ЗАЗЕМЛЕНИЕ СТАНКОВ И ПРИНТЕРОВ

Заземление электроустановок и оборудования – виды и правила

Обустройство заземления электроустановок – обязательное условие безопасной эксплуатации любого электрооборудования. Правильно выполненная «земля» может предупредить серьезную травму и даже сохранить здоровье или жизнь, не говоря уже о повреждении дорогостоящего оборудования.

Классификация систем заземления

В старой (шестой) редакции ПУЭ предусматривалось 2 варианта заземления электротрансформаторов и потребителей. В этом случае классификация схем заземления выглядела просто:

1. Глухая (глухозаземленная) шина-нейтраль. Подключалась напрямую к контуру заземления на распределительном трансформаторе. К потребителям шла пара проводов. Заземление у них было свое собственное.
2. Вынесенная или изолированная нейтраль. Шина заземления подключалась не к контуру, вкопанному в грунт, а выносилась отдельным проводом дополнительно к уже проложенным двум питающим проводам.

В теории система заземления должна была работать как часы – она простая и понятная любому электрику, подключающему электроустановку к сети. В большей части заземление работало исправно, если была правильно выполнена балансировка по напряжению и заземляющий провод.

Проблемы возникали лишь при неравномерной нагрузке (обычно в сельской местности) либо при обрыве нейтрали. На изолированной нейтрали всегда присутствовал избыточный потенциал относительно «нуля земли», что было небезопасно.

Даже на простейших приборах освещения, холодильниках, не говоря уже о более мощных электроустановках, появлялся потенциал, величина которого была небезопасна для здоровья и жизни человека.

С 2009 г. седьмой редакцией ПУЭ (глава 1.7) определены новые схемы заземления электроустановок и введена их классификация, буквенное обозначение.

В современной классификации представлено 5 типов заземления электроустановок:

1. TN-C – старый вариант с выделенной заземленной «глухой» нейтралью.
2. Вариант TN-S с разделенным нулевым и защитным (землей) проводником.
3. Схема TN-C-S. Нейтраль (N) совмещена с защитным проводом РЕ.
4. Схема ТТ. Защитный провод подключен к индивидуальному заземлению электроустановки.
5. Вариант TI с изолированной нейтралью и собственным заземлением электроустановки.

Первая и последняя схемы представляют собой старые системы организации заземления токоведущих частей, существовавшие в шестом и более ранних изданиях ПУЭ. Их включили в классификацию, так как все электроустановки, трансформаторы, электрооборудование, проводка в промышленных и жилых помещениях выполнялась именно по этим двум схемам. Никто ничего менять не стал. Ни цвета проводников, ни схему подключения. Поэтому в седьмой редакции ПУЭ просто добавили в классификацию дополнительно 3 системы, используемые в импортном оборудовании.

Теперь заземленная линия относительно электроустановки обозначалась «Т», а изолированная – «I». «N» обозначался нулевой рабочий провод. В кабеле он всегда голубого цвета и используется для электроэнергии. Устанавливается на изолированных клеммах. Относительно «заземления» на грунте на нем будет присутствовать избыточный потенциал.

Для заземления корпуса электроустановок, соединения с контуром заземления (на грунте) используется провод с обозначением РЕ (желто-зеленый, полосатый). Это истинный ноль в проводке.

До 2009 г. ноль (заземления) в электроустановке выполнялся черным проводом. Поэтому прежде при осмотре или ревизии распределительного щита есть смысл в первую очередь поискать нулевой желто-зеленый и черный провода. Перед началом работ проверить индикатором, какой из них отвечает за заземление электроустановки.

Система заземления TN-C

Это старая схема с глухозаземленной нейтралью для сетей с электроустановками до 1000 В, в некоторых случаях до 6000 В. Здесь рабочий ноль и заземление совмещены в одной шине. Несмотря на «устаревшее» решение, такой вариант до сих пор используется в бытовых приборах, в старых линиях электропередачи.

Система TN-C считается одной из более эффективных способов защиты человека от ударов электрическим током. Но при условии правильного обустройства заземляющего устройства в грунте. Чтобы заземляющая часть проводки работала исправно, необходимо обновлять и периодически восстанавливать контур. Это наиболее слабое место во всей схеме TN-C.

Система заземления TN-S

Схема появилась в Европе лет 60-70 назад, и оказалось очень надежной, безопасной, но более дорогой в обслуживании. В СССР популярностью не пользовалась.

Вариант с изолированной нейтралью используется только в электроустановках до 1000 В. Схема TN-S применяется в условиях, когда нет возможности обустроить эффективное заземление с помощью рассеивающего металлического контура в грунте. Иногда используется на передвижных электрогенерирующих установках.

Импортная бытовая техника, привезенная из той же Восточной Европы, удивляла наличием на вилке дополнительной клеммы заземления. TN-S часто называют еврозаземлением, хотя это не совсем верно. Однофазная сеть с рабочим напряжением 220 В подается в квартиру 3 проводами (фаза, нейтраль и земля). Для трехфазного питания электроустановок соответственно требовалось 5 проводников.

Система TN-S означает, что нулевой защитный и «нейтраль» разделены на всей линии.

В данном случае PN – это нейтраль (провод голубого цвета), РЕ – чистый ноль «земля» (желто-зеленый полосатый проводник).

