Что такое заземление — простыми словами для новичков объясняю технические способы защиты человека от действия электрического тока, которые работают даже при случайных авариях

Что такое заземление — простыми словами для новичков объясняю технические способы защиты человека от действия электрического тока, которые работают даже при случайных авариях

Что такое заземление и почему ему стоит уделять внимание интересует тех владельцев домов, кому не безразлично здоровье и безопасность всех членов семьи.

Этой статьей я объясняю простыми словами, как оно работает и какие научные схемы разработаны для защиты людей от поражения электрическим током в различных случаях возникновения аварийных ситуаций.

Как просто представить работу заземления в бытовой проводке

Опасность электрической энергии очень хорошо помогает понять принцип работы мышеловки: проголодавшаяся мышка выходит из норки, а перед ней на специальной подставочке лежит аппетитная корочка хлеба, да еще сдобренная капелькой ароматного масла.

Подходит зверек к предложенному угощению, чуть-чуть дотрагивается до него, а скрытая сила мощной пружины моментально бьет по мышке металлической рамкой… Точно так, совершенно неожиданно, человек получает травмы от электричества.

Электрический ток всегда протекает только внутри замкнутой цепи под действием приложенного напряжения. Он направлен от потенциала большей величины к меньшему. Когда же эта цепочка разорвана, то тока нет, а риск попасть под его действие огромный.

В наших жилищах существует довольно много факторов, когда опасный потенциал, например, фазы может проникнуть на токопроводящие конструкции (корпус бытового прибора), и остаться на них потому, что дальнейшая цепь изолирована диэлектрическим слоем.

Этим свойством пользуются «шутники», не до конца представляющие последствия своих действий.

Стоит только создать контакт высокого потенциала с землей, как через нее (почва обладают высокой проводимостью) сразу протекает ток, отводящий эту энергию. Если на его пути оказывается живое существо, то судьба его не завидна.

Поэтому все токопроводящие корпуса современных бытовых приборов специально (преднамеренно) соединяют через заземляющие устройства (ЗУ). Этим достигается моментальное стекание опасного заряда через выделенный контур земли в сети с глухозаземленной нейтралью.

По цепочке РЕ проводника создается надежный электрический контакт через землю с источником напряжения главного распределительного щита (ГРЩ) на питающей подстанции.

При соединении потенциалов фазы, оказавшейся на корпусе, и земли возникает ток короткого замыкания. Его должен отключить автоматический выключатель SQ, подобранный по местным условиям.

Этот процесс называется защитным отключением. Он подробно изложен в главе 1.7 ПУЭ.

Схема заземления с глухозаземленной нейтралью используется в нашей стране на подстанциях 0,4 кВ с трехфазными генераторами. Их обмотки собраны по схеме «звезда» с общей точкой, выведенной на заземляющее устройство.

Аналогичным образом подключены потребители. За счет такого соединения обеспечивается равенство потенциалов земли и нейтрального провода.

Заземление создается заранее. Его назначение — защита людей и электротехнических устройств от воздействия опасного электрического тока.

Кроме защитной функции оно может выполнять еще и технологические задачи, связанные с нормальной работой электротехнического оборудования.

Как обыкновенный человек может попасть под действие тока в собственном жилище, на производстве и в любом другом месте: краткое пояснение физических процессов

Правила безопасности учитывают несколько вариантов развития подобных событий и предлагают технические решения для спасения от них. Это важно хорошо понимать.

Какие опасности скрыты в схеме существующей бытовой сети

Современные квартиры буквально напичканы электрическими помощниками, облегчающими наш быт. Их производители стремятся максимально обезопасить пользователей, но от них не все зависит.

Любая техника имеет ограниченный ресурс, а качество ее изготовления, складского хранения и эксплуатации не всегда соответствует техническим нормативам. Поломки возникают случайно в самых неожиданных местах.

Например, через сгоревший ТЭН с нарушенной изоляцией фаза элементарно распространяется через окружающую его водную среду в стиральной или посудомоечной машине.

Подобное повреждение диэлектрического слоя происходит довольно часто. При включении электрического прибора с нарушенной изоляцией высокий потенциал фазы переходит на токопроводящий корпус.

Стоит человеку до него дотронуться, как он попадает под напряжение, а через его тело начинает протекать опасный ток.

Его величина по закону Ома ограничивается только общим сопротивлением участка цепи, которое носит случайный характер. Сила протекающего тока может иметь значения от десятых долей ампера и значительно больше. Исход получения электротравмы предсказуем.

Если же корпус бытового прибора надежно заземлен, то картина протекания тока через человека резко меняется.

Сопротивление заземляющего контура строго регламентируется и поддерживается на безопасном пределе. За счет этого потенциал фазы стекает с корпуса. Когда к нему дотронется человек, то создаваемая нагрузка через его тело своей силой не сможет причинить большого вреда организму.

А чтобы его еще уменьшить в схему вводятся:

• автоматические выключатели, реагирующие даже на перегруз, а не только короткие замыкания;
• дифференциальные автоматы и УЗО, срабатывающие от утечек.

Однако в этом вопросе тоже не все так просто, ибо даже правильно настроенный автомат может банально не сработать из-за того, что при его выборе не учтено сопротивление петли фаза ноль. Таких случаев встречается много: проводка выгорает (возможно и здание), а защита не отрабатывает.

По этой причине включение УЗО в схему обязательно: оно отработает от возникшей утечки.

Как можно получить удар током от случайных источников напряжения

Жилые и производственные помещения содержат в своей конструкции не только закрытое изоляцией электрическое оборудование, но и массу технических систем (водопроводы, газопроводы, антенны, воздуховоды, арматура стен, рельсы и шахты лифтов…) выполненных из стальных или иных токопроводящих материалов.

В силу различных обстоятельств на них может быть подано напряжение (удар молнии, пробой изоляции бытовой сети, ошибки электриков или домашних мастеров…).

Когда человек прикоснётся к такому предмету, то через него может потечь опасный разряд.

Его величина не предсказуема, зависит от многих случайных факторов, но она весьма опасна для жизни.

Поэтому все токопроводящие магистрали, даже не относящиеся к электрической схеме, подключаются к контуру заземления здания. Такое их соединение называется ОСУП — основная система уравнивания потенциалов. Она призвана надежно отводить случайно появляющийся опасный потенциал из зоны обитания людей.

В многоэтажных зданиях современного панельного или монолитного строительства подобные технические системы, например, трубопроводы различного назначения имеют большую протяженность, достигая нескольких сотен метров.

Если через них станет проходить ток большого разряда, то на такой длине, имеющей увеличенное сопротивление, возникает падение напряжения. Оно тоже опасно для людей, поэтому подлежит снижению.

С этой целью во всех квартирах все токопроводящие части, не относящиеся к электрической схеме (трубы, краны, батареи, даже акрилловые ванны, собирающие статическое электричество), тоже подлежат подключению к контуру заземляющего устройства здания.

Такое соединение называется ДСУП или дополнительная система уравнивания потенциалов.

Здесь тоже важно использовать защиты типа УЗО или дифавтоматы.

Все эти процессы важно представлять для того, чтобы не совершать грубых ошибок и не нарушать действующие правила безопасности.

А как работает заземляющая конструкция в этих ситуациях я рассказываю дальше.

Каким 4 главным требованиям должно отвечать любое заземление

1. Защитное заземляющее устройство создается для эффективного отвода опасных потенциалов на контур земли, случайно проникающих на токопроводящие конструкции, не предназначенные для работы в составе электрической схемы.

2. ЗУ должно надежно соединять все составные части электроустановки, включая конструкции открывающихся металлических дверок шкафов и щитов. Обычно для этого используют гибкие медные проводники с оболочкой желто-зеленого цвета.

3. Общее сопротивление электрических контактов системы заземления регламентировано пунктом 1.7.103. ПУЭ. Оно не должно быть выше, чем 4÷30 Ом.

Этим достигается надежность протекания аварийных токов на глухозаземленную нейтраль генератора в сети 220 вольт.

4. На этапе строительства необходимо предусматривать равномерность распределения нагрузок за счет монтажа системы выравнивания потенциалов.

Полезная информация

Во многих ситуациях вопрос обеспечения безопасности электроустановки можно решить не только за счет установки ЗУ, но и переводом сети электроснабжения со схемы с глухозаземленной нейтрали на изолированную простым подключением к разделительному трансформатору.

Этот способ широко применяется на всем медицинском оборудовании, а разделительные трансформаторы имеются в продаже.

4 основных системы заземления жилых зданий

Электрическая связь потребителей с глухозазмеленной нейтралью подстанции может выполняться разными способами. При этом цепочка прохождения аварийных токов претерпевает изменения, что сказывается в конечном счете на безопасности людей.

Кратко разберем четыре наиболее распространенные электрические схемы.

Самая старая система заземления TN-C

От трансформаторной подстанции 0,4 кВ к потребителям по кабельной линии подводятся три потенциала фаз звезды и общая нейтраль, заземленная на стороне генератора. На стороне потребителя смонтировано повторное заземление.

Нейтраль используется для совмещенной передачи как рабочих нагрузок, так и аварийных токов.

Корпуса электрических приборов не заземляются. При пробое изоляции высокий потенциал напряжения проникает на корпус, а прикоснувшийся к нему человек попадает под действие тока.

Это наиболее опасная схема. Для снижения рисков при работе со сложным электротехническим оборудованием в ней раньше применялось зануление.

Суть этого технического мероприятия состоит в том, что корпус прибора, а чаще всего это были инструменты типа электродрели, преднамеренно до начала работы подключался к нулевому проводу.

Когда происходил пробой изоляции, то фаза попадала на корпус. Сразу в сети питания возникало короткое замыкание. Его должен был отключить автоматический выключатель. За счет его срабатывания выполнялась защита работника.

Зануление повышает безопасность пользования электрическим инструментом в схеме TN-C, но решает этот вопрос только частично.

