Реклама


Контур защитного заземления в частном доме

13/07/2009 10:27:33

Говорят, что наивысшей ценностью обладает человеческая жизнь. А раз так, то ее, жизнь, нужно всячески оберегать и защищать. Много коварных вещей в мире угрожают здоровью и жизни человеческой. И одна из таких угроз - электрический ток. Примечательно, что даже отсутствие электрической энергии может довольно пагубно отразится на состоянии здоровья современного человека (умрет от голода и холода). Но гораздо более опасно для жизни - непосредственное воздействие тока на человека. И чем больше ток и дольше воздействие - тем опаснее.

Не удивительно, что на каждую опасность у человека припасен целый арсенал средств для защиты. Так, от кирпича - каска, от микробов - таблетки, а от поражения электрическим током - защитное заземление. Сразу оговорюсь, что заземление эффективное, но не единственное средство защиты человека и имущества от аварий в электрических установках. И лучше всего, когда применяются сразу несколько средств защиты в комплексе.

Немного теории.

В поселках для обеспечения электроснабжения чаще всего применяются системы TN, в которых нейтраль источника питания (трансформатора) глухо заземлена. В случае 3-х фазного ввода 220/380В, к дому подводятся 4 провода (3 фазных проводника и нулевой проводник). До непосредственного ввода в дом мы имеем систему TN-C, где нулевой защитный и нулевой рабочий проводники соединены на всем протяжении. В такой системе не только трансформатор, но и все столбы должны быть заземлены и соединены с нулевым проводником. После ввода в дом, согласно последним рекомендациям, систему TN-C, лучше преобразовывать в систему TN-C-S. Делается это с помощью разделения в щитке общего нулевого защитного провода на два: отдельно нулевой рабочий N и отдельно защитный PE (который не обрывается на всем протяжении!). Таким образом к конкретному потребителю 220В подходит 3 провода (фаза L, ноль N, защитный PE). Кроме того, на вводе в дом устраивается контур защитного заземления, который подключается к шине PE в щитке.

Зачем это надо?

Арсенал защитных средств составляют, прежде всего, автоматические выключатели (тепловые расцепители), УЗО (устройства защитного отключения), контур заземления. Автомат или тепловой расцепитель срабатывает, если ток, проходящий через него, выше номинала автомата. Это бывает в случаях, когда подключена мощная нагрузка (как правило, нагревательное оборудование) или произошло короткое замыкание. Важно учитывать, что если номинальный ток автомата 25А, то при нагрузке в 27-30А автомат выбьет не сразу, а через какое-то время. Если автомат расположен за пределами дома, то в зимние холода порог срабатывания еще увеличивается. Помимо этого, даже в случае КЗ (короткого замыкания) при большой длине проводов, неправильном выборе сечения провода и номинала автомата, последний и вовсе может не отключиться! Номинал автомата и сечение проводов необходимо всегда подбирать в соответствии с нагрузкой! Если максимальный ток потребления составляет 16А, крайне опасно устанавливать автомат на 63А. Прежде всего, автоматы предотвращают возгорания и пожары. Но самое неприятное - это то, что в случае повреждения изоляции в электроприборе и попадания напряжения на незащищенные, открытые участки прибора, на корпус, автомат никак не защитит человека, который прикоснется к этому корпусу. В таких случаях необходимо, чтобы в системе электроснабжения дома были предусмотрены УЗО. УЗО - устройства, которые выявляют утечки. Если на корпусе прибора (компьютера, котла, стиральной машины и пр.) у нас окажется 220В, то автомат не отключится. Не отключится и УЗО, так как нет утечки тока. Но как только человек прикоснется к неисправной стиральной машине и ток потечет в тело (кстати, кровь и жидкость спинного мозга имеют самое низкое сопротивление - ухватиться за 220В пальцами, имеющими раны и порезы очень опасно!), УЗО выявит утечку и отключит линию. Время, за которое срабатывает УЗО очень небольшое, поэтому, как правило, оно спасает жизнь человеку, но при этом током его все же дернет. Однако лучше всего, если в системе присутствует контур заземления, а корпус прибора заземлен. В этом случае, даже при отсутствии УЗО, при попадании напряжения на корпус, ток потечет по защитному заземлению в землю. На корпусе прибора по-прежнему будет напряжение и человека также может ударить током, но это напряжение уже будет значительно меньше. Какое именно - зависит от сопротивления контура заземления (измеряется в Омах). Чем оно ниже, тем меньше будет это напряжение. При хорошем заземлении на корпусе поврежденного прибора будет около 100В, что неприятно, но летальный исход маловероятен. Когда же в системе кроме контура заземления присутствуют УЗО, это самый эффективный способ защиты, поскольку УЗО выключит потребителей сразу после повреждения изоляции и попадания напряжения на корпус прибора.
Другими словами, для защиты людей от поражения электрическим током, необходимо предусматривать защитную шину PE, защитное заземление, установку в щитках автоматических выключателей и УЗО. Только в этом случае можно говорить об эффективной защите от этого в общем-то полезного, но одновременно грозного спутника людского быта - электрического тока.

