Как сделать заземление частного дома и зачем
Современная электрическая система квартир и домов отличается оттого что было раньше. Если в советское время, кроме телевизора, утюга и, естественно, освещения больше, и не было электроприборов, то современное жилище насыщено различными по мощности и по назначению приборами, которые небезопасны. Безопасность жильцов или потребителей электроэнергии выходит теперь на первый план.
В настоящее время очень часто можно увидеть на всех приборах кроме обычного фазного и нулевого вывода также заземляющий провод или же болтик, к которому необходимо подключить контур заземления. Даже розетки имеют заземляющий вывод, который как по правилам тоже должен быть задействован. Для чего нужен этот элемент и как организовать в частном доме этот вид защиты разберемся поподробнее.
Зачем нужно заземление в частном доме
Начнём с того что согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ) корпуса электрооборудования, которые выполнены из токопроводящего материала и вследствие пробоя изоляции могут оказаться под напряжением должны быть заземлены, а частный дом — это рассадник электроустановок. Электрический ток является очень опасным видом энергии, который невозможно услышать или увидеть, а также понюхать.
Его только можно измерять с помощью специальных приборов прошедших поверку и рассчитанных на определенную величину напряжения. Во время аварийной ситуации, а именно пробоя изоляции электрического устройства, например, бойлера (водонагревателя), опасное напряжение окажется и на корпусе, и в воде, что может не только навредить здоровью человека, но и лишить его жизни.
Вообще, заземление бойлера очень актуально, так как в нём соединены все особо опасные факторы электрической опасности.
Ток, как и вода, всегда будет течь по меньшему сопротивлению, поэтому если сопротивление человека колеблется от 2000 до 5000 Ом, то заземляющий провод и сама система заземления в частном доме должна быть не выше 4 Ом.
Сила тока на участке человеческого прикосновения значительно ниже чем между точкой пробоя изоляции и заземлением.
При переменном напряжении с частотой 50 Гц смертельная величина тока для человеческого организма составляет всего 0,1 А, потеря сосания или обморок может случиться уже при 0, 03 А.
Для того чтобы человек почувствовал ток он должен пройти по нему, а так как пол в многоэтажном или же частном доме, чаще всего, сделан из токопроводящего материала, то для этого необязательно даже прикасаться к какому-то металлическому предмету, который станет замыкающим элементом цепи.
Напряжение обязательно поразит человека, а так как его величина 220 или же 380 Вольт (в зависимости от электроснабжения) то легко можно посчитать ток, который пройдёт через тело человека. Для этого нужно величину напряжения разделить на сопротивление тела.
Во влажных помещениях, например, в подвальном помещении, а также в ванных, душевых комнатах оно будет ниже.
Как правильно сделать заземление
Особенности освещения дома светодиодными лампами
Для того чтобы выполнить правильное заземление загородного дома, недостаточно присоединить провод к трубам отопления или водоснабжения которые, как казалось бы тоже соединены надёжно с землёй.
При неожиданном пробое в таком случае может пострадать уже не один человек, а несколько, то есть все те, кто во время появления напряжения на корпусе, а значит и на водопроводных трубах, прикоснуться к ним. Также это приводит к разрушению и самих металлических изделий.
задача заземления это обеспечение безопасности.
В электроснабжении различают два вида заземления:
- Рабочее. Это когда проводник используется как нулевой провод и необходим для создания нужного напряжения, такого как стандартные 220 В, на которые и рассчитана основная масса электроприборов. При системе трёхфазного напряжения величина между одной фазой и землёй как раз и будет 220 Вольт. Сечение фазного и нулевого проводника стоит выбирать по мощности нагрузки которая будет подключена к сети. Розетки при таком электроснабжении могут не иметь дополнительного вывода;
- Защитное. Это совершенно другой вид заземляющего устройства, который подключается только с целью защитить человека в случае пробоя изоляции.
Организовать защитное заземление в частном доме, на даче или в коттедже намного проще, чем в многоквартирном доме, тем более, когда вы живёте не на первом этаже.
Наиболее эффективной является так называемая система заземления тт, в которой защитный провод РЕ ни в коем случае не соединяется с нулевым рабочим проводником N. Это отчётливо видно из рисунка, приведённого ниже.
Заземлитель
Зачем нужна розетка 380 Вольт: классификация, монтаж
Это зарытые в землю штыри, которые должны находиться не меньше чем на глубине 0.5 метра, однако, как показывает практика при холодных зимах и низких температурах лучшее, а значит минимальное, сопротивление заземления получается если забить штыри заземляющего контура на глубину 2-3 м. Нужно отметить что здесь разделяет два типы контура:
- Замкнутый. Вбитые металлические штыри или колья на расстоянии друг от друга 1-2 м формируют треугольник. После чего они свариваются между собой полосой из металла. Такой вид контура является хорошим функциональным элементом, и даже если в течение эксплуатации под воздействием влаги и ржавчины произойдёт обрыв сторон треугольника то защитное заземление немного ухудшится, но не пропадёт, и будет всё так же защищать в неблагоприятных ситуациях.
- Линейный. В таком случае штыри забиваются или вкапываются в одну линию и соединяются между собой последовательным способом, размеры указаны ниже. Отрицательная сторона этого подключения составляет в том, что если произойдёт обрыв перемычки в начале первого штыря, то во всём частном доме заземление ухудшится, а значит станет больше чем 4 Ома. И не обеспечит надёжной защиты. Однако, иногда и такой способ применяется.
Вот ещё несколько способов установки штырей заземлителя, но подробно о них рассказывать нет смысла, так как они применяются крайне редко.
