Чтобы контур заземления эффективно выполнял свои функции, необходимо использование норм, которые приведены в «Правилах устройства электроустановок». Они утверждены Министерством энергетики России, приказом от 08. 07. 2002 г. Сейчас действительной является седьмая редакция. Но перед реализацией конкретного проекта необходимо уточнить новейшие изменения. Так как далее в статье есть ссылки на этот документ, будут применяться следующие сокращения: «ПУЭ», или «Правила».

Типовые схемы контуров заземления дома

Для чего выполнять требования

Может показаться, что неукоснительное соблюдение Правил избыточно, необходимо только для прохождения официальных проверок, ввода в действие объекта недвижимости. Конечно, это не так.

Нормативы созданы на основе научных знаний и практического опыта. В ПУЭ есть следующие сведения:

• Формулы для расчетов отдельных параметров защитной системы.
• Таблицы с коэффициентами, которые помогают учесть электротехнические характеристики разных проводников.
• Порядок проведения испытаний и проверок.
• Специализированные организационные мероприятия.

Применение на практике этих нормативов позволит предотвратить поражение электрическим током людей и животных. Создание контура должно быть безупречным, в точном соответствии с Правилами. Это снизит вероятность возгораний при авариях, поможет исключить развитие негативных процессов, способных нанести ущерб имуществу.

В данной статье рассматриваются вопросы защиты частного дома. Таким образом, будут изучаться те разделы ПУЭ, которые относятся к работе с напряжением до 1 000 V.

Составные части системы

Ключевым параметром данной системы является сопротивление заземления. Сопротивление заземления должно быть настолько малым, чтобы именно по такому пути шел ток при возникновении аварийной ситуации. Это обеспечит защиту при случайном прикосновении человека к поверхности, на которую подано напряжение.

Для получения необходимого результата шасси и корпуса бытовых устройств дома соединяют с главной шиной заземляющего устройства, создается внутренний контур. К нему же подключают металлические элементы конструкции здания, трубы водопровода. Подробно состав такой системы выравнивания потенциалов описан в ПУЭ (п.1.7.82). Снаружи строения устанавливается другая часть защиты, внешний контур. Его также подключают к главной шине. Для оснащения частного дома можно использовать разные схемы. Но проще всего заглубить в землю металлические стержни.

В следующем списке приведены отдельные компоненты системы и требования к ним:

• Провода, которыми подсоединяются утюги, стиральные машины и другие конечные потребители. Они находятся внутри сетевого кабеля, поэтому необходимо только наличие соответствующей линии заземления, подключенной к розетке. В некоторых ситуациях, при установке варочных панелей, духовых шкафов, иного встроенного в мебель оборудования, требуется подсоединение корпусов отдельным проводом.
• В качестве общей шины можно использовать не только специальный провод, но и «естественные» проводники такие, как металлические каркасы зданий. Исключения и точные правила будут рассмотрены ниже. Здесь же надо отметить, что этот участок прохождения тока надо создавать так, чтобы предотвратить механические повреждения в процессе эксплуатации.
• Наружный контур частного дома создают из металлических элементов без изоляции. Это увеличивает вероятность разрушения процессом коррозии. Для снижения этого негативного воздействия используют цветные металлы. Места сварных соединений стальных деталей покрывают битумными смесями и другими составами аналогичного назначения.
• Реальное сопротивление заземляющего устройства такого типа будет зависеть от характеристик грунта. Глина и сланцы хорошо удерживают влагу, а песок – плохо. В каменистых грунтах сопротивление слишком велико, поэтому понадобится искать другое место для установки, или погружать заземлитель еще глубже. В особо засушливые периоды, чтобы сохранить функциональность устройства рекомендуется регулярный полив почвы.

Почвы обладают разной проводимостью

Проводники системы заземления

Частью внутреннего контура являются изолированные провода. Их оболочки делают цветными (чередующиеся зеленые и желтые продольные полосы). Такое решение уменьшает ошибочные действия при выполнении монтажных операций. Подробно требования изложены в разделе «Защитные проводники» Правил, начиная с раздела 1.7.121.

В частности, там приведена методика простого расчета допустимой площади изолированного проводника в сечении (без поверхностного слоя). Если фазный провод меньше, или не превышает 16 мм 2 , то выбирают равные диаметры. При увеличении размеров применяют иные пропорции.

Для точных расчетов используется формула из пункта 1.7.126 ПУЭ:

/ k , где:

• S – сечение проводника заземления в мм 2 ;
• I – ток, проходящий по нему при коротком замыкании;
• t – это время в секундах, за которое автомат разорвет цепь питания;
• k – специальный комплексный коэффициент.

Величина тока должна быть достаточной для срабатывания автомата за время, не превышающее пяти секунд. Чтобы система была рассчитана с определенным запасом, выбирают ближайшее большее по типоразмеру изделие. Специальный коэффициент берут из таблиц 1.7.6., 1.7.7., 1.7.8. и 1.7.9. Правил.

Если планируется использовать многожильный алюминиевый кабель, в котором один из проводников – защитный, то применяют следующие коэффициенты с учетом разных изоляционных оболочек.

Таблица коэффициентов с учетом типа изоляционных оболочек

В качестве следующих элементов внутреннего контура частного дома допустимо применение конструкционных деталей. Подойдет металлическая арматура, которая находится внутри железобетонных изделий.

При использовании такого варианта обеспечивается непрерывность цепи, предпринимаются дополнительные меры для защиты от механических воздействий. Учитываются особенности конкретного строения, структурные деформации, которые возникают в процессе усадки.

Не разрешается использовать:

• Части трубопроводных систем газоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения.
• Трубы водоснабжения из металла, если они соединяются с применением прокладок, изготовленных из полимеров, иных диэлектрических материалов.
• Стальные струны, использующиеся для крепления светильников, гофрированные оболочки, иные недостаточно прочные проводники, либо изделия, находящиеся под относительно большой для их параметров загрузкой.

