не имеют трещин в местах сварки, болтовые соединения не ослабли. Затем приступаем к электроизмерению. Результаты проверки заземлителей заносятся в регистрационный лист паспорта рис 8.

Рисунок 8. Регистрационный лист паспорта заземляющего устройства

По правилам устройства электроустановок (ПУЭ) в электроустановках до 1000 В с глухим заземлением нейтрали сопротивление заземляющего устройства должно быть не боле 4 Ом.

Сопротивление заземляющего устройства складывается из суммы сопротивлений: сопротивлений заземлителя относительно земли и сопротивления заземляющего проводника.

Замерять величину сопротивления заземляющего устройства можно приборами: омметром М416, ЭКЗ-01, ЭКО-200, АНЧ-3, ИС-10, КТИ-10, MRU-100 (MRU-101) или другими измерительными приборами. Эти приборы внесены в Госреестр средств измерений РФ, Казахстана, Узбекистана, Белоруссии, Украины.

Заключение

Мы рассмотрели два вида заземления, которые можем выполнить у себя дома сами по всем правилам. Я постарался коснуться выполнения измерения сопротивления заземлителей. Вопрос монтажа модульной штыревой системы заземления я подробно опишу в следующей статье.

Внимание: Цены актуальны на 2010 год.

www.builderclub.com

Другие статьи по теме:

Держатель молниеприемной сетки Жидкая изоляция для проводов Системы заземления Молниеприемники стержневые сборные Когда проводится проверка и осмотр устройств молниезащиты Периодичность измерения сопротивления заземляющих устройств