Делаем заземление

Итак, предположим у нас применяется сеть типа TN-C с глухозаземленной нейтралью. Нам необходимо обеспечить повторное заземление на вводе в дом, которое будет выполнять роль защитного заземления. Напряжение в сети 380/220В. На этот счет ПУЭ 1.7.103 нам сообщает, что сопротивления контура заземления не должно превышать 10 Ом в любое время года. Меньше можно, больше не желательно. Но что такое 10 Ом? Сколько металла нужно зарыть в землю, чтобы получить требуемые 10 Ом? Для расчета контура заземления существует масса формул, учитывающих множество параметров, но есть и компьютерные программы, облегчающие расчет. У меня был проект, который я проверил в компьютерной программе и привожу результат.

Для обеспечения необходимого сопротивления заземления необходимо вбить в землю четыре вертикальных заземлителя, представляющих собой угловую сталь шириной 40-50 мм и длиной 2 метра таким образом, чтобы верх заземлителя был на глубине 0,5-0,7 метра. Между собой заземлители должны соединяться арматурой диаметром 10-12 мм методом сварки. Расстояние между заземлителями не должно быть меньше их длины и в моем случае составляет как минимум 2 метра. Располагать заземлители, можно вряд или квадратом или иным способом, если выдерживаются необходимые расстояния между ними.

Практически делается это так:

Технический колодец Траншея для контура заземления
Из дома выведено 4 ПНД-32 трубы (вода, электричество для садово-бытовых нужд, заземление). Для коммутации был предусмотрен технический колодец размером 100х100 см и глубиной 120 см. Первый раз опалубку попробовал сделать из экструдированного пенополистирола толщиной 30 мм (была пара листов) и не пожалел. Стенки получились ровными и гладкими. Доски в данном случае нужны для усиления пенопласта, чтобы бетон при заливке не сломал его. Копаем траншею глубиной 0,5-0,7 метра общей длиной 6 метров для размещения четырех вертикальных заземлителей на расстоянии не менее 2 метров друг от друга.
Вертикальный заземлитель из угловой стали Вертикальный заземлитель заточен
Режем болгаркой уголки по 2 метра и вбиваем их в землю. Я сделал отверстия шнековым буром глубиной 50 см, чтобы легче было вбивать, но уголки и без того хорошо заходят под ударами 5 кг кувалды. Конец уголка, который вбивается в землю, я немного заточил на шлифовальном станке. Так уголок легче забивать.
Соединение контура заземления
Уголки (вертикальные заземлители) соединяются между собой 12 арматурой (горизонтальными заземлителями) путем сварки. Места сварки желательно защищать битумным лаком. В техническом колодце соединяем полученный контур заземления с выводом из дома, который соединен в щитке с шиной PE, отделенной от шины N (для системы TN-C-S).

Забить 2 метровые уголки в землю нетрудно, уголки вбиваются относительно легко. С этой работой справится человек любой комплекции. Можно сократить число заземлителей до 3 шт, увеличив их длину до 2,3-2,5 метра. Думаю, еще 50 см вполне можно осилить. Интересный нюанс, 50-ый уголок забивается легче 40-го. Для заземления лучше использовать оцинкованный металл, который менее подвержен коррозии. Места сварки также рекомендуется дополнительно обработать антикоррозийными составами.