Если используется отдельный медный проводник, не входящий в состав кабеля цепи питания, или он находится не в общей изоляционной, защитной оболочке с фазными проводами, допустимо следующее минимальное сечение в мм 2:

• при дополнительной защите от механических воздействий – 2,5;
• в случае отсутствия таких предохранительных средств – 4.

Этот медный проводник не защищен от случайного механического повреждения

Алюминий менее прочен по сравнению с медью. Поэтому сечение проводника из такого металла (вариант – отдельная прокладка) должно быть равно, или более следующей нормы: 16 мм 2 .

Какое должно быть сечение проводников внешнего контура заземления дома можно посмотреть в таблице ниже.

Сечение проводников внешнего контура заземления

При проходе через внешнюю толстую стену дома проще просверлить тонкое отверстие. Его изнутри можно укрепить трубкой подходящих размеров. Медный провод не сложно будет согнуть под углом для присоединения к стальной шине внешнего контура.

Допустимое сопротивление заземляющего устройства определено в п. 1.7.101 ПУЭ. Сводные нормы приведены в таблице ниже.

Нормы допустимого сопротивления заземляющего устройства

При подсоединении заземлителя к нейтрали генератора, или другого источника
	2	4	8
	380	220	127
	660	380	220
На близком расстоянии от заземлителя до источника тока
Сопротивление заземляющего устройства, Ом	15	30	60
Напряжения (V) в сети однофазного тока	380	220	127
Напряжения (V) в сети трехфазного тока	660	380	220

Приведенные выше нормы справедливы для случаев, когда сопротивление грунта (удельное) не превышает порог R=100 Ом на метр. В противном случае допустимо увеличение сопротивления с умножением исходного значения на R*0,01. Итоговое сопротивление заземлителя не должно быть больше, чем в 10 раз исходного значения.

За городом для подключения дома часто используют воздушные линии электропередачи. Поэтому уместно упомянуть нормы ПУЭ, относящиеся к соответствующей ситуации. Если проводник одновременно выполняет функции защитного и нулевого (PEN-типа), то на концах таких линий, участках подключения потребителей устанавливают устройство повторного заземления. Как правило, такие действия обязана выполнить энергетическая компания, но хозяину дома следует сделать соответствующую проверку. В качестве заземлителя используют металлические части опор, заглубленные в грунт.

Заземление воздушной линии электропередачи

При выборе комплектующих элементов личного внешнего контура, который будет установлен в земле, используют следующие нормы ПУЭ.

Параметры комплектующих элементов внешнего контура заземления по нормам ПУЭ

Профиль изделия в сечении	Круглый (для вертикальных элементов системы заземления)	Круглый (для горизонтальных элементов системы заземления)	Прямоугольный	Угловой	Коль- цевой (труб- ный)
Сталь черная
Диаметр, мм	16	10			32
			100	100
Толщина стенки, мм			4	4	3,5
Сталь оцинкованная
Диаметр, мм	12	10			25
Площадь сечения в поперечнике, мм 2			75
Толщина стенки, мм			3		2
Медь
Диаметр, мм	12				20
Площадь сечения в поперечнике, мм 2			50
Толщина стенки, мм			2		2

Если повышен риск повреждения горизонтальных участков окислительными процессами, применяют следующие решения:

• Увеличивают площадь сечения проводников выше нормы, указанной в ПУЭ.
• Применяют изделия с гальваническим поверхностным слоем, либо изготовленные из меди.

Траншеи с горизонтальными заземлителями засыпают грунтом с однородной структурой, без мусора. Повысить сопротивление способно чрезмерное осушение грунта, поэтому в летние периоды, когда долго нет дождей, специально поливают соответствующие участки.

При прокладке контура заземления избегают соседства с трубопроводами, повышающими искусственно температуру почвы.

Какое должно быть сопротивление

Прочность металлических проводников, их электрическое сопротивление определить несложно. Если должно быть определенное сопротивление по ПУЭ, то соблюдение правил не будет чрезмерно сложным. Так, например, для заземления опор воздушных линий установлен максимально допустимый норматив 10 Ом, если эквивалентное сопротивление грунта не превышает 100 Ом*м (Таблица 2.5.19.). Целостность сварных соединений обеспечивают дополнительной защитой антикоррозийным слоем. При риске разрыва в процессе сдвижек почвы, или деформации строения, соответствующий участок делают из гибкого кабеля.

Но гораздо больше проблем возникает с землей. В этой неоднородной среде, подверженной самым разным внешним воздействиям, одинаковая величина проводимости в течение длительного времени невозможна. Именно поэтому в ПУЭ отдельный раздел посвящен устройствам заземления, которые устанавливаются в почвах с большим удельным сопротивлением (нормы по пунктам 1.7.105. – 1.7.108.).

• Используются металлические элементы (заземлители вертикального типа) увеличенной длины. В частности, допустимо подсоединение к трубам, установленным в артезианские скважины.
• Заземлители переносят на большое расстояние от дома (не более 2000 м), туда, где сопротивление почвы (Ом) меньше.
• В скальных и других «сложных» породах прокладывают траншеи, в которые засыпают глину или другой подходящий грунт. Туда, в свою очередь, устанавливают элементы системы заземления горизонтального типа.

Горизонтальные заземлители в системе заземления

Если удельное сопротивление грунта превышает 500 Ом на м, а создание заземлителя сопряжено с чрезмерными затратами, разрешено превышение нормы заземляющих устройств не более чем в 10 раз. Используется следующая формула для вычисления. Точное значение должно быть: R * 0,002. Здесь величина R – это удельное эквивалентное сопротивление грунта, в Ом на м.

Внутренний и внешний контур

Как правило, главную шину внутри здания устанавливают внутри устройства ввода. Ее допустимо изготавливать только из стали или из меди. Применение алюминия в данном случае не разрешено. Предпринимают меры, предотвращающие свободный доступ к ней посторонних людей. Шина размещается в запирающемся шкафчике, или в отдельном помещении.

К ней подключают:

• металлические элементы конструкции здания;
• проводник внешнего контура заземления;
• проводники РE и PEN типов;
• металлические трубопроводы и проводящие части систем водоснабжения, кондиционирования и вентиляции.

