повторное заземление частного дома

Повторное заземление в системе TN-C-S. Разбираемся в противоречиях

TN-C-S — это самая распространенная система заземления, входящая в группу TN. TN — это система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали. C-S означает, что система вобрала в себя на определенных участках особенности организации как системы TN-C, так и TN-S. То есть когда в TN-C-S функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания, то здесь можно говорить о TN-C. При подключении же электроустановок происходит разделение PEN на PE (нулевой защитный проводник) и N (нулевой рабочий проводник) — эта часть уже не что иное как TN-S.

На данном этапе особых проблем в понимании работы системы TN-C-S нет. Неразбериха получается, когда переходят к вопросу повторного заземления PEN проводника, которое, между прочим, можно не делать в «населенной местности с одно- и двухэтажной застройкой» (то есть на вводе в частный дом). Сразу отметим, что повторное заземление, выполненное при разделении PEN проводника в системе TN-C-S частного дома — это нужное мероприятие. Но вопрос не в этом. К сожалению многие попросту не понимают в чем смысл повторного заземления, к чему оно относится и для чего нужно.

Повторное заземление PEN на вводе в частный дом

Во многих обзорах постоянно муссируются какие-то требования ПУЭ, идут споры 10 или 30 Ом, неверно трактуются и берутся выборочные пункты ПУЭ. Поэтому для начала постараемся правильно прочитать и сопоставить пункты ПУЭ, относящиеся к повторному заземлению в системе TN. А далее все ситуации просчитаем и смоделируем в среде программы Electronics Workbench.

Система TN-C-S:

Начнем с казалось бы противоречивого пункта ПУЭ 7 — 1.7.61:

При применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ и PEN проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Для повторного заземления в первую очередь следует использовать естественные заземлители. Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется.

Внутри больших и многоэтажных зданий аналогичную функцию выполняет уравнивание потенциалов посредством присоединения нулевого защитного проводника к главной заземляющей шине.

Повторное заземление электроустановок напряжением до 1 кВ, получающих питание по воздушным линиям, должно выполняться в соответствии с 1.7.102-1.7.103.

Что здесь не так? Может показаться, что первый абзац относится к системе TN-C-S, а «рекомендуется» и «не нормируется» относится к повторному заземлению при разделении PEN (совмещенный рабочий и защитный нулевой проводник) на PE (защитный проводник) и N (рабочий нулевой проводник). На самом деле речь идет о повторном заземлении проводников РЕ и PEN, которые могут быть как в системе TN-C (PEN), так и в TN-S (PE) и TN-C-S (PE). Третий же абзац уже непосредственно относится к повторному заземлению на вводах ВЛ (воздушных линий) к электроустановкам. И на этом этапе все переходят к пунктам 1.7.102 — 1.7.103 и с уверенностью утверждают, что повторное заземление на вводах ВЛ к электроустановкам частного дома (система TN-C-S) должно быть обязательным, а сопротивление растеканию заземлителя должно быть не более 30 Ом. Но здесь есть одно но, о котором почему-то все молчат. Поэтому читаем внимательно следующие пункты ПУЭ, а к этим «противоречивым» рекомендациям вернемся в завершении анализа.

ПУЭ 1.7.102:

На концах ВЛ или ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания, должны быть выполнены повторные заземления PEN проводника. При этом в первую очередь следует использовать естественные заземлители, например, подземные части опор, а также заземляющие устройства, предназначенные для грозовых перенапряжений (смотреть главу 2.4).

Указанные повторные заземления выполняются, если более частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений не требуются.

Повторные заземления PEN проводника в сетях постоянного тока должны быть выполнены при помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами.

Заземляющие проводники для повторных заземлений PEN проводника должны иметь размеры не менее приведенных в таблице 1.7.4.

В данном пункте необходимо уделить особое внимание второму абзацу и разобраться с более частыми заземлениями по условиям защиты от грозовых перенапряжений. Давайте рассуждать логически. Менее частые заземления для защиты от грозовых перенапряжений — это не что иное, как повторное заземление, отмеченное в первом абзаце. А для определения условий более частых заземлений, когда повторное заземление на вводах ВЛ к электроустановкам не требуется, необходимо ознакомится с главой 2.4, что также указано в первом абзаце. Помимо этого, стоит отметить, что даже если опустить второй абзац, то организация перечисленных повторных заземлений — это ответственность не владельцев частных домов, а оператора распределительной электрической сети.

