Все про заземление в частном доме и квартире

Почему это так важно

Любое электрооборудование, будь то обычное бытовое устройство или сложная промышленная установка, во время работы таит в себе серьезную опасность, связанную с электрическим напряжением. При авариях и чрезвычайных ситуациях риску подвергается как исправность электроприбора, так и жизнь и здоровье находящихся поблизости людей. Поэтому среди прочих задач электротехника уделяет особое внимание защите от поражения током.

На практике подобные задачи решаются с помощью того, что на вводе устанавливается автоматическая защитная аппаратура: система предохранителей и автоматических выключателей. Эти устройства позволяют мгновенно отключить от сети оборудование при различных ненормальных режимах работы. Но как поступить, когда автоматическое выключение аварийного участка не отреагировало должным образом на неполадки и не справилось со своими прямыми обязанностями? Как правило, в таких случаях нагреваются токоведущие жилы, что служит причиной пробоя изоляции на корпус и выхода электроприбора из строя. Вся металлическая поверхность оказывается под напряжением и при ее касании происходит удар током. Чтобы обезопасить пользователей от негативных последствий, электрические сети защищают заземлением, то есть подсоединяют металлические части, по которым в обычных случаях ток не протекает, к нулевому потенциалу или земле.

Принцип действия

Через пострадавшего, соприкасающегося с предметом под напряжением проходит электрический ток. Его величина определяется удельным сопротивлением почвы или материала, на поверхности которого находится человек. Так как сопротивление будет иметь постоянное значение и изменить его в момент прикосновения невозможно, то требуется снижать вольтаж касания, то есть величину напряжения на корпусе дефектного прибора. Чтобы осуществить это, оборудование подсоединяют к заземляющим электродам, находящимся в грунте. Благодаря этому значение потенциала снизится пропорционально величине сопротивления заземлителя.

В правилах электробезопасности предусматривается использование заземляющих проводников в каждой сети, в которой присутствует глухозаземленная нейтраль. То есть заземлителями в обязательном порядке оснащаются наши квартиры, дома и промышленные производства. Нормы проектирования предусматривают окрашивание этих проводников зеленым либо желтым с зеленой полоской цветом. Подсоединение к корпусу производится с помощью вилки и розетки через заземляющий контакт. Все панели внутри устройств связываются специальными перемычками, установленными незаметно. За счет этого достигается коммутирование всего электрооборудования на одном узле ‒ электрощите. По требованиям безопасности запрещается соединение на этом участке рабочего нулевого провода и контура. Затем, принимая во внимание тип сети, проводится подсоединение защитного проводника к заземляющему устройству, то есть к металлическим стержням.

Для частного дома система конструируется из арматуры, для квартиры ‒ это общая конструкция на вводе в здание. При помощи материалов с улучшенной изоляцией, диэлектрических подставок, напольных покрытий со сниженными токопроводящими свойствами можно создать дополнительную защиту.

Заземляющий контур

Для создания заземляющего контура применяются металлические стержни диаметром 12-20 мм и длиной 1,5-2 м. Заглубление в грунт происходит на расстояние, промерзающее зимой и просыхающее летом, то есть примерно на 0,7 м. Число заземлителей определяется следующими факторами:

• тип грунта;
• рабочее напряжение;
• ток короткого замыкания;
• географическое положение.

Стержни соединяются полосовой сталью с поперечным сечением как минимум 100 мм2. Эта полоса идет к заземляющему проводнику, который подсоединяется к корпусу электрощита и шине РЕ. Все узлы контура должны быть сварены, использование крепежных изделий допустимо только в случае применения заземлителей, обработанных омеднением или лужением. На заглубленные участки краска не наносится, чтобы ничего не затрудняло хороший контакт с почвой.

Когда на корпусе электротехнического устройства возникает электрический потенциал, ток, проходя через розетку и провод, оказывается на заземляющей шине РЕ. После этого он через контактный проводник поступает на стержни и рассеивается в слоях грунта, таким образом формируя контур с заземленной нейтралью трансформаторной подстанции. Данный тип соединения по международной классификации обозначается TN-S. Так как применяются отдельные, изолированные проводники, то TN-S считается весьма затратной схемой. Чтобы сократить траты на приобретение нулевого рабочего и заземляющего проводников, их объединяют на пути между подстанцией и электрощитом на лестничной площадке либо электрощитом на участке, а затем разделяют друг от друга на самостоятельные проводники TN-C. В практической деятельности иногда прибегают к смешанной схеме соединения TN-C-S.

Требования к заземлению

Основная цель заземляющих систем ‒ отведение тока с поверхности корпуса и распределение его в слое грунта. То, как ток будет растекаться зависит от ряда моментов:

1. Удельное сопротивление верхнего слоя почвы. Здесь действует правило: через единицу площади грунта с более низким сопротивлением уйдет больше тока. На этот показатель влияет химический состав земли, влажность грунта, плотность почвенного слоя и время года.
2. Число заземляющих электродов. Чем больше вы установите стальных стержней, тем эффективнее будет ваше заземление.

В справочной литературе представлены различные методики расчета заземления с использованием поправочных коэффициентов на материалы, величину заглубления стержней, охват по площади и прочее.

Порядок проведения рабочих мероприятий по устройству заземляющего контура

Данные действия проводятся одновременно с установкой устройства выносного учета.

1. Выкапывается траншея с глубиной от полутора метров. Затем ее дно необходимо утрамбовать.
2. Заземляющие электроды погружаются в грунт при помощи механического воздействия. Их забивают или втыкают.
3. После заглубления стержни приваривают к заземляющему проводнику, идущему к щиту учета. При использовании прямоугольных электродов сварочный шов должен быть в два раза меньше ширины плоскости стержней, на круглых электродах длину шва рекомендуется делать в шесть раз меньше. При соединении элементов разной формы сварочный шов составляет пять толщин самой маленькой детали. Для проверки качества проведенного монтажа применяется метод поочередного простукивания всех мест сварки. Соблюдение таких строгих правил в процессе изготовления заземляющего контура обуславливается высоким коррозионным воздействием и недостатком возможностей по проверке соединительных швов.
4. Траншею засыпают слой за слоем, используя просеянный песок, в котором отсутствуют механические примеси и строительный мусор. Слои песка необходимо утрамбовывать, чтобы исключить возникновение пустот.
5. Заземляющий проводник соединяется с электрощитом специальным болтом. Предварительно место соединения требуется зачистить от коррозии и краски. Выходящую на поверхность земли полосу окрашивают в черный цвет.
6. Когда все электромонтажные работы закончены, необходимо пригласить работников специализированной организации, которые проведут замеры сопротивления у получившегося заземляющего контура. Для домашних сетей, в соответствии с регламентирующими требованиями, сопротивление не может превышать 30 Ом. Если указанного показателя добиться не удалось, необходимо увеличить количество заземляющих электродов. Затем проверяется сопротивление изоляционного покрытия. После замеров пользователю передаются протоколы о том, что все электрофизические измерения были проведены.

Примерно так выглядит порядок рабочих мероприятий по установке заземления. В конкретных ситуациях нельзя исключать влияния факторов, которые могут скорректировать процесс. Все вопросы требуется улаживать прямо на объекте.