Внешний контур дома создают, учитывая перечисленные выше нормы ПУЭ по отдельным частям системы. Это позволит получить необходимое минимальное сопротивление системы заземления (Ом), которое достаточно для надежной защиты. Для повторного заземления рекомендуется использовать заземлители естественного типа.

Сопротивление (Ом) повторного заземлителя не определено четко положениями ПУЭ.

Ниже приведены некоторые важные особенности стандартного заземлителя частного дома:

• Основную часть, вертикальные элементы, устанавливают на небольшом удалении от дома, с учетом параметров грунтов.
• К ним прокладывают траншею глубиной до 0,8 м и не менее 0,4 м шириной, в которой устанавливаются горизонтальные участки цепи. Точной нормы нет, но размеры траншеи должны быть достаточными для беспрепятственного монтажа элементов.
• Вертикальные заземлители длиной до 3 м устанавливают в углах равностороннего (по 3 м) треугольника. Эти размеры приведены в качестве примера. Точных нормативов по длине нет. Есть нормы только по максимально допустимому сопротивлению защитной системы.
• Чтобы проще было забивать их в грунт, концы заостряют.
• К выступающим частям сварным соединением крепят полосы.
• Траншеи засыпают равномерным по структуре грунтом, не содержащим щебня.

Монтаж внешнего контура заземления частного дома

Если в цепи заземления применяются болтовые соединения, предпринимают меры против их раскручивания. Как правило, соответствующие узлы приваривают.

Видео. Заземление своими руками

Нормы для испытательных процедур изложены в главе 1.8 ПУЭ, а также в «Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭЭП, пр. 3.1), действующих с 1.07.2003 г. на основании решения Министерства энергетики России (приказ от 13. 01. 2003 г.). Выполняется визуальный контроль, проверяется целостность соединений. По специальной методике выясняется сопротивление контура системы заземления. Измеренное значение не должно быть выше нормы (Ом). Если такое условие не выполнено, используют заземлитель большей длины или иные технологии, приведенные в данной статье.

Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью

Куда должен быть присоединен заземляющий проводник, если в PEN-проводнике, соединяющем нейтраль трансформатора или генератора с шиной PEN РУ до I кВ, установлен ТТ?
Ответ . Должен быть присоединен не к нейтрали трансформатора или генератора непосредственно, а к PEN- проводнику, по возможности сразу на ТТ. В таком случае разделение PEN-проводника на RE- и N- проводники в системе TN-S должно быть выполнено также за ТТ. ТТ следует размещать как можно ближе к выводу нейтрали трансформатора или генератора.
Каким должно быть сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора, или выводы источника однофазного тока?
Ответ . Должно быть в любое время года не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений PEN- или PE- проводника ВЛ до 1 кВ при количестве отходящих линий не менее двух.
Каким должно быть сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора, или вывода источника однофазного тока?
Ответ. Должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственного при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При удельном сопротивлении земли ρ > 100 Ом×м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01 ρ раз, но не более десятикратного.
В каких точках сети должны быть выполнены повторные заземления PEN- проводника?
Ответ . Должны быть выполнены на концах ВЛ или ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры при косвенном прикосновении применено автоматическое отключение питания.
Каким должно быть общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN- проводника каждой ВЛ в любое время года?
Ответ . Должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях. При удельном сопротивлении земли ρ > 100 Ом×м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01ρ раз, но не более десятикратного.
Заземляющие устройства в электроустановках напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью
Какому условию должно соответствовать сопротивление заземляющего устройства, используемого для защитного заземления ОПЧ (открытая проводящая часть) в системе IT?
Ответ . Должно соответствовать условию:
R ≤ U пр /I
где R - сопротивление заземляющего устройства, Ом;
U пр - напряжение прикосновения, значение которого принимается равным 50 В; I - полный ток замыкания на землю, А.
Какие требования предъявляются к значениям сопротивления заземляющего устройства?
Ответ . Как правило, не требуется принимать значение этого сопротивления менее 4 Ом. Допускается сопротивление заземляющего устройства до 10 Ом, если соблюдено условие
R ≤ U пр /I,
а мощность генераторов или трансформаторов не превышает 100 кВА, в том числе суммарная мощность генераторов или трансформаторов, работающих параллельно.
Заземлители
Что может быть использовано в качестве естественных заземлителей?
Ответ . Могут быть использованы:
o металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;
o металлические трубы водопровода, проложенные в земле;
o обсадные трубы буровых скважин;
o металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т.п.;
o рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами;
o другие находящиеся в земле металлические конструкции и сооружения;
o металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается.
Допускается ли использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации и центрального отопления?
Ответ . Использовать не допускается. Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов.
Заземляющие проводники

Какое сечение должен иметь заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках до 1 кВ?
Ответ . Должен иметь сечение не менее: медный - 10 мм> 2 , алюминиевый - 16 мм 2 , стальной - 75 мм?.
Главная заземляющая шина

Что следует использовать в качестве главной заземляющей шины внутри вводного устройства? Ответ . Следует использовать шину PE.
Какие требования предъявляются к главной заземляющей шине?
Ответ . Ее сечение должно быть не менее сечения PE (PEN) - проводника питающей линии. Она должна быть, как правило, медной. Допускается применение ее из стали. Применение алюминиевых шин не допускается.
Какие требования предъявляются к установке главной заземляющей шины?
Ответ . В местах, доступных только квалифицированному персоналу, например, щитовых помещениях жилых домов, ее следует устанавливать открыто. В местах, доступных посторонним лицам, например, подъездах и подвалах домов, она должна иметь защитную оболочку - шкаф или ящик с запирающейся на ключ дверцей. На дверце или на стене над шиной должен быть нанесен знак.
Как должна быть выполнена главная заземляющая жила в случае, если здание имеет несколько обособленных вводов?
Ответ . Должна быть выполнена для каждого вводного устройства.