Соединительный заземляющий проводник
Металлическая конструкция, соединяющий верхний конец заземляющего контура и ввод шины, выполняется из полоски металла или же кругляка. Если необходимо изменить угол или же направление этой конструкции, то обязательно должно производится сваривание элементов, болтовое соединение здесь не допускается.
Внутренняя основная шина заземления
Выполняется из медной шины с набранными на ней болтовыми соединениями, к которым непосредственно и подключается заземляющий провод от какого-либо электрооборудования.
Если эта сеть рассчитана на напряжение до 1000 Вольт, что чаще всего встречается в бытовых условиях, то это должен быть медный многожильный провод сечением не меньше чем 10 мм2. Однако, если сэкономить и проложить алюминиевый, то сечение его уже должно быть больше 16 мм2, для металла эта величина составляет 75 мм2. Таких шин в доме может быть несколько и сечение у них одинаковое. Например, в каждой комнате, на каждом этаже, или же в подвале.
На рисунке приведён пример заземлителя, выполненного не по правилам ПУЭ, тут неправильно всё, и не только сечение провода.
В старых домах жилого назначения розетки и кабеля навряд ли имеют защитный ввод и жилу, поэтому нужно задуматься стоит ли переделать всю систему, или же просто установить УЗО. Такое устройство устанавливается на ввод, который может находиться даже в подвале.
Монтаж контура заземления
Как сделать диммер для паяльника
Для того чтобы сделать заземление в частном доме первоначально нужно определиться с местом где будет выполнен заземляющий контур. Это должно быть безлюдное место, так как в теории в случае пробоя или ухудшения изоляции электроприборов на данном участке появится опасный потенциал.
Запрещается делать это в подвале. В реальности это может быть опасно только в случае неисправности этого защитного устройства. Чаще всего это место берётся любое, отступив около 1–1,5 метра от фундамента дачного дома. Если учесть теоретическую опасность, то можно это место оградить небольшим заборчиком или же бордюром.
Затем необходимо прокопать треугольник и ров для соединительного проводника. Каждая сторона треугольника должна быть около 1–2 м, а глубина от 0,5 до 0,7 м.
После чего вбиваются электроды или же штыри в грунт на глубину 1,5–2 м, таким образом, чтобы остались места для сварки их в треугольник. Ни в коем случаи не надо их бетонировать, это ухудшит в несколько раз контакт с землёй. Чтобы штыри легче входили в землю один их край стоит сделать острым.
Если на участке много песочной почвы, то токопроводимость можно увеличить соляным раствором (только не из поваренной соли) в тех местах где вбиваются электроды. Сваренный треугольник соединяется с общей заземляющей шиной в районе распределительного щитка, даже если он находится в подвале.
Штыри можно вбить в грунт, использовав отбойный молоток как показано на рисунке ниже.
Защита крыши и дома от попадания молнии
Если хозяин решил также произвести установку громоотвода, то для этого желательно выполнить ещё один контур заземления, расположенный на расстоянии от крыши. Для того чтобы во время попадания молнии на крыше не произошёл всплеск энергии и там не появился опасный потенциал. Контура заземления в частном доме лучше разъединить по назначению.
Устанавливать на крыши дома штыри, в которые будет попадать молния, конечно же, можно, но лучше отдельной конструкцией выполнить громоотвод и установить его рядом со строением, тем более, если это выполняется в деревянном доме. Температура при ударе молнии огромна, это может привести к пожару. То есть лучше разделить защитное заземление дома (куда подключены розетки) и систему для улавливания молний.
Это очень важно если кровля выполнена из металла и имеет острые окончания. Естественно, что можно установить и несколько громоотводов вокруг дома это уменьшит шансы попадания молнии в крыши домов, однако, это уже не совсем оправданное мероприятие, которые делается только на взрывоопасных предприятиях и АЭС.
Лучше приобрести и установить дополнительную электронную аппаратуру, спасающую электроприборы от резких всплесков напряжения, во время грозы, тем более, если дом построен из дерева.
Комплект для заземления частного дома
Монтаж и установка заземления в загородном доме весьма трудоемкий процесс, однако, на что не пойдёшь ради безопасности. В настоящее время есть возможность упростить себе этот процесс путём покупки уже готового комплекта. Здесь уже, конечно, чем выше качество, тем выше и стоимость комплекта. Если решили провести заземление дома, то это нужно сделать правильно и качественно.
Зато не нужно будет искать материал и выдумывать, что-то из подручных средств. Цена на такой комплект заземления для дома вирирует в очень широких пределах от 6000 до 42000 рублей. Набор и упаковка такого заземления для частного дома должна быть не порвана, и иметь инструкцию.
Как проверить величину сопротивления заземляющего устройства
Последним этапом реализации защитного или же рабочего заземления, а также ввод в работу, будет его проверка. Некоторые специалисты предлагают проверить его подключением к лампочке или же мегомметром. Проверка лампочкой сопротивления заземляющего контура покажет только наличие соединения с землёй (то есть нулевым потенциалом), величину самого сопротивления так не проверишь.
Проверка мегомметром это, вообще, неправильный подход, так как этот прибор рассчитан на замеры сопротивления изоляции которая составляет несколько десятков или сотен тысяч Ом, а тут нужно точно измерить всего лишь несколько таких единиц.
Для таких целей применяется профессиональный прибор М416.
Именно он предназначен для измерения удельного и активного сопротивления заземления. Принцип его работы основан на компенсационном методе измерения при помощи вспомогательного заземлителя и специального потенциального электрода (зонда).