• для обеспечения защитной функции работнику необходимо точно выполнить ряд организационных и технических мероприятий;
• ток возможного КЗ следует надежно отгородить от тела работника, что требует обязательного использования диэлектрических перчаток и обуви, а также защиты глаз;
• в случае зануления стационарно установленного электроприбора нельзя путать местами ноль с фазой, что часто допускают даже электрики. В такой ситуации опасный потенциал автоматически попадает на открытый корпус, резко увеличивая риск получения электротравмы.

Использование зануления в быту может быть выполнено простым соединением нулевого и заземляющего контактов в розетке. Но делать это нельзя потому, что вместо повышения безопасности можно создать массу неприятностей не только себе, но и окружающим людям.

Схема TN-C дорабатывает свой срок на старом оборудовании прошлого века, а во вновь монтируемом уже не монтируется.

Самая безопасная система заземления TN-S

Здесь в кабельную линию дополнительно подключается пятая жила за счет деления нейтрали на две отдельные магистрали, предназначенные для протекания:

• рабочих нагрузок по N проводу;
• аварийных токов по PE проводнику.

К магистрали РЕ проводника предъявляются очень жесткие требования по монтажу и эксплуатации. Внутри него, в отличие от рабочего нуля, запрещено устанавливать любые коммутационные аппараты.

За счет этого он имеет минимально возможное электрическое сопротивление, по которому отводятся токи аварийных режимов.

Единственный недостаток этой схемы — повышенные материальные затраты на дорогие кабельные линии.

Современная модификация системы заземления TN-C-S

Поскольку оперативно перевести все здания страны со старой схемы TN-C на новую TN-S практически невозможно, да и очень затратно, то сейчас разработан и реализуется проект TN-C-S.

В нем от ТП 0,4 кВ идет старый кабель с четырьмя жилами. Внутри вводного силового щита монтируется главная защитная шина (ГЗШ), которая подключается на контур повторного ЗУ.

PEN проводник, приходящий от трансформаторной подстанции, на ГЗШ расщепляется на два потока:

• рабочий ноль N;
• защитный PE.

В этой схеме для отвода аварийных токов внутри здания работает уже отдельный РЕ проводник. За счет его использования безопасность пользования электрическими приборами значительно повышается.

Перевод зданий с TN-C на TN-C-S выполняют профессиональные бригады электриков по специально выданному наряду на производство работ. Они уже учтены в новом проекте электроснабжения здания.

Любые самостоятельные эксперименты по подключению своих электроприборов к самодельным контурам ЗУ владельцами квартир многоэтажных зданий неуместны. Причин для этого очень много, а использовать уже заземленные трубопроводы и металлоконструкции — опасно.

Они, благодаря неумелым действиям, в большинстве случаев только повышают риски поражения людей электрическим током.

Эффективная система заземления TT для частных зданий, питаемых воздушными линиями электропередач

Воздушные ЛЭП массово распространены в сельской местности. Они монтируются по старой четырехпроводной схеме.

Владельцы частных домов могут значительно повысить свою безопасность за счет создания дополнительного контура ЗУ и подключения к нему РЕ проводниками токопроводящих корпусов всех бытовых приборов.

Эту работу можно выполнять самостоятельно.

2 типа устройств заземления, разработанные по научным рекомендациям для частного дома

Домашние мастера, начитавшись упрощенных рекомендаций в интернете, часто допускают серьезные ошибки при монтаже контура ЗУ своими руками. Важно понимать, что надежно обеспечить электрическую безопасность жилища могут только конструкции, отвечающие требованиям научных разработок.

Для самостоятельного изготовления контура необходимо выполнить требования ПУЭ, изложенные в главе 1.7.

Потребуется рассчитать его размеры и заглубление конкретно под ваши условия местности, исходя из круглогодичного состояния сопротивления почвы и ряда других факторов. Им нельзя придавать какие-то усредненные значения.

После монтажа контура потребуется выполнить контрольные замеры и при необходимости внести коррективы в конструкцию. Возможно, придется доставлять дополнительный электрод.

Однако этот процесс можно значительно упростить. Современная промышленность выпускает модульное штыревое заземление, продаваемое готовым для сборки комплектом.

Его монтаж на большую глубину выполняется относительно просто за счет применения специальных мощных перфораторов.

Штыревое заземление монтируется довольно быстро, но его приобретение обходится дороже.

Обе технологии сборки этих ЗУ у меня расписаны отдельной статьей на блоге. Приглашаю ознакомиться.

Почему заземляющее устройство не всегда работает эффективно и как повысить электрическую безопасность жилого дома

Если анализировать рабочие режимы ЗУ, то здесь обычно проблем не возникает, да и вопрос этот домашнего мастера практически не касается. Поэтому чуть подробнее рассмотрим работу заземления при аварийных ситуациях, когда по ним стекают огромные токи КЗ либо других повреждений.

Нас должно интересовать поведение ЗУ при:

• ударе молнии в дом, питающую линию электропередачи или просто в близкорасположенный грунт;
• возникновении токов утечек через поврежденную изоляцию бытового прибора;
• обрыве рабочего нуля.

Как заземление защищает здание от удара молнии

В системе молниезащиты здания мощный разряд молнии бьет по молниеприемнику и переходит на молниетвод, а затем стекает через заземляющее устройство на потенциал земли минуя здание.

Все эти три элемента работают последовательно. Причём каждое из них должно надежно передавать огромные мощности энергии, при этом остаться целым, не сгореть. Иначе молния пройдет на дом.

Однако следует учесть еще один момент: удар атмосферного электричества может прийтись не только на молниеприемник, но и на:

1. питающую воздушную ЛЭП;
2. близкорасположенные деревья или строения;
3. почву.

Во всех этих ситуациях на вводе здания окажется импульс перенапряжения порядка 6 кВ. Он может причинить много бед. Поэтому его постепенно снижают в трех зонах здания различными классами модульных УЗИП — устройствами защиты от импульсного перенапряжения.

В ограничении импульса перенапряжения качество монтажа заземления играет далеко не последнюю роль.

Какая роль отведена заземляющему устройству в защитах с УЗО и дифавтоматами

Орган сравнения фаз устройства защитного отключения постоянно вычисляет момент возникновения тока утечки.

Когда потенциал фазы прошел на корпус бытового прибора, подключенного к заземлению, то возникшую утечку сразу же почувствует УЗО и снимет питание с поврежденного оборудования.

Если же корпус изолирован от земли, а на нем присутствует опасный потенциал, то никакой утечки просто не будет — тогда УЗО не сработает. В этой ситуации человек может создать путь тока через свое тело. Только в этом случае защита отключит питание.

Вот таким образом способы подключения УЗО и заземляющего контура влияют на безопасность человека:

• в первом случае удар током вообще исключен (системы заземления TN-S, TN-C-S, TT);
• во втором (TN-C) —пострадавший попадает под действие тока на время, необходимое защите для вычисления утечки и оперативного снятия питания.

УЗО и дифавтомат выполняют свои защитные функции даже в схеме двухпроводного электроснабжения, значительно ограничивая пребывание пострадавшего под действием тока.

Таким образом ЗУ повышает защитные функции модулей, работающих с органом сравнения фаз.

Роль заземления в ограничении высокочастотных помех современных электронных устройств

Компьютеры, микроволновки и другая
бытовая техника с импульсными блоками питания предназначены для надежной работы в трехпроводной схеме с заземляющим РЕ проводником.

Если их подключить к обычной двухпроводной схеме, которая до сих пор распространена в наших старых домах, то относительно их корпуса и земли, например, близкорасположенного водопроводного крана или батареи отопления, можно замерить 110 вольт.

Объясняется это конструкцией фильтров, предназначенных для подавления высокочастотных помех.

Заземляющий контакт их вилки питания через шнур надежно соединен с металлическим корпусом, а последний через конденсаторы фильтра связан с потенциалами рабочего нуля и фазы.

За счет образованного таким образом емкостного делителя на корпусе присутствует половина фазного напряжения сети. Однако в трехпроводной схеме этот потенциал надежно отводится по PE проводнику на контур здания, что обеспечивает безопасность пользования прибором.

В двухпроводной схеме заземления нет, потенциалу стекать некуда. При возникновении контакта между человеком и землей ток пойдет через наше тело.

Поэтому исключайте такую возможность хотя бы отодвиганием подальше подобной техники от заземленных конструкций.

Чем опасен обрыв нуля в трехфазной схеме TN-C

Это еще один случай, когда электрики энергоснабжающей организации могут доставить большие неприятности своим потребителям. Он характерен не только для сети TN-C, но и TN-C-S.

Более детально этот вопрос раскрыт статьей про формулу электрического напряжения. Нас в этой ситуации может спасти только реле РКН. Без его использования могут погореть холодильники, микроволновки и другая дорогая техника.

Это еще одна веская причина для перехода на современную систему заземления TN-S с более безопасной схемой подключения заземляющего устройства.

Заканчивая статью рекомендую посмотреть видеоролик владельца Алекс Жук «Что такое заземление», где он простыми словами показывает его роль при ликвидации аварийных процессов.

Напоминаю, что сейчас вам удобно прокомментировать статью или задать вопрос для его выяснения.

Рейтинг статьи

4.5 / 5 ( 10 голосов )
Просмотров страницы: 32541

Рекомендуем прочитать:

Комментарии 6

Ольга

А если вы обеими руками возьметесь за токоведущую часть и повисните на ней не касаясь земли, то скорее всего ничего не произойдёт, проверять это, конечно не стоит. Поэтому птиц не бьет током на проводах. Но вернёмся к разговору о заземлении. Как мы уже сказали, корпуса электроприборов заземляют. Для чего это нужно?

Алексей

Ольга, не все так просто. Многое зависит от величины напряжения на проводах.
А про технические способы защиты человека рассказывается в статье. Задайте вопрос точнее.