Прежде чем переходить к главе 2.4, завершим рассмотрение основных пунктов главы 1.7, относящихся к повторному заземлению.

ПУЭ 1.7.103:

Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях.

Здесь все предельно просто. Сопротивление заземлителя повторного заземления PEN проводника не должно превышать 30 Ом. А сумма сопротивлений заземлителей повторных заземлений не должно превышать 10 Ом. То есть для выполнения этого условия достаточно минимум трех повторных заземлений (30 Ом каждое), и в сумме по правилу параллельного соединения резисторов они дадут 10 Ом.

Продолжим, и наконец-то определимся с условием, когда повторное заземление PEN- проводника на вводе к электроустановкам частного дом в системе TN делать не обязательно. Нам нужно узнать, когда делаются более частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений, и ответ на это есть в пункте ПУЭ 2.4.46:

В населенной местности с одно- и двухэтажной застройкой ВЛ должны иметь заземляющие устройства, предназначенные для защиты от атмосферных перенапряжений. Сопротивления этих заземляющих устройств должны быть не более 30 Ом, а расстояния между ними должны быть не более 200 м для районов с числом грозовых часов в году до 40, 100 м — для районов с числом грозовых часов в году более 40.

Кроме того, заземляющие устройства должны быть выполнены:

То есть по нормам в населенной местности с одно- и двухэтажной застройкой через 200 (100) метров должно быть установлено заземляющее устройство — это и есть более частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений. Соответственно в частном секторе, если выполнено вышеуказанное требование (а оно должно быть выполнено обязательно), то на вводе в дом можно не делать повторное заземление PEN проводника!

Дополнительно для полного понимания следует рассмотреть еще два пункта:

То есть не нужно считать одним и тем же повторное заземление и защиту от грозовых перенапряжений. Но если на опоре выполнено второе, то и первое должно быть выполнено. Именно из-за этой взаимосвязи во втором абзаце пункта 1.7.102 ставилось условие наличия частого заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений.

Справедливости ради стоит отметить, что все перечисленные требования относятся как к системе TN-C, так и к TN-C-S. Нигде конкретно не уточнено требование для какой-то конкретной системы. А нас интересует именно TN-C-S. Поэтому единственный логичный пункт с учетом выполненных частых защит от грозовых перенапряжений, который можно использовать — это 1.7.61. Его мы рассматривали первым, и он гласит, что в системе TN на вводе в частный дом рекомендуется делать повторное заземление PE проводника с ненормируемым сопротивлением. А повторное заземление PEN проводника с нормой до 30 Ом к частному дому никакого отношения не имеет и входит в ответственность оператора распределительной электрической сети.

Отсутствие нормируемого повторного заземление PEN ВЛ свидетельствует о несоответствии системы TN требованиям для населенной местности с одно- и двухэтажной застройкой. В этом случае необходимо выполнить заземление электроустановок частного дома по системе TT.

TN-C-S и для чего нужно повторное заземление PEN проводника

Если речь идет о населенной местности с одно- и двухэтажной застройкой, то повторное заземление PEN проводника на вводе в частный дом согласно ПУЭ не требуется. И никакие 4, 10 или 30 Ом вас не касаются. В штатном режиме повторное заземление PEN проводника, которое вы сделаете самостоятельно на вводе в свой дом, по сути к вам не будет иметь непосредственного отношения. Сопротивление его заземляющего устройства в совокупности со всеми повторными заземлениями будет относится к заземлению нейтрали трансформатора, а это ответственность снабжающей организации.

Давайте представим, что вы сделали повторное заземление с сопротивлением заземляющего устройства 30 Ом, и рассмотрим вариант с ЗУ 300 Ом. Какая здесь разница? Для вас, как владельца частного дома, никакой:

Важно! Остается единственный опасный случай, когда происходит отгорание вашего PEN проводника в месте до разделения на PE и N и вынос потенциала на зануленные корпуса. Здесь ситуация такая-же, как и с занулением в двухпроводке. В этом случае даже при наличии повторного заземления никакое УЗО не сработает. Единственная надежда остается на систему уравнивания потенциалов (СУП) и расцепитель напряжения для автоматических выключателей (или реле контроля напряжения). И если представить, что ни расцепителя, ни СУП у вас нет при такой аварийной ситуации, то лучше иметь повторное заземление PE проводника с наименьшим возможным сопротивлением заземляющего устройства для снижения напряжения прикосновения.