Защитные проводники (PE-проводники)

Какие проводники могут использоваться в качестве PE-проводников в электроустановках до 1 кВ?
Ответ . Могут использоваться:
- специально предусмотренные проводники, жилы многожильных кабелей, изолированные или неизолированные провода в общей оболочке с фазными проводами, стационарно проложенные изолированные или неизолированные проводники;
- ОПЧ электроустановок: алюминиевые оболочки кабелей, стальные трубы электропроводов, металлические оболочки и опорные конструкции шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления;
- некоторые сторонние проводящие части: металлические строительные конструкции зданий и сооружений (фермы, колонны и т.п.), арматура железобетонных строительных конструкций зданий при условии выполнения требований, приведенных в ответе на вопрос 300, металлические конструкции производственного назначения (подкрановые рельсы, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамления каналов и т.п.).
Могут ли быть использованы в качестве PE-проводников сторонние проводящие части?
Ответ . Они могут быть использованы, если отвечают требованиям настоящей главы к проводимости и, кроме того, одновременно отвечают следующим требованиям: непрерывность электрической цепи обеспечивается либо их конструкцией, либо соответствующими соединениями, защищенными от механических, химических и других повреждений; их демонтаж невозможен, если не предусмотрены меры по сохранению непрерывности цепи и ее проводимости.
Что не допускается использовать в качестве PE-проводников?
Ответ . Не допускается использовать: металлические оболочки изоляционных труб и трубчатых проводов, несущие тросы при тросовой электропроводке, металлорукава, а также свинцовые оболочки проводов и кабелей; трубопроводы газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ и смесей, трубы канализации и центрального отопления; водопроводные трубы при наличии в них изолирующих вставок.
В каких случаях не допускается использовать нулевые защитные проводники в качестве защитных проводников?
Ответ . Не допускается использовать в качестве защитных проводников нулевые защитные проводники оборудования, питающегося по другим цепям, а также использовать ОПЧ электрооборудования в качестве нулевых защитных проводников для другого электрооборудования, за исключением оболочек и опорных конструкций шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления, обеспечивающих возможность подключения к ним защитных проводников в другом месте.
Какими должны быть наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников?
Ответ . Должны соответствовать данным таблице 1
Таблица 1

Сечение фазных проводников, мм 2	Наименьшее сечение защитных проводников, мм
S≤16	S
16	16
S>35	S/2

Допускается, при необходимости, принимать сечение защитных проводников менее требуемых, если оно рассчитано по формуле (только для времени отключения ≤ 5 с): :
S ≥ I √ t/k
где S - площадь поперечного сечения защитного проводника, мм 2 ;
I - ток КЗ, обеспечивающий время отключения поврежденной цепи защитным аппаратом или за время не более 5 с, А;
t - время срабатывания защитного аппарата, с;
k - коэффициент, значение которого зависит от материала проводника, его изоляции, начальной и конечной температур. Значения k для защитных проводников в различных условиях приведены в табл. 1.7.6-1.7.9 главы 1.7 Правил устройства электроустановок (седьмое издание).

Совмещенные нулевые защитные и нулевые рабочие проводники (PEN-проводники)
В каких цепях могут быть совмещены в одном проводнике (PEN-проводник) функции нулевого защитного (PE) и нулевого рабочего (N) проводников?
Ответ . Могут быть совмещены в многофазных цепях в системе TN для стационарно проложенных кабелей, жилы которых имеют площадь поперечного сечения не менее 10 мм 2 по меди или 16 мм 2 по алюминию.
В каких цепях не допускается совмещение функций нулевого защитного и нулевого рабочего проводников?
Ответ . Не допускается в цепях однофазного и постоянного тока. В качестве нулевого защитного проводника в таких цепях должен быть предусмотрен отдельный третий проводник. Это требование не распространяется на ответвления от ВЛ до 1 кВ к однофазным потребителям электроэнергии.
Допускается ли использование сторонних проводящих частей в качестве единственного PEN-проводника?
Ответ . Такое использование не допускается. Это требование не исключает использования открытых и сторонних проводящих частей в качестве дополнительного PEN-проводника при присоединении их к системе уравнивания потенциалов.
Когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены, начиная с какой-либо точки электроустановки, допускается ли объединять их за этой точкой по ходу распределения энергии?
Ответ . Такое объединение не допускается.
Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы управления и выравнивания потенциалов
Как должны быть выполнены присоединения заземляющих и нулевых защитных проводников и проводников уравнивания потенциалов к ОПЧ?
Ответ . Должны быть выполнены при помощи болтовых соединений или сварки.
Как должно быть выполнено присоединение каждой ОПЧ электроустановки к нулевому защитному или защитному заземляющему проводнику?
Ответ . Должно быть выполнено с помощью отдельного ответвления. Последовательное включение в защитный проводник ОПЧ не допускается.
Можно ли включать коммутационные аппараты в цепи PE- и PEN- проводников?
Ответ. Такое включение не допускается за исключением случаев питания электроприемников при помощи штепсельных розеток.
Какие требования предъявляются к розеткам и вилкам штепсельного соединения, если защитные проводники и/или проводники уравнивания потенциалов могут быть разъединены при помощи того же штепсельного соединения?
Ответ . Они должны иметь специальные защитные контакты для присоединения к ним защитных проводников или проводников уравнивания потенциалов. Переносные электроприемники
Какие меры могут быть применены для защиты при косвенном прикосновении в цепях, питающих переносные электроприемники?
Ответ . В зависимости от категории помещения по уровню опасности поражения людей электрическим током могут быть применены автоматическое отключение питания, защитное электрическое разделение цепей, сверхнизкое напряжение, двойная изоляция.

Какие требования к подключению к нулевому защитному проводнику в системе TN или к заземлению в системе IT металлических корпусов переносных электроприемников при применении автоматического отключение питания?