Антон

Это «простыми словами для новичков». А где тогда сложными написано?? ;))))

Алексей

Здравствуйте, Антон. Я действительно постарался объяснить простыми словами для новичков все то, что излагается в проектной и технической документации про контуры заземления. Если захотите самостоятельно разобраться с этим вопросом, то вам придется изучить массу инструкций, нормативов, таблиц, графиков с характеристиками различных материалов, сред, грунтов… В статье приведены краткие выжимки из всего этого с краткими разъяснениями.

Владимир

Здравствуйте, Алексей. Я постарался понять своим гумманитарным умом все что вы изложили и будь я техничнее я бы вопросов не задавал больше)
Проконсультируйте если возможно:
Приобрел дачный дер. дом 4 комнаты от счетчика проведена проводка (в каждой комнате розетка без заземления), выключатель света. Из электроприборов привезли компьютер (как раз пробивает на корпус), стиралку.
Планировал в соседнее помещение запланированное под баню установить бак -душ с теном и розеткой.
Вопрос в следующем, как правильно все это (розетки, машину, тен) заземлить…
Понимаю, что оставлять такую проводку ее безопасно
Прошу прощения за делетантские вопросы.

Алексей

Здравствуйте, Владимир.
Вы задали правильные вопросы. В них путаются даже практикующие электрики.
У вас схема электропроводки выполнена по системе заземления TN-C. Современное бытовое электрооборудование с цифровым управлением питается от импульсных блоков питания. Они защищаются от высокочастотных помех фильтрами, средняя точка которых выводится на корпус прибора А он в системах заземления TN-C-S, TT, TN-S подключен к контуру земли. Поэтому потенциал средней точки порядка 110 вольт постоянно отводится на землю и человека током не бьет.
В системе TN-C потенциал средней точки остается на корпусе. Если к нему дотрагивается человек, имеющий контакт с землей, возникает удар током. Более подробно про системы заземления я расписал в статье, показывающей как электромонтажная организация осуществляет перевод многоквартирного дома на систему заземления TN-C-S. Советую прочитать.
Для начала рекомендую все цифровые приборы просто изолировать от прикосновения человека. Например, системный блок компьютера поставить так, чтобы при работе к нему не было возможности дотрагиваться. Хотя бы поставить под стол. Стиральную машину и микроволновку включать в розетку только на время их работы по назначению, а не постоянно.
Если же думаете заземлить все электрооборудование, то вам надо вначале сделать проект схемы электроснабжения по системе заземления TT. Желательно подключить специалистов к его составлению. Контур заземления, который будете делать, должен быть проверен электрическими замерами в самых неблагоприятных условиях для прохождения электрического тока: сухое лето и зимние морозы.

Добавить комментарий Отменить ответ

• Рубрики блога
  • Базовые знания (19)
  • Защитные модули (12)
  • Измерительные приборы (4)
  • Кабель и провод (2)
  • Опыт ремонта (5)
  • Освещение (15)
  • Полезные самоделки (8)
  • Электромонтажные работы (12)
  • Импульсные блоки питания: принципы работы для новичков — обзор 7 правил построения схемы
  • Антенны для цифрового ТВ DVB T2: 4 испытанных схемы с фото
  • Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети: 3 схемы конденсаторного запуска с подробным объяснением

  Заземление электроустановок: виды, правила и технология

  Рассматривая виды заземления, упомянем естественные и искусственные конструкции, а также разновидности систем заземления (TT, IT, TN S, TN C S, TN C). Итак, естественное заземление — это конструкции, находящиеся в земле постоянно, такие как железобетонный фундамент. Сопротивление таких предметов нигде не регламентировано, поэтому как заземление электроустановок подобные естественные конструкции использовать нельзя.

  

  Однако среди видов заземления нас больше интересуют искусственные конструкции. Это когда точку электросети, оборудования или установки специально объединяют с заземляющим устройством. Состоит заземляющее устройство из заземлителя и заземляющего проводника (шина, он же проводник с низким сопротивлением). Простейший заземлитель являет собой стержень из стали или меди, но может быть и более сложным сочетанием деталей различной формы.

  Что нужно знать о качественном заземлении? Нужно добиться низкого соотношения сопротивления заземления к сопротивлению растеканию тока. Как это сделать? Для улучшения качества заземления подходит расширение площади заземляющих электродов, снижение удельного электрического сопротивления грунта, увеличение концентрации солей в грунте или его нагрев, а также большее заглубление электродов заземления или увеличение их количества.

  Ознакомьтесь с требованиями ПУЭ и другими стандартами, по которым нормируется электросопротивление заземляющего устройства. Сопротивление будет отличаться в зависимости от условий грунта.

  Типы систем заземления

  Для частного дома и квартиры подходят следующие типы заземления:

  У первой и самой распространенной системы TN есть подтипы — S и C S. Вообще, для расшифровки аббревиатур нужно понять несколько моментов.

  

  1. По умолчанию, первая буква t говорит о принципе функционирования питающего источника.
  2. Вторая буква — N, T или I — указывает на принцип заземления и защиту открытых элементов отводов. T прописывают, если контур заземлен, N — если зануление осуществляется подключением к нейтрали, а I — когда электрическое оборудование не имеет электрических контактов, то есть отвод изолирован. На картинке ниже вы увидите обозначение заземления и соответствующую схему.
  3. В нынешних Госстандартах есть понятие нулевого заземляющего проводника. Он актуален для систем с напряжение до 1 кВ. Выделяют землю (PE), нулевой заземляющий проводник (N) и объединение земли с нулем (PEN).

  Виды заземления и их назначение

  Рассмотрим виды заземления в электроустановках с их основными чертами в таблице.

  Типы и подтипы заземления	Особенности
  TN	популярнейший тип заземляющей системы, являющий собой комплекс из штырей, вертикально вбитых в землю до водоносного горизонта на глубину свыше 2,5 м; штыри объединены кабелем (полосой) в общий заземляющий контур для жилого здания; альтернативное название — глухозаземленная нейтраль, т. е. ноль совмещен с землей по всей длине
  TN-C	дешевый, но устаревший вариант с высоким риском опасности: рабочий нуль N одновременно является защитным проводом PE, поэтому при обрыве N-проводника весь потенциал перейдет на электрическое оборудование, что может привести к возгоранию или поражению током
  TN-S	в новых строительных проектах принимают эту подсистему, поскольку она наиболее надежная, и в тоже время дорогая (требует дополнительного проводника от подстанции к энергопотребителю); конструктивно в TN-S входят отдельный фазный провод, нейтраль N и защитный проводник PE (последние два проводника — отдельные компоненты, начиная с подстанции с глухозаземленной нейтралью)
  TN-C-S	это комплекс плюсов описанных выше подсистем; очень просто реализуется при реконструкции старых видов заземления нейтрали; конструктивно состоит из системы TN-C (до главного распределительного щита), а дальше нейтральный провод PEN расходится на N-проводник и защитный PE; и уже дальше организовывается подсистема TN-S; минус — образуется полное напряжение в системе при обрыве PEN-шины, проблема решается установкой защитных реле напряжения
  TT	электропитание идет по фазным проводам от источников с глухозаземленной нейтралью, заземление обустраивается прямо у потребителя; в обязательном порядке требуется подключение УЗО
  IT	IT-система не использует глухозаземленную нейтраль, нуль источника подключается через спецустройство с большим внутренним сопротивлением, у потребителя при этом устанавливается дополнительно устройство ноля и защитного заземления (см. главу 1.7 ПУЭ); метод заземления IT создает минимальные помехи

  Кратко резюмируем виды заземления и их назначение:

  • IT-система снабжения подходит для специальных лабораторий;
  • TT-система актуальна для подключения временных объектов или мобильных сооружений, к примеру, на стройке;
  • подсистема TN-C-S чаще всего выбирается при реконструкции старых зданий;
  • TN-S — при проектировании новых строительных объектов;
  • TN-C обнаруживается преимущественно в старом жилом фонде и в настоящее время не используется ввиду высоких рисков пожарной опасности и удара электрическим током;
  • TN-система оптимально пригодна для жилых домов (обращайте внимание на современные подсистемы из этой категории).

  Не пользуйтесь трубами водопровода, отопления, газа в качестве защитного заземления! Так же как и части оградительных конструкций из металла, они провоцируют при аварийной ситуации появление полного напряжения 220V на своих элементах, что несет угрозу здоровью и жизни человека и животных.

  

  Зачем нужно заземление

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

  гл. 1.7 «Заземление и защитные меры электробезопасности» правил устройства электроустановок

  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:

  1. N — функциональный ноль.
  2. PE (Protective earth) — защитный ноль, или заземление.
  3. PEN — совмещение функционального и защитного нулевых проводников.

  «Электроустановки зданий»50571.2-94п. 312.2 ГОСТ Р

  Если от опоры на улице в дом идут два провода, то один из них — это L, фаза, а второй — PEN, защитный и рабочий ноль. Фазный провод обычно белого цвета, нулевой — синего. В трехфазной сети будет четыре провода: три фазы и PEN-проводник.

  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.

  Главный недостаток системы в том, что она не защищена от обрыва или отгорания нуля на пути от подстанции к вводу в дом. Это особенно опасно на старых сетях, когда по столбам идет не один СИП-кабель, где все жилы перекручены, а несколько отдельных проводов.

  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.

  Старая электрическая сеть: по опорам идет несколько проводов, закрепленных на фарфоровые изоляторы. Упавшее дерево можно оборвать любой провод или несколько.

  Современная сеть: между опорами идет один провод. Если на него упадет дерево, оборвет все: и фазу, и ноль. Это безопаснее. Система TN-S. Это модификация системы TN-C-S. В ней рабочий N и защитный PE ноль разделили еще на подстанции. В трехфазной сети на всем участке линии пять проводов, к дому подходит тоже пять: три фазы, ноль и земля.