Иногда можно встретить рекомендации обеспечивать сопротивление заземления  не более 4 Ом. Такое сопротивление безусловно лучше (хотя и необязательно согласно требованиям ПУЭ для повторного заземления), но и создать контур с такими параметрами сложнее, так как в этом случае потребуется не 4, а 14 двухметровых заземлителей.

Некоторая справочная информация:

ПУЭ. Глава 1.7 (формат DOC)
ГОСТ 12.1.030-81. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление (формат DOC)
ГОСТ Р 50571.10-96. Часть 5. Глава 54. Заземляющие устройства и защитные проводники (формат DOC)

Автор: Andrey_B
Любое использование материалов сайта возможно только с разрешения автора и с обязательным указанием источника.



Добавить комментарий:



Сортировка комментариев: Последние сверху | Первые сверху

2016-10-11 07:05:54 | Виталий
Когда делаете железобетонный фундамент прокладывайте в нём контур заземления


2016-02-04 11:51:02 | Андрей Александрович
Респект автору за проводимые "опыты" и их анализ!
Вопрос: как измеряли получившееся сопротивление контура?
Между PE (самим сделанным) и N (с ввода от столба)? Или как-то иначе?


2014-06-06 02:29:29 | Andrey_K
Спасибо. После Вашего объяснения пришел к следующему выводу: соединяю вывод каркаса и шины заземления - в одном случае там шпилька на 16, во втором - полоса (не помню параметров, но достаточно толстая и широкая - сверлю ее и закрепляю болт, между ними - оплетка. Находятся он в 10 см друг от друга, визуально доступны для контроля. Но для того, чтобы не было обрыва или увеличения сопротивления из-за окисления контактов ( а я вроде помню, что выполнять TN-C-S крайне не рекомендуют именно из-за опасности разрыва). делаю вторую шину заземления, по принципу "кашу маслом не испортишь" Мне же несложно) Кстати, для защиты металлокаркаса от потери несущей способности вследствие коррозии, хочу в этом же месте устроить анодную защиту.


2014-06-02 12:41:59 | Andrey_B
Andrey_K, есть такая штука - система уравнивания потенциалов. Смысл в том, что все металлические части здания, будь то корпус холодильника или батарея отопления, должны иметь одинаковые электрический потенциал, иначе между различными металлическими предметами могут возникнуть опасная разность потенциалов. Так вот, можно или нельзя подключать металлокаркас здания и прочие металлические предметы к заземлению зависит от типа используемой системы защиты. При защитном занулении соединять систему уравнивания потенциалов с корпусами электроприборов нельзя. (в системах TN-C) При защитном заземлении можно (в системах TN-C-S). В последнем случае необходимо тщательно проследить, чтобы защитное заземление нигде не обрывалось и было надежным. В этом кроется основной недостаток TN-C-S - обрыв PE-проводника или ухудшение параметров заземление опасны.


2014-06-01 12:03:58 | Andrey_K
Andrey_B большое спасибо за полезный блог. Получил много полезной информации (например, по газобетону). У меня такой вот непростой вопрос - мой отчим, который преподает электротехнику затруднился дать на него определенный ответ:
Известно, что категорически запрещено соединять шину заземления с металлическими конструкциями здания, например трубами отопления, так как это может повлечь за собой поражение электрическим током. Кстати, возможно, именно здесь таится ответ для Григория. У меня тоже строится металлокаркасник) Так вот, также как при движении жидкостей по трубам формируются паразитные токи, так и на протяженных металлических конструкциях тоже могут наводиться паразитные токи - иногда даже с очень высоким напряжением. Но совмещать заземление каркаса и инженерных сетей с шиной заземления PE категорически запрещено (как мне, вроде бы, известно). Из этого проистекает простая мысль - для заземления каркаса необходим отдельный контур заземления, не связанный с заземлением PE. Можете поделиться своим мнением? Заранее благодарю.


2014-05-26 11:29:09 | Andrey_B
Григорий, скорее всего речь в вашем случае идет о статическом электричестве. Может быть, у вас много шерстяных ковров.