У системы TN-S есть ряд преимуществ:

• нет необходимости закапывать металлический контур в грунт;
• нет наводок от излучений высокой частоты;
• есть возможность установить аппарат УЗО.

Аппараты или устройства защиты работают по принципу измерения тока утечки во влажной среде. Как только ток утечки с фазы на землю (влажный пол, стены или любую другую поверхность) или на нейтраль превысит безопасный порог в 30 мА, автомат отключит линию от электропитания.

Система заземления TN-C-S

Данный вариант можно считать промежуточным решением или способом устранить проблему наличия в жилом фонде старых TN-C и более современных TN-S. Вопрос более чем актуален из-за массового строительства нового жилого фонда, а также проведения капитального ремонта старых квартир.

TN-C-S объединяет в себе элементы предыдущих систем заземления. У наиболее прогрессивной системы заземления электроустановок TN-S кабель в квартиру на распределительный щиток приходил с разделенной нейтралью и защитной линией. Причем весь пучок тянулся от трансформаторной подстанции. То теперь в частный дом (в подъезд многоэтажки) подавался кабель в котором для защиты и заземления (а также нейтрали) использовался один общий кабель PE-N или PEN.

На вводном щите PEN перекоммутируется 3 провода:

• нейтраль, провод голубого цвета (N);
• защитный, желто-зеленый провод РЕ;
• отвод на заземляющую шину местного контура заземления.

В итоге получается, что можно подключать импортные электроустановки, так как есть защитная и нейтральная линия. С другой стороны проводка в доме или квартире оборудована местным заземлением на грунте, что повышает уровень безопасности.

Система как бы объединила преимущества ТN-С и TN-S, но одновременно унаследовала и их недостатки. Например, в случае обрыва на линии PEN или если сгнил (часто бывает) отвод на дополнительный контур заземления, то через нейтраль на корпус электроустановки придет повышенный потенциал. Это уже чревато ударом тока.

Система заземления TT

На первый взгляд слегка необычная, но на самом деле очень практичная схема ТТ с двойным заземлением давно и массово использовалась в пригородах, в сельской местности, дачных участках и коттеджных поселках.

В соответствии с седьмой редакцией ПУЭ (п.1.7.3), системой ТТ называется схема у которой глухо заземляется нейтраль на трансформаторной подстанции (или распределительном трансформаторе), а также оборудуется заземление контуром открытых частей электроустановки. При этом оба заземления являются электрически независимыми.

Система простая и надежная, хотя до появления ПУЭ в редакции 2009 г. считалась рискованной и формально была под запретом. Сегодня использование для заземления электроустановок в частных домах разрешается лишь при выполнении следующих условий:

1. Обустройство полноценного контура заземления в грунте.
2. Установка системы выравнивания потенциала на всех металлических элементах в доме.
3. Использование УЗО (устройства защитного отключения).

Пункт 1.7.59 ПУЭ определяет схему по которой должны быть включены приборы УЗО.

Наиболее сложным будет изготовление заземляющего контура. Мало выкопать траншею и сварить периметр из старого металлического уголка. Поверхность контакта металла и грунта должна быть достаточно большой, чтобы сопротивление заземления, измеренное специальным прибором, не превышало расчетной величины в Омах. Оно (R) не должно превышать частного от деления 50 на максимальную величину тока срабатывания УЗО. Из нескольких приборов выбирается тот, что имеет максимальный ток.

Система зануления потенциала представляет собой (медный) проводник, с помощью которого соединяются с заземлением основные металлические предметы, на которых может появиться избыточный потенциал. Это может быть:

• корпус электроустановки;
• бытовая техника;
• стальные каркасы;
• вентиляция;
• водопроводные и канализационные трубы.

Система заземления IT

Старый вариант, широко использовавшийся на просторах бывшего СССР во времена массового строительства «хрущевок». Схема заземления IT – это классика с изолированной нейтралью.

Корпус электроустановки-потребителя получает только 3 провода (трехфазный ток) и 2 – при однофазной сети. Ноль на сети потребителя заземляется в грунт по существующим правилам заземления.

1. Случайное касание рукой к контактам или одному проводу под напряжением, но без изоляции, приводит к слабому пощипыванию вместо полноценного удара током.
2. Малый ток утечки при замыкании нуля в проводке на заземленный корпус.
3. Падение провода на грунт (обрыв на столбе) не приводит к появлению шагового напряжения.

Из недостатков можно отметить невозможность использования УЗО. Кроме того при включении мощной низкоомной нагрузки между нулем и одной из фаз, на третьем проводе возникает избыточный потенциал значительной величины.

Требования к заземлению электроустановок до 1000 Вольт

Оборудование заземляющих и защитных устройств со стороны трансформатора или генератора мало интересуют потребителей. Для тех, кто эксплуатирует электроустановки, пользуется бытовой техникой, важнее правильно сделать заземление.

Требования касаются заземления электроустановок до 1000 Вт:

1. Обеспечить надежное соединение с минимальным сопротивлением току между корпусом электроустановки и грунтом.
2. Обеспечить нормальное рассеивание избыточного потенциала, попавшего на корпус электроустановки вследствие аварийной ситуации.
3. Не допустить появления шагового напряжения.

На правильно оборудованном заземлении при пробое изоляции ток пойдет по пути наименьшего сопротивления – через металлические части корпуса на заземляющую шину в грунт. Так как на подстанции или на промежуточном участке нуль также заземлен в грунт, то ток уйдет по грунтовым массам в направлении трансформатора. Из-за сопротивления грунтовых масс электроток рассеется, теряя потенциал.