Моделирование ситуаций с повторным заземлением

Перейдем от слов к делу и смоделируем конкретные ситуации. Начнем с трансформатора с глухозаземленной нейтралью. Нам известно, что общее сопротивление вместе со всеми повторными не должно превышать 4 Ом, а сумма всех повторных не должно превышать 10 Ом.

Так как сопротивление заземляющего устройства повторного заземления не должно превышать 30 Ом, то по правилу параллельного соединения сумма трех повторных заземлений по 30 Ом даст 10 Ом.

1/10 = x/30; x = 3.

Это минимальное количество повторных заземлений. Максимальное количество рассчитывается исходя из длины линии и числа грозовых часов в году.

Для примера возьмем минимальное количество повторных устройств заземления с общим сопротивлением 10 Ом. Зная это определим допустимое сопротивление устройства заземления нейтрали трансформатора также по правилу параллельного соединения.

1/4 = 1/x + 1/10; 5/20 = 1/x + 2/20; 1/x = 3/20; x = 20/3 = 6,66 Ом.

Исходные данные известны. Перейдем к отрисовки системы в программе Electronics Workbench. Сопротивление проводов воздушной линии длинной 600 метров примем равным 0,6 Ом.

На первой схеме отрисована система TN-C-S c четырьмя повторными заземлениями PEN проводника с сопротивлением ЗУ 30 Ом каждого. Четвертое повторное заземление это ваше заземление для примера. Резисторы на схеме — это условные потребители (частные дома).

На второй схеме смоделировано отгорание общего нуля. Как видно, с учетом неравномерной нагрузки произошел перекос фаз. При этом начало работать и корректировать перекос повторное заземление. Естественно, чем меньше сумма сопротивлений повторных заземлений, тем лучше. Но если учесть, что норма для всех повторных заземлений, которые должен организовать оператор распределительной электрической сети, не более 10 Ом, то сделайте вы хоть дополнительно повторное заземление 1000 Ом — сумма всех повторных все равно будет меньше 10 Ом. Здесь даже считать не обязательно, так как одно из правил параллельного соединения гласит, что общее сопротивление всегда меньше сопротивления любого параллельно включенного резистора.

На третей схеме мы изменили сопротивление нашего заземляющего устройства с 30 Ом на 300 Ом. В результате общее сопротивление возросло на несколько Ом и осталось в пределах нормируемых 10 Ом. Такое изменение привело к незначительному (на несколько вольт) ухудшению показаний по перекосу. Здесь также следует отметить, что при отгорании общего нуля дополнительно происходит вынос потенциала на зануленные корпуса. И чем ниже общее сопротивление заземлителей всех повторных заземлений, тем меньше опасное влияние при данной аварийной ситуации. Поэтому, если у вас нет желания брать на себя работу снабжающей организации по снижению общего сопротивления заземлителей повторного заземления, то делать этого никто не обязывает.

На четвертой и пятой схеме вынос потенциала на зануленные корпуса в вашем доме. В обоих случаях, как при сопротивлении заземлителя 300 Ом, так и 1000 Ом произойдет мгновенной срабатывание автоматических выключателей из-за больших токов короткого замыкания. Здесь ваше повторное заземление никакой существенной работы не выполняет.

На шестой схеме смоделировано отгорание вашего PEN проводника. При этом через какую-нибудь включенную нагрузку может произойти вынос потенциала через место разделения PEN на PE и N на все зануленные корпуса. Ваша система заземления фактически превращается в комбинацию из TT и опасного зануления. При этом никакое УЗО не сработает, так как дифференциальных токов не будет.

Здесь должен отработать расцепитель минимального напряжения (или реле контроля напряжения), так как при обрыве вашего PEN и включенной нагрузке за счет заземления произойдет падение напряжения. Без заземления данные устройства также обесточат сеть при обрыве нуля.

