Основные термины
Для лучшего понимания разберемся с основными терминами, ведь это важно для правильного выбора и монтажа заземляющего проводника.
Рассмотрим базовые определения:
- Заземление — соединение металлических деталей электрической установки или оборудования с заземляющим устройством. Иными словами, это комплекс мероприятий, направленных на повышение безопасности человека при пользовании электрическими приборами.
- Заземляющее устройство представляет собой группу элементов, обеспечивающих отвод напряжения (потенциала) в землю для защиты человека от негативного действия электрического тока. В его состав входит заземлитель и провод или шинка, соединяющая с нетоковедущей частью.
- Заземлитель — конструкция, представляющая собой несколько сваренных металлических шинок, погруженных в землю на определенную глубину для обеспечения быстрого отвода потенциала. Главной характеристикой заземлителя является сопротивление, которое не должно превышать 4 Ом.
- Заземляющий провод — изделие, соединяющее металлическую нетоковедущую часть оборудования с заземлителем. Фиксируется с помощью сварки или болтового соединения. От правильности выбора этой части конструкции напрямую зависит степень безопасности.
- Заземляющая шина — элемент распределительных щитов, предназначенный для подключения PE-проводников, нулевого рабочего провода и заземлителя. Главным отличием от провода являются конструктивные особенности, позволяющие крепить к шине другие заземляющие провода.
Сегодня часто встречается такой термин, как контур заземления. Это название заземлителя, используемое в обиходе. Здесь также подразумевается конструкция, состояния из нескольких электродов или металлических уголков, находящихся в земле и смонтированных в форме треугольника. Именно к этой конструкции подключается заземляющая шинка.
Если прибор не заземлить
О каких возможных авариях идет речь и что необходимо заземлять? Опасное напряжение в случае поломки прибора может попасть на его корпус. Что опасного может произойти, если корпус не заземлен? Если в этих условиях человек соприкоснется с корпусом прибора (к примеру речь может идти о стиральной машине), то его ударит током, потому что тело человека имеет конечное электрическое сопротивление, а через пол и через окружающие предметы он так или иначе соединен с нулевым проводом сети (который как правило заземлен — глухозаземленная нейтраль).
А поскольку ток стремится замкнуть цепь, то он (ток), стремясь к нулевому проводу (и к земле) потечет через человека — это и есть поражение электрическим током, которое может оказаться смертельно опасным. Поэтому для защиты от подобных неприятностей корпуса электрических приборов заземляют — соединяют с землей через заземлитель.
Типы и особенности заземления
При покупке провода для соединения с заземляющим устройством важно знать виды заземления и его назначение.
Всего выделяется два вида:
- Рабочее. Назначение — обеспечить нормальную работу электроустановки. Без выполнения этого условия функционирование сети было бы невозможным по различным причинам. Иными словами, это нормальный режим функционирования оборудования. Пример — заземление нейтрали силовых трансформаторов, чтобы увеличить ток короткого замыкания и повысить чувствительность релейной защиты.
- Защитное. Задача — гарантия безопасности людей от попадания под действие электрического тока в быту или при обслуживании оборудования на ВЛ, подстанция или в других электроустановках. В зависимости о ситуации может предусматриваться для защиты от молнии, импульсного перенапряжения и потенциала, который может появиться на корпусе бытовой или другой техники.
В квартирах и частных коттеджах применяется заземление защитного типа, на котором мы остановимся более подробно.
Работа заземления совместно с УЗО
Защитное заземление является основной защитой от поражения электрическим током. Но одной меры предосторожности не всегда может быть достаточно. Для дополнительной защиты в цепь устанавливается устройство защитного отключения (УЗО). Если объяснять техническим языком, то УЗО – это коммутационный аппарат, предназначенный для автоматического отключения от сети поврежденного прибора при появлении тока утечки.
Будет интересно➡ Постоянный ток — определение и параметры
Когда внутри электроприбора (будь до стиральная машина, бойлер, компьютер и т.п) происходит повреждение изоляция и фаза попадает на заземленный корпус, ток начинает стекать в землю. На протекание этого тока реагирует УЗО, которое мгновенно срабатывает и отключает поврежденный прибор, тем самым оставляя цепь без напряжения. По внешнему виду и принципу работы УЗО похоже на обычный автомат. Только автомат защищает саму электрическую цепь от больших токов, а УЗО человека от попадания под напряжение.
Работа заземления совместно с УЗО.
Принцип построения и назначение защитного заземления
Если говорить простыми словами, защитное заземление формируется следующим образом. Заземляющий провод подключается к нетоковедущей металлической части.
На следующем этапе «земля», подключенная к оборудованию, объединяется, а далее идет отдельным проводом или шинкой к заземляющему устройству.
В случае пробоя напряжения на металлический корпус и прикосновения к нему человека потенциал идет через землю, а не через тело. Благодаря низкому сопротивлению, быстрее срабатывает защит и УЗО.
Для сравнения R заземляющего контура всего 4 Ом или меньше, а человека — более 1000 Ом. По закону Ома мы знаем, что ток всегда идет по пути наименьшего сопротивления.
Таким образом, защитное заземление предназначено для решения таких задач:
- уменьшение разницы потенциалов между заземляемым устройством и иными предметами и защита жизни человека;
- отвод тока в землю и повышение его значений для срабатывания защитных устройств (УЗО, автоматов).
Следовательно, при прокладывании проводника для заземления важно позаботиться о наличии защитных устройств. Последние должны быстро реагировать на утечку или высокие токи, отсекая поврежденный участок. Чем быстрее это произойдет, тем лучше.