Другие более современные устройства измерения пока крайне редко встречаются даже на производстве. На предприятии существует график проверки такого сопротивления, ну а в домашних условиях достаточно проверки один раз перед введением в эксплуатацию, и потом через 5–8 лет.
Если такая работа делается в своем домике самостоятельно, то ввод в работу и эксплуатация ляжет на плечи хозяина. Если она сделана специализирующимися на этом фирмами (желательно имеющими лицензию на данную услугу) или же самим поставщиком электроэнергии, то и проверку они обязаны сделать самостоятельно, с предоставлением соответствующих документов.
Таким образом, сделать заземление в частном доме мало, нужно его проверить и, возможно, даже узаконить.
«Заземление загородного дома своими руками за 1000 рублей»
Для чего нужно заземление
До недавних пор устройство защитного заземления касалось только электрических сетей промышленных предприятий и других объектов повышенной мощности.
Однако, современный технический прогресс вызвал резкий рост всевозможных приборов и оборудования, используемых в быту.
В связи с этим, в домашних условиях все чаще стали использоваться трехфазные сети, существенно возросла нагрузка на кабели, проводники и на свет, поэтому перед многими хозяевами уже не возникает вопрос, для чего нужно заземление и стоит ли его устанавливать.
Существует высокая степень риска выхода из строя бытовой и компьютерной техники при ее эксплуатации без заземляющих устройств. Во многих жилых домах до сих пор используется проводка старого образца, где нет какой-либо защиты. Для обеспечения нормальной работы домашней электроники в этих условиях, владельцы квартир и частных домов нередко вынуждены самостоятельно делать заземление в частном доме или квартире.
Зачем нужен контур заземления
Современные квартиры и частные дома заполнены большим количеством мощного электрооборудования. В повседневной жизни хозяева все чаще пользуются водонагревательными бойлерами, стиральными машинами-автоматами, микроволновками, электроплитами, и т.д.
Сюда же входит и теплый пол. Провода и кабели пропускают через себя токи с высокими значениями силы и напряжения. Изоляция, нарушенная в любом из них, легко становится причиной поражения электрическим током и других серьезных негативных последствий.
Во избежание подобных случаев нужно заземление в доме, в том числе на освещение и на выключатель.
Суть данных систем заключается в преднамеренном соединении с землей при помощи проводников всех частей и конструкций оборудования, не проводящих электрический ток. Если сеть функционирует нормально, то подача к ним напряжения не производится. Поступление тока на эти участки происходит лишь тогда, когда нет герметичности изоляции и образуется прямой контакт с токоведущими частями.
В таких случаях в действие вступают физические законы, когда ток начинает течь на участок с меньшим сопротивлением. Подобная ситуация как раз и возникает при нарушениях изоляции токоведущих конструкций, кабелей и проводов.
Это приводит к так называемому пробою на корпус, при котором кабель пропускает ток на металлическую деталь с очень низким сопротивлением.
В случае соприкосновения с такими частями, если есть напряжение, человек попадает под удар электрического тока.
Следовательно, основное назначение заземления заключается в предотвращении подобных ситуаций. Человеческое тело обладает низким сопротивлением, а сопротивление земли вообще нулевое. Поэтому при выборе человека или земли ток выберет землю и начнет течь в ее направлении.
Однако, между человеком и землей находится заземляющее устройство, изготовленное из материалов, не обладающих нулевым сопротивлением. В этих системах оно должно быть минимальным, тогда электрические токи, проходящие через человека, будут иметь допустимые параметры, а все излишки уйдут через контур.
Как работает заземление
Для того чтобы сделать эксплуатацию бытового и промышленного оборудования максимально безопасной, их металлические конструкции необходимо соединить с землей.
Данный способ позволяет с высокой эффективностью предотвращать поражения электротоком при аварийных ситуациях. В таких случаях даже при самых качественных защитных автоматах нет быстрого обесточивания сети.
Система заземления образует цепь с минимальным сопротивлением, компенсируя негативное воздействие тока на человеческий организм.
Следует точно знать, на чем основано заземление. Наиболее наглядным считается пример, когда поражение током может наступить при касании токоведущих частей. В каком-либо устройстве из-за некачественного контакта происходит разрушение изоляции проводника, находящегося под напряжением. В случае контакта этого провода с металлической деталью прибора, ток начнет поступать на его корпус.
Особенностью электричества является невидимое и неслышимое действие, не позволяющее своевременно распознать опасное состояние. То есть человек, совершенно не догадываясь об опасности, касается устройства и попадает под удар электротока.
Заземление помогает успешно избежать негативных последствий. Ток в аварийной ситуации просто течет в землю, а устройства защитного отключения срабатывают и отключают сеть.
Если же защита по каким-то причинам не сработала, человек все равно окажется защищенным, поскольку его сопротивление существенно выше, чем у контура.
Как уже отмечалось, электрический ток потечет по пути наименьшего сопротивления и не причинит особого вреда. Сечение провода заземления можно подобрать по таблице.
Конструктивные особенности контура заземления
В однофазных и трехфазных электрических сетях схемы контура заземления практически не различаются между собой. В землю закапывается несколько электродов, после чего все сооружение соединяется между собой, какое и становится заземляющим контуром. Сама сборка выполняется в виде треугольника или квадрата.
Иногда электроды можно ставить последовательно, образуя конфигурацию незамкнутого контура. Каждый из вариантов выбирается в зависимости от конкретных условий. Соединения выполняются сваркой или с помощью болтов, а затем через специальный кабель готовая система подключается к распределительному щиту.