  Система TT. Это, возможно, самая популярная система для заземления частных домов. В дом при трехфазном вводе приходит четыре провода: три фазы и рабочий ноль. В самом доме устраивают независимую от подстанции систему заземления: в грунт забивают штыри, провод от них выводят на шину заземления в щитке. С ней соединяют корпуса приборов. Таким образом, при применении системы ТТ заземление дома и подстанции никак не соединено.

  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:

  1. Вертикальные штыри-заземлители.
  2. Металлические полосы или горизонтальные заземлители, которые соединяют штыри-заземлители.
  3. Заземляющий проводник — линия от контура заземления до электрощитка.

  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

  Материал Профиль сечения Диаметр, мм Площадь поперечного сечения, мм Толщина стенки, мм

  Черная сталь	Круглый для вертикальных заземлителей	16	—	—
  Круглый для горизонтальных заземлителей	10	—	—
  Прямоугольный	—	100	4
  Угловой	—	100	4
  Трубный	32	—	3,5
  Оцинкованная сталь	Круглый для вертикальных заземлителей	12	—	—
  Круглый для горизонтальных заземлителей	10	—	—
  Прямоугольный	—	75	3
  Трубный	25	—	2
  Медь	Круглый	12	—	—
  Прямоугольный	—	50	2
  Трубный	20	—	2
  Канат многопроволочный	1,8 (диаметр каждой проволоки)	35	—

  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

  Тип грунта Примерное сопротивление, Ом·м

  ПГС, влажный песок	300—500
  Смесь глины и песка	100—150
  Чернозем	50—60
  Глина	50—60
  Садовая земля	30—40
  Суглинок с золой и пеплом	30—40
  Торф	20—30

  Тип грунта Примерное сопротивление, Ом·мПГС, влажный песок300—500Смесь глины и песка100—150Чернозем50—60Глина50—60Садовая земля30—40Суглинок с золой и пеплом30—40Торф20—30

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

  1. Разбавляют почву. Контур заземления закапывают не тем же грунтом, а смесью золы и пепла. Иногда рекомендуют использовать раствор поваренной соли, но так делать не стоит: соль провоцирует коррозию.
  2. Забивают штыри электродов поглубже, чтобы достичь почвы другого состава. Например, берут 6 электродов по 1,5 метра, которые друг за другом забивают в одну точку. По мере продвижения вглубь их приваривают или соединяют муфтами, если электроды сделаны на заводе.

  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.

  Системы заземления TN-C-S, TN-C, TN-C, TT, IT

  Всем известны системы энергоснабжения с напряжением до 1000 вольт, на уровне конечного потребителя. Они бывают всего двух видов:

  • трехфазная (три фазы и рабочий нуль), где напряжение между фазами составляет 380 вольт, а между каждой фазой и нулем — 220 вольт.
  • однофазная (одна из трех фаз с общего ввода на объект, и рабочий нуль), напряжение между каждой фазой и нулем составляет 220 вольт.

  А вот с системами безопасности, ситуация гораздо сложнее. Для организации искусственного заземления, ГОСТ предусматривает 5 систем: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT.

  

  Правила устройства электроустановок (ПУЭ) определяют условия, на основании которых проектировщики выбирают систему заземления объекта. Она отражается в проектной документации, и не может быть изменена после сдачи объекта в эксплуатацию.

  В большинстве случаев, применяется система заземления TN, которая предусматривает обязательное заземление нейтрали источника питания. При этом открытые токоведущие части конечных электроустановок, могут быть соединены с нейтралью источника питания различными способами.

  Каждая из предложенных систем искусственного заземления имеет свои преимущества и недостатки. При этом, любая из них направлена на решение вопросов безопасной эксплуатации электроустановок, и нахождения людей на объекте.

  Условные обозначения

  Для лучшего понимания материала, разберем принятые условные обозначения:

  • L1, L2, L3 — проводник, на который подключена фаза источника питания. В однофазных системах, обозначается буквой L.
  • N — рабочий нуль источника питания (нулевой проводник).
  • PE — защитный нуль: он же заземляющий проводник, соединенный с заземлителем.
  • PEN — проводник, совмещающий в себе рабочий и защитный нули.

  TN-S

  Самая безопасная система, это TN-S.

  

  Силовой кабель для соединения потребителя электроэнергии с источником питания, выполнен по пятижильной схеме: три фазы (L1, L2, L3), рабочий нуль (N) и рабочее заземление (PE). Объединение нуля и «земли» происходит на ближайшей подстанции. При аварийной ситуации, если рабочий нуль отгорит, корпуса электроустановок все равно остаются присоединенными к заземлению. Защита от поражения электротоком обеспечивается независимо от состояния нулевого провода. Соответственно, внутренняя разводка к потребителям выполняется трехжильным проводом (для однофазного подключения), либо тем же пятижильным (при наличии трехфазных электроустановок: например, электропечей или отопительных систем).

  

  На вводных щитках в каждом помещении, монтируются по две раздельные клеммные колодки: рабочий нуль и защитная земля.

  

  Причем после «земляной» колодки нельзя устанавливать коммутационные устройства: выключатели, защитные автоматы. По всей длине, заземляющий проводник от заземлителя до электроустановки, не должен иметь размыкающих устройств.

  Вы спросите: «а как же розетка?» При извлечении из нее вилки, линия заземления действительно размыкается. Но при этом электроустановка полностью обесточивается, и перестает быть опасной.

  TN-C

  Системой заземления TN-S сегодня оборудуются все современные жилые и нежилые объекты. К сожалению, такая схема применяется только на объектах, введенных в строй не раньше, чем 15–20 лет назад. Подавляющее большинство жилого фонда, построенного во времена СССР, оборудованы системой TN-C. Это не значит, что все эти объекты построены с нарушениями СНиП. Просто в те времена, стандарты (включая ПУЭ) были иными.

  В идеале, необходимо переоснастить все существующие сети до стандарта TN-S. Но это потребует огромных капиталовложений. К тому-же, прокладка дополнительных линий «земли» от питающих подстанций не всегда возможна технически. А значит, в некоторых местах придется менять всю сеть силовых кабелей.

  Заземление TN-C не обеспечивает полной безопасности по следующей причине:

  «Земля» и рабочий нуль представляют собой одну линию, которая расположена в силовом кабеле от источника питания, до потребителя. Заземлитель (контур заземления, физически соединенный с грунтом), расположен в непосредственной близости от питающей подстанции. Такой способ организации заземления называется глухозаземленной нейтралью. Силовой кабель состоит из четырех жил: три фазы (L1, L2, L3), и рабочий нуль, совмещенный с рабочим заземлением (PEN).

  

  Поскольку рабочий нуль находится под нагрузкой (через него протекает активный электрический ток), он находится в так называемой зоне риска. Нередки случаи, когда от перегрева этот проводник просто отгорал. Что происходит при этом с конечными потребителями, оставим за скобками — напряжение может скакнуть до 600 вольт. Главная опасность в том, что все электроустановки в этом случае теряют защитное заземление. Прикоснувшись к корпусу, на котором может оказаться потенциал фазы, человек гарантированно будет поражен электротоком. Особую опасность при такой аварии, представляет одновременное прикосновение к электроустановке, находящейся под напряжением, и металлическим конструкциям, имеющим физический контакт с грунтом: системы отопления, водопровода, арматура в стенах. Даже влажный цементный пол, соединенный с арматурой в стяжке, может стать причиной трагедии.

  В многоквартирных домах, и других объектах, оборудованных системой TN-C, вообще отсутствует защитное заземление в привычном понимании. Все знают, как выглядят розетки советского образца: в них нет контактов заземления. Даже если владельцы производят замену на трех контактные современные розетки, клемма защитного заземления остается невостребованной: ее просто не к чему подключить.

  По этой причине, на объектах, оснащенных заземлением TN-C, в помещениях с повышенной влажностью (санузлы, бани, прачечные), запрещено использовать незаземленные электроприборы. Если вы устанавливаете бойлер, или стиральную машину — подводить к ней заземление (или организовывать систему дополнительного уравнивания потенциалов) на основе рабочей нейтрали, запрещено!

  Необходимо организовать заземлитель (полноценный контур, имеющий физический контакт с грунтом). Причем параметры такого заземлителя должны соответствовать требованиям Правил устройства электроустановок.

  Металлический уголок длиной 50 см, забитый в палисадник у подъезда, заземлителем не является!

  Затем в квартиру заводится заземляющий проводник (сечением не менее 2.5 мм², и не имеющий разъединителей на всей протяженности), который соединяется непосредственно с электроустановкой. Разумеется, необходимо установить щиток или клеммную колодку заземления, завести на нее розетки и корпуса опасных электроприборов.

  TN-C-S

  Для минимизации проблем со схемой TN-C, введена система заземления TN C S. Это некий компромисс, переходный вариант от старой C к современной S.

  Как она устроена, и в чем отличие от TN-S?

  В произвольном месте, глухозаземленная нейтраль объединяется с защитным заземлением. Точнее, от рабочего нуля выполняется ответвление. Как правило, такая точка организуется на входе силового кабеля в объект.

  

  На вводном щитке потребителя (обычно, это общий ввод на объекте: многоквартирный дом, офисное здание и прочее) имеются уже две шины: рабочий нуль, и защитное заземление. Далее к потребителям идут привычные и безопасные силовые кабели: трехжильный к однофазным электроустановкам, и пятижильный к трехфазным.

  В каждый вводной щиток квартиры, или обособленного помещения внутри объекта, линии защитного заземления и нуля заходят уже в разделенном виде. Для конечного потребителя, система заземления по схеме TN-C-S выглядит, как обычная и безопасная TN-S. На самом деле, уровень безопасности далеко не 100%.

  Почему система TN-C-S не обеспечивает полную защиту от поражения электротоком? Слабое место находится на участке от питающей подстанции до точки объединения нуля и защитного заземления. Если на пути от подстанции, где глухозаземленная нейтраль соединена с заземлителем, до вводного распределительного устройства на объекте, произойдет разрыв линии PEN, все потребители останутся без контура заземления.