Почему бьёт током
Чтобы разобраться для чего нужно заземление, для начала разберёмся в каких случаях и почему нас бьет током. Главное, что нужно для протекания электрического тока – это разность потенциалов. Это значит, что если вы стоите на полу и возьметесь за оголенный провод или другую токоведущую часть руками – то ток через ваше тело и пол стечёт в землю. Переменный ток силой всего в 50 мА уже является опасным для человека. А если вы обеими руками возьметесь за токоведущую часть и повисните на ней не касаясь земли, то скорее всего ничего не произойдёт, проверять это, конечно не стоит.
Наибольшее сопротивление заземляющих устройств опор ВЛ.
Поэтому птиц не бьет током на проводах. Но вернёмся к разговору о заземлении. Как мы уже сказали, корпуса электроприборов заземляют. Для чего это нужно? Проводка и другие узлы оборудования, такие как электродвигатели, ТЭНы и прочее в нормальном состоянии не имеют контактов фазы с корпусом прибора, металлорукавом или бронёй кабеля. Но в случае неполадок фаза может оказаться на корпусе. Это может произойти при повреждении изоляции обмоток двигателей и трансформаторов, пробоя диэлектрического слоя ТЭНов, повреждения изоляции соединительных проводов внутри прибора и кабельных линий.
Глубина заземления.
В результате на корпусе окажется опасный потенциал, простым языком: корпус окажется “под фазой”. Когда вы коснетесь его стоя босиком на плитке, бетонном и даже деревянном полу – вас ударит током. В худшем случае, это может привести к смерти. Чаще всего такая ситуация возникает в результате частичного выхода из строя ТЭНов стиральных машин, водонагревательных баков, проточных нагревателей. А особенно ярко такое ощущается при одновременном касании стиральной машины и водопроводных и отопительных труб, или в случае с водонагревательным баком, когда вы принимаете душ или ванную вас, бьёт током. Последняя проблема решается организацией системы уравнивания потенциалов (заземлением ванны и других металлических частей водопровода).
Если корпус поврежденного прибора заземлён – опасное напряжение стечет на землю и (или) сработает защитный прибор – устройство защитного отключения (УЗО) или автоматический выключатель дифференциального тока (дифавтомат).
Если корпус занулён – сработает обычный автомат, так как это будет коротким замыканием на корпус (ноль в данном случае). Дифавтоматы и УЗО определяют утечку тока путём сравнения токов фазного и нулевого провода – если ток в фазе больше чем в нуле, значит ток втекает в землю, через заземляющий провод или через тело человека. Такие приборы срабатывают при дифференциальном токе (разнице токов) обычно в 10 мА и более.
Будет интересно➡ Что такое мостовой выпрямитель и как он устроен
Поэтому современный электрощит – это сложное устройство с большим набором коммутационных защитных приборов, а наличие заземления является обязательным во всех зданиях, построенных или отремонтированных после 2003 года. То есть в них должна быть проложена 3-проводная однофазная или 5-проводная трёхфазная электропроводка. Если вы хотите высказать своё мнение по вопросам заземления – пишите в комментариях об этом.
Требования к сечению у заземления
Многие собственники домов и квартир сталкиваются с необходимостью самостоятельно делать заземление. Это объясняется тем, что в старых зданиях до 1998 годов постройки заземлений и, соответственно, шинок для подключения не было вовсе.
Даже если в доме уже есть заземлитель, при выборе провода необходимо выяснить тип системы.
С учетом ПУЭ выделяется четыре схемы заземления:
- TN-S — применение нейтрали и отдельного проводника. Схема актуально для переменного напряжения.
- TN-C — объединение «0» и земли общим проводом. В такой схеме нейтраль идет отдельно, что характерно для старых построек.
- TT — прямая земля на электрооборудование.
- IT — соединение с корпусом с применением сопротивления или изолированием токоведущих проводников.
Больше про системы заземлений , их преимущества и недостатки.
Чтобы выбрать корректное сечение, важно учесть еще один момент — тип заземления.
Оно может быть:
- стационарным (делается без необходимости перемещения, на постоянной основе);
- переносным (можно снимать при необходимости перемещать на другой объект).
В бытовых целях, как правило, применяется первый вариант. Именно на него и будем ориентироваться при выборе сечения (S).
Во избежание ошибок придерживайтесь следующих простых правил:
- Для фазы S до 16 кв. мм заземляющий проводник подбирается аналогичной величины.
- При S у фазы от 16 до 35 кв. мм сечение «земельного» проводника подбирается на 16 кв. мм.
- Если S фазного провода свыше 35 кв. мм, заземлитель должен иметь толщину не меньше половины этого показателя.
Чаще всего в доме или квартире примеряются медные провода с S равным 4 кв. мм. При таких обстоятельствах S заземляющего провода подбирается с таким же параметром.
Если, например, толщина фазы, подходящей к шкафу, составляет 25 кв. мм, оптимальный параметр S — 16 кв. мм. Здесь все просто, поэтому путаницы возникнуть не должно.
Важно запомнить еще ряд правил:
- Для TN-C и TN-C-S нижний порог сечения составляет 10 кв. мм для медного и 16 кв. мм для алюминиевого проводника.
- В квартире или доме достаточно провода с одной жилой.
- Требования к цвету — желто зеленый.
Иногда при расчете сечения заземления применяется специальная формула. В ней учитывается ток КЗ, время срабатывания защиты, вид изоляции, тип прокладки и другие особенности. На практике такой метод применяется редко.