Теперь рассмотрим самую саму худшую ситуацию. Частный дом, человек во дворе босиком касается заземленного корпуса. Расцепителя минимального напряжения нет, а СУП не работает. В этом случае нужно понимать, что на улице нужно использовать оборудование соответствующего класса электробезопасности. В противном случае единственной надеждой будет только заземление, значительно снижающее напряжение прикосновения. И здесь никакие нормы по повторному заземлению PEN проводника не применимы. Самое надежное заземляющее устройство в такой аварийной ситуации то, которое будет иметь наименьшее сопротивление.

Допустим, что до момента отгорания PEN в доме была включена нагрузка с током потребления 2 А. Соответственно сопротивление потребителя 110 Ом. Рассмотрим два варианта с повторным заземлением – 30 Ом и 4 Ом сопротивление заземлителя.

Как видно, при минимальном сопротивлении заземлителя (условно 4 Ом) значительно снижается напряжение прикосновения. Это важно, так как защитное отключение здесь не работает.

Подведем итог. Повторное заземление PEN проводника в населенной местности с одно- и двухэтажной застройкой — это обязанность оператора распределительной электрической сети. Делая на вводе в свой дом повторное заземление по нормам 30 Ом, вы просто выполняете чужую работу, которая может не защитить в действительно опасной ситуации. Для защиты нужно использовать в первую очередь расцепитель напряжения (или реле напряжения) и систему уравнивания потенциалов. Абсолютную же безопасность при отсутствии вышеперечисленных мер вы получите, если сопротивление вашего заземлителя будет минимальным (намного меньше 30 Ом). В этом случае вы также безвозмездно улучшаете систему TN, но это уже имеет какой-то смысл.

Источник

Повторное заземление PEN-проводника/нулевого провода ВЛ на вводе в дом/здание.

Что такое нулевой провод?

Определение PEN (совмещенный нулевой рабочий и защитный проводник) «появилось», когда для повышения уровня электробезопасности в электроустановках жилых и общественных зданий, был введен в действие первый из комплекса стандартов ГОСТ Р 50571.1 (дата введения 01.01.95) на базе нормативов МЭК (Международная электротехническая комиссия).
Комплекс новых стандартов внедрил «Типы систем заземления» для электроустановок напряжением до 1 кВ, где каждая система является общей характеристикой питающей электрической сети и электроустановки здания. В главе 1.7 ПУЭ 7-го издания (2002г.) дана классификация электроустановок в отношении применяемых систем заземления.

Для обеспечения электробезопасности, должен быть выполнен комплекс требований, как к заземлению, так и к электропроводке дома, указанных в главах ПУЭ (гл.1.7 и гл.7.1)..
Эти требования взаимосвязаны и их частичное выполнение может привести неблагоприятным последствиям.

Сопротивление повторного заземления на вводе ВЛ к электроустановке загородного дома.

Сопротивление заземляющего устройства электроустановки загородного дома, до присоединения к нулевому проводу, при однофазном или трёхфазном вводе не должно превышать 30 Ом.

Нормы приёмо-сдаточных испытаний. Наибольшие допустимые значения сопротивлений заземляющих устройств ПУЭ.

Подключение заземляющего устройства к нулевому проводу ВЛ:

Заземлители и проводники, проложенные в земле, должны иметь размеры не менее приведенных в табл. 1.7.4.(ПУЭ)

Площадь поперечного сечения, мм

для вертикальных заземлителей;

для горизонтальных заземлителей

для вертикальных заземлителей;

для горизонтальных заземлителей

__________
* Диаметр каждой проволоки.

Почему при монтаже следует измерять сопротивление заземления?

На видео пример промежуточного замера сопротивления заземлителя для нулевого провода [на вводе к электроустановке загородного дома] во время монтажа:
глубина заземлителя 6 метров, сопротивление растеканию 273 Ома.
Это ответ на вопрос: следует ли продолжить монтаж?