  

  При проведении капитального ремонта на объектах жилого фонда советской постройки, обязательно организуется система заземления. Для экономии средств, выполняется она по схеме TN-C-S. В лучшем случае, при объединении линии PEN с вновь проложенной шиной защитного заземления, производится электрическое подключение к реальному контуру заземления. В большинстве домов присутствует основная система уравнивания потенциалов, имеющая надежный контакт с грунтом. Но зачастую, чтобы упростить себе задачу, бригады ремонтников просто устанавливают перемычку между новой шиной заземления и рабочей нейтралью, внутри вводного распределительного устройства.

  Совет. При заключении договора с исполнителем работ по капитальному ремонту, необходимо заранее оговаривать вопрос заземления.

  Как быть, если ваш дом подключен по системе TN-C, а до ближайшего капремонта еще много лет? Организовывать индивидуальное заземление в квартире, или объединяться хотя бы с соседями по подъезду. Иначе использование современных электроприборов (бойлеры, электрические духовки, стиральные машинки и пр.) станет источником повышенной опасности.

  Есть горе мастера, немного разбирающиеся в электротехнике, но не понимающие ответственности за нарушение ПУЭ. Зачастую, вместо организации контура заземления по ГОСТу, шина защитного заземления соединяется с металлическими элементами инфраструктуры. В лучшем случае, со стояками холодной или горячей воды, в худшем — с системой отопления.

  Действительно, при строительстве дома, эти трубы соединялись с контуром основной системы уравнивания потенциалов. Изначально был организован физический контакт с «землей». Но в процессе эксплуатации (особенно если вашему дому несколько десятков лет), целые участки трубопроводов заменены на полипропилен. Разумеется, ни о каком заземлении в этом случае не может быть и речи.

  Организовав такое подключение, владелец квартиры пребывает в ложной уверенности, что у него с безопасностью полный порядок. Мало того, при появлении на корпусе электроустановки опасного потенциала (достаточно напряжения более 42 вольт), опасности подвергаются все соседи.

  Особенности

  При типе заземления системы TN-C-S (рис. 1 и 2) заземлена одна из частей источника питания, находящихся под напряжением, обычно – нейтраль трансформатора. Открытые проводящие части электроустановки здания имеют электрическое соединение с заземлённой частью источника питания, находящейся под напряжением. Для обеспечения этого соединения в низковольтной распределительной электрической сети обычно применяют PEN-проводники, а в электроустановке здания используют защитные проводники PE. В системе TN-C-S возможно также применение PEN-проводников в головной (по току электроэнергии) части электроустановки здания. При этом в электрических цепях остальной части электроустановки здания используют защитные проводники.

  В системе TN-C-S также, как в системе TN-C в распределительной электрической сети применяют PEN-проводники, а в электроустановке здания так же, как в системе TN-S используют защитные проводники.

  При типе заземления системы TN-C-S PEN-проводник всегда разделяют на защитный и нейтральный проводники в какой-то точке электроустановки здания. Это разделение может быть произведено на вводе в электроустановку здания – на вводном зажиме или на защитной шине вводно-распределительного устройства (рис. 1). Так следует делать в электроустановках жилых и общественных зданий, торговых предприятий, медицинских учреждений.

  

  Рис. 1. Система TN-C-S трехфазная четырехпроводная. PEN-проводник разделен на вводе электроустановки здания (на основе рисунка 2.13 из книги [1] автора Харечко Ю.В.)

  PEN-проводник может быть разделён также на вводном зажиме или на защитной шине другого распределительного устройства, которое соединено с ВРУ посредством распределительной электрической цепи, имеющей PEN-проводник в составе своих проводников (рис. 2).

  

  Рис. 2. Система TN-C-S трехфазная четырехпроводная. PEN-проводник разделен для части электроустановки здания (на основе рисунка 2.14 из книги [1] автора Харечко Ю.В.)

  На рисунках 1 и 2 обозначено:

  1. заземляющее устройство источника питания;
  2. заземляющее устройство электроустановки здания;
  3. открытые проводящие части;
  4. защитный контакт штепсельной розетки;
  5. ПС — трансформаторная подстанция;
  6. КЛ — кабельная линия электропередачи;
  7. ВЛ — воздушная линия электропередачи.

  В первом случае (см. рисунок 1) во всей электроустановке здания применяются два проводника — защитный и нейтральный. Во втором случае (см. рисунок 2) в головной (по току электроэнергии) части электроустановки здания используют PEN-проводник, а после точки его разделения применяют защитный и нейтральный проводники. Открытые проводящие части электрооборудования класса I присоединяют соответственно к защитным проводникам во всей электроустановке здания (см. рисунок 1) или в головной части электроустановки здания их присоединяют к PEN-проводникам, а в остальной её части — к защитным проводникам (см. рисунок 2).

  При типе заземления системы TN-C-S теоретически возможно разделение PEN-проводника на защитный и нейтральный проводники в любой точке распределительной электрической сети. Однако более надёжно производить разделение PEN-проводника в электроустановке здания, например, на вводных зажимах ВРУ (ВУ) или на его защитной шине.

  Если трансформаторная подстанция встроена в здание, то электроустановку здания целесообразно выполнить с типом заземления системы TN-S, поскольку система распределения электроэнергии не будет иметь линии электропередачи.

  Что такое нейтраль

  В электротехнике нейтралью называют контакт, к которому подсоединены обмотки вырабатывающих генераторов или понижающих (повышающих) трансформаторов, используемых для питания сети.

  • Нейтраль обмоток трансформатора соединенную, с заземляющим устройством установки, называется глухозаземленной.
  • Нейтраль не соединенную, с заземлением, называют изолированной.
  • Есть нейтрали соединенные с землёй через сопротивления.

  Причины широкого распространения типа заземления системы TN-C-S в электроустановках жилых зданий.

  Тип заземления системы TN-C-S получил широкое распространение в электроустановках жилых зданий, что обусловлено рядом причин:

  • Во-первых, для реализации системы TN-C-S возможно использование существующих низковольтных распределительных электрических сетей без проведения их реконструкции.
  • Во-вторых, систему TN-C-S можно рассматривать как логическое развитие системы TN-C. Поэтому электроустановки здания, соответствующие типу заземления системы TN-C-S, можно рассматривать как один из вариантов «модернизации» низковольтных электроустановок, получивших повсеместное распространение на территории нашей страны. Проектировщикам, электромонтажникам и персоналу, обслуживающему электроустановки зданий, сравнительно легко понять логическую трансформацию системы TN-C в систему TN-C-S, а также основные требования, которыми следует руководствоваться при выполнении защитных проводников в электроустановках зданий, имеющих этот тип заземления системы.
  • В-третьих, в электрических цепях электроустановок зданий, соответствующих типу заземления системы TN-C-S, которые защищены устройствами дифференциального тока (УДТ), достаточно легко выявить ошибки, допущенные при соединении защитных и нейтральных проводников электропроводок. УДТ будут без какой-либо причины отключать защищаемые ими электрические цепи, сигнализируя о следующих ошибках, допущенных при выполнении монтажа проводников электропроводок:
  1. присоединении нейтральных проводников к открытым проводящим частям электрооборудования класса I;
  2. присоединении защитных проводников к зажимам электрооборудования, предназначенным для подключения нейтральных проводников;
  3. электрическом соединении между собой защитных проводников и нейтральных проводников.
  • В-четвёртых, при типах заземления системы TN ток замыкания на землю, протекающий в аварийной электрической цепи с фазного проводника на открытую проводящую часть и защитный проводник, может быть равным току однофазного короткого замыкания. Поэтому в составе такой меры защиты от поражения электрическим током, как автоматическое отключение питания, возможно использование устройств защиты от сверхтока — автоматических выключателей и плавких предохранителей. Однако в некоторых случаях нельзя обеспечить нормируемое время отключения с помощью устройств защиты от сверхтока. Тогда автоматическое отключение питания следует производить с помощью УДТ.

  При применении типа заземления системы TN-C-S в электроустановках зданий можно обеспечить более высокий уровень электрической безопасности, чем при использовании типа заземления системы TN-C. Больший уровень электробезопасности, прежде всего, достигается вследствие использования в электроустановках зданий отдельных защитных проводников, по которым в нормальных условиях протекают токи утечки. Их значения существенно меньшие значений токов нагрузки, которые обычно протекают по PEN-проводникам. Незначительные электрические токи оказывают меньшее негативное воздействие на электрические контакты в цепях защитных проводников. Поэтому вероятность потери непрерывности электрической цепи у защитного проводника существенно меньше, чем у PEN-проводника.

  При необходимости повысить уровень электробезопасности электроустановку здания следует выполнить с типом заземления системы TN-S. Это потребует строительства новой или реконструкции существующей низковольтной линии электропередачи.

  В настоящее время систему TN-C-S повсеместно применяют на территории нашей страны. Для реализации системы TN-C-S используют существующие и новые низковольтные распределительные электрические сети, воздушные и кабельные линии электропередачи которых имеют три фазных проводника и PEN-проводник. На основе этих сетей можно также реализовать системы TN-C и TT.

  Как выполнить тип заземления системы TN-C-S?

  Для электроустановки индивидуального жилого дома.

  Выполнить тип заземления системы TN-C-S для электроустановки индивидуального жилого дома достаточно просто. Разделение PEN-проводника следует произвести на вводных зажимах ВРУ (см. рисунок 1 статьи). Далее во всей электроустановке здания следует применять два проводника: защитный и нейтральный, которые не должны иметь ни преднамеренного, ни случайного электрического соединения между собой за точкой разделения PEN-проводника.

  Электроустановку индивидуального жилого дома обычно подключают к низковольтной распределительной электрической сети. PEN-проводник линии электропередачи следует разделять на вводе в электроустановку индивидуального жилого дома (рис. 1). Подробнее о ВРУ см. статью «Как собрать трехфазное ВРУ для частного дома?«.