Для чего нужно в доме
Электричество является неотъемлемой частью быта человека. Оно обеспечивает нам комфортную жизнь и облегчает выполнение множества дел. Но к нему нельзя относиться слишком халатно, так как поражение электрическим током может иметь серьёзные последствия. Электротравмы могут возникать не только из-за незнания и неосторожности, но и из-за неисправности электроприборов. В таких случаях металлический корпус может оказаться под напряжением и при прикосновении к нему человек может серьёзно пострадать. Поэтому необходимо обратить внимание на ваше заземление в частном доме и квартире, чтобы уберечь себя от травмы.
Классификация электроустановок по мерам электробезопасности.
Именно для предотвращения таких ситуаций существуют специальные правила по электробезопасности, которые предусматривают защитные меры. К ним относится заземление. Оно подключается в качестве дополнительного проводника в действующую электропроводку и соединяется с заземлителем, который монтируется в грунт. По этому контуру в аварийных ситуациях и будет отводиться в землю электрический ток.
Для чего нужно заземление в доме.
Согласно правилам устройства электроустановок обязательно должно заземляться любое электрооборудование напряжением 50 В в сети с переменным током и 120 В с постоянным. В случае установки оборудования в помещениях повышенной опасности заземление потребуется и при более низких напряжениях. После повреждения изоляции оборудования, например стиральной машинки ее корпус окажется под напряжением, что безусловно несет опасность для того кто к ней будет прикасаться. Однако если корпус будет заземлен (в доме имеется заземление) напряжение прикосновения за счет стекания тока в землю будет снижено до безопасной величины. Человек, который дотронется к ст. машинке почувствует лишь легкое пощипывание.
При грамотно налаженной защите появление фазного напряжения на заземленном корпусе любого прибора должно приводить к отключение автоматического выключателя или УЗО в электрощите. Таким образом, заземление позволяет отключить электроприбор от сети при возникновении неисправностей опасных для человека.
Цвет провода заземления и особенности подключения
Во избежание путаницы важно понимать, какие обозначения необходимо предусмотреть для таких проводов.
На сегодня применяются следующие виды маркировок:
- PE — 0-ые защитные провода и шинки, имеющие расцветку в виде переплетающегося желто зеленого оттенков.
- N — 0-ые провода, обозначаемые голубым цветом (нейтраль).
- PEN — объединение нуля и заземления. Главная часть голубая, на краях совмещение желто-зеленого цвета.
В нашем случае применяется обозначение с соответствующим цветовым исполнением (желтый и зеленый). Таким же образом он обозначается и в трехжильном проводе.
Если под рукой нет провода с необходимым цветом, можно использовать обычную изоленту желтого и зеленого цвета. Все, что требуется — сделать отметки на концах провода.
Заземление (PE) выводится и подключается к заземляющей шине, корпусу или металлической дверце щитка. Нулевой провод (N) соединяется с шинкой нейтрали.
Подробнее про заземление и зануление , в чем разница между ними.
Маркировка
Для лучшего понимания поднимем вопрос маркировки изоляции применяемых проводников.
В названии провода могут использоваться следующие обозначения:
- А — алюминиевый сердечник (при отсутствии буквы — медный);
- АС — наличие оплетки из свинца;
- АА — многожильный провод, имеющий алюминиевый сердечник и оплетку из этого же материала;
- Б — защита от коррозии, выполнена из двуслойной стали;
- Г — без оболочки;
- Бн — защита от влаги и стойкость к огню;
- НП — негорючий материал;
- Р — резиновая оболочка;
- В — оболочка из поливинилхлорида;
- К — контрольный кабель и т. д.
На указанную выше маркировку необходимо обращать внимание при выборе провода для заземления в привязке с его сечением (об этом упоминалось выше).
Марки и требования
При покупке кабеля для заземления необходимо всесторонне его изучить на возможность применения в доме, квартире или специальном помещении (к примеру, ванной, сауне и т. д).
Заземляющий проводник может быть с одной жилой или многожильным. Здесь нужно ориентироваться на место монтажа и удобство применения.
Приведем несколько примеров:
- При соединении корпуса с дверцей шкафа необходимо сохранить подвижность, поэтому лучше использовать многожильное изделие. Если установить одножильный проводник, из-за частых сгибаний он быстро повредится.
- Для соединения корпуса электрического мотора, где не нужна подвижность, пригодятся жесткие жилы. Здесь особых требований к гибкости не предъявляется.
- При обустройстве заземления в квартире или доме можно использовать любой из типов проводов с учетом риска его повреждения и удобства прокладки.
В зависимости от типа заземляющая жила может быть из алюминия и меди, идти в качестве отдельного изделия или в составе бухты кабеля, быть с изоляцией или без нее.
Сегодня выделяется несколько основных марок проводов.
NYM
Изделие с медной жилой, промежуточной оболочкой зелено-желтого цвета. Отличается удобством монтажа, применяется для напряжения до 660 В. Рабочая частота 50 Гц.
Количество проводников может быть от одного до пяти с сечением от 1,5 до 6 кв. мм. Номинальный ток определяется рабочим сечением проводника.
Температурный режим работы от -50 до +50 градусов Цельсия. Радиус изгиба не более четырех диаметров кабеля.
Плюсы — стойкость к влаге и огню, гибкость и большой выбор вариантов исполнения.
Минусы — высокая цена и боязнь прямых солнечных лучей.
ВВГ
Кабель с поливинилхлоридной изоляцией, наружной ПВХ-оболочкой и без специального защитного слоя (брони). Бывает одно- или многожильным.
В 3-х, 4-х и 5-ти жильных кабелях может предусматриваться заземление и нейтраль.
Разрешено использование в качестве заземляющего проводника при напряжении до 600 В.
Некоторые типы кабеля предусмотрены для работы на 1000-2500 В. температурный режим работы от -50 до +50 градусов Цельсия.