Где осуществляется повторное заземление?
5.18. На воздушной линии зануление должно быть осуществлено PEN-проводником, проложенным на тех же опорах, что и фазные провода.
На концах ВЛ /или ответвлений от них/ длиной более 200 м, а также на вводах от ВЛ к электроустановкам, которые подлежат занулению, должны быть выполнены повторные заземления PEN-проводника.
Что рекомендуется использовать в качестве заземлителей?
8.1. В качестве естественных заземлителей и заземляющих устройств рекомендуется использовать:
1-подземные или подводные части стальных и железобетонных конструкций и сооружений всех назначений, в том числе имеющих защитные гидроизоляционные покрытия, в неагрессивных и слабоагрессивных средах;
2- железобетонные фундаменты производственных зданий и сооружений, в том числе имеющих защитные гидроизоляционные покрытия, в неагрессивных, слабо- и среднеагрессивных средах, при условии приварки анкерных болтов стальных колонн (арматурных стержней железобетонных колонн) к арматурным стержням железобетонных фундаментов;
3-технологические, кабельные и совмещенные (стальные и железобетонные) эстакады промышленных предприятий;
4- проложенные в земле металлические трубопроводы всех назначений, кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления;
5- открыто проложенные металлические стационарные трубопроводы всех назначений, кроме трубопроводов горючих и взрывоопасных веществ и смесей, канализации и центрального отопления;
6-обсадные трубы буровых скважин;
7- рельсы электрифицированных железных дорог на станциях и перегонах, а также рельсы подъездных путей тяговых подстанций временного тока;
8- рельсы магистральных неэлектрифицированных железных дорог, а также рельсы подъездных путей, при наличии устройства преднамеренного электрического контакта между рельсами каждой рельсовой нити;
9- рельсы кранового пути при установке крана на открытом воздухе, при наличии преднамеренного электрического соединения между рельсами каждой рельсовой нити;
10-заземлители опор ВЛ, соединенные с заземляющим устройством электроустановки при помощи грозозащитного троса ВЛ (если трос не изолирован от опор ВЛ);
11- повторные заземлители ВЛ напряжением до 1 кВ, соединенные с заземляющим устройством электроустановки PEN-проводником, при числе ВЛ не менее двух;
12- свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле, при числе кабельных линий не менее двух.
Повторные заземления PEN-проводника в сетях постоянного тока должны быть осуществлены при помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами. Заземляющие устройства на ВЛ постоянного тока, выполненные для защиты от грозовых перенапряжений, рекомендуется использовать для повторного заземления PEN-проводника.
Заземляющие проводники для повторных заземлений PEN-проводника должны быть выбраны из условия длительного прохождения тока не менее 25 А.
5.19. Общее сопротивление растеканию заземлителей /в том числе естественных/ всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трёхфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях. При удельном сопротивлении земли p более 100 Ом·м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 p раз, но не более чем в десять раз.
5.20. Крюки и штыри фазных проводов, установленных на железобетонных опорах, а также арматура этих опор, должны быть присоединены к PEN-проводнику. Стальные оцинкованные однопроводные заземляющие проводники должны иметь диаметр не менее 8 мм. Крюки и штыри фазных проводов, установленные на деревянных опорах, где выполнено повторное заземление PEN-проводника, подлежат заземлению.

Источник

Как сделать заземление в доме или бане

Чтобы случайно не ударило током от стиральной машины или электропечи

Любая металлическая поверхность незаземленного электроприбора потенциально опасна.

Когда строят частный дом, заранее разрабатывают схему электропроводки. Одна из ее частей — заземление. Конечно, лампочки будут гореть, а чайник — работать и без заземления. Но если в стиральной машине протечет вода, напряжение появится на корпусе машинки и при соприкосновении человека может ударить током.

Чтобы этого не произошло, делают заземление. Я электромонтер и живу в частном доме, поэтому знаю, как сделать заземление с нуля, если только строите, или как все проверить, если покупаете готовый дом.

Вот о чем расскажу в статье:

Что такое заземление

Заземление — это соединение корпусов всех электроприборов в доме с землей через контур заземляющего устройства. Для этого во всей системе, включая кабель электроприбора, есть отдельная жила. Она идет от розеток через щиток в заземляющий контур, который вкопан в грунт. Прибор, подключенный к такой розетке, защищен: если он будет неисправен и на его металлических деталях появится напряжение, избыточный ток уйдет в землю. В худшем случае на корпусе останется небольшой, безопасный для человека заряд. При касании он будет ощущаться как легкое покалывание.