Почему не допускается произвольное расположение контура? Правильная установка требует соблюдения определенных правил и технических норм. Например, минимальное расстояние от здания составляет 1-2 метра, а максимальное – не более 10 метров.
https://www.youtube.com/watch?v=6MIOsXp7Tso
Следует учитывать и глубину, на которой должны залегать электроды. В первую очередь учитываются особенности грунтов, наличие или отсутствие грунтовых вод, и расстояние их от контура. Закладка элементов осуществляется за уровнем промерзания земли. Такая конструкция позволяет создать эффективное заземление ванны в квартире.
Материалом для электродов чаще всего служат стержни, изготовленные из черного металла. Прежде всего, это различные виды металлопроката – уголки, трубы, гладкая арматура, двутавр и т.д. Сложная конфигурация проката не влияет на функциональность всей схемы, выбор следует делать исходя из удобства забивания в землю тех или иных конструкций. Чаще всего используются стальные уголки.
Следует учитывать, что площадь сечения любого проката должна быть не ниже 1,5 см2. Общая схема и количество стержней устанавливаются опытным путем или рассчитываются по специальной методике.
Для чего нужно повторное заземление
Используя заземление, изготовленное по схемам, не стоит исключать вероятность появления напряжения, опасного для здоровья и жизни людей. Оно возникает в результате обрыва заземленных проводов и кабелей, расположенных в электроприборах. В таких случаях дополнительную безопасность обеспечивает повторное заземление, установленное по диспетчерскому сигналу.
Его основная функция заключается в снижении напряжения, появляющегося во время касания токопроводящих частей приборов. В результате, при наличии замыкания снижается вероятность получения электротравмы на заземляемом участке.
Работа повторного заземления происходит следующим образом. Когда на корпусе отдельного устройства происходит замыкание, часть электрического тока будет уходить в землю.
Наступает снижение разности потенциалов между землей и корпусом, и человек оказывается защищенным от поражения током. При использовании заземления по схеме TN-C, устройство повторного заземления затрагивает нулевой провод.
В этом случае проводник связывается с землей через установленные интервалы и используется совместно с основным заземляющим контуром.
Если же используется система TN-C-S, то повторное заземление затрагивает проводник PEN, в точке его ввода в здание. В таком варианте защитные функции будут осуществляться с помощью заземленного проводника РЕ. Точно такие же действия выполняются на вводах в электроустановках, напряжение которое не превышает 1 кВ, повышая тем самым безопасность для обслуживающего персонала.
Повторное заземление, установленное на вводе дома или бани, вне зависимости от конструкции, не пропускают в домашнюю сеть наведенные токи, в том числе и СВЧ, которые могут попасть сюда посредством внешних коммуникаций. Таким образом обеспечивается дополнительная защита электронной бытовой техники и оборудования. Данная мера способствует снижению потенциала на корпусе приборов в случае обрыва нулевого проводника.
Устройства повторного заземления дадут максимальный эффект и повысят уровень безопасности, если в цепях электроустановок они будут установлены вместе с автоматическими выключателями и предохранителями. Технические характеристики этих устройств должны соответствовать параметрам данной сети.
Очень многое зависит от материала и сечения нулевого и заземляющего проводников. Нулевой провод располагается непрерывно на всем протяжении от каждого устройства до нейтрали индивидуального источника питания. Соединения на участке выполняются сваркой, а на нейтрали с помощью болтов или сварки.
Преимущества модульных систем
Устройство заземляющего контура в том числе и для бани, требует проведения сварочных и других строительных работ. Кроме того, нужно выполнить все расчеты, определиться с размерами конструкции и параметрами сети и надежно соединить все элементы системы в единое целое. Подобный комплекс мероприятий под силу далеко не каждому домашнему специалисту, поэтому для облегчения монтажа можно воспользоваться модульными системами.
https://www.youtube.com/watch?v=_X-5wq39nUQ
Стандартный набор укомплектован стальными стержнями-заземлителями, на которые нанесено медное покрытие. Максимальная длина составляет 1,5 м, а диаметр – 14 мм. Каждый конец заземлительного стержня имеет резьбу, также покрытую слоем меди. С помощью муфты, накручиваемой на концы, стержни могут соединяться друг с другом в единое целое. Конец нижнего стержня дополняется муфтой-наконечником в виде конуса, облегчающей забивание.
Под разные грунты существует несколько типов таких наконечников. Кроме основных компонентов, в комплекте есть зажимы, для соединения с заземляющими стержнями и полосами. В качестве антикоррозийной защиты используется специальная паста, которая наносится на все узлы и детали.
Данные системы позволяют достаточно легко собрать схему заземления своими руками. Особенно она актуальна для частных объектов, особенно в деревянном доме. Правильно выполненный монтаж гарантирует эффективную и безопасную работу любой готовой схемы, надежную защиту электрооборудования и помещений бани.
Зачем нужно заземление в розетке
Во всех современных домах и в помещении бани устанавливаются устройства защитного отключения – УЗО, способные быстро обесточить квартиру при возникновении утечек тока. Кроме того, новые квартиры оборудуются специальными розетками с контактами, куда подключается защитное заземление.
Необходимость таких розеток вызвано следующими причинами и техническими требованиями:
- Заземление обеспечивает безопасность всех проживающих в квартире. При наличии аварии ток пойдет не по человеческому телу, а стечет на провод заземления. Одновременно в щитке сработает УЗО и обесточит квартиру.
- Специальные розетки требуются для заземления и подключения мощных приборов и оборудования – стиральных машин, водонагревателей, микроволновых печей, электроплит и другого аналогичного электрооборудования, к которым относится и теплый пол.