ПВ3
Провод медный с поливинилхлоридной изоляцией. Отличается высокой гибкостью, что позволяет применять его для заземления разных устройств и механизмов (в том числе в быту).
Изделие устойчиво к влиянию влаги и способно работать в температурном режиме от +60 до -70 градусов Цельсия. Следовательно, его можно применять даже в экстремальных условиях — банях, ванных комнатах и на улице.
ПВ3 не боится плесени и не подвержен огню. При воздействии высокой температуры происходит обычное оплавление оболочки.
ПВ6
Надежное изделие, применяемое для прокладки токоведущих частей и заземления. Во время использования важно избегать попадания прямых лучей солнца и высокой температуры.
Жилы изделия состоят из меди, бывают монопроволочными или многопроволочными. Рабочее напряжение до 1000 В.
Благодаря применению прозрачного пластика, удобнее контролировать исправность устройства.
Цвета исполнения могут быть различными, поэтому выполнять цветовую маркировку необходимо самостоятельно. Для этого можно использовать подход, который упоминался выше — маркировка с помощью желтой и зеленой изоленты.
ESUY
Медный заземляющий кабель с высокой степенью гибкости. Жила изготовлена из тонких проводов. Сверху предусмотрена оплетка высокой прочности. При изготовлении не применяется кремнийорганическая резина.
Изделие имеет высокую стойкость к морозам, прозрачную оболочку и температурный режим работы от -40 до +70 градусов Цельсия.
Выше рассмотрены наиболее популярные марки проводов/кабелей для заземления, но можно задействовать и иные варианты. Главное, чтобы проводник удовлетворял требованиям гибкости и сечения.
Виды контуров заземления
Любое заземляющее устройство состоит из серии вертикальных стержней, заглубленных в землю с таким расчетом, чтобы их верх находился на 0,5-0,7 м от поверхности земли. Они соединяются горизонтальным заземлителем, который помимо этого используется для вывода контура к потребителю. В частном домостроении используются замкнутые или линейные конструкции.
Почему нельзя обойтись 1 заземлителем?
Казалось бы, есть контакт с землей, значит, можно использовать только один стержень. Но этого недостаточно и запрещено ПУЭ.
Есть такое понятие — сопротивление растеканию. Максимальное значение плотности тока и напряжения — вокруг погруженного стержня. При прохождении электричества через землю сопротивление его движению растет, и на каком-то расстоянии становится нулевым. Эта зона называется зоной растекания.
При установке 1 заземлителя зона растекания слишком мала и не обеспечивает быстрого растекания тока, поэтому используется как минимум 2-3 стержня. Благодаря этому напряжение короткого замыкания, поступающего на заземлитель, быстро распределяется, а сопротивление устройства снижается.
Замкнутый контур
Представляет собой 3 и более стержней, связанных по верху стальной полосой толщиной не менее 4 мм и погруженных в грунт. С главной заземляющей шиной соединяется одним проводником. Его сечение подбирается на основании суммарной мощности приборов, материала жилы и степени изоляции. Подробнее можно посмотреть в ПУЭ п.1.7.76 и п.1.7.77.
Линейный
Используется как для одного, так и группы зданий. Вертикальные стержни соединяются между собой горизонтальной стальной трубой или профилем без замыкания контура.
Сетчатый
Наружный контур в этом случае изготавливается из стержней и горизонтальных связей в виде сетки. Служит для заземления мощных электроустановок, поэтому в частных домах не применяется.
Глубинная система заземления
Согласно ПУЭ расстояние между штырями должно быть не меньше их длины, поэтому при укладке таких громоздких конструкций нужно выкапывать многометровые траншеи. На уже благоустроенном участке это не самый лучший вариант, поэтому для устройства более компактного заземления используются модульные глубинные системы.
Длина заземлителя зависит от требований к сопротивлению. В доме без газового отопления требования мягче, и достаточно глубины забивки штырей 6-10 м. Если есть газовый котел, их погружают в землю на 10-15 м. Сварка не используется, между собой электроды соединяются муфтами. Забивка ведется мощным перфоратором или вибромолотом.
Провода для заземления 380 Вольт
При выборе заземляющего провода на 380 В важно придерживаться тех же требований, что рассмотрены выше. Обращайте внимание на тип изоляции, сечение, гибкость, температурный режим работы и другие параметры. Каких-то особых отличий по требованиям между заземлением на 220 или 380 В не предусмотрено.
Если говорить о типе применяемых проводов, рекомендуется применять уже рассмотренные выше марки.
К ним можно добавить провод ПВС 5х6 в двойной круглой изоляции с пятью жилами. Подходит для питания и заземления оборудования напряжением до 660 В.
Что лучше купить для частного дома и ванной
Теперь рассмотрим, как выбрать провод для заземления применительно к конкретному месту установки.
Для дома
При монтаже заземляющей конструкции в частном доме учтите сечение проводки и наличие заземляющего контура. Если заземлитель вкопан в землю, а шинка выведена, остается подобрать правильный кабель.
Обратите внимание на следующие моменты:
- Сечение. Должно подбираться с учетом условий эксплуатации. В большинстве случаев для дома можно использовать провод от 4 кв. мм и толще.
- Если применяется провод сечением 6 кв. мм без изоляции, необходимо отдать предпочтение многожильному проводнику.
- В роли заземлителей рекомендуется использовать стальную арматуру, имеющую диаметр от 16 кв. мм. Допускается применение стального уголка на 50 мм и более.
- После окончания работ важно измерить сопротивление, которое не должно превышать 4 Ом.
При выборе кабеля можно использовать любой из предложенных выше — ВВГ, ПВ-6, NYM, ESUY, ППВ и другие.
Читайте – как сделать заземление в частном доме.