Чем заземление отличается от зануления. Раньше заземление не делали: считали, что это дорого. Делали зануление: соединяли электроприборы с нулевой шиной в щитке и уже ее замыкали на землю. Вместо трехжильного кабеля — фаза, ноль, земля — использовали двухжильный, где есть только фаза и ноль.

Когда работает прибор, нулевой провод находится под напряжением, поэтому при занулении пробой на корпус прибора равносилен короткому замыканию. Сработает автомат в щитке — «выбьет пробки», а потом электричество выключится.

Зануление запрещено в жилых, общественных, административных и бытовых зданиях.

Зачем нужно заземление

Заземление в частных домах нужно, чтобы обезопасить жильцов от поражения электричеством. Через розетки заземляют все электроприборы: чайники, электроплиты, стиральные машины.

Бойлеры также заземляют через розетки, а еще отдельным проводом делают заземление на корпус — на случай, если бак потечет. В большинство бойлеров встроено устройство защитного отключения — УЗО, которое отключит нагреватель при утечке тока. Заземление в этом случае отведет остатки напряжения.

В бане заземление особенно необходимо, так как вода — хороший проводник тока. Иногда при монтаже проводки в бане хозяева применяют не специальный, а обычный электрический кабель, его изоляция плавится от высоких температур. Оголившийся кабель может передать напряжение на разлившуюся воду или, например, через воду на металлическую печь.

Еще кабель могут проложить под фольгированной теплоизоляцией, которая станет проводником для тока. А бывает, в бане делают теплый пол, и из-за неисправности изоляции людей начинает бить током везде, где разлита вода.

Схемы заземления

Системы заземления различаются по типам и способам подключения нулевого проводника.

Нулевые проводники бывают трех типов:

Если проводов от опоры к дому три в однофазной или пять в трехфазной сети, то защитных проводников два: N — функциональный, или рабочий, ноль (провод синего цвета) и PE — защитный ноль, провод желто-зеленого цвета.

Система TN-C. Рабочий ноль N и PE-проводник в этой системе совмещены в один провод. Рабочий ноль N подключен к контуру заземления рядом с трансформаторной подстанцией.

При TN-C в банях и влажных помещениях дома электроприборы нужно заземлять отдельно. То есть, например, ставить розетку с заземляющим контактом для стиральной машины и от этой розетки прокладывать отдельный провод на вкопанный в грунт контур заземления.

❗️ Схему TN-C считают небезопасной и почти не используют.

Система TN-C-S. На пути от трансформаторной подстанции до ввода в здание нулевой рабочий N и защитный проводник PE совмещены. На вводе в здание PEN разделяется на отдельный нулевой N и защитный проводник PE. В щитке шина заземления и нулевая шина объединяются перемычкой.

Если, например, дерево упадет на нулевой провод и оборвет его, на заземляющей шине PE в доме появится напряжение. Все заземленные металлические корпуса приборов окажутся под напряжением. Например, корпус бойлера в котельной или металлической печи в бане. То же самое случится, если на улице перехлестнутся нулевой и фазный провода. Ноль на подстанции отгорит, а на контуре заземления появится ток.

Система TN-C-S — основная для любых зданий. Она считается самой надежной.

При организации схемы ТТ обязательно используют устройства защитного отключения — УЗО. Ставят вводное УЗО с уставкой — пороговым значением силы тока, при котором УЗО срабатывает, — 100—300 мА. Это так называемое противопожарное УЗО, которое защищает от утечки тока. На линии электроприборов ставят УЗО на 10—30 мА. УЗО обязательно совмещают с автоматическими выключателями, которые защищают линию от короткого замыкания и перегрева.

Устройство контура заземления

При коротком замыкании или утечке тока напряжение уходит с электроприбора в контур заземления. Контур — это, как правило, металлический треугольник, который закапывают в грунт рядом с домом. Контур заземления нужно делать только при системе TT.

Элементы контура заземления

Вот из чего состоит система заземления частного дома:

Контур заземления нельзя делать из подручных конструкций, например проходящих в земле металлических водопроводных труб. Это небезопасно, а еще такие трубы быстрее ржавеют и разрушаются.