  Для электроустановки вновь сооружаемых многоквартирных жилых зданий.

  В электроустановках вновь сооружаемых многоквартирных жилых зданий тип заземления системы TN-C-S может быть реализован только одним способом, предусматривающим разделение PEN-проводника линии электропередачи на вводе в электроустановку здания, а именно на вводных зажимах ВРУ (см. рисунок 3).

  Рис. 3. Электроустановка жилого многоквартирного здания, соответствующая типу заземления системы TN-C-S. PEN-проводник разделён в ВРУ (на основе рисунка 2.15 из книги [1] автора Харечко Ю.В.)

  Для существующих электроустановок многоквартирных жилых зданий.

  В существующих электроустановках многоквартирных жилых зданий тип заземления системы TN-C-S мог быть выполнен иначе. Например, PEN-проводники электрических стояков могли быть разделены на защитные и нейтральные проводники в этажных распределительных щитках (ЭРЩ), которые установлены на этажах жилого здания и подключены к электрическим стоякам (см. рисунок 4).

  Рис. 4. Электроустановка жилого многоквартирного здания, соответствующая типу заземления системы TN-C-S. PEN проводник разделен в этажных распределительных щитках (на основе рисунка 2.16 из книги [1] автора Харечко Ю.В.)

  На рисунках 3 и 4 обозначено:

  1. заземляющее устройство источника питания;
  2. заземляющее устройство электроустановки здания;
  3. открытая проводящая часть.

  Примечание из книги автора Харечко Ю.В. — на рисунках 3 и 4 электроустановки квартир условно представлены в виде однофазных электроприёмников класса I.

  В первом варианте электрический стояк (см. рисунок 3), входящий в состав распределительной электрической цепи и предназначенный для передачи электроэнергии от ВРУ до этажных распределительных щитков, должен иметь 5 проводников — 3 фазных проводника, нейтральный проводник и защитный проводник. Во втором варианте (см. рисунок 4) электрический стояк выполнен из 3 фазных проводников и PEN-проводника.

  Первый вариант построения электрических цепей защитных проводников в электроустановках жилых зданий, соответствующих типу заземления системы TN-C-S, который предписан требованиями ГОСТ 30331.1-2013, является более предпочтительным с точки зрения обеспечения защиты от поражения электрическим током, чем второй вариант. Первым вариантом реализации типа заземления системы TN-C-S следует руководствоваться при реконструкции существующих электроустановок жилых зданий.

  Другие примеры выполнения системы TN-C-S.

  
  Рис. 5. Система TN-C-S однофазная двухпроводная, в которой PEL-проводник разделён на защитный проводник PE и заземлённый линейный проводник LE на вводе электроустановки
  Рис. 6. Система TN-C-S однофазная двухпроводная с разделением PEL-проводника
  Рис. 7. Система TN-C-S однофазная двухпроводная, в которой PEN-проводник разделен на защитный проводник PE и нейтральный проводник N на вводе электроустановки
  Рис. 8. Система TN-C-S трехфазная трехпроводная, в которой PEL-проводник разделён на защитный проводник PE и заземленный линейный проводник LE на вводе электроустановки
  Рис. 9. Система TN-C-S трехфазная трехпроводная, в которой PEL-проводник разделен на защитный проводник PE и заземленный линейный проводник LE где-то в электроустановке

  Зачем нужно разделение PEN проводника

  Основной причиной для разделения провода PEN являются требования ПУЭ п.7.1.13, в котором указано, что все электроустановки, кроме низковольтных (12 В, 36 В и т.п.), должны иметь заземление TN-S с отдельными проводами PE и N либо более дешёвого типа TN-C-S с разделением PEN-провода. При несоблюдении этих условий возможно отключение здания от электроснабжения контролирующими организациями.

  

  

  Кроме того, этого требуют здравый смысл и законы электротехники:

  • При использовании системы TN-C корпус электроприбора фактически не заземляется, а зануляется. Поэтому обрыв провода PEN приводит к тому, что на нейтральном контакте розетки, заземляющем выводе и корпусе электрооборудования оказывается напряжение сети 220В.
  • Самое частое место этого обрыва — внутридомовые сети. Обычно они выполняются более тонким проводом, чем кабель, подходящий к зданию.
  • На вводном квартирном щитке устанавливается два предохранителя или автоматический выключатель, разрывающий цепь PEN. Даже если используется спаренный автомат, нельзя исключить возможность «залипания» фазного контакта. Это отключение приводит к эффекту, аналогичному обрыву провода PEN.

  Поэтому разделение PEN проводника обеспечивает бОльшую безопасность людей, живущих в доме.

  Разделение PEN проводника

  Правила, по которым производится разделение, описаны в ПУЭ п.п.1.7 и 7.1:

  • самым удобным местом для разделения является вводной электрощит, до вводного автоматического выключателя, рубильника или общедомового электросчётчика;
  • схема должна быть смонтирована так, чтобы исключить отключение, в том числе аварийное, цепей PEN и PE;
  • автоматические выключатели и рубильники, согласно ПУЭ п.1.7.145, допускается устанавливать только в цепи нейтрали N;
  • проводник PEN подключается к шине РЕ, или главной заземляющей шине ГЗШ, которая должна соединяться с нейтральной планкой;
  • проводники РЕ и N после разделения не соединяются;
  • нельзя использовать общую шину для нейтрали и заземления.

  Исходя из этих правил, во вводном щите монтируются две шинки — нейтральная N и заземляющая ГЗШ. Вводной проводник PEN и заземляющий провод внутренней проводки РЕ подключаются к заземляющей шине. К ней же присоединяется контур заземления здания. Эта планка соединяется с нейтральной шиной N перемычкой.

  

  

  Важно! Сечение проводника PEN вводного кабеля быть не менее 10мм² при использовании медного провода и 16мм², если кабель алюминиевый.

  Достоинства и недостатки

  Система заземления TN-C-S имеет преимущество перед другими типами защитных заземлений. Она имеет простую конструкцию, которую легко смонтировать в любом здании. Эта работа имеет намного меньшую стоимость, чем монтаж схемы TN-S. Она обеспечивает достаточно высокую степень защиты от поражения электрическим током, особенно при дополнительном использовании УЗО.

  

  Недостатком этой системы является попадание высокого напряжения на корпус оборудования при повреждении провода PEN на участке между зданием и трансформатором. Для предотвращения таких ситуаций ПУЭ требует устанавливать прокладывать питающие кабеля в лотках, трубах или использовать бронированный кабель. В воздушных линиях электропередач провод PEN периодически заземляется. Расстояние между заземлителями зависит от количества грозовых часов в год.

  При соблюдении всех требований система TN-C-S является самой распространённой. Если же какие либо условия выполнить невозможно, то ПУЭ рекомендует использовать заземление типа ТТ.

  Об обслуживании электроустановок жилых зданий

  Однако в настоящее время система обслуживания электроустановок жилых зданий далека от совершенства. Она не создает непреодолимых препятствий свободному доступу жильцов к электрическим стоякам и ЭРЩ. Это обстоятельство может быть причиной осуществления некоторых негативных воздействий на электроустановку жилого здания, которые снижают уровень защиты от поражения электрическим током и, следовательно, уменьшают преимущества от применения первого варианта по сравнению со вторым вариантом.

  При выполнении электромонтажных работ жильцами, которые являются обычными лицами, резко возрастает вероятность ошибочного подключения зажимов какого-либо электрооборудования, предназначенных для подключения нейтральных проводников, к защитному проводнику электрического стояка, а открытых проводящих частей электроприёмников класса I — к его нейтральному проводнику. Подобные ошибки также могут появиться и при замене существующих электропроводок в квартирах и их неправильном подключении к электрическим стоякам, когда защитные проводники электропроводок ошибочно присоединяют к нейтральным проводникам электрических стояков, а нейтральные проводники электропроводок — к их защитных проводникам.

  Такие ошибки более вероятны в электроустановках жилых зданий, электрические стояки которых выполнены проводниками, не имеющими цветовой и буквенно-цифровой идентификации, соответствующей требованиям ГОСТ 33542-2015. Вероятность совершения ошибок ещё более увеличивается в тех случаях, когда при подключении к электрическим стоякам какого-либо электрооборудования или электрических цепей используют проводники, не имеющие надлежащей цветовой идентификации.

  Существующее положении усугубляет низкая квалификация персонала, эксплуатирующего электроустановки жилых зданий. При проведении ими ремонтных и эксплуатационных работ в электроустановке жилого здания возможно ошибочное подключение защитных зажимов электрооборудования класса I и даже ЭРЩ к нейтральному проводнику электрического стояка, а их нейтральных зажимов — к защитному проводнику электрического стояка. То есть и неконтролируемая работа жильцов, и действия эксплуатационного персонала низкой квалификации могут привести к снижению уровня электрической безопасности.

  Материалы для контура заземления

  Естественно, материал должен выдерживать механическую нагрузку. Бурить скважины нецелесообразно с материальной точке зрения. Какой тогда способ выбрать? Вбить трубу, уголок, прут или полосу. Но для этого они должны быть достаточно прочными. Но и после этого на элементы действуют силы, возникающие в результате естественной эрозии почвы. Важно, чтобы материал длительное время мог противостоять коррозии. Но главное, его сопротивление должно быть минимальным.

  Параметры и материалы штырей

  Практически повсеместно используется металлический профиль. Если есть выбор, желательно купить марку повыше, что обеспечит длительный срок службы. Оцинкованная поверхность также приветствуется, но такие затрата нецелесообразны. Заземление в частном доме чаще всего делают из такого металлопрофиля:

  • Прут. Арматура нежелательна. Каление в данной ситуации – плохой фактор, так как приводит к увеличению удельного сопротивления. Рифление также служит причиной нерационального использования поверхности. А вот гладкий стальной прут сечением 15-18 мм подходит идеально.
  • Уголок. Один конец придется обрезать, чтобы он получился острым. Тогда вбить его в грунт будет намного легче. Популярным типоразмером является 50х50 мм при толщине 3-4 мм.
  • Труба. На конце имеет смысл проделать отверстия. Это необходимо для заполнения водой с солевыми включениями, что увеличит эффективность отдачи. Популярный диаметр – 50 мм при толщине стенки – от 4 до 5 мм.

