Обустройство заземления в жилых зданиях

27.11.2015

Вопрос безопасного использования электрических установок становится все более актуальным в наши дни из-за возрастания нагрузок на электросети.

Для обеспечения безопасности применяют защитное оборудование и подсоединяют заземление. Подключение РЕ-проводника к зданию позволяет:

  • предотвратить пожар;
  • защитить от электротравм и гибели;
  • снизить уровень повреждения при авариях.

 

Установка заземления обеспечивает решение всех этих вопросов.

Принцип работы заземления

Для передачи электроэнергии под высоким напряжением на длительные дистанции устанавливают трансформаторы. Для работы бытового электроприбора он должен снабжаться током, который поступает из генератора к устройству по фазному и нулевому проводу. Величина напряжения определяется разницей их потенциалов.

При повреждении изоляции провода "фазы" потенциал стекает через полученные цепочки проводников: арматура, металлические трубы, водопровод, лифт. Это происходит из-за низкого электросопротивления этих предметов. Прикасаясь к любому элементу этой цепочки, человек может получить серьезную электротравму.

Если к двухпроводной схеме подключен дифавтомат или УЗО, то ущерб от последствий можно частично снизить. Эти устройства отключат аварийный ток и ограничат термовоздействие на человеческий организм.

Чтобы предотвратить несчастный случай, делают "зануление". Для этого корпус электроприбора подключают к проводу "нуля" без заземлительного контура. В таком случае, если изоляция фазного провода повредится, то потенциал окажется закороченным на ноль. Это приведет к короткому замыканию и заставит сработать защитную систему вводного автомата, которая снимет напряжение с электроприбора. Здесь важно, чтобы защитное оборудование работало точно.

Делая зануление, ни в коем случае нельзя путать "фазу" и "ноль". Это приведет к постоянному приложению потенциала к корпусу.

Если электрические провода в здании прокладывались по TN-S системе, то при повреждении изоляционного покрытия фазного провода произойдет отвод тока по РЕ-проводнику. Дифавтомат и УЗО в этой ситуации снимут напряжение из поврежденного участка и предотвратят получение электротравм. Такой же принцип обеспечения безопасности применяют в помещениях с электропроводкой по TN-C-S. В этой системе PEN-проводник расщепляется на "ноль" рабочий и защитный при вводе в здание.

Заземление необходимо для предотвращения травмирования человека при повреждениях изоляции. Однако, это не все его защитные свойства.

Обустройство заземления в частном доме позволяет:

  • выравнять потенциалы при пользовании электроэнергией;
  • отвести разряд молнии от здания;
  • устранить высокочастотные теле- и радиопомехи.

 

Технические требования

Для надежной защиты от удара молнии заземление обустраивают из штырей, металлических уголков от 4кв.см, полос сечением от 5кв.см. Все эти элементы сваривают между собой. Менее мощные конструкции не выдерживают силу удара молнии и не могут обеспечить отвод тока в несколько сотен килоампер от здания.

При обустройстве заземление важно также учитывать почву, на которой располагается дом. Каждый тип грунта имеет свою величину электрического сопротивления. Грунтовые воды в разные времена года по-разному заполняют водоносные слои. Поэтому, чтобы подобрать конструкцию и определить углубление заземления, рекомендуется обратиться в специальные лаборатории для проведения анализа. Ток проводят на глубину, где почва имеет стабильные электрохарактеристики. Засуха или промерзание также влияют на проводимость заземлителя.

Кроме того, стоит учесть коррозионное влияние на металлический контур конструкции. Чешуйки коррозии постепенно отодвинут частички грунта и ухудшат контакт. Однако, красить элементы заземления запрещено. Это нарушит его диэлектрические свойства. Единственная допустимая мера защиты металла от разрушений - это оцинковка или обработка медью (гальванопластика). Заземлители с такой защитой функционируют несколько десятков лет. Но периодический контроль техсостояния все равно требуется. Для этого измеряют сопротивление между металлическим контуром заземления и грунтом.