Ответ . Для этого должен быть предусмотрен специальный защитный (PE) проводник, расположенный в одной оболочке с фазными проводниками (третья жила кабеля или провода - для электроприемников однофазного и постоянного тока, четвертая или пятая жила - для электроприемников трехфазного тока), присоединяемый к корпусу электроприемника и к защитному контакту вилки штепсельного соединения. Использование для этих целей нулевого рабочего (N) проводника, в том числе расположенного в общей оболочке с фазными проводниками, не допускается.
Как должны быть дополнительно защищены штепсельные розетки с номинальным током не более 20 А наружной установки, а также внутренней установки, но к которым могут быть подключены переносные электроприемники, используемые вне зданий либо в помещениях с повышенной опасностью?
Ответ . Должны быть защищены УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА. Допускается применение ручного электроинструмента, оборудованного УЗО-вилками.
Передвижные электроустановки
Что должно быть применено для автоматического отключения питания?
Ответ. Должно быть применено: устройство защиты от сверхтоков в сочетании с УЗО, реагирующим на дифференциальный ток, или устройством непрерывного контроля изоляции, действующим на отключение, или УЗО, реагирующим на потенциал корпуса относительно земли.

Смотрим видео (щелчок на картинке)

Поскольку вопрос безопасности в сфере электроснабжения имеет большую важность, сегодня я представлю еще одну статью на эту тему и небольшой видеоролик. Поговорим еще о заземлении, немного поподробнее в соответствии с Правилами Устройства Электроустановок (ПУЭ). В нашем случае речь идет об электроснабжении жилого индивидуального дома, к которому в абсолютном большинстве случаев подается однофазное напряжение. Поэтому обратим внимание именно на те статьи и положения ПУЭ о заземлении, которые касаются именно такого случая.

Начнем со статьи:
1.7.57. Электроустановки напряжением до 1 кВ жилых, общественных и промышленных зданий и наружных установок должны, как правило, получать питание от источника с глухозаземленной нейтралью с применением системы TN.

"Электроустановки напряжением до 1 кВ жилых... зданий" - это как раз и есть все то, что подключено к однофазной электросети 220 вольт в нашем доме. Холодильники, телевизоры, лампочки... Все это электроустановки.

А вот "источник с глухозаземленной нейтралью" - это трансформатор, установленный в ТП и имеющий три обмотки. С этого трансформатора идут к потребителям три фазных провода и один нейтральный. Этот нейтральный провод в самом начале имеет непосредственное соединение с землей (заземлителем).

Правда, здесь не показаны другие обязательные элементы ТП: выключатели, предохранители и т.п. Показаны только три обмотки, один конец которых соединен с проводом N (нейтраль) и заземлен. Другие концы обмоток через предохранители и выключатели поступают в линию: фазы L1, L2 и L3. Именно эти три провода вместе с четвертым подвешены на опорах и подводят напряжение к жилым домам.

Теперь о том, что такое система TN (или тип TN).

Первая буква в обозначении указывает, как заземлена нейтраль трансформатора. T - заземлена, I - не заземлена.

Вторая буква и последующие (если есть) - способ заземления корпуса потребителя. T - свое заземление. N - через защитный проводник.

На приведенной схеме изображен как раз тип TN, где нейтраль трансформатора заземлена, а корпус потребителя (например, водонагревателя) заземлен через защитный проводник.

Есть еще два дополнительных типа: TN-C и TN-C-S. Их я рассматриавать не буду, чтобы не вносить лишнюю путаницу. Тем более, что они в принципе мало отличаются от типа TN.

А вот тип TT заслуживает особого внимания. Из обозначения уже понятно, что потребитель (наш водонагреватель) имеет свое собственное заземление.

ПУЭ не обязывает использовать только систему TN, ведь в указанной статье говорится: ...должны, как правило,.. . И в ПУЭ есть определение этого понятия:

1.1.17. ...Слова "как правило" означают, что данное требование является преобладающим, а отступление от него должно быть обосновано...

Попытаюсь обосновать. Понятно, что для многоэтажного муравейника эта система более подходяща. Но когда речь идет об электроснабжении отдельного частного дома по воздушным линиям, да еще на деревянных опорах - вопрос ставится совсем иначе.

Опоры эти порой гнилые напрочь и держатся в вертикальном положении только за счет проводов. Я такое наблюдаю чуть ли не каждый день. На этих опорах четвертый (нулевой) провод всегда подвешивается самым нижним, и оборвать его каким-нибудь проходящим под линией груженым лесовозом никаких проблем не составляет. Особенно, если за рулем сидит разгильдяй под турахом, что, собственно, вовсе не такая уж и редкость.

А коли так, то надежность системы TN в части защиты людей от поражения электрическим током в условиях села далеко не стопроцентная. При любом нарушении изоляции, например, электрокотла или бетоносмесителя, его корпус может оказаться под напряжением или его частью. Будучи незаземленным при оборванном нулевом проводе, этот корпус представляет собой серьезную опасность.

Все это позволяет воспользоваться системой заземления типа TT, имеющей свой собственный заземлитель и способной защитить человека в подобной ситуации.

Теперь о том, как ПУЭ определяет параметры, которыми следует руководствоваться при создании заземления в своем доме. Во-первых, в тексте присутствует таблица 1.7.4:

Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле

Материал	Профиль сечения	Диаметр, мм	Площадь поперечного сечения, мм 2	Толщина стенки, мм
Сталь черная	Круглый:
		16
		10
	Прямоугольный		100	4
	Угловой		100	4
	Трубный	32		3,5
Сталь оцинкованная	Круглый:
	для вертикальных заземлителей;	12
	для горизонтальных заземлителей	10
	Прямоугольный		75	3
	Трубный	25		2
Медь	Круглый	12
	Прямоугольный		50
	Трубный	20		2
	Канат многопроволочный	1,8*	35	2

* Диаметр каждой проволоки.

Не лишне обратить внимание на то, что в таблице указаны параметры не только для вертикальных заземлителей, но и для проводников, лежащих в земле. Например, забитые в землю штыри из черной стали диаметром 16 мм можно соединить между собой на сварку с помощью шинки сечением 100 мм 2 , т.е., 25х4 мм.