Заземляющий электрод. В качестве электродов обычно берут металлический прут диаметром не менее 18 мм или металлические уголки 50 × 50 мм. Уголки заостряют на концах, чтобы их удобнее было забивать в грунт. Типовая длина прута или уголков — три метра. Этого достаточно для большинства грунтов.

Наилучшие показатели сопротивления у электродов из меди. Электроды из обычной арматуры, наоборот, неэффективны в контуре заземления. Для обвязки электродов используют стальные полосы.

Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле

Защита заземления. Штыри контура заземления должны плотно входить в грунт и соприкасаться с ним на максимальной площади. Поэтому элементы заземления запрещено красить.

Чтобы предотвратить образование ржавчины на стальных полосах, используют антикоррозионные составы. Сварные соединения контура обрабатывают битумной мастикой или смолой.

Виды контуров заземления

Геометрия контура заземления зависит в основном от удобства монтажа. Это может быть треугольник, квадрат, любая другая геометрическая фигура или забитые в линию стержни.

Треугольник. Это самый распространенный вариант контура заземления. В землю забиваются три стержня. В идеале расстояние между ними должно быть не меньше трех метров, но в зависимости от места на участке делают и меньше. Должен получиться равносторонний треугольник.

Линейный контур. Контур заземления в виде линии применяют там, где нет места для треугольника. Линейный контур удобно закопать вдоль забора или стены дома. Количество электродов может быть любым: чем больше, тем лучше показатели сопротивления контура.

Расчет заземления

Чтобы контур заземления правильно работал, перед его монтажом нужно сделать расчет. Неверно рассчитанный контур будет плохо отводить ток или вообще не будет выполнять свою функцию — получится, что все элементы заземления сделаны, но ничего не работает.

Общее сопротивление контура заземления в жилых зданиях не должно превышать 4 Ом. Чем ниже сопротивление, тем меньше напряжение, которое возникнет на корпусе электроприборов при каких-либо проблемах.

Еще нужно учитывать ключевой параметр для находящегося в земле контура заземления — сопротивление растеканию тока. Это то, насколько эффективно контур рассеивает ток в землю. На сопротивление растеканию влияет множество параметров: сопротивление грунта, количество стержней и расстояние между ними, материал стержней и даже время года.

Сопротивление грунта. Чем ниже сопротивление грунта, тем лучше заземлитель будет отводить ток. Например, в торфянике сопротивление минимально: напряжение уйдет в землю, даже если контур не сильно заглублен или не выдержаны рекомендуемые расстояния между электродами.

Гравий или шлак обладают большим сопротивлением: забитый в них контур может вовсе не работать.

Сопротивления грунтов

Если грунт «жесткий», применяют ряд мер, чтобы заземлитель работал:

Размеры и расстояния для заземляющих электродов. Чтобы рассчитать расстояние между стержнями электродов, берут длину стержня и умножают на коэффициент 2,2. Например, при длине стержня в три метра расстояние между ними должно быть: 2,2 × 3 = 6,6 м. На практике такие расстояние не всегда удается выдержать из-за нехватки места на участке. Электроды, забитые на меньшее расстояние, также будут работать. Но ухудшится эффективность контура заземления, уменьшится сопротивление растеканию.

Снизить сопротивление контура можно установкой дополнительных электродов. Однако монтировать их вблизи от существующих бесполезно. Ток будет стекать с двух электродов на один и тот же участок. Поэтому заземлители нужно разносить: например, изменить геометрию контура и сделать вместо треугольника квадрат или линию с пятью электродами.

Правила и требования к контуру заземления

Глубина забивания штырей. Штыри-заземлители должны уходить в грунт ниже глубины промерзания как минимум на 60—100 см.

Например, в Архангельске грунт промерзает зимой на 1,8 м. Штыри нужно забивать минимум на 2,8 м. Глубина также зависит от типа грунта: чем его сопротивление хуже, тем глубже должны быть штыри.

Заземление и молниезащита. Если в доме сделана молниезащита, ее желательно объединить с внутренней системой заземления. По нормам эти системы должны быть общими.