Для ванной
Если речь идет о ванной комнате, важно заземлить все металлические элементы. В эту категорию входит корпус металлической ванны, трубопроводы горячего и холодного водоснабжения и другие металлические элементы.
Сечение провода заземления должно быть не менее 2,5 кв. мм, но при использовании более толстого фазного провода необходимо использовать и «землю» на 4 кв. мм.
Провода, которые подключены к металлических элементам, можно вывести на общую шинку, а оттуда направить провод в щиток или к автоматам (должен быть заземляющий провод под болтовое соединение).
Используемый проводник может быть гибким или одножильным в зависимости от особенностей прокладки. Здесь решение принимается на месте.
Важный момент — требование к стойкости кабеля по температуре и влаги. Указанные выше марки проводов в полной мере соответствуют необходимым характеристикам.
Системы заземления в частном доме: разновидности, отличия и особенности конструкции
О том, насколько важна для частного дома или коттеджа правильно смонтированная система заземления, сказано уже немало. Поэтому повторять об опасности поражения электрическим током в доме, не подключенном к заземляющему контуру, особой нужды нет. И если вы желаете по максимуму обеспечить безопасность своего жилого пространства, то информация, изложенная в настоящей статье, без сомнения, будет вам полезна.
Виды заземления для частного дома
В зависимости от конструктивных особенностей подходящей к дому линии электропередачи применяются различные системы заземления. Различают следующие их разновидности: TN-S, TN-C, TN-C-S, TT и т. д. Частные дома и коттеджи обычно подключают к системам заземления двух типов: TN-С-S и TT. И если в вашем доме отсутствует заземление, то именно эти системы проще всего реализовать на практике, именно их многие умельцы создают самостоятельно, именно о них и пойдет речь в настоящей статье.
Коротко поясним, что означают буквы в названии систем:
- Первый символ обозначает параметры заземления на источнике питания (T – земля и т.д.).
- Второй символ (N или Т) характеризует параметры заземления открытых частей домашних электроустановок. Буква N, к примеру, обозначает зануление или соединение защитного проводника домашней электроустановки с нейтралью источника питания (трансформаторной подстанции).
- Буквы S и C обозначают подвид системы, в которой заземление производится через источник питания.
Проще говоря, если первыми в обозначении стоят буквы TN, то речь идет о системе с глухим заземлением источника питания, а электрическая система потребителя присоедениена к его нейтрали посредством нулевых и защитных проводников. Как мы уже говорили, системы заземления бывают нескольких разновидностей:
- TN-C – система, имеющая совмещенные нулевой и защитный проводники. Подводящая линия в данном случае состоит из двух- или четырехжильных кабелей (фазный и нулевой проводники – в однофазной системе электроснабжения, три фазных и один нулевой – в трехфазной системе электроснабжения). Систему TN-C трудно назвать полноценной системой заземления, ведь заземляющие проводники электроустановки в ней подключаются к нулевому проводу, идущему от трансформатора. Обычно ее называют занулением, потому как выполнять все функции заземляющего контура она едва ли способна.
- TN-S – система, имеющая разделенные нулевой и защитный проводники. Подводящая линия в данном случае состоит из трех- или пятижильных кабелей (фазный, нулевой и защитный проводники – в однофазной системе электроснабжения, три фазных плюс нулевой и защитный проводники – в трехфазной системе электроснабжения).
- TN-C-S – система, в которой нулевой и защитный проводник совмещает свои функции лишь на определенном участке, который начинается возле источника питания и заканчивается на вводе в дом. Здесь же происходит их разделение на нулевой защитный (PE) и нулевой рабочий (N) провода (защитный проводник в такой системе подвергается повторному заземлению). По сути, система TN-C-S создается на базе TN-C.
- TT – система, в которой домашняя система электроснабжения имеет обособленное глухое заземление, которое никак не соединяется с заземлением питающей подстанции.
Заземление во всех системах категории TN производится через трансформаторную подстанцию, в то время как система TT предполагает создание заземляющего контура непосредственно возле дома. Можно долго спорить о том, какая из двух систем лучше – TN-C-S или TT, поэтому сразу обозначим подводные камни двух этих систем.
Если вы задумываетесь о создании системы TN-C-S, то в первую очередь следует удостовериться в надежности ЛЭП, подводящей электричество к вашему дому. Ведь состояние загородных линий электропередачи (а они, в большинстве случаев, воздушные) оставляет желать лучшего. Никто не даст гарантии, что в один прекрасный день, в результате аварии на линии (если под своей тяжестью накренится хлипкая опора и т.п.), оголенный нулевой провод не соединится с проводом фазным. В итоге ноль отгорит от трансформатора, а мы получим смертельно опасное напряжение, «гуляющее» по корпусу домашних электроприборов.
AlexeyLПользователь FORUMHOUSE
Для схемы TN-C-S вы должны быть либо полностью уверены в безопасности и надёжности приходящего к вам по улице проводника PEN, либо должны гарантировать эту безопасность собственным заземлением. При типичном состоянии местных воздушных сетей уверенность может быть только в обратном: в ненадёжности PEN. А строительство заземления, способного выдержать ток нуля множества соседей при обрыве нейтрали и большом перекосе нагрузок по фазам – очень непростое и недешёвое занятие.
Поясним: PEN – это совмещенный рабочий нулевой (N) и защитный нулевой (PE) проводник, соединяющий трансформаторную подстанцию с вводным домашним щитком.
Использование кабеля СИП в составе подводящей линии дает некоторые гарантии безопасности, но при неудовлетворительном состоянии наземных опор все эти гарантии можно поставить под сомнение. Проще говоря, создавать систему заземления типа TN-C-S можно, только имея полную уверенность в надежности подводящей ЛЭП.