Розетки с функцией заземления в частном доме и квартире оборудуются тремя контактами. Два из них являются обычными фазой и нулем, а третий служит для подключения заземляющего провода. Он подводится к электрощиту и подключается к специальной клемме. Такая же схема и на удлинителе.
Розетки с заземляющим контактом могут подключаться только в электрических сетях с трехжильной электропроводкой и тогда можно делать заземление в квартире. В обычных сетях их использование теряет всякий смысл, поскольку функция защиты, например, бани в этом случае выполняться не будет.
Нужно ли заземление на даче
Зачем нужно делать заземление в частном доме? Установку заземления на даче стоит выполнить, если данный объект электрифицирован.
В дачных массивах централизованно устанавливаются простые и недорогие приспособления, не только защищающие от поражения током, но и предупреждающие возникновение пожара. Кроме того, нужно делать заземление на даче индивидуально.
Это особенно актуально во время грозы, когда удар молнии может поразить человека и вывести из строя дорогостоящие электрические приборы.
Зачем нужно заземление – ликбез по электробезопасности
Наличие заземляющего контакта в современных электророзетках стало привычным делом. Ему соответствует контакт на вилке любого электроприбора. Попробуем разобраться, зачем нужно заземление.
Что такое заземление
Заземлением называют подключение токопроводящих элементов, в норме не пребывающих под напряжением, к заземлителю — заглубленной в грунт металлической конструкции с низким электрическим сопротивлением. В качестве упомянутых токопроводящих элементов могут выступать металлический корпус электроустановки, рабочие органы машин или бытовых приборов и т.д.
Также заземляют экранирующие оплетки электрических кабелей.
Для чего нужно заземление
В зависимости от назначения, различают несколько видов заземления:
- защитное;
- функциональное;
- для молниезащиты.
Защитное заземление обеспечивает безопасную эксплуатацию электроустановок.
Функциональное используется для работы прибора или схемы — играет ту же роль, что и нулевой проводник в электросети.
В системах молниезащиты заземлитель подключается к молниеприемнику.
Принцип работы
Контур заземления функционирует за счет способности грунта поглощать электрический заряд. Если корпус оборудования в результате пробоя изоляции оказался под напряжением, то заряд будет стекать в землю. Когда пользователь коснется корпуса, ток все равно будет двигаться по пути наименьшего сопротивления, то есть через заземление, а не через тело человека. Не будь заземления, в подобной ситуации пользователь получил бы электротравму.
Условием нормального функционирования заземления является низкое сопротивление заземлителя. Эта величина зависит от параметров грунта:
- плотность;
- влажность;
- соленость;
- площадь контакта с заземлителем.
Способность грунта впитывать заряд сильно падает при замерзании. Поэтому штыри заземлителя вбивают на глубину ниже отметки промерзания, зависящей от широты местности. Данные о глубине промерзания грунта для разных регионов Российской Федерации приведены в СНиП «Строительная климатология».
Наглядная демонстрация заземления
На каменистых, песчаных и вечномерзлых грунтах, в которые сложно заглубиться, применяют электролитические заземлители из Г-образной перфорированной трубы. Внутри содержится реагент, формирующий соленую среду. Последняя характеризуется высокой проводимостью и низкой температурой замерзания. Длинную часть заземлителя закапывают в неглубокую траншею, короткую выводят на поверхность. Ее используют трояко:
Другой современный вариант заземлителя — модульный. Состоит из множества секций, соединяемых резьбовым или иным способом. По мере забивания в грунт навинчиваются все новые и новые секции.
Так что такой заземлитель, в отличие от классического из нескольких штырей, можно установить на любую глубину. Соединяют секции по особым правилам и с применением токопроводящей пасты. При забивании используют особую насадку, защищающую резьбу от повреждений.
Модули выполнены из стали и покрыты медью или цинком, отчего их сопротивление падает, а срок службы увеличивается.
Электролитический и модульный заземлители стоят дорого, потому их традиционные аналоги остаются востребованными. Штыри в такой конструкции располагают по-разному:
- в вершинах равностороннего треугольника рядом с объектом;
- по углам объекта;
- по периметру объекта.
Число стержней и расстояние между ними определяются расчетом.
Сопротивление заземлителя периодически проверяют. Максимально допустимая величина — 30 Ом.
Совокупная защита заземляющих устройств и предохранителей
Заземление не только отводит опасный ток, но при наличии аппарата защиты вызывает отключение аварийного оборудования. При контакте фазного проводника с заземленным корпусом сеть работает в режиме, близком к короткому замыканию (КЗ), сопровождающемся резким увеличением силы тока в цепи. На это реагирует выключатель автоматический (ВА), обязательно устанавливаемый на вводе электрической линии на объект.
Правда, подобное возможно лишь при очень низком сопротивлении заземлителя, что бывает крайне редко. В большинстве случаев вероятность отключения ВА довольно низкая.
К примеру, при сопротивлении заземлителя в 10 Ом ток в цепи составит I = 220 / 10 = 22 А. Автоматы, согласно требованиям ГОСТ, выдерживают в течение часа ток, в 1,42 раза превышающий номинальное значение.
То есть автомат на 16 А при силе тока в 22 А не отключится в течение почти 60-ти мин (16 * 1,42 = 22,72 А).
Схема заземления
Более надежный автомат защиты — выключатель дифференциального тока или устройство предохранительного отключения (УЗО). Этот прибор сравнивает токи в фазном и нулевом проводниках и при обнаружении разницы, свидетельствующей об утечке, разъединяет цепь. По чувствительности, то есть минимальной величине утечки тока, вызывающей срабатывание, УЗО делятся на несколько категорий:
- Защищающие от поражения электротоком: 10 мА – устанавливаются в помещениях с высокой влажностью и 30 мА – в сухих.