Далее заземлитель должен соединяться с главной заземляющей шиной. Это может быть стальная или медная пластина, алюминий в данном случае ПУЭ не допускает:
1.7.119. ... Главная заземляющая шина должна быть, как правило, медной. Допускается применение главной заземляющей шины из стали. Применение алюминиевых шин не допускается.
В конструкции шины должна быть предусмотрена возможность индивидуального отсоединения присоединенных к ней проводников. Отсоединение должно быть возможно только с использованием инструмента.
...

О проводах, соединяющих шину с заземлителем и корпусами электроприборов. О них говорится в статье ПУЭ 1.7.121:

Защитные проводники (PE-проводники)
1.7.121. В качестве РЕ-проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ могут использоваться:
...

• жилы многожильных кабелей;
• изолированные или неизолированные провода в общей оболочке с фазными проводами;
• стационарно проложенные изолированные или неизолированные проводники;

А статья 1.7.123 ПУЭ предупреждает о недопустимости использования в качестве заземлителей некоторых инженерных сетей:

1.7.123. Не допускается использовать в качестве РЕ-проводников:

• металлические оболочки изоляционных трубок и трубчатых проводов, несущие тросы при тросовой электропроводке, металлорукава, а также свинцовые оболочки проводов и кабелей;
• трубопроводы газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ и смесей, трубы канализации и центрального отопления;
• водопроводные трубы при наличии в них изолирующих вставок.

Что же касается сечения проводников, то представлена таблица 1.7.5:

Наименьшие сечения защитных проводников

Сечение фазных проводников, мм 2	Наименьшее сечение защитных проводников, мм 2
S ≤ 16	S
16 S ≤ 35	16
S > 35	S /2

В большинстве случаев для частного дома можно использовать первую строку этой таблицы ПУЭ. В ней указывается зависимость сечения защитного провода заземления от сечения фазного. То есть, в любом случае защитный провод не может иметь сечение меньше, чем у фазного. Больше - пожалуйста.

Поиск по сайту.
Вы можете изменить поисковую фразу.

Виды заземления.. Защитное заземление.. Защитная функция заземления.. Рабочее (функциональное) заземление.. Меры защиты от поражения электрическим током.. Территориально сближенные заземляющие устройства.. Растекание токов.. Зона растекания.. Зона нулевого потенциала.. Система уравнивания потенциалов (СУП).. Главная заземляющая шина (ГЗШ).. Приоритет защитного заземления.. Разность потенциалов между системами заземления.. Шаговое напряжение.. Соединение заземлителей на ГЗШ.. Заземляющие устройства молниезащиты.. Отдельно стоящий молниеотвод.. Инструкция по устройству молниезащиты СО 153-34.21.122-2003.

Глава 1.7. ПУЭ 7 издания «Заземление и защитные меры электробезопасности» часто представляет определенные трудности понимания для начинающих проектировщиков. Затруднения связаны с тем, что требования главы 1.7 имеют общий характер и обязательны для электроустановок любого назначения и напряжения. Дополнительные требования к заземлению и защитным мерам электробезопасности, учитывающие особенности конкретных видов электроустановок, разбросаны по другим разделам ПУЭ, а также содержатся в ведомственных нормативных документах и инструкциях.

Это приводит к путанице в толковании требований ПУЭ, касающихся защитных мер электробезопасности и порождает много вопросов, в частности, по устройству территориально сближенных заземлений разных назначений.

Виды заземления
Заземление делится на два основных вида по выполняемой роли — защитное и рабочее (функциональное). Также в различных источниках могут употребляться другие интерпретации функционального заземления, такие как: «инструментальное», «измерительное», «информационное», «схемное» и т. п.

Защитное заземление – это заземление, выполняемое в целях электробезопасности (ПУЭ 1.7.29). Защитное заземление обеспечивает защиту электроустановки и оборудования, а также защиту людей от воздействия опасных напряжений и токов, могущих возникнуть при поломках, неправильной эксплуатации техники (т.е. в аварийном режиме) и при разрядах молний.
Также защитное заземление используется для защиты аппаратуры от помех при коммутациях в питающей сети и интерфейсных цепях, а также от электромагнитных помех, наведенных от работающего рядом оборудования.

Рабочее (функциональное) заземление (ПУЭ 1.7.30) – это заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).
Рабочее заземление (электрический контакт с грунтом) используется для нормального функционирования электроустановки или оборудования, т.е. для их работы в обычном режиме.

Защитное заземление

Защитное действие заземления основано на двух принципах:
1. Уменьшение до безопасного значения разности потенциалов между заземляемым проводящим объектом и другими проводящими объектами, имеющими естественное заземление.
2. Отвод тока утечки в случае неисправности электрооборудования.

Типичный случай неисправности электрооборудования — попадание фазного напряжения на металлический корпус оборудования вследствие нарушения изоляции. Одной из основных мер защиты от поражения электрическим током (ПУЭ 1.7.51.) является защитное заземление в сочетании с уравниванием потенциалов и защитным отключением питания.

ПУЭ п. 1.7.51 . Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие мерызащиты при косвенном прикосновении: · защитное заземление; · автоматическое отключение питания; · уравнивание потенциалов; · выравнивание потенциалов; · двойная или усиленная изоляция; · сверхнизкое (малое) напряжение; · защитное электрическое разделение цепей; · изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки.

В правильно спроектированной системе появление тока утечки приводит к немедленному срабатыванию защитных устройств (устройств защитного отключения — УЗО).

Эффективность защитных мер

Поскольку опасность поражения электрическим током определяется сочетанием значения напряжения прикосновения и продолжительности его воздействия на человека, меры защиты от поражения электрическим током должны обеспечить понижение до безопасных значений напряжения прикосновения, возникающего между доступными прикосновению открытыми проводящими частями и сторонними проводящими частями при повреждении изоляции в электроустановке.
В зависимости от сочетания применяемых мер защиты возможны следующие варианты:

1. Оборудование не заземлено, УЗО отсутствует. Никакие меры защиты не применяются. В этом случае нарушение изоляции не будет обнаружено, а корпус оборудования будет находиться под фазным потенциалом.
Прикосновение к такому неисправному оборудованию может быть смертельно опасным!
Нужно помнить, что современные электроприборы, имеющие импульсный источник вторичного электропитания и снабженные трехполюсной вилкой могут иметь опасный потенциал на корпусе даже когда они полностью исправны.
Такие приборы в обязательном порядке должны подключаться к розеткам с заземляющими контактами.