В этом случае прикосновение сухой рукой к заземленному корпусу электроустановки будет абсолютно безопасным, даже если на нее частично пробьет повышенное напряжение. Сопротивление нормального заземления редко превышает нескольких Ом. Для сухой кожи человека этот показатель равен несколько тысяч Ом, для влажной (но не мокрой) – от 500 Ом до 1000 Ом.

Основные требования к обустройству защитного заземления для напряжений 42-380 В для переменного тока и 110-440 В для постоянного в особых условиях (наличие сред с высокой проводимостью) описаны в ГОСТ 12.1.013-78. В остальных случаях заземление электроустановок свыше 380 В переменного напряжения и 440 В постоянного выполняется на основании ГОСТ 12.1.030-81.

Естественные заземлители

Это предметы и среды, способствующие стеканию потенциала напряжения в рассеивающую ток земляную массу. Заземлители могут быть искусственными и естественными. К первым относят специально изготовленные рассеивающие массы и устройства с заданными характеристиками. Ко вторым – любые предметы из металла на поверхности грунта, уложенные в приповерхностный слой почвы. Это могут быть:

• стальные водопроводные трубы;
• мощные кабели с металлической (свинцовой) защитной оболочкой;
• арматура стен и фундамента;
• чугунные канализационные коммуникации;
• стойки;
• элементы вертикальных держателей.

Все это так или иначе контактирует с почвой и при наличии проводящей среды (увлажнения) могут выполнять роль естественного заземления. Кроме возможности передать потенциал в грунт, естественные заземлители характеризуются способностью рассеивать ток, частично гасить и переводить его энергию в тепло.

Естественные заземлители могут помочь в рассеивании избыточного потенциала, а могут стать причиной поражения током при неисправном заземлении. Например, если в ванной комнате розетка или корпус электроустановки не заземлены или шина заземления неисправна. Плюс ко всему – пол на железобетонной плите перекрытия.

Бетон легко поглощает воду и влага просачивается до стальной арматуры (один из видов естественного заземлителя). Избыточный потенциал от фазы в розетке может стекать по влажной поверхности до смесителя с водой. Если стать босыми ногами на пол и прикоснуться к крану можно получить сильный удар током. Поэтому пол в ванной комнате или в кухне нужно покрывать гидроизоляцией.

Важность сопротивления стеканию току

Наиболее важной характеристикой заземления считается величина сопротивления рассеивания избыточного потенциала. Работу заземляющего контура можно представить как замкнутую цепь, в которой ток с фазовой линии попадает корпус электроустановки, далее по пути наименьшего сопротивления направляется в грунт.

Электрический ток, стекающий в контур заземления, необходимо эффективно гасить. Поэтому заземляющий контур делают не просто из массивных стальных профилей или труб с относительно большой площадью поверхности. Периметр должен быть большим – это улучшает «разброс» тока в проводящей массе.

Поэтому заземление мощных электроустановок с рабочим напряжением 380–660 В делают в виде прямоугольного контура с большой протяженностью периметра. Чем больше габариты прямоугольника, тем лучше рассеивание тока и ниже сопротивление.

Сильно снижать сопротивление заземляющего устройства тоже не рекомендуется. Величина рассеивания тока должна соответствовать рекомендациям ПУЭ и ГОСТа, и самое главное – быть относительно постоянной в любое время года.

Особенно это важно в тех случаях, когда подстанция или трансформатор с заземленной нейтралью расположены недалеко от дома. Например, если частный дом в городской застройке с многочисленными подземными коммуникациями, то вполне возможно, что стальные водопроводные трубы могут резко снизить сопротивление «земли» и привести к аварии на электроустановке.

Иногда владельцы ограничиваются обычным штыревым заземлением. Это проще и дешевле, чем контур, а для небольших бытовых электроустановок вполне достаточно. Но в этом случае возникает вторая проблема. Электрический ток, попадающий на почву с корпуса электроустановки по шине заземления, сам создает на грунте дополнительный потенциал. Чем выше напряжение на линии – тем выше потенциал на стоке. Особенно, если детали заземляющего контура вкопаны на небольшую глубину.

Так как площадь контакта металлического стержня с грунтом невелика, то сопротивление заземляющего контура большое. Избыточный потенциал растекается радиально от стержня, уменьшаясь на поверхности по мере удаления точки установки. Появляется шаговое напряжение.

Это значит, что в дождь, погоду туман или мокрый снег любой, кто решит пройтись во влажной обуви рядом с заземляющим штырем, получит по ногам болезненный удар током.

Если попали в такую зону, то выходить из нее можно лишь прыжками, плотно прижав ступни ног друг к другу.

Обычно такие зоны возникают рядом с высоковольтными электроустановками.

Работа заземления при нарушении защитной изоляции токоведущих частей

Ситуация, когда была нарушена изолирующая оболочка кабеля на линии, не рассматривается. В сети имеется свое заземление и если произойдет пробой изоляции, то автомат отключит линию.