  Также можно использоваться профили, сечение которых представляет собой квадрат или прямоугольник. Подойдет тавр и двутавр.

  Из чего делать металлосвязь?

  Вбитые штыри необходимо соединить проводником. Для этого используют:

  • Медную шину или толстый кабель, площадь сечения которого превышает 10 кв. мм.
  • Полосу из алюминия или провода, у которых данный параметр больше 15 кв.мм.
  • Стальную полосу, когда срез имеет площадь больше 48 кв. мм.

  Помимо стоимости, у стали есть еще одно конкурентное преимущество. Если взять профиль с типоразмером (25-30)х5 мм, он отлично справится с задачей. Но при этом всегда можно организовать самое надежное крепление, обеспечивающее беспрепятственную передачу тока в течение длительного периода. Полосу просто приваривают электро или газосваркой.

  Правила и требования к контуру заземления

  Для того чтобы контур заземления работал эффективно, он должен соответствовать определенным правилам:

  1. Внешний контур должен располагаться на расстоянии не менее 1 м и не более 10 м от дома. Оптимальное расстояние 2-4 м от фундамента.
  2. Заглубление электродов выбирается в пределах 2-3 м. На поверхности оставляется часть штыря длиной 20-25 см для соединения полосой.
  3. От вводного щита до контура прокладывается шина сечением не менее 16 кв. мм.
  4. Увязка электродов между собой обеспечивается только методом сварки. В щите соединение может производиться болтами.
  5. Общее сопротивление системы не должно превышать 4 Ом для 380 В и 8 Ом для 220 В.

  Внешний контур заземления располагается в земле, что предполагает повышенные требования к его конструкции. Он должен располагаться ниже уровня промерзания грунта, т.к. вспучивание почвы будет выталкивать электроды. В процессе эксплуатации коррозия не должна разрушать металл и чрезмерно увеличивать его электрическое сопротивление. Прочность стержней должна позволять вбивать их в твердый грунт.

  Расчет заземления для частного дома: формулы и примеры

  Расчеты заземления для частного дома основываются на формулах расчета сопротивления растеканию тока для электродов. Примеры будут показаны ниже.

  Сопротивление грунта

  При одиночном стержне применяется формула:

  

  где ρ экв — эквивалентное удельное сопротивления однослойного грунта (выбирается по таблице 1 для конкретной почвы);

  • L — длина электрода (м);
  • d — диаметр электрода (м);
  • T — расстояние от середины электрода до поверхности земли (м).

  Грунт
  ρ экв, Ом·м

  Торф	20
  Почва (чернозем и др.)	50
  Глина	60
  Супесь	150
  Песок при грунтовых водах до 5 м	500
  Песок при грунтовых водах глубже 5 м	1000

  Размеры и расстояния для заземляющих электродов

  Количество электродов в контуре можно рассчитать по формуле, где:

  Rн — максимально допустимое общее сопротивление контура (для сети 127-220 В – 60 Ом, для 380 В – 15 Ом), Ψ — климатический коэффициент (определяется по таблице 2).

  Тип электрода
  Климатическая зона

  I	II	III	IV
  Вертикальный стержень	1.8 ÷ 2	1.5 ÷ 1.8	1.4 ÷ 1.6	1.2 ÷ 1.4
  Горизонтальная полоса	4.5 ÷ 7	3.5 ÷ 4.5	2 ÷ 2.5	1.5

  Размеры электродов выбираются с учетом реальных условий и рекомендаций:

  • труба — минимальная толщина стенок 3 мм, диаметр – по наличию материала;
  • стальной пруток — диаметр не менее 14 мм;
  • уголок — толщина стенки 4 мм, размер – по наличию материала;
  • полоса для увязки электродов — ширина – не менее 10 мм, толщина — более 3 мм.

  Глубина заглубления (длина электродов) выбирается из условия – минимум на 15-20 см ниже уровня промерзания. Минимальная длина – 1,5 м. Шаг установки штырей составляет 1-2 длины электрода, а минимальное расстояние составляет 2 м.

  Разрабатываем схему

  Работы по обустройству заземления частного дома начинаются с разработки схемы заземляющего контура. Наибольшей популярностью пользуется замкнутая система в форме треугольника. Три электрода составляют его вершины, а остальные стержни вкапываются по его сторонам между вершинами. Если площадь возле дома не позволяет соорудить такой контур, то электроды устанавливаются в линию, полукругом или «волной». Следует отметить, что эффективность треугольного расположения значительно выше.

  Как сделать монтаж контура заземления самостоятельно?

  При устройстве заземления своими руками, монтаже контура, необходимо разработать схему, эскиз, чертеж. Далее выбирают место и размечают участок. Потребуется рулетка достаточной длины. Далее выполняют земляные работы и собирают конструкцию. После этого ее заглубляют, монтируют, а после подключат к щитку. Затем подсоединяют внутренний контур (проводку по дому) и тестируют с помощью специальных электроизмерительных приборов. В дополнительном обслуживании система не нуждается. Она прослужит десятилетиями, если все сделать правильно.

  Выбираем место

  Щиток лучше поставить в специальном помещении. Обычно это кладовая, котельная или чулан. Важно исключить свободный доступ детям. Отдающий контур размещают на удалении от периметра здания минимум на метр. Максимальное удаление – 10 м. Хорошо, когда это место, где люди не находятся без особой необходимости. В момент, когда устройство гасит утечку тока, лучше, если там никого не будет. Обычно это за домом, на территории огороженных грядок, под декоративными искусственными насаждениями, альпийской горкой и т.д.

  Земляные работы

  Сначала необходимо разметить участок, если применяется линейная схема заземления. В места, где будут вбиты электроды, ставят колышки. Теперь соедините их прямыми линиями, натяните шнурок, который будет служить ориентиром для рытья траншеи. Ее глубина от 30 до 50 сантиметров. Ширина приблизительно такая же. Грунт вывозить не нужно. Он потребуется на окончательном этапе монтажных работ перед подключением внутреннего контура. Гидроизоляция, отсыпка не потребуется.

  Собираем конструкцию

  Когда земельные работы завершены, осталось только правильно смонтировать контур. Вытащите колышки и вбейте штыри так, чтобы их торцы выступали на 15-20 см. Металлосвязи обрезают по размерам. Расстояние между штырями имеет смысл заново замерять. Контрольный замер исключит фактор ошибки. Связи приваривают газо или электросваркой. Теперь можно зарыть траншею, но только кроме точки ввода в дом, так как его тоже нужно изготовить, прикрепить, подключить к щитовой.

  Ввод в дом

  В качестве шины используются материалы, свойства которых описаны ранее. Главное надежно закрепить ее к контуру. Теперь заведите другой конец через стену к щитовой. Заблаговременно проделайте отверстие на манер клеммы, чтобы можно было применить болтовое соединение. Когда эти работы завершены, заройте последний участок траншеи и подсоедините к вводу шину-расщепитель или соответствующую жилу. На данном этапе все зависит от выбранного типа заземляющей системы частного дома.

  Проверка и контроль

  После подключения заземления к щитку, необходимо убедиться, что все сделано правильно. Контроль заключается в проверке целостности контуров и проводящей способности. Кстати, если желаете, чтобы контур наверняка работал, на предыдущих этапах не спешите закапывать траншею. Если выявится разрыв, придется заново оголять металлоконструкцию и устранять неисправность. Либо проверьте целостность заблаговременно. Но даже после этого, когда вся цепь будет подключена, необходимо перепроверить ее работоспособность.

  Берут лампу мощностью 100-150 Вт. Вкручивают в патрон, от которого отходят небольшие провода. Это будет так называемая «контролька». Один провод накидывают на фазу, другой на заземление. Если монтаж выполнен правильно, свет будет ярким. Мерцание, слабое сияние, прерывание или отсутствие тока свидетельствует о неполадке. Если лампочка светит тускло, проверьте надежность соединений, зачистите контакты, затяните болты. Соблюдайте технику безопасности. Не выполняйте ремонтные работы, не отбесточив здание.

  Распространённые ошибки при выполнении монтажных работ

  Специалисты отмечают, что при самостоятельном монтаже чаще всего допускаются такие ошибки:

  1. Попытка защитить электроды от коррозии путем покраски. Такой способ недопустим, т.к. препятствует перетоку в землю.
  2. Соединение стальной металлосвязи со штырями болтами. Коррозия достаточно быстро нарушает контакт между элементами.
  3. Чрезмерное удаление контура от дома, что значительно увеличивает сопротивление системы.
  4. Применение слишком тонкого профиля для электродов. Через небольшой промежуток времени коррозия вызывает резкое увеличение сопротивление металла.
  5. Контакт медных и алюминиевых проводников. В этом случае ухудшается соединение за счет контактной коррозии.

  При обнаружении недостатков в конструкции их следует устранять незамедлительно. Чрезмерное увеличение электрического сопротивления или нарушение целостности цепи нарушает работу заземления. Контур не сможет гарантировать безопасность.

  Контур заземления необходим для частного дома. Эта конструкция обеспечит электрическую безопасность жильцов и исключит трагические случайности. Однако следует помнить, что эффективность работы заземления зависит от правильности расчетов, выбора схемы и проведения монтажа. Если есть сомнение в собственных силах, то лучше использовать готовый комплект.