2. Корпус электрооборудования заземлен, УЗО отсутствует. Если при нарушении изоляции ток утечки по цепи фаза-корпус- заземлитель превышает порог срабатывания автоматического выключателя, защищающего эту цепь, то автомат сработает и отключит неисправный участок сети. Но если ток утечки недостаточен для срабатывания защиты, то на заземлителе может возникнуть наибольшее действующее напряжение: Umax = Rз Iн , где Rз − сопротивление заземлителя, Iн – ток срабатывания автоматического выключателя, защищающего эту цепь.
При повышенном сопротивлении заземлителя и большом номинальном токе автомата потенциал на корпусе оборудования может достигать значительной величины.
Получается , что одно лишь заземление оборудования (при отсутствии УЗО) не является достаточным для обеспечения безопасности персонала. При отсутствии УЗО заземление должно выполняться в сочетании с системой уравнивания потенциалов (СУП), то есть электрического соединения PE проводников и всех доступных для прикосновения металлических частей здания (в первую очередь водопроводы и трубопроводы).
В этом случае , даже если заземлитель окажется под напряжением, то под одинаковым напряжением оказываются все металлические и доступные для прикосновения предметы, что существенно снижает риск поражения током.

3. УЗО в электрической цепи установлено, корпус прибора не заземлен. При нарушении изоляции корпус прибора будет находиться под фазным потенциалом до тех пор, пока не замкнута цепь для прохождения тока утечки. При касании неисправного оборудования и предмета, имеющего естественное заземление, ток утечки пойдет через тело человека, но УЗО сразу же отключит участок сети с неисправностью. При этом воздействие тока утечки на человека ограничивается временем срабатывания УЗО (0,02÷0,3 сек) и не приводит, как правило, к серьезным последствиям.
УЗО , применяемые для защиты людей от поражения электрическим током, во всех случаях должны иметь номинальный дифференциальный ток срабатывания не более 30 мА.

4. Корпус электрооборудования заземлен, УЗО в электрической цепи присутствует – самый безопасный вариант. При нарушении изоляции и попадании фазного напряжения на заземленный корпус оборудования появляется ток утечки на землю. УЗО немедленно обнаруживает этот ток, даже если он весьма незначителен (10 или 30 мА) и отключает неисправный участок сети.

Защитное заземление служит исключительно для защиты людей от поражения электрическим током. Его можно не применять только для оборудования с напряжением питания до 42 В переменного или 110 В постоянного тока, за исключением взрывоопасных зон. Во взрывоопасных помещениях и устройствах защитному заземлению подлежат электрооборудование при всех применяемых напряжениях.

Наиболее эффективно заземление в комплексе с использованием системы уравнивания потенциалов и устройств защитного отключения. В этом случае при большинстве нарушений изоляции потенциал на заземленных предметах не превысит опасных величин, а неисправный участок сети будет автоматически отключен в течение очень короткого промежутка времени.

Территориально сближенные заземляющие устройства

Наличие защитного заземления часто приводит к увеличению уровня помех в системах автоматического управления, однако защитное заземление является необходимым, а защитная и сигнальная земля должны выполняться в соответствии с ПУЭ (п. 1.7.55) .

ПУЭ п.1.7.55. Для заземления в электроустановках разных назначений и напряжений, территориально сближенных , следует, как правило, применять одно общее заземляющее устройство. Заземляющее устройство, используемое для заземления электроустановок одного или разных назначений и напряжений, должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к заземлению этих электроустановок: защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции, условиям режимов работы сетей, защиты электрооборудования от перенапряжения и т. д. в течение всего периода эксплуатации. В первую очередь должны быть соблюдены требования, предъявляемые к защитному заземлению. Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими. При выполнении отдельного (независимого) заземлителя для рабочего заземления по условиям работы информационного или другого чувствительного к воздействию помех оборудования должны быть приняты специальные меры защиты от поражения электрическим током, исключающие одновременное прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной разностью потенциалов при повреждении изоляции. Для объединения заземляющих устройств разных электроустановок в одно общее заземляющее устройство могут быть использованы естественные и искусственные заземляющие проводники. Их число должно быть не менее двух.

Здесь ключевым является понятие «территориально сближенных» электроустановок и их заземляющих устройств.

Если мы рассмотрим заземлитель, на который замыкаются токи утечки, то растекание токов идет в радиальном направлении от заземлителя.
Пространство вокруг заземлителя, где обнаруживается ток растекания, называется зоной растекания.

Внутри зоны растекания тока (пространство вокруг заземлителя с радиусом 20 м) между двумя любыми точками на поверхности земли всегда имеется разность потенциалов.
За пределами этой зоны электрический потенциал, обусловленный токами растекания в слоях земли уже практически не обнаруживается и может быть условно принят равным нулю.

К территориально сближенным относятся заземляющие устройства, которые расположены на таком расстоянии друг от друга, что между ними отсутствует зона нулевого потенциала, т. е. на расстоянии < 20 м.

При наличии между заземляющими устройствами зоны нулевого потенциала такие заземляющие устройства считаются «независимыми». Расстояние между двумя этими заземлителями должно быть ≥ 20 м.

«Как правило» - не всегда является правилом

Смысл требования п. 1.7.55 ПУЭ в том , что в территориально сближенных электроустановках разных назначений, защитное и функциональное заземление в здании (сооружении), а также заземление системы молниезащиты этого здания (сооружения) следует, как правило , осуществлять с помощью одного общего заземляющего устройства, – если это не запрещается требованиями изготовителя (разработчика) оборудования, подлежащего функциональному заземлению, или требованиями нормативных документов, относящихся к выполнению молниезащиты.