Система ТТ в частном доме также имеет свои недостатки. Системы представленного типа требуют обязательного наличия в цепи заземления устройств защитного отключения УЗО или диффавтоматов, которые регулярно следует проверять на предмет работоспособности. Для обеспечения безопасной работы ТТ должна быть оснащена системами уравнивания потенциалов и искусственным заземляющим контуром, создание которых требует времени, усилий и определенных затрат.
На практике создание системы TN-C-S всегда выглядит более предпочтительным, но при сомнительном состоянии токоподводящих линий (подводящая линия образована неизолированными проводниками, наблюдаются ее частые обрывы, воздушные опоры находятся в неудовлетворительном состоянии и т. д.) в качестве более надежной альтернативы рекомендуется создавать систему ТТ.
Коротко о системе TN-S
Если к дому подведена система TN-S, то вводной щиток достаточно оборудовать заземляющей шиной, к которой следует подключить вводной заземляющий проводник PE и защитные проводники, идущие к домашним потребителям. Проводник РЕ можно подключить к повторному заземляющему контуру. К вопросу о том, как это сделать, мы еще вернемся.
AlexPetrowПользователь FORUMHOUSE
При TN-S к потребителю приходит пятипроводка с отдельными PE и N. В такой системе ничего делить не надо.
Речь идет о разделении входящего нулевого провода, который подводится к потребителю в системах TN-C и разделяется при создании системы TN-C-S. Подобное деление изображено на схеме.
Конструкция системы TN-C-S
Если к вашему дому подходит система TN-C, если вы удостоверились в безупречном состоянии подводящей линии и убедились, что в качестве подводящего проводника используется кабель СИП, можно приступать к созданию системы заземления типа TN-C-S.
Разделение проводника на защитный провод PE (имеющий желто-зеленый цвет) и на нулевой (имеет голубой цвет) производится во вводном щите.
В щите же к системе подключается повторное заземление.
В соответствии с актуализированной редакцией правил ПУЭ разделение проводника PEN должно быть выполнено до вводного коммутационного защитного аппарата и до электросчетчика. Категорически запрещается включать защитные и коммутационные аппараты в цепь проводников PEN и PE. Разрывать можно только цепь проводника N (ПУЭ 1.7.145).
AlexPetrow
Проводники PEN и PE – неразрывны! Все устройства с коммутацией (авт. выключатели, рубильники, пакетники, приборы учёта и т. п.) должны находиться на линии проводника N (его «рвать» можно, а иногда и нужно).
Разделение проводника PEN производится по следующей схеме:
Для разделения следует использовать две шины: главную заземляющую (ГЗШ) и нулевую (N). Главная заземляющая шина подключается к дополнительному заземляющему контуру через корпус щитка, к ней же подключается вводной кабель PEN и подсоединяются заземляющие клеммы розеток, установленных в доме. К шине N подключаются: электросчетчик, защитные автоматы и силовые клеммы домашних точек энергопотребления.
Главная заземляющая шина становится шиной PE после перемычки, соединяющей ГЗШ и N. Именно к РЕ производится подключение дополнительного заземляющего контура и защитных проводников, ведущих на заземляющие клеммы розеток.
AlexPetrow
В действительности, физически и органолептически должно быть две шины – PE (ГЗШ) и N. Разделяется PEN по «правилу русской буквы Н» – так выглядит правильное разделение. Питающий PEN может приходить на любой из концов вертикальной чёрточки (шины), и эта чёрточка после перемычки всегда будет PE. Другая вертикальная чёрточка всегда будет N (на всём своём протяжении). Перемычка – просто перемычка. PE заземляется, и на этой шине будут коммутироваться защитные проводники, а N служит проводником тока нагрузки. После разделения они не должны соединяться.
Более наглядно разделение показано на фото.
В соответствии с правилами ПУЭ главную заземляющую шину рекомендуется изготавливать из меди. Допускается использование стальных шин и категорически запрещается установка шин алюминиевых. Шины ГЗШ и N изготавливаются из одного и того же материала.
stanislav-e88aПользователь FORUMHOUSE
Ноль (N) c разделяющей шины идет на 2-х полюсный вводной автомат, далее – на счетчик. Со счетчика ноль – к потребителям. Двойные автоматы не нужны (кроме вводного). PEN должен быть разделен до него. С фазой все просто: идет на вводной автомат, далее на счетчик, далее на группы потребителей.
Основные требования к узлу разделения проводника PEN состоят в следующем:
- Нулевая разделяющая шина N в обязательном порядке должна устанавливаться на изолятор, то есть она должна быть изолирована от корпуса щитка, к которому дополнительно подключается шина PE (ведь после разделения эти две шины не должны нигде соприкасаться);
- Все проводники, подходящие к разделяющим шинам, должны крепиться с помощью прочных болтовых соединений, что обеспечивает надежность подключения и возможность отсоединения отдельных проводников;
- Сечение ГЗШ должно быть больше или равно сечению питающего проводника PEN.
В качестве защитных проводников РЕ рекомендуется использовать специализированные провода. Если проводники РЕ и фазные проводники изготовлены из одного и того же материала, то зависимость минимального сечения РЕ от сечения фазного провода будет следующей.
Знак «£» в данном случае обозначает – «≤».
Если защитные и питающие проводники изготовлены из разных материалов, то сечение РЕ должно быть эквивалентно по своей проводимости сечению фазных проводов, рассмотренных в таблице.
Минимальное сечение совмещенного проводника в системе TN-C должно соответствовать следующим значениям: 10 мм² – для медных проводников и 16 мм² – для алюминиевых. Если сечение проводника меньше, то разделять его запрещено! В таком случае следует прибегнуть к созданию системы ТТ.