В домашних условиях или на рабочем месте повреждение изоляции фазы возможно:

1. В системе TN-S (повсеместно устанавливаемой в современных жилых помещения) избыточный потенциал попадет на корпус, соответственно ток уйдет по защитному проводнику PE в контур заземления, подключенный к распредщиту.
2. Если изоляцию фазы не пробило, а проводка подгорает небольшими импульсами. Во влажных помещениях при прикосновении к металлическим частям или токоведущим деталям можно ощущать небольшие покалывания (удары потенциалом). Проблемы не будет если на линии с поврежденной проводкой стоит УЗО – оно просто отключит проводку на щите.

Примерно такая же картина будет в случае заземления домашних электроустановок по схеме TN-C-S. Только избыточный потенциал уйдет в заземляющий контур подъезда. Единственный минус – общее заземляющее устройство, подключенное к щитовой многоквартирного дома, может быть оборвано или повреждено. В этом случае можно получить удар током, так как защитный проводник РЕ, который должен заземляться, еще и подключается к нейтрали, ведущей к подстанции.

Системы TT и IT в бытовых условиях не используют.

В схеме Т-С при повреждении изоляции ток частично уйдет на нулевую линию и частично на заземляющий контур, закопанный во дворе дома. Если он исправен, то ничего не случится. Просто в случае замыкания автомат-пакетник обесточит линию. Можно безопасно прикоснуться к корпусу, но не касаясь других металлических предметов.

Иногда легкий, едва заметный удар все же происходит. Но это явление связано с тем, что тело человека обладает собственной емкостью.

Защита электрооборудования в цехах

В производственных помещениях, как правило, установлено значительное количество основного и вспомогательного оборудования. Кроме того, в цеху обязательно есть системы вентиляции и освещения, которые подключаются к отдельной линии.

Освещение должно быть независимым по правилам противопожарной безопасности, Вентиляция дополнительно оборудуется целой сеткой вспомогательных (изолированных) проводников с разрядниками и искусственными заземлителями. С их помощью убирается высоковольтный потенциал статического электричества, накапливающихся на вентиляционных каналах при движении воздуха.

Обе системы заземления должны быть гальванически независимыми от основной системы защиты электрооборудования. TN-C и TN-S могут применяться в небольших обособленных помещениях с максимальным напряжением электроустановок до 380 В.

Для защиты электроустановок в цехах используют 2 системы заземления – TT и ТI. Кроме того выполняется зануление всех коммуникаций и металлических частей с которыми контактируют рабочие, обслуживающие. Система вторичного зануления предусматривает подключение к дополнительному заземлению арматуры железобетонных плит полов, стен, лестничных маршей с перилами.

Заземление сварочных аппаратов

Данный тип электрической машины выпадает из ряда электроустановок по многим причинам. Прежде всего из-за огромных токов, благодаря которым на кабелях сварочного аппарата образуются вторичные наводки. Если в обычных электроприборах на корпусе от работающего двигателя или блока питания наводилась разность потенциалов в единицы вольт, то у сварочника наводка может составлять несколько десятков вольт.

Второй важный момент – индуктивный и периодический характер нагрузки. Кроме того, на ноль сварочного аппарата попадают значительные токи, а заброс потенциала в момент включения кратковременно может достигать более сотни вольт.

Особенности заземления сварочных аппаратов:

1. Для каждой электроустановки должен быть свой индивидуальный заземляющий контур.
2. Подключение нескольких аппаратов на одно заземление не допускается.
3. На корпусе электросварки должна быть приварена клемма под винт – гайку(барашек) или струбцину, контакт от шины на «землю» должен зажиматься механически.

Согласно ПУЭ-7 (пп.1.7.112-1.7.226), заземляющий стационарную электроустановку провод должен быть с сечением не менее 10 мм 2 для меди, 16 мм 2 для алюминия, 75 мм 2 для стали.

Сварочные инверторы и все подобные типы электроустановок можно заземлять по схеме изолированной нейтралью при условии установки на выделенную линию автомата УЗО.

Защита передвижных установок

Как правило, речь идет об электроустановках, размещенных на базе транспортных средств. Для ремонтных мастерских, передвижных сварочных аппаратов, устанавливаемых на необорудованных площадках на относительно длительное время (до 2-х недель), может применяться заземление по схеме ТТ.

Для подвижных измерительных лабораторий, радиостанций, оборудования с небольшой нагрузкой по току, используется схема ТN-S. В обоих случаях заземление оборудуется с помощью стандартного алюминиевого кола-заземлителя со шнековой насадкой. Его нужно завернуть в грунт на глубину не менее 80 см, в случае, если на площадке имеется травяной покров. Это говорит о том, что почва влажная. Для сухих площадок под заземление электроустановок используют контур из 3 стальных штырей, забиваемых на глубину до 100-120 см.

Можно использовать переносные заземлители. Их применяют электрики для ремонта и обслуживания наружных электроустановок всех типов. Любая станция, генератор, трансформатор имеют собственную емкость, а наличие воздушных линий (проводов), подвешенных на столбах над землей, только увеличивает величину С. Поэтому после обесточивания вторым действием выполняется монтаж «земли» (переносных заземлений) на все линии. Их же можно использовать для временного заземления передвижных электроустановок.

Защита электроприборов

Схемы защитного заземления промышленных электроустановок и приборов детально расписаны в технической документации. А вот бытовая техника, даже относительно сложная, такая как котел или стиральная машина, не комплектуется схемой заземляющего устройства. Считается, что устанавливать электроустановку будут представители фирмы – они и сделают заземление.