Если изготовитель (разработчик), например, информационного оборудования предусматривает устройство отдельного контура функционального заземления, без которого это оборудование не работает, то проектировщиком «должны быть приняты специальные меры защиты от поражения электрическим током, исключающие дновременное прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной разностью потенциалов при повреждении изоляции».

Это означает , что заземлители защитного и функционального заземления должны быть соединены между собой на шине системы уравнивания потенциалов (СУП) с целью защиты персонала, поскольку эти два вопроса нельзя рассматривать изолированно один от другого, не нарушая стандартов безопасности труда.

Особенности проектирования заслуживают отдельного рассмотрения. Пока зафиксируем, что при устройстве отдельного функционального заземления «в первую очередь должны быть соблюдены требования, предъявляемые к защитному заземлению».

ГОСТ Р 50571-4-44- 2011 (МЭК 60364-4-44) также содержит требование о том, что все заземлители, относящиеся к зданию, т.е. территориально сближенные заземлители защитного заземления, функционального заземления и молниезащиты, должны быть, как правило , соединены между собой.
Соединение должно быть выполнено в одной точке. Такой точкой должна быть главная заземляющая шина (ГЗШ) или шина системы уравнивания потенциалов (СУП).

Расставляем приоритеты

При проектировании заземляющих устройств , проектировщики должны руководствоваться требованиями ПУЭ, а также другими нормативными документами и инструкциями, относящимися к устройству защитного, функционального заземления и заземления молниезащиты. Судя по дискуссиям в интернете, есть недопонимание приоритетов, люди ссылаются на якобы противоречивые требования к устройству заземлений в разных нормативных документах.

На самом деле никаких противоречий нет . ПУЭ, п. 1.7.55 расставляет приоритеты: «Заземляющее устройство, используемое для заземления электроустановок одного или разных назначений и напряжений, должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к заземлению этих электроустановок…», но «В первую очередь должны быть соблюдены требования, предъявляемые к защитному заземлению ».
Другими словами – на первом месте должна быть защита жизни и здоровья людей.

Всегда существует возможность возникновения разности потенциалов между раздельными системами заземления, если эти системы заземления являются территориально сближенными, т. е. находятся в пределах зоны ненулевого потенциала. Опасная разность потенциалов может возникнуть, например, при коротком замыкании на корпус электрооборудования в сети TN-S (до срабатывания системы защиты), при срабатывании молниезащиты (шаговое напряжение), при воздействии внешних электромагнитных полей и др.
Этим и объясняется требование к объединению территориально сближенных заземлителей разных назначений в одно общее заземляющее устройство. При соединении заземлителей на ГЗШ или шине СУП, потенциалы различных заземляющих устройств уравниваются, и жизни людей уже ничто не угрожает.

О заземляющих устройствах молниезащиты

В том же п. 1.7.55 ПУЭ также читаем: «Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими». На этот пункт проектировщики часто ссылаются для обоснования своей позиции, не учитывая, что требования главы 1.7 имеют общий характер.

В первую очередь это требование означает, что защитное заземление объекта из одного или нескольких территориально сближенных зданий и сооружений, должно быть общим для этих зданий. То же самое и по молниезащите. Общая система молниезащиты на весь объект.

Что касается совмещения заземляющих устройств (защитного и молниезащиты) – они могут быть общими, могут быть раздельными – это зависит от типа молниеприемника, от расположения его на объекте и т. д. Это выясняется после расчетов молниезащиты с учетом требований инструкций по устройству молниезащиты (РД 34.21.122-87, СО 153-34.21.122-2003).

СО 153 п. 3.2.3.1. Во всех случаях, за исключением использования отдельно стоящего молниеотвода , заземлитель молниезащиты следует совместить с заземлителями электроустановок и средств связи. Если эти заземлители должны быть разделены по каким-либо технологическим соображениям, их следует объединить в общую систему с помощью системы уравнивания потенциалов.

СО 153 выделяет отдельно стоящий молниеотвод со своим заземляющим устройством. В остальных случаях, если вы применяете, например, стержневой или тросовый молниеотвод, установленный на защищаемом объекте , молниеприемную сетку на кровле или саму кровлю в качестве молниеприемника, заземлитель молниезащиты должен быть совмещен с заземлителями электроустановок. Если в качестве заземлителя используется фундамент здания, то присоединение к фундаменту токоотвода и проводника, присоединяющего систему молниезащиты к ГЗШ, должно обязательно выполняться на разных болтах или разных закладных частях.

Если эти заземлители должны быть раздельными по технологическим причинам , они также должны быть объединены в общую систему с помощью системы уравнивания потенциалов. При этом присоединение заземлителя молниезащиты к основной системе уравнивания потенциалов должно выполняться заземляющими проводниками непосредственно от заземлителя молниезащиты.

Если используется отдельно стоящий молниеотвод , то согласно СО 153 он должен иметь отдельное заземляющее устройство .
ПУЭ (1.7.55) этому не противоречит, а только требует обеспечить приоритет защитного заземления для защиты жизни и здоровья людей.
Поэтому после расчетов зон молниезащиты нужно проверять, на каком расстоянии окажутся заземлители разных назначений друг от друга.
Если между ними в земле есть зона нулевого потенциала , то заземлитель молниезащиты может быть независимым.
Если заземляющие устройства окажутся территориально сближенными (отсутствует зона нулевого потенциала), то существует возможность возникновения разности потенциалов между ними, угрожающих жизни и здоровью людей.
В этом случае расстояние между заземлителями должно быть увеличено (≥ 20м). Если это невозможно сделать, то должны быть приняты меры по уравниванию потенциалов заземлителей на шине СУП или ГЗШ.

Если статья Вам понравилась и Вы цените вложенные в этот проект усилия – у Вас есть возможность внести посильный вклад в развитие сайта на странице

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 – 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.

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.

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:

Таблица 1

Сечение фазных проводников, мм 2	Наименьшее сечение защитных проводников, мм 2
S≤16	S
16 < S≤35	16
S>35	S/2

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.