Повторное заземление и устройства защитного отключения в системах TN-C-S
Если вы желаете максимально защитить себя и свою семью от поражения токами утечки, то систему заземления TN-C-S следует оснастить устройствами защитного отключения (УЗО) или дифференциальными автоматами. В соответствии с рекомендациями актуализированной редакции ПУЭ (изд.7) системы типа TN, оснащенные устройствами защитного отключения (УЗО), должны подключаться к повторному заземлению, которое монтируется на вводе в дом.
SB3Пользователь FORUMHOUSE
Требуется выполнение повторных заземлений на концах ВЛ и ответвлений от них длиной более 200 м, а также на вводах ВЛ к электроустановкам, в которых в качестве защитной меры от поражения электрическим током при косвенном прикосновении выполняется защитное автоматическое отключение питания.
Если УЗО в вашей системе не используются, а в пределах 200 м от вашего щитка уже есть повторное заземление, тогда в создании дополнительного заземления на вводе в дом особой необходимости нет.
Crazy CatПользователь FORUMHOUSE
Если на расстоянии 200 м от ввода уже есть повторное заземление, или ввод сделан кабелем, проложенным в земле – в повторном заземлении нет необходимости.
Об УЗО: для дополнительной защиты от токов утечки при косвенном прикосновении к открытым поверхностям электроприборов в общую схему электроснабжения рекомендуется внедрять устройства защитного отключения (УЗО) или дифференциальные автоматы. Подобная защита срабатывает на слабые токи утечки, отключая питание сети (токи утечки, несмотря на свою малую величину, могут быть опасны для человека). Их установка целесообразна по той причине, что обычные защитные автоматы срабатывают только на токи короткого замыкания.
В современных системах принято устанавливать УЗО двух различных номиналов: общее противопожарное УЗО, срабатывающее на ток утечки – 100 мА, а также одно (или несколько) УЗО, подключенных к линии штепсельных розеток и срабатывающих на ток – 30 мА или 10 мА.
УЗО, подключаемые к бытовой технике, напрямую взаимодействующей с водой (стиральные и посудомоечные машины, водонагреватели и т. д.), должны срабатывать на ток утечки – 10 мА. На линию осветительных систем УЗО не устанавливаются.
В результате мы будем иметь вот такую схему.
Работоспособность устройств защиты или дифференциальных автоматов необходимо регулярно проверять (1 раз в месяц и т.д.). Для этого на корпусе устройств имеются специальные кнопки – «тест».
Повторное заземление подразумевает подключение корпуса вводного щитка к заземляющему контуру.
В соответствии с правилами ПУЭ (пункт 1.7.102) в сетях переменного тока напряжением до 1 кВ в качестве повторного заземляющего контура для систем TN-C-S можно использовать подземные конструкции электрических опор, металлические водопроводные трубы, заземляющие контуры громоотводов и т. д. Эти элементы следует использовать в первую очередь. Если такой возможности нет, то создается контур искусственный.
В сетях постоянного тока заземляющие проводники необходимо подключать к искусственному заземляющему контуру, который не должен соединяться с подземными трубопроводами.
К вопросу о конструкции искусственного заземляющего контура мы еще вернемся.
Сечение проводников, соединяющих щиток и заземляющий контур в сетях с глухозаземленной нейтралью и с напряжением до 1 кВ, должно соответствовать следующим параметрам.
Если используется проводник алюминиевый, его площадь должна быть не менее 16 мм².
Система уравнивания потенциалов
После создания системы заземления, оснащенной устройствами автоматического отключения, в доме появляется защитный проводник, соединяющий все элементы системы электроснабжения. Данный проводник представляет потенциальную угрозу. Ведь при повреждении какого-либо потребителя на корпус всех неповрежденных электроприборов выносится опасный потенциал. Он будет присутствовать там до момента срабатывания УЗО, создавая опасность при прямом прикосновении. В целях снижения указанного напряжения в здании необходимо создать систему уравнивания потенциалов (СУП), способную уравнять потенциал всех его токопроводящих частей (строительных конструкций, инженерных коммуникаций и т. д.).
АСЗюзин1950Пользователь FORUMHOUSE
Система уравнивания потенциалов не является самостоятельной мерой защиты, но её наличие при использовании автоматического отключения питания является обязательной.
СУП представляет собой своеобразную сетку проводников (РЕ), объединяющих между собой все токопроводящие элементы объекта через ГЗШ, то есть через ее РЕ-часть. Соединение шины РЕ и токопроводящих частей здания производится радиально (к каждой заземляемой конструкции подводится отдельный проводник РЕ). Более подробно о конструкции основной (СУП) и дополнительной (СУП) системы уравнивания потенциалов вы можете узнать в соответствующем разделе FORUMHOUSE.
Система заземления ТТ в частном доме
Если вы пришли к выводу о нецелесообразности или опасности подключения системы TN-C-S к своему дому, то единственной альтернативой, позволяющей обеспечить собственную безопасность, будет создание системы ТТ. Ее схема имеет следующий вид.
Как видим, ГЗШ и заземляющие проводники нигде не соединяются с вводным PEN-проводником и нулевым проводом – N.
Применение устройств защиты УЗО или дифференциальных автоматов в составе системы ТТ является обязательным условием для ее безопасной работы. Рабочие характеристики защитных устройств в данной системе соответствуют параметрам УЗО для систем TN-C-S.
Также в системах ТТ должна быть создана основная система уравнивания потенциалов (ОСУП). В идеале ОСУП создается в комплекте с системой дополнительной (ДСУП).