Заземлять нужно любой бытовой электроприбор с рабочим переменным напряжением 42 В или постоянным – 110 В и выше. Это требование п.1.7.33 ПУЭ. Исключение электрики обычно делают для систем освещения с которыми нет постоянного контакта. Все остальное, за что беремся руками и имеет подключение к сети 220 В, – однозначно заземляем.

Обычно для бытовых электроустановок применяется схема TN-C-S или TN-C. Используется защитный РЕ есть в розетке. Он же идет на распределительный щит и общее заземление.

Если в квартире есть мощные электроустановки (бойлер, стиралка, котел отопления), то лучше сделать индивидуальное заземление с контуром в грунте. Тем более не факт, что общая «земля» на вводном щите многоэтажки, на которой висит 20-25 квартир в случае форс-мажора сработает на все 100%.

Заземлять нужно также электроустановки, оборудованные импульсными блоками питания. Это позволит убрать высокочастотные наводки и ликвидировать риск попадания фазы на корпус через благодаря току утечки сетевого фильтра.

Обязательно заземляем холодильник, это вторая по статистике (после электробойлеров) причина ударов электрическим током.

Основы заземления электродвигателя

Примерно половина всех электроустановок оборудованы электродвигателями, чаще всего это моторы переменного тока. Особенность мотора компрессора – большое количество проводов, уложенных в статорной или роторной обмотке. Причем провода в очень тонкой, в легко повреждаемой лаковой или эмалевой изоляции.

Поэтому неисправность электромотора чаще всего становится причиной ударов током:

1. Изоляция минимальная, сильный нагрев обмоток.
2. Провод может контактировать с корпусом.
3. Ротор даже после выключения электроустановки вращается и может выдать запасенную энергию как в линию, так и на корпус.

Для заземления электродвигателей используют рассеивающий контур, подсоединенный проводом или шиной через клемму на корпусе. Питающая проводка подключается к двигателю по системе ТТ. Если в помещении установлены несколько электродвигателей, то все они подсоединяются к токоведущей шине самостоятельным проводом параллельно шине – никаких последовательных соединений не допускается.

Для маломощных электродвигателей 220 В иногда делают исключение с защитным проводом, но только в том случае, когда мотор установлен на металлическом основании, зафиксирован с помощью шпилек-костылей, забитых в грунт на глубину не менее 60 см.

Но даже в таком варианте «земли» обслуживание электродвигателя нужно начинать с полного обесточивания и подключения дополнительного к корпусу выносного заземления. Сначала устанавливают заземляющий контур, лишь затем крепят на корпус мотора. Это универсальное правило подключения все типов заземлений.

Итоги

Заземление электроустановки – это единственный способ защититься от ударов тока, как со стороны питающего трансформатора, так и со стороны остаточного потенциала, оставшегося на линии. Несмотря на то, что в ПУЭ некоторые практические моменты не детализированы, при работе с электрооборудованием нужно пользоваться именно правилами, лишь затем инструкцией производителя.

Расскажите о своем опыте заземления установок – с какими проблемами приходилось сталкиваться и как они решались. Сохраните статью в закладках, чтобы полезная информация не потерялась.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ СТАНКОВ И ПРИНТЕРОВ

Отсутствие заземления электрооборудования или неправильное его выполнение может привести к производственному травматизму, выходу из строя приборов автоматизации или неправильной их работе, погрешности показаний измерительной техники.

Это происходит в результате пробоя изоляции между токоведущими частями и корпусом оборудования. В результате на корпусе появляется напряжение и протекает электрический ток, который может нанести травму человеку и привести к сбоям в работе электрических устройств. Чтобы этого избежать, часть установки, не находящуюся в нормальном состоянии под напряжением, соединяют с заземляющим устройством. Этот процесс называется заземлением.

Заземляющее устройство

Заземляющее устройство – система, состоящая из заземляющего контура и проводников, обеспечивающих безопасное прохождение тока через землю. Исходя из Правил Устройства Электроустановок, естественными заземлителями могут быть:

1. Каркасы зданий (железобетонные или металлические), которые соединены с землей.
2. Защитная металлическая оплетка проложенных в земле кабелей (кроме алюминиевой)
3. Трубы скважин, водопроводов, проложенных в земле (кроме трубопроводов с горючими жидкостями, газами, смесями)
4. Опоры высоковольтных линий электропередач
5. Неэлектрифицированные железнодорожные пути (при условии сварного соединения рельсов)

Для искусственных заземлителей, по правилам, используют неокрашенные стальные прутки (с диаметром более 10 мм), уголок (с толщиной полки более 4 мм), листы (с толщиной более 4 мм и сечением в разрезе более 48 мм2). Для создания системы с искусственным заземлением возле сооружения вкапывают или вбивают в землю металлические пруты, уголок или листы с указанными выше толщиной и сечением, но длиной не менее 2,5 м. Затем их сваркой соединяют между собой с помощью прутковой или листовой стали. От поверхности земли данная конструкция должна находиться более 0,5 м. По требованиям, контур заземления здания должен иметь не менее двух соединений с заземлителем. В зависимости от назначения, заземление оборудования делится на два типа: защитное и рабочее. Защитное заземление служит для безопасности персонала и предотвращает возможность поражения человека электрическим током вследствие случайного прикосновения к корпусу электроустановки. Защитному заземлению подлежат корпуса электроустановок и электрических машин, которые не закреплены на «глухозаземленных» опорах, электрошкафы, металлические ящики распределительных щитов, металлорукав и трубы с силовыми кабелями, металлические оплетки силовых кабелей. Рабочее заземление используют в том случае, когда для производственной необходимости в случае повреждения изоляции и пробоя на корпус требуется продолжение работы оборудования в аварийном режиме. Таким образом, например, заземляют нейтрали трансформаторов и генераторов. Также, к рабочему заземлению относят подключение к общей сети заземления молниеотводов, которые защищают электроустановки от прямого попадания молний.