- Противопожарные – на 100, 300 и 500 мА.
Противопожарные УЗО применяют на объектах, где короткое замыкание может вызвать пожар. Ими защищают участки сети, где поражение током практически исключено, например, цепи освещения.
УЗО и ВА не являются взаимозаменяемыми. ВА защищает от коротких замыканий и перегрузок, УЗО — от поражения электротоком. В идеале ввод и каждая группа потребителей должны быть защищены и ВА, и УЗО.
Заземленное неэлектрическое оборудование
К заземлителю подключаются и конструкции, никак с электричеством не связанные:
- Ограждения и прочие конструкции на эстакадах и галереях, в которых при разряде молнии на близком расстоянии наводится опасная разность потенциалов. То же может произойти с трубопроводом или емкостью, содержащими горючее вещество. Из-за наведенного напряжения возможно искрение с последующим взрывом, потому такие конструкции также заземляют.
- Изделия, в которых в процессе эксплуатации накапливается статический заряд. В основном это трубопроводы и емкости: статическое электричество образуется из-за трения частиц транспортируемой среды. По этой причине ограничивают скорость подачи топлива в авиалайнеры.
- Трубопроводы значительной протяженности. В соответствии с законом электромагнитной индукции, в таких трубопроводах при изменении магнитного поля Земли, а оно всегда нестабильно под действием солнечного ветра, образуются так называемые блуждающие токи. Потому их подключают с определенным шагом к заземлителям.
Занулением называют подключение токопроводящих частей электроустановки к глухозаземленной нейтрали источника тока (к нулевой жиле). Ее сопротивление намного меньше сопротивления заземлителя. Потому при замыкании фазы на зануленный корпус устройства гарантированно возникает ток КЗ, приводящий к срабатыванию автоматического выключателя.
В наиболее распространенной системе заземления типа TN одновременно осуществляется и заземление, и зануление.
Подключение к нулевой жиле осуществляется выше УЗО. Иначе токи в фазном и нулевом проводниках после замыкания фазы на корпус останутся равными и аппарат защиты не сработает.
О системах заземления
Применяют несколько систем заземления, обозначаемых комбинацией букв. Буквы имеют следующее значение:
- I: изолированный проводник;
- N: имеется подключение к глухозаземленной нейтрали;
- Т: имеется подключение к заземляющему проводу.
Основных видов систем заземления три:
- Тип IT — система с изолированным нейтральным проводом. В данной системе провод заземления изолирован от нейтрали либо контактирует с ней через резистор с высоким номиналом или воздушный промежуток. В жилых домах не применяется. Предназначена для подключения приборов, предъявляющих особые требования к безопасности и стабильности. В основном используется в лабораториях и лечебных учреждениях.
- Тип TT — система с независимыми заземлителями. Оптимальный вариант для частных и хозяйственных строений. Предусматривает использование двух заземлителей – для источника электротока и металлических элементов системы, не имеющих защиты. Провод заземления (РЕ) в этой системе независим, а его работоспособность на участке между оборудованием и трансформатором улучшена. Возможны сложности при подборе диаметра для собственного заземлителя. Этот недостаток компенсируется путем устройства системы защитного отключения.
- Тип TN. Провод заземления в такой системе совмещен с нейтралью, потому при пробое фазы на корпус происходит КЗ и автомат разъединяет цепь. Этим обеспечивается высокий уровень безопасности.
Различные системы заземления
Системы TN получили наибольшее распространение. Есть три их подвида:
- TN-S: вариант с нулевым и разделенным рабочим проводником. С целью повышения безопасности вместо одного нулевого провода применяется два: один используется как защитный, второй — как нейтральный с подключением к глухозаземленной нейтрали. Такая система обеспечивает наилучшую защиту от поражения током.
- TN и TN-C-S: вариант с PEN-проводом и парой нулей. К оборудованию подключается нулевой провод, расщепленный на жилы PE и N.
- В TN-C-S после разделения устанавливается второй заземлитель, чем обеспечивается бесперебойная работа системы.
Достоинства системы TN:
- устройство довольно простое;
- осуществляется защита от разрядов молнии;
- для защиты проводки достаточно установить автоматы от замыкания.
Недостатки:
- существует вероятность перегорания нуля снаружи с последующим пробоем металлических корпусов оборудования;
- требуется оборудование для уравнивания потенциалов.
Система TN мало подходит для сельских населенных пунктов.
От правильности организации заземления подчас зависят жизни людей. Под организацией подразумевается не только устройство, но и своевременный контроль сопротивления заземлителя. Из-за окисления или изменения параметров грунта оно может оказаться завышенным, вследствие чего защитный эффект заземления будет утрачен.
Зачем нужно заземление и что такое УЗО
Практически в любом руководстве по эксплуатации современного бытового электроприбора указывается о необходимости его заземления. Как его заземлить? Можно ли включать без заземления? Будет ли он при этом нормально работать? Можно. Будет.
Большая часть наших сограждан живет в домах, где заземления нет. А современная бытовая техника есть у всех. Соответственно большая часть техники рассчитанной на заземление, довольно успешно эксплуатируется без него.
Зачем нужно заземление?
Заземление применяется для защиты человека от поражения электрическим током. При нормальной работе электроприбора его корпус надежно изолирован от находящихся под напряжением токоведущих частей. При поломке прибора находящиеся под напряжением токоведущие части могут коснуться корпуса и тогда он окажется под напряжением. Прикоснувшегося к такому прибору человека ударит током.