п. 3.2.3.1 инструкции по устройству молниезащитыPDF, 936 КБ

Если молниезащиту и внутреннее заземление дома объединяют, в грунте делают один контур, а не два. По сути, это две отдельные системы. Молниеотвод работает как заземлитель для внешнего сверхмощного напряжения — удара молнии. Молниеотвод собирают из толстых прутков, которые не сгорят, если по ним пропускать ток в несколько тысяч ампер. Заземление в доме работает только с бытовым напряжением, для него используют провод того же сечения, что идет в розетки.

На вводе в щиток ставят устройство защиты от импульсных перенапряжений — УЗИП. Оно гарантирует, что импульс молнии от молниеотвода через объединенный контур не пройдет в дом.

УЗИП часто ставят и при раздельных контурах заземлений. В том числе если нет молниеотвода. Так делают, чтобы спасти проводку, в случае если молния попадет в уличные провода или в землю рядом с домом.

При объединении обе системы заземления включают в систему уравнивания потенциалов — СУП. В такой системе все металлические части конструкций дома и все металлические коммуникации подводят проводами к главной шине заземления. То есть тянут отдельный провод заземления, например, от ванной. Еще один провод — от газовой трубы, еще один — от металлического короба вентиляции и так далее.

Если СУП нет, при ударе молнии возникнет разница потенциалов и пробой между элементами молниезащиты и металлическими конструкциями. Например, молния ударит в трос-молниеприемник на крыше, а на чердаке — кабель освещения под напряжением. Если нет СУП, из-за разницы потенциалов между тросом и кабелем начнет искрить, несмотря на то, что их разделяет крыша. Может начаться пожар.

При устройстве СУП к главной заземляющей шине рекомендуют подводить:

Сечение провода для уравнивания потенциалов не должно быть меньше сечения жилы вводного провода.

Как сделать монтаж контура заземления

Выбор места. Контур заземления делают недалеко от дома: как правило, не дальше двух метров. Это позволит сэкономить на длине проводника, соединяющего контур со щитком. Лучше выбирать влажное место: рядом с прудом, в низине или у огорода. Влага даст лучший контакт штырей с грунтом. Если дом стоит на сваях или ленточном фундаменте, допускается делать контур прямо под домом.

Еще смотрят на тип грунта. Бывает, при строительстве делали выборку, привезли много песка и около дома песчаная почва. А чуть дальше — глина или чернозем. В таком случае контур делают на большем расстоянии от дома в более подходящей почве.

Земляные работы. Последовательность земляных работ:

Нельзя готовить «колодцы» для заземлителей при помощи мотобура или других инструментов. Штыри должны заходить в грунт плотно и без зазоров, только так контур будет нормально работать.

Монтаж конструкции. Последовательность действий при монтаже:

Ввод в дом. Полосу от контура нужно вывести на цоколь здания и закрепить на ней болт 10 мм. С его помощью соединить полосу с заземляющим проводником — кабелем желто-зеленого цвета. Кабель должен быть проложен в щиток к главной шине заземления.

Норматив сечения заземляющего проводника зависит от сечения фазного провода. Рекомендую медный провод сечением 6 мм.

Проверка и контроль. Согласно нормам, каждые 12 лет нужно проверять сопротивление контура заземления. Это нужно делать, так как части контура находятся в земле и могут сгнить или прийти в негодность. Кроме того, не исключены механические повреждения: например, из-за подвижности грунта могут переломиться сварные соединения.

Проверять сопротивление контура заземления лучше летом или зимой, когда грунт имеет наибольшее сопротивление.

Работа приборов основана на пропускании тока через пробные электроды. Это металлические колышки, которые временно втыкаются в грунт на расстоянии 20—30 м от контура. Колышки-электроды вместе с контуром образуют треугольник. При подаче напряжения прибор определит сопротивление контура.

Что лучше — купить готовый комплект заземления или сделать самостоятельно

Можно купить готовый комплект заземления. Его преимущество — быстрота установки. В большинстве случаев ничего не нужно будет варить, все соединения делаются при помощи заводского крепежа.

Еще считается, что заводские электроды более надежны, меньше гниют в земле, так как покрыты спецсоставами в промышленных условиях, — заводы применяют гальваническое омеднение.

Если делать все самостоятельно, получится сэкономить.

Источник