Чтобы оценить качество заземлительной конструкции, в электротехнических лабораториях используют высокоточные и мощные измерительные приборы. Для проверки возле заземления на глубину 5-10м забивают два штыря. Они выступают в роли электродов. Затем калибруют холостое напряжение, фиксируют его и подают на штыри, а затем на заземлительный контур и поочередно на электроды.

При каждом подключении снимаются показания падения напряжения. Основой замера считается худший показатель с максимальным сопротивлением. Применяя аналоговое оборудование, замеры и вычисления оператор осуществляет самостоятельно. Микропроцессорные устройства автоматизируют процесс и ускоряют анализ показателей.

Учтите, что использование тестеров, мегаомметров и мультиметров не подходит для контроля качества заземлительного контура из-за большой погрешности.

Конструкция заземлителя

Заземлительный контур можно приобрести или соорудить собственноручно. Главное, определить электрические характеристики почвы и проконсультироваться у специалистов. Планировать установку заземления желательно еще на этапе проектирования здания. Это позволит грамотно совместить конструкцию с молниеотводом и другими защитными системами. Если же обустроить заземление нужно в уже построенном доме, то оптимальный вариант - выбрать одну из типовых моделей.

Упрощенная конструкция для временного заземления

Чтобы оперативно оборудовать надежный заземлитель, необходимо:

  • 1. Закопать в землю двухметровую металлическую деталь.
  • 2. Прикрепить к ней провод из меди сечением 4-6кв.мм.
  • 3. Присоединить второй конец провода к металлической полоске (шине).
  • 4. Подключить к полоске из металла корпуса всех используемых электроприборов.

 

Такой способ чаще всего применяется для защиты передвижных бытовок-вагончиков. Оборудовать такое заземление для защиты стационарного жилого здания не рекомендуется из-за низкой надежности.

Горизонтальная конструкция из трех элементов

Такую конструкцию обычно устанавливают в верхнем слое грунта. В качестве заземлителя можно применить уголок или трубу. Чтобы металлическая деталь лучше входила в грунт, ее можно заострить с одной стороны. Далее работы нужно выполнять в таком алгоритме:

  • 1. Прокопать траншею на поверхности контура, который предполагается установить. Она может быть треугольной или прямой формы.
  • 2. Вбить на всю глубину металлические детали, оставив место для приваривания к полосе из стали.
  • 3. Вывести полосу и подключить ее к шине дома. Траншею засыпать.

 

После этого необходимо провести замеры электрохарактеристик заземлительного контура, чтобы оценить правильность установки. При выявлении брака подключается дополнительный заземлитель и замеры производятся заново. Таким же образом улучшают свойства конструкции через несколько лет использования.

Горизонтальная конструкция из шестнадцати заземлителей

Такой контур передает аварийные токи на землю с максимальной мощностью. Поэтому его устанавливают в местах с высокими показателями электрического сопротивления. Для монтажа конструкции необходима площадь 25кв.м. Изготовление и замеры осуществляются по методу предыдущей установки.

Вертикальный заземлительный контур

Рынок предлагает множество производственных заземлительных конструкций. Их можно легко и оперативно смонтировать, при этом, они отличаются длительным сроком службы.

Одна из таких моделей представляет собой четыре штыря в медной антикоррозионной обработке, которые устанавливаются из двухметровых деталей прочным резьбовым переходником. Ввинчивая элементы один в один, можно заглубить контур на 12 и более метров.

Каждый из стержней оперативно вгоняется в землю специальным электрическим вибромолотом. С помощью зажимов штыри соединяют стержнями с медным покрытием. Этот же метод подходит для подключения шины к контуру.

Учтите, что даже такая конструкция нуждается в электрических замерах.

Для максимальной защиты бытовых приборов и людей нужно:

  • определить функции заземления;
  • сделать анализ электрических характеристик почвы;
  • подобрать оптимальный заземлительный контур;
  • грамотно установить конструкцию;
  • замерить электросвойства и проводить их оценку ежегодно.

 

Соблюдая все эти правила, вы предотвратите электротравмы и повреждение приборов.