Автоматический выключатель в данном случае не поможет, поскольку протекающего через человека тока будет явно недостаточно для его срабатывания. Зато этого тока вполне хватит для того чтобы лишить человека здоровья и даже жизни.
Для исключения подобных ситуаций корпуса всех электрических устройств, к которым может прикоснуться человек, должны быть заземлены, то есть электрически соединены с землей через проводники. В этом случае ток с корпуса устройства, а вместе с ним и опасное напряжение, будут уходить в землю, не причиняя никакого вреда человеку.
Для обеспечения такого заземления европейцы добавили в электропроводку жилых помещений заземляющий провод. Электропроводка получилась трехпроводной. Два провода, как и в наших проводках – фаза и ноль, предназначены для питания электроприборов, а третий и есть защитное заземление.
Розетки такой проводки должны иметь три контакта — нулевой, фазный и заземляющий. Рассчитанные на такую проводку бытовые приборы имеют трехжильный шнур и вилку с тремя контактами.
Две жилы шнура это фаза и ноль, а третья предназначена для присоединения корпуса прибора к заземлению электропроводки. Заземляющий контакт розетки (металлические полоски сверху и снизу) присоединяется к защитному заземлению электропроводки.
Заземляющий контакт вилки соединен с корпусом электроприбора.
https://www.youtube.com/watch?v=Uw5eRGM34v4
Включая вилку в розетку, мы соединяем металлический корпус прибора с защитным заземлением. Теперь, даже при появлении напряжения на корпусе прибора, весь заряд будет стекать в землю, и неисправный прибор не будет биться током.
Заземление бытовой техники возможно только в том случае если в доме есть контур заземления. В домах старой постройки, его, к сожалению нет. В те времена проводка выполнялась двухжильным проводом, одна из жил была нулем, а другая фазой.
Розетки и вилки тоже имели по два контакта, нулевой и фазный. Ни о каком заземлении никто тогда не думал. Ведь в то время у людей практически не было бытовой техники и в домах вполне хватало предохранительных пробок на шесть ампер.
То есть если мощность всех включенных в квартире электроприемников достигала полутора киловатт, пробки перегорали.
С развитием техники в жилищах людей становилось все больше электрических помощников. Где то с середины шестидесятых годов в домах начали появляться телевизоры, холодильники, стиральные машины, электрические утюги.
Девяностые годы принесли в наш быт компьютеры, стиральные машины-автоматы, посудомоечные машины, кондиционеры и т. д. Вместе с увеличением количества и мощности электроприемников стало увеличиваться число случаев поражения людей электрическим током от неисправных электроприборов.
Эту проблему нужно было как то решать и с 1997 строителей обязали оборудовать все строящиеся здания защитным заземлением.
В домах современной постройки вся электропроводка выполняется трехжильной, и проблем с эксплуатацией современной техники нет.
В старых домах, с двухжильной проводкой, биться током может даже абсолютно исправная техника. Дело в том, что бытовые электроприборы оснащены встроенным сетевым фильтром, защищающим электронные схемы прибора от резких скачков напряжения. Конструкция фильтра такова, что он через конденсаторы соединяет нулевой и фазный провод с корпусом прибора.
Если корпус прибора не заземлен, то на нем появляется напряжение 110 вольт. То есть на корпусе стиральной машины, холодильника, микроволновки, компьютера присутствует напряжение 110 вольт.
Если вы живете в доме со старой проводкой без заземления и у вас есть кое-какие познания в электротехнике, попробуйте измерить напряжение на корпусе вашего компьютера, холодильника и стиральной машины. Вполне возможно, что там будет присутствовать напряжение 220 В. Это утверждение похоже на бред.
Ведь производители прекрасно понимают, что выпускаемая ими техника должна быть абсолютно безопасной для человека и ни в коем случае не нести вред его здоровью. Но далекие от российской реальности создатели импортной техники не представляют, что где-то она может работать без заземления. Это обстоятельство позволяет понять логику производителя.
Новая техника рассчитана на то, что небольшое количество тока должно стекать с конденсаторов в землю через корпус прибора. Напряжение 110 В появляется на корпусе только в том случае если он не соединен с землей.
Несмотря на большую величину, серьезной опасности это напряжение не представляет. Небольшая емкость конденсаторов фильтра ограничивает величину тока так, что он не может нанести серьезного вреда человеку.
От него можно лишь получить неприятный удар током если одновременно коснуться находящегося под напряжением корпуса, и какого либо заземленного предмета, например батареи или водопроводного крана.
Хотя специально делать этого не стоит, благополучный исход такого эксперимента не может гарантировать никто.
Гораздо хуже ситуация когда из-за поломки прибора его корпус соединяется с питающим проводом. В этом случае на корпусе прибора окажется 220 В и величина тока уже не будет ограничиваться конденсаторами сетевого фильтра. Прикосновение к такому прибору может, при неблагоприятном стечении обстоятельств привести к смерти.
Несмотря на то, что неисправные бытовые приборы могут быть источником серьезной опасности, большая часть населения нашей страны живет в домах без заземления и даже не подозревает о подстерегающих их опасностях. Практически каждого из нас било током, но мало кому довелось пережить серьезные электро травмы. Чем же объясняется такая избирательность тока? Почему одних он калечит и убивает, а других лишь слегка щелкает?
Действие тока на организм человека определяется его величиной. Человек способен почувствовать ток величиной в один миллиампер. Ток величиной от одного до десяти миллиампер вызывает у человека болезненные ощущения.