Согласно Правилам Устройства Электроустановок обязательно подлежат заземлению электрические сети с номинальным напряжением свыше 42 В при переменном токе и свыше 110 В при постоянном.

Классификация систем заземления

Различают следующие системы заземления:

• Система ТN (которая в свою очередь разделяется на подвиды TN-C, TN-S, TN-C-S)
• Система TT
• Система IT

Буквы в названиях систем взяты из латиницы и расшифровываются так: Т – (от terre) земля N – (от neuter) нейтраль C – (от combine) объединять S – (от separate) разделять I – (от isole) изолированный По буквам в названиях систем заземления можно узнать, как устроен и заземлен источник питания, а также принцип заземления потребителя.

Читайте также: Инструмент для электромонтажных работ

Система ТN

Это наиболее известная и востребованная система заземления. Основным ее отличием является наличие «глухозаземленной» нейтрали источника питания. Т.е. нулевой провод питающей подстанции напрямую соединен с землей. TN-C – подвид системы заземления, которая характеризуется объединенным заземляющим и нейтральным нулевым проводником. Т.е. они идут одним проводом от питающего трансформатора до потребителя. Отсутствие отдельного РЕ (защитного нулевого) проводника в данной системе однозначно является недостатком. Система TN-C широко использовалась в советских зданиях и непригодна для современных новостроек, т.к. в ней отсутствует возможность выравнивания потенциалов в ванной комнате. TN-S – система, в которой защитный проводник системы уравнивания потенциалов и рабочий нулевые проводники идут раздельными проводами от источника питания до электроустановки. Эта система только обретает широкое применение при подключении зданий к электроснабжению. Является наиболее безопасной. К недостаткам можно отнести ее дороговизну, т.к. требуется монтаж дополнительного проводника. TN-C-S – система, в которой нулевой защитный проводник и нейтральный рабочий идут совмещенным проводом, а разделяются на входе в распределительный щит. По требованиям Правил Устройства Электроустановок для этой системы необходимо дополнительное заземление.

Система TT

Это система, в которой питающая подстанция и электроустановка потребителя имеют различные, независимые друг от друга заземлители. Областью применения системы ТТ являются мобильные объекты, имеющие электроустановки потребителей. К ним относят передвижные контейнеры, ларьки, вагончики и т.д. В большинстве случаев для потребителя в системе ТТ применяется модульно-штыревое заземление.

Система IT

Система, в которой источник питания разделен с землей через воздушное пространство или соединен через большое сопротивление, т.е. изолирован. Нейтраль в этой системе соединена с землей через сопротивление большой величины. Система IT используется в лабораториях и медицинских учреждениях, в которых функционирует высокоточное и чувствительное оборудование.

Выбор системы заземления для гаража

Всего согласно п.1.7.3 ПУЭ выделяют шесть систем питания электрических сетей, но для снабжения гаражей актуальны только четыре из них:

• TN-C – с совмещением защитного и нулевого;
• TN-C-S – с частичным совмещением;
• TN-S – с выделенными защитным и нулевым;
• TT – с глухозаземленной нейтралью.

В зависимости от того, какая из этих схем запитки электропроводки применяется в вашем случае, определяется наиболее актуальный вариант подключения защитного контура от общей системы или установки индивидуального заземления.

TN-C.

Система TN-C подразумевает, что к вводному щитку в гараже подводится четырехпроводная линия, в которую входят три фазы и совмещенный защитный и нулевой проводник PEN. Такая система заземления являет достаточно распространенной, так как она позволяет существенно экономить на отдельном заземляющем проводе. Но в ее работе отмечается не менее существенный недостаток.

Пример подключения по схеме TN-C

Посмотрите на рисунок, здесь приведен пример аварийной ситуации, когда происходит обрыв проводника PEN на участке от подстанции или распредустройства до гаража. В случае такого разрыва и одновременного включения электроприборов в розетку потенциал с фазы может перейти на корпус оборудования и все заземленные части. В результате прикосновения к ним человек будет поражен электрическим током.

Следует отметить, что такая угроза в системе TN-C несет особую опасность в трехфазных устройствах, где схема проводки использует нулевой провод не для каждого потребителя, и те спокойно будут продолжать свою работу. При однофазном подключении повреждение PEN проводника сразу обнаружится – ни один прибор работать не будет, что хорошо заметно на тех же светильниках. Поэтому подключение заземления на PEN проводник в гараже крайне опасно, и его лучше реализовывать через индивидуальный контур.

TN-C-S.

Такой способ является более безопасным развитием системы TN-C, когда от подстанции схема питается по четырехпроводной линии с совмещенным PEN проводом. На определенном участке совмещенный провод разделяется на PE – защитный и N – нулевой провод двумя отдельными жилами. При этом в точке разделения должно осуществляться повторное заземление.