Если система ТТ подключается к металлическому щитку, то все проводники в щитке должны иметь двойную изоляцию. В качестве альтернативы металлическим щиткам можно использовать щитки пластиковые.
AlexPetrow
Металлический щиток заземляется. В щитке делаем двойную изоляцию и соблюдаем меры предосторожности от прямого и косвенного прикосновения (нулевая шина будет в изоляционном боксе и т.п.). Если щиток пластмассовый – ещё лучше (есть такие для улицы).
Для более надежной изоляции проводников в местах их прохождения через корпус металлического щитка можно использовать специальные текстолитовые втулки.
ГЗШ с помощью медного провода подключается к проводнику, ведущему к искусственному заземляющему контуру. В щитке к заземляющей шине подводятся проводники РЕ, идущие от домашних потребителей и от систем уравнивания потенциалов.
Подземные элементы, соединяющие заземляющий контур с щитком, целесообразно делать из стали (из полосы). Использование неизолированных алюминиевых проводников в данном случае запрещено.
Расчет и создание заземляющего контура
Как известно, опасный потенциал, возникающий в защитном проводнике РЕ при пробое фазного напряжения на корпус бытового устройства, направляется в область с наименьшим сопротивлением. И для того, чтобы во время прикосновения человека к открытым частям электроустановки напряжение продолжало уходить в землю, защищая людей от поражения электрическим током, заземляющий контур должен обладать низким сопротивлением. Поэтому расчет заземляющего контура сводится к определению величины сопротивления растеканию токов на заземляющем устройстве. Этот показатель зависит от нескольких факторов:
- От площади заземляющих элементов.
- От расстояния между ними.
- От глубины их погружения в землю.
- От проводимости грунтов.
Для систем заземления ТТ, установленных в сетях с напряжением до 1 кВ и оснащенных защитными устройствами УЗО, правила ПУЭ (пункт 1.7.59) устанавливают следующую зависимость: RаIа <50 В. Где:
- Iа – минимальный ток уставки УЗО (в нашем случае он равен 10 или 30 мА);
- Rа – суммарное сопротивление всех элементов системы заземления.
В соответствии с формулой, для УЗО с уставкой 30А этот показатель не должен превышать – 1660 Ом (минимальное требование к системе ТТ). Подобные значения, регламентируемые правилами ПУЭ, могут вводить в заблуждение. Поэтому на практике многие люди стремятся получить сопротивление заземляющего контура, не превышающее 4 Ом (что соответствует требованиям, распространяющимся на заземляющий контур источника питания).
Для того, чтобы выполнить минимальное условие по сопротивлению заземляющего контура, в землю достаточно бывает вбить один металлический уголок или штырь длиной – 2…2,5 м. На практике же, в целях обеспечения более надежной защиты, используется сразу несколько защитных стержней (чаще всего – 3) указанной длины.
БонусПользователь FORUMHOUSE
На расстоянии 90 см от ленточного фундамента и параллельно ему кувалдой забиты три заземлителя. Глубина – 2,8 м, расстояние между ними – 3,5м.
А вот пример удачной защиты, состоящей из одного заземляющего стержня.
человекПользователь FORUMHOUSE
Я смог загнать 6 электродов по 1,5 м в одну точку, но мне помогала Макита, взятая для этого дела с работы. Загнал на 0,2 м ниже нулевого уровня. Сопротивление заземления не мерил, но практика применения таких электродов в качестве заземлителей показывает, что электрод длиной 9–10 м дает на наших грунтах менее 4 Ом.
Если вы сомневаетесь в количестве и длине электродов, то для расчета заземляющего контура лучше всего обратиться к специалистам. Также эти параметры можно узнать у соседей, имеющих действующий заземляющий контур, допущенный надзорными органами к эксплуатации после проведения соответствующих замеров сопротивления.
Минимальные размеры сечения вертикальных электродов можно взять из уже знакомой нам таблицы.
В качестве электродов на практике чаще всего используются гладкие стальные прутья диаметром не менее 16 мм или заостренные уголки (50х50). Для обвязки электродов используется стальная полоса размером 4х40 или 5х40.
БОРИС ЛОКПользователь FORUMHOUSE
Я заземление выполнил, забив три 3-х метровых арматуры (d16мм). Грунт – влажная туго-пластичная глина. Затем при помощи сварки объединил заземлители стальной шиной 4х40 мм.
Располагать электроды можно как в ряд, так и по углам геометрических фигур (по углам треугольника и т.п.). В каждом конкретном случае их расположение определяется удобством осуществления монтажных работ и наличием свободного пространства.
Расстояние между электродами определяется коэффициентом использования стержня, который равен – 2,2. То есть, для того чтобы система работала с максимальной эффективностью, расстояние между двумя одинаковыми электродами должно быть не меньше, чем 2,2 длины каждого из них (по всем направлениям). При уменьшении этого расстояния (а на практике чаще всего так и происходит) эффективность системы будет снижаться.
Перед началом монтажных работ снимается верхний слой почвы, а потом, в размеченных точках, забиваются электроды.
Верхние концы электродов обвязываются полосой или стальным прутом и соединяются при помощи сварки.
На завершающем этапе заземляющий контур подключается к электрическому щитку.
Все соединения в конструкции заземляющего контура должны быть выполнены с помощью сварки.
Для тех, кто хочет подробнее узнать о практических наработках в области построения домашних систем заземления, на нашем портале есть тема, посвященная данному вопросу. О том, как произвести монтаж системы заземления и о том, какие материалы следует использовать, вы можете узнать, опираясь на практический опыт пользователей FORUMHOUSE. В видеосюжете – как правильно создать систему электроснабжения и другие инженерные коммуникации в загородном каркасном доме.