  • https://Web-electric.ru/types-of-grounding
  • https://journal.tinkoff.ru/guide/zazemlis/
  • https://ProFazu.ru/provodka/bezopasnost-provodka/sistema-zazemleniya-tn-c-s.html
  • https://www.asutpp.ru/sistema-tn-c-s.html
  • https://grand-electro.ru/vopros-otvet/sistemy-zazemleniya-tn-tnc-tns-tncs-tt-it-osnovnye-otlichiya.html
  • https://electricvdome.ru/zazemlenie/sistema-zazemlenija-tn-c-s.html
  • https://zen.yandex.ru/media/vodatyt/kak-sdelat-zazemlenie-v-chastnom-dome-chtoby-ne-bilo-tokom-5e958861aa749e6d77b8ea50
  • https://odinelectric.ru/elektrosnabzhenie/kak-sdelat-zazemlenie-v-dome

  Заземляющие устройства: назначение, принцип работы и особенности применения

  

  Любое электрическое оборудование, которое находится в эксплуатации, должно функционировать согласно правилам техники безопасности. Для того чтобы исключить возможность попадания опасных частиц, нужно обязательно провести процедуру заземления – электрически связать землю с электропроводящими и металлическими частями механизма. За счет этого случайные утечки электричества сведутся к минимуму, а животные и люди будут защищены от ударов током.

  

  Назначение заземления

  Заземляющие устройства (ЗУ) представляют собой объединение заземляющего проводника и заземлителей, которые соединяют электроустановки, электрические приборы и машины с землей. ЗУ способствует созданию надежных соединений для того, чтобы отводить напряжение с элементов, постоянно находящихся под высоким напряжением. Причинами тому могут служить:

  • мощные удары молнией;
  • возникновение вторичной индукции, вызванной токоведущими частями, которые расположены очень близко;
  • вынос потенциала за пределы внешнего ограждения здания или электроустановки.

  В каменноугольных выработках, в реках и водоемах, а также других рукотворных или природных объектах, имеющих похожие свойства, роль земли выполняется водой или грунтом.

  

  Виды ЗУ

  В роли заземляющих устройств могут быть использованы объекты как искусственного, так и естественного происхождения. Первые из них представлены:

  • стальными обрезками труб и рельс;
  • металлическими тросами и цепями;
  • длинными стальными прутьями (диаметр – 1 см);
  • стальными полосами или угловой сталью длиной не менее 2 метров;
  • стальными трубами диаметром от 3 см.

  Стоит заметить, что сопротивление заземляющих устройств можно определить, только проведя контрольные замеры. Если естественный элемент покажет приемлемый показатель значения R, то дополнительные конструкции не понадобятся. Естественные объекты представлены:

  • оболочками свинцового кабеля;
  • подземными трубами жилых помещений, которые соединяются с землей;
  • железобетонным фундаментом, если вокруг влажный грунт (суглинок или глина);
  • подземными трубами (исключением являются только теплотрассы и те, по которым транспортируют горючие материалы).

  

  Принцип действия ЗУ

  Ключевой принцип работы заземления заключен в том, чтобы снижать потенциал напряжения точки, которая соприкасается с токопроводящими частями, до того момента, пока это не станет безопасно для людей. Когда опасное напряжение попадает на поверхность оборудования, потенциал заземлителя, который находится ближе всего к нулю, должен быть перенесен в эту самую точку, что создает безопасные и комфортные условия для работы. По истечении времени автоматическое устройство, защищающее от утечек электричества, срабатывает. Линия питающего напряжения деактивируется, устраняя аварийную ситуацию.

  Процесс изготовления заземляющих устройств требует соблюдения некоторых особых условий, которые обеспечат надежность и контакт частиц почвы с металлическими поверхностями. Повысить электропроводность можно, погрузив в грунт металлическую конструкцию заземления, а вокруг нее создать зону максимальной удельной проводимости. Добиться повышения этой проводимости можно непосредственным химическим воздействием на землю, например с помощью соли.

  Все вышеперечисленные методы способны обеспечить надежное движение электричества в грунт по заземленному основанию защитных конструкций. Помимо того что обеспечивается преднамеренное слияние корпуса электрического оборудования с заземленным механизмом, представленный выше метод может быть использован в критических ситуациях замыкания фазы на почву.

  

  Дополнительные функции заземления

  Заземляющие устройства очень часто используются в качестве грозоотводов, защищая строения от ударов молнии. В случае если неподалеку расположена еще одна электрическая установка с мощностью не более 1 кВт, то заземляющую систему можно использовать общую. Такое решение помогает значительно снизить материальные траты на строительство других заземлений.

  В такой ситуации нормальным будет сопротивление растекания тока с наименьшим значением. Вычислить его можно, используя значения минимального сопротивления для каждой электроустановки, которые помещены в один заземлитель. Брать при этом нужно минимальное значение.

  Рабочее заземление – что это?

  При изготовлении рабочих заземлений с заземляющими устройствами соединяются точки электрических цепей. Рабочее заземление сооружается с помощью специальных устройств, таких как разрядник, пробивной предохранитель или резистор.

  

  Правила устройства ЗУ в частных домах

  Людей, живущих в загородных домах, часто тревожит вопрос, обязательно ли устанавливать в своем жилище заземляющие устройства. ПУЭ (правила устройства электроустановок) помогут получить ответ на него. Этот документ содержит информацию о защитной мере, которая считается обязательной. Изготовление заземляющей конструкции в частных домах значительно проще, чем в многоквартирных городских строениях.

  Для установки заземления на загородном участке нужно выбрать такое место, которое находится недалеко от дома, и разместить устройство с дальнейшим подведением медной шины. В условиях города это сделать практически невозможно. Строительные нормативы не предусматривают надежных заземлителей около дома.

  В таком случае нужно пользоваться заземлением, которое находится на питающих подстанциях на достаточной удаленности от жилых построек.

  Ремонт

  Если использовать ЗУ на протяжении длительного времени, отдельные узлы конструкции из металла могут быть поражены коррозией, а ее электрические параметры – частично отклониться от номинальных показателей. Это происходит потому, что разрушается защитное покрытие ЗУ, на которое оказывает негативное влияние грунтовая соль, влекущая за собой коррозийные разрушения металла.

  В неисправном состоянии механизм становится непригодным к использованию, не способствуя снижению опасного потенциала конструкции по причине того, что пораженные ржавчиной места могут оказывать существенное сопротивление. Параллельно с этим может быть снижена утечка тока в почву, вследствие которой контур заземления постепенно теряет свои защитные свойства.

  Любому специалисту в таком случае нужно сообщить, что механизм должен подвергнуться капитальному ремонту, в процессе которого будут заменены на новые детали все его пораженные части. Возможен и такой исход, согласно которому разрушенные элементы и места сварки восстановят без их предварительной замены. Для этого требуется выполнение следующих операций:

  • очистить все металлические части заземления от обнаруженных следов ржавчины с помощью химического вмешательства или наждачной бумаги;
  • эти же очищенные места обезжирить растворителем, предназначенным специально для таких целей;
  • после того как растворитель высохнет, поверхность металла покрыть слоем грунтовки ГФ-18;
  • подождать, пока грунтовка просохнет, и окрасить подготовленную поверхность черной эмалью с целью дальнейшей защиты.

  

  Техническая проверка систем заземления

  Для того чтобы контролировать текущее состояние механизма, необходимо время от времени проверять его конструкцию и то, соответствуют ли его характеристики установленным требованиям к заземляющим устройствам. Процедура проверки должна включать в себя следующие действия:

  • визуально осмотреть открытые участки механизма;
  • тщательно обследовать контакты между отдельными частями контурного заземления;
  • измерить активное сопротивление;
  • выборочно обследовать части, которые размещены в земле, вскрыть почву в этих местах.

  При возникновении необходимости во время проведения испытаний специалисты могут измерить параметры распределяющей заземляющей цепи и напряжение прикосновения. Комплект должен обязательно содержать технический паспорт заземляющего устройства с информацией о дате начала эксплуатации ЗУ, его рабочую схему и информацию с текущим состоянием системы.

  Контролируемые параметры ЗУ

  Надежная работа всего механизма зависит от того, какое общее сопротивление оказывает цепочка заземления. Оно, в свою очередь, образуется за счет соединительных шин и самой конструкции заземлителя. Уменьшение значения данной величины влечет за собой безопасную эксплуатацию приборов и всего оборудования, для которых положена защита. Процесс обустройства заземляющих контуров проводится методом подбора соответствующих форм конструкций, тем самым искусственно увеличивается территория взаимодействия ключевых элементов с почвой. Также проводится измерение заземляющих устройств.

  Такого же результата можно достичь, специально повысив процент содержания соли в земле, обладающей непосредственным контактом с металлической частью заземлителя. Указанный метод будет снижать сопротивление стекания электричества в почву, что увеличит уровень надежности функционирования контура механизма.

  Для того чтобы контролировать значение всех показателей, нужно организовать техобслуживание заземляющей системы, провести испытания заземляющих устройств. Они предполагают наличие обязательного замера указанных параметров. Если обнаружены существенные отклонения от предписаний ПУЭ, необходимо провести осмотр заземляющего устройства, починить его, а затем проверить сопротивление заземления во второй раз.

  

  Особенность работы заземления

  Как итог всему вышеперечисленному, можно с полной уверенностью говорить о следующей особенности во всей работе механизма заземления. Чтобы повысить эффективность и уровень защиты от электрических поражений в связующих цепях, нужно обязательно использовать заземляющее устройство. Оно способно реагировать даже на минимальную утечку тока на почву, используя тело человека в качестве проводника.

  Источник https://electrikblog.ru/zazemlenie-prostymi-slovami-dlya-novichkov-tehnicheskie-sposoby-zashhity-cheloveka-ot-dejstviya-elektricheskogo-toka/

  Источник https://knigaelektrika.ru/elektroprovodka/zazemlenie-i-molniezashhita/zazemlenie-elektroustanovok-vidy-pravila-i-tehnologiya.html

  Источник https://www.syl.ru/article/399348/zazemlyayuschie-ustroystva-naznachenie-printsip-rabotyi-i-osobennosti-primeneniya

  Читать статью  Роль ВЧ соединителей и компонентов в современных технологиях