Рис. 2. Пример подключения по схеме TN-C-S

Читайте также: Статическое электричество и защита от него

Такой способ актуален для владельцев гаражей, чьи помещения питаются TN-C. В таком случае с вводного кабеля совмещенную жилу разделить на две и обустроить индивидуальный контур. В гараж вместо двухжильного будет заводиться трехжильный провод. Следует отметить, что к нулевому проводу на вводе в гараж нужно подключить УЗО, так как со стороны подстанции и других гаражей будет присутствовать угроза попадания потенциала при повреждении совмещенного проводника.

TN-S.

Представляет собой систему, в которой присутствует сразу пять питающих линий – три из которых отводятся на фазные, один для нулевого, и один для заземления. Таким образом, проводник PE имеет отдельную жилу. За счет чего питание по TN-S схеме является самым безопасным. Но из-за необходимости включения в линию дополнительной жилы этот способ питания является более дорогостоящим, и для питания гаражных корпусов и кооперативов используется редко.

Рисунок 3: пример подключения по схеме TN-S

Посмотрите на рисунок, при повреждении нулевого провода заземление продолжит выполнять свои функции с теми же параметрами, не зависимо от остальных элементов сети.

TT.

Представляет собой наиболее распространенную в отечественных сетях схему питания бытовых потребителей. При этом снабжение осуществляется по четырехпроводной линии, в которую входят три фазы и ноль. Нулевой проводник здесь заземляется, а система носит название трехфазной с глухозаземленной нейтралью. Провод PE в такой системе отсутствует, поэтому для заземления гаража устанавливается собственный контур.

Рис. 4. Пример подключения по схеме TT

Обустройство индивидуального контура для гаража является самым надежным и наиболее безопасным способом защиты.

Требования к заземлению электродвигателя

Согласно требованиям и правилам установленный электродвигатель перед пуском должен быть заземлен. Исключением являются те случаи, в которых корпус электродвигателей установлен на металлическую опору, соединенную с землей через металлоконструкцию здания или через проводник заземлителя. В остальных случаях корпус электродвигателя должен быть соединен проводом с контуром заземления здания, выполненного из полосы металла при помощи сварки.

Это является рабочим заземлением. В противном случае при нарушении изоляции между обмоткой двигателя или токопроводом и корпусом электродвигателя защитное устройство не сработает и не отключит питание. А двигатель продолжит работу. Каждая электрическая машина должна иметь индивидуальное соединение с заземлителем. Последовательное соединение электродвигателей с контуром заземления запрещено, т.к. при нарушении одного из соединений с заземлителем, вся цепь будет изолирована от земли. Для установки защитного заземления, необходимо наличие дополнительного заземляющего проводника в силовом кабеле, один конец которого подключают к клеммной коробке электродвигателя, а другой к корпусу электрошкафа управления двигателем. Электрошкаф предварительно должен быть соединен с землей. В случае пробоя между токопроводом и этим заземляющим проводником образуется ток короткого замыкания, который разомкнет защитное или коммутирующее устройство (тепловое или токовое реле, защитный автомат). Сечение заземляющего проводника, удовлетворяющее требованиям Правил Устройства Электроустановок приведено в таблице 1:

Сечение фазных проводников рассчитывается по токовой нагрузке потребителя.

Требования к заземлению сварочных аппаратов

Как и для любого технологического оборудования, потребляющего электрический ток, для сварочных аппаратов существуют правила подключения заземления. Помимо необходимости заземления корпуса сварочной электроустановки с контуром заземления здания, заземляют один вывод вторичной обмотки аппарата, а ко второму, соответственно подключается электрододержатель. При этом вывод вторичной обмотки, требующей заземления, должен быть обозначен графически и иметь стационарное выведенное крепление, для удобного соединения с заземлителем. Переходное сопротивление контура заземления не должно превышать 10 Ом. В случае необходимости увеличения электрической проводимости контура заземления, увеличивают контактную площадь соединения.

Последовательное соединение сварочных аппаратов с заземлителем также запрещено. У каждого аппарата должно быть отдельное соединение с заземленной магистралью здания. Заземление электроустановок потребителей – это не формальность, а необходимая техническая мера безопасности, которая позволит не только стабилизировать работу оборудования, но и спасти жизнь персоналу, обслуживающему и контактирующему с ним.

Читайте также: Установка и настройка Триколор ТВ

Требования к заземлению

Требования к защитному заземляющему контуру заключаются в следующем:

1. Заземлены должны быть все электроустановки, в том числе металлические дверцы электрошкафов и щитов.
2. Сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом в электроустановках с заземляющей нейтралью.
3. Необходимо использовать системы уравнивания потенциалов.

Мы разобрались что такое заземление, теперь поговорим о том для чего оно нужно.

ПУЭ заземления — нормы, защитные меры

Использование электрических приборов это неотъемлемая часть жизни каждого человека. Во время их эксплуатации возникает риск поражения электрическим током. Поэтому была создана защитная система заземления. Чтобы данная система эффективно работала и выполняла свои защитные функции, были сформулированы требования, предъявляемые к защитному устройству. Такие предписания содержатся в правилах устройства электроустановок (ПУЭ).

Изоляция проводов имеет огромное значение. Читайте тут о том, какая изоляция лучше.

Раздел ПУЭ заземления включат в себя основные рекомендации: как правильно выполнить контур заземления; как установить защитные конструкции электросети; нормы заземления; сопротивление заземления и другие. Данные правила позволяют создать условия для эффективной защиты помещений различных модификаций от негативного воздействия.