Ток выше десяти миллиампер вызывает судорожное сокращение мышц, в результате чего человек не может самостоятельно разжать руку, чтобы разорвать контакт с находящейся под напряжением токонесущей частью.
При токе свыше сорока миллиампер наступает паралич дыхания, и нарушение работы сердца Ток величиной в сто миллиампер приводит к остановке сердца и смерти.
Величина протекающего через тело человека тока зависит от величины приложенного к нему напряжения и от сопротивления цепи, по которой проходит ток. Для того чтобы понять, почему при одном и том же напряжении, ток в одном случае может лишь вызвать у человека неприятные ощущения, не причинив ему при этом никакого вреда, а в другом убить, необходимо уяснить, что такое токовая цепь и как она создается.
Токовая цепь это путь прохождения тока и этот путь всегда замкнут. Ток в наш дом приходит с трансформаторной подстанции по фазному проводу, после чего возвращается на эту же подстанцию по нулевому проводу. Причем сколько тока пришло с подстанции в дом, столько же должно вернуться с дома на подстанцию, не больше и не меньше.
Ток не обязательно возвращается на подстанцию только по нулевому проводу. При повреждении изоляции возможна утечка тока в землю. В этом случае часть тока будет возвращаться на подстанцию по земле, а часть по нулевому проводу. Но и в этом случае полный, вернувшийся на подстанцию ток, будет равен току, идущему от подстанции к потребителю.
Если по каким либо причинам возвращение тока на подстанцию невозможно, например, отгорел нулевой провод у подстанции, то тока в домах потребителя не будет. В розетках будет напряжение, причем как в фазном, так и нулевом контактах по 220 вольт, но ток через приборы не пойдет и они работать не будут.
Почему в домах нельзя выполнять зануление?
Кстати этот случай наглядно показывает, почему в домах нельзя выполнять зануление, то есть присоединять корпуса приборов к нулевому проводу, как это иногда делают горе-электрики в домах где нет заземления. Действительно, пока все работает нормально, нет большой разницы к нулевому или заземляющему проводу присоединены корпуса защищаемых электроприборов.
Но при отгорании нулевого провода на нем, а следовательно и на всех присоединенных к нулевому проводу приборах, появится напряжение 220 В. То же самое произойдет, если при ремонте распределительного щитка электрик перепутает нулевой провод с фазным.
В этом случае корпуса приборов окажутся присоединенными не к нулевому, а к фазному проводу и на них тоже будет присутствовать напряжение 220 В.
Итак, токовая цепь это путь тока от подстанции к потребителю и обратно от потребителя к подстанции. Если в каком-то месте она нарушена, тока в цепи не будет. Сидящих на проводах птиц не бьет током только потому, что нет цепи для прохождения тока.
Стоящего на резиновом коврике электрика не бьет током, потому что коврик мешает току вернуться на подстанцию по цепи: фазный провод -> электрик -> земля -> подстанция. Вот и причина того почему при одном и том же напряжении ток может лишь слегка щипнуть человека, а может и убить.
Все зависит от того есть ли у него надежный путь для возвращения на трансформаторную подстанцию или нет. Если есть, то попавшему под напряжение человеку мало не покажется.
В интернете описан трагический случай, произошедший с мальчиком, захотевшим сделать уроки в вечернем саду. Он взял включенную в сеть настольную лампу с удлинителем и начал выносить ее из дома. Лампа была неисправна – находящийся под напряжением фазный провод касался корпуса лампы. Мальчик держал в руках находящийся под напряжением корпус лампы, но током его не било.
Сухой деревянный пол мешал току вернуться к подстанции. Как только мальчик сошел с крыльца и наступил на землю, создалась замкнутая токовая цепь: трансформаторная подстанция -> фазный провод -> настольная лампа -> человек -> земля -> снова трансформаторная подстанция и мальчик был убит током. Трагедии могло не быть.
Если бы лампа, удлинитель и проводка в доме были заземлены, то ток с корпуса лампы утекал бы через заземление, не причиняя вреда мальчику.
Если в доме нет возможности установить заземление, то хотя бы следует помнить что у тока не должно быть возможности возвратиться на подстанцию через землю. Только по специально предназначенному для этого нулевому проводу.
Ни в коем случае нельзя одновременно касаться электроприборов и заземленных частей, таких как батареи, водопроводные трубы и т п, чтобы не дать току возможность пройти через вас в землю и вернуться к подстанции.
Если в помещении сырой пол, то желательно чтобы на вас была обувь с непромокаемой подошвой, которая станет преградой между вами и проводящим полом, в случае если вы случайно попадете под напряжение.
Что такое УЗО?
Если вас не устраивают такие способы обеспечения электробезопасности, а установить заземление не представляется возможным, то есть еще одно мощное средство способное надежно обезопасить вас от травмирующего действия электрического тока. Это устройство защитного отключения, больше известное под аббревиатурой УЗО.
Оно сравнивает ток фазы с током нуля. Если ток в фазном проводе, хотя бы чуть-чуть больше тока в нулевом проводе, значит, существует утечка и часть тока возвращается на подстанцию через землю.
В этом случае УЗО мгновенно отключит линию и если причиной утечки будет попавший под напряжение человек, через которого ток утекает в землю, то с ним не произойдет ничего страшного. УЗО успеет отключить ток до того как он успеет навредить человеку.
Хотя несчастные случаи с участием электрического тока в домашних условиях очень редки, не стоит экономить на подобных устройствах. Ведь жизнь человека слишком дорога, чтобы пренебрегать подобной опасностью.