Нормы ПУЭ заземления

Нормы ПУЭ заземления являются совокупностью нормативно-правовых актов. Настоящие правила включают рекомендации, как выполнить электропроводку грамотно, описание различных электроустановок и принцип их действия, а также требования, предъявляемые к электрическим системам и их компонентам.

Работы по установке заземления необходимо производить в соответствии с нормами правил устройства электроустановок. Критерии, определенные в ПУЭ, позволят выполнить все присоединения и подключение безошибочно, выдерживая все стандарты. Это гарантирует надежную работу защитной системы в доме, позволит избежать негативных последствий природного и техногенного воздействия.

Если беспрекословно соблюдать все правила, описанные в ПУЭ, это приведет к большим финансовым затратам, поэтому электрики и инженеры в своей деятельности соблюдают только очень важные рекомендации.

В соответствии с нормами ПУЭ, повторный защитный контур непременно должен быть расположен на участках выхода из помещения. На данном месте рекомендуется монтировать естественные заземлители. К ним относятся железобетонные устройства, большие металлические детали, которые большей своей частью непосредственно соединены с грунтом.

Также в ПУЭ указываются предметы, которые не могут использоваться в роли заземлителей: металлические предметы, находящиеся под напряжением, канализационные и отопительные трубы, а также трубопроводы с легковоспламеняющимися веществами.

При монтаже заземления необходимо тщательно произвести расчеты, учитывая все факторы, влияющие на качество создаваемого устройства, при этом необходимо следовать ПУЭ.

Сопротивление заземления ПУЭ

Согласно нормам ПУЭ все электроприборы производятся в соответствии с нормированными значениями:

• для телекоммуникационного оборудования защитное устройство должно иметь сопротивление не более 2 Ома или 4 Ома;
• для надежной работы подстанции с напряжением 110кВ данный показатель должен быть не более 0,5 Ом;
• при напряжении электролинии 220В источника однофазного тока и 380В трехфазного тока сопротивление трансформаторной подстанции должно соответствовать величине не более 4 Ом;
• защитные конструкции воздушных линий связи подключаются к заземлению с сопротивлением не более 2 Ом;
• при подключении молниеприемников защитное устройство должно соответствовать сопротивлению не более 10 Ом;
• для частного сектора при эксплуатации системы TN-C-S рекомендуется локальное заземляющее устройство с сопротивлением не более 30 Ом;
• для подключения частных домов к электрической цепи 220В/380В при эксплуатации системы TT, с использованием устройства защитного отключения требуется защитное заземляющее устройство с сопротивлением не более 500 Ом.

Заземление оборудования

Правила устройства электроустановок требуют большую часть электрооборудования на 380В и 220В непосредственно подсоединять к заземляющему устройству.

В электроустановках с напряжением до 1кВ и свыше 1кВ, применяется заземление с целью снизить ток, который может убить человека.

Защитное заземление электрооборудования требуется проводить при переменном напряжении свыше 42 Вольта и постоянном напряжении от 110 Вольт. А также в условиях переменного напряжения 380В и постоянного напряжения 440В в электроустановках различного типа.

• корпуса электрооборудования
• металлические каркасы распределительных электрощитов и шкафов
• оболочки проводов и кабелей
• приводы аппаратов
• обмотки трансформаторов
• стальные тросы
• трубы электропроводки и электрооборудования
• металлические корпуса переносных и передвижных электроприемников
• вторичные обмотки трансформаторов.

Согласно ПУЭ не подходят для заземления:

1. арматура опорных и подвесных изоляторов;
2. электрооборудование, зафиксированное на металлических заземленных конструкциях, при условии надежного контакта между ними;
3. при установке на деревянные конструкции не заземляются кронштейны и осветительная арматура; обшивка электроизмерительных приборов;
4. поверхность электроприемников с двойной изоляцией;
5. рельсы, проходящие за территорией электроподстанций.

В общественных и жилых помещениях необходимо заземлять электрические приборы с мощностью более 1300 Вт.

Защитные меры электробезопасности

Если соблюдать в точности все правила при эксплуатации, использование электрических приборов не представляет никакой опасности. Защищенность от поражения электрическим током достигается следующими способами:

• часть электрической цепи, через которую проходит ток, не должна быть доступна для случайного прикосновения;
• токоведущие части, находящие в открытом состоянии, не должны содержать опасное для человеческой жизни, напряжение. Ддаже если изоляция нарушена;
• такая недоступность достигается путем защитного отключения, использование малого напряжения, двойной изоляцией, уравниванием и выравниванием потенциалов, выполнение барьеров. Можно также расположить электрооборудования вне зоны доступности.

Применение мер в совокупности по защите от поражения током не должны снижать эффективности каждой.

Нет необходимости в защите от прямого прикосновения в следующем случае. Если электрооборудование расположено в области уравнивания потенциалов. И самое большое рабочее напряжение при этом составляет не выше 25В переменного тока и не более 60В постоянного

Также защитные функции электрооборудования должны быть предусмотрены при изготовлении последнего, либо при производстве монтажа.

Источник https://sovet-ingenera.com/elektrika/zemlya/zazemlenie-elektroustanovok.html

Источник https://ues-company.ru/opyt/zazemlenie-stanka-2.html

Источник https://uzotoka.ru/zazemlenie/pue-zazemleniya.html