2014-05-24 10:13:26 | Григорий
Скажите почему некоторые предметы пощиповают током . у меня дом на даче сделан из металокоркаса . заземлен . проводка новая. все раболает. но бывает что прикаснешься к лестницы или ручки дверей ощущается слабое покалывание. как найти причину. и как с этим боротся .С увежением Григорий


2014-04-26 22:31:01 | Андрей
Пробурить шнеком 3 отверстия вбить арматуру развести в ведре пачку ( умножить на количетво отверстий) соли и в каждое отверстие влить по ведру соеденить проволкой 6-8 мм и отличный контур с малым сопротивлением


2013-06-20 23:48:56 | Andrey_B
Вячеслав, следовало привести в доказательство пункт ПУЭ, где об этом говорится. В том виде, в котором "пересказали" вы, такой информации в ПУЭ нет. Что касается 4 Ом, то это относится к сопротивлению повторного заземления источника питания, например, трансформатора.


2013-06-20 18:42:43 | Вячеслав
вообще-то по правилам ПУЭО сопротивление контура до 1000 в должно быть не более 4 Ом. А 10 Ом для электроустановок выше 1000 в


2013-05-22 16:12:14 | Andrey_B
Great Mike, можно.


2013-05-22 15:22:07 | Great Mike
Имеется яма для бетонного кессона скважины глубиной 2,5 метра. Можно ли штыри установить вокруг ямы (вокруг кессона) с последующей засыпкой глиной. Не будет ли это опасно при пользовании кессоном?


2012-12-12 23:43:16 | Вячеслва
Андрей неподскажете на какой высоте от пола в гараже проложить полосу стальную 404 чтобы подключить ресмус имногое другое.


2012-11-15 11:49:49 | Andrey_B
oss, и в чем заключается ваше возражение? "При применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ и РEN проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах." Именно это и было сделано.


2012-11-15 02:32:53 | oss
В Системах TN повторное заземление данным способом не требуется.
При применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ и РEN проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Для повторного заземления в первую очередь следует использовать естественные заземлители. Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется. Внутри больших и многоэтажных зданий аналогичную функцию выполняет уравнивание потенциалов посредством присоединения нулевого защитного проводника к главной заземляющей шине. Повторное заземление электроустановок напряжением до 1 кВ, получающих питание по воздушным линиям, должно выполняться в соответствии с 1.7.102—1.7.103. 1.7.102. 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, должны быть выполнены повторные заземления PEN проводника. При этом в первую
очередь следует использовать естественные заземлители, например, подземные части опор, а также заземляющие устройства, предназначенные для грозовых перенапряжений (см. гл. 2.4). Указанные повторные заземления выполняются, если более частые заземления по условиям защиты от грозовых перенапряжений не требуются


2012-10-24 16:31:00 | Спиридонов О.В.
"ПУЭ 1.7.103 нам сообщает, что сопротивления контура заземления не должно превышать 10 Ом в любое время года". НА самом деле ПУЭ 1.7.103: "Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводников каждой ВЛ... и т. д.". То есть в п 1.7.103 ПУЭ говорится о сопротивлениях повторных заземлений ВЛ, а не электроустановок зданий, сопротивление заземлителей которых не нормируется по ПУЭ п.1.7.61.


2012-10-11 10:09:01 | Инженер
Хочу немного внести коррективы.
Согласно все той же главы ПУЭ 1.7.103, 10 Ом это сопротивление ВСЕХ повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года, а сопротивление отдельного КАЖДОГО из повторных заземлений при линейном напряжении источника 380 В должно быть 30 Ом.
Т.е. общее сопротивление ВСЕХ повторных заземлений всей ВЛ 380В должно быть 10 Ом , а каждого в отдельности повторного заземления не более 30 Ом.


2012-08-25 22:17:43 | Хасан
Спасибо


2012-04-27 15:05:05 | Stavr
Недавно видел на презентации "Штыревое зазамление".
Суть: стальные обмеднённые стержни имеющие возможность наращивания, забиваются перфоратором.
/www.youtube.com/watch?v=Ma_cm1H0WWI
Иногда даже оправдано такое. Например в подвале дома, когда копать - неудобно.


2012-03-01 17:52:33 | Сергій
Спасибо за ответ. Нашел, что есть какое-то модульное-штыревое заземление. Фирма вбивает в грунт стержни до 30-40 метров в глубину (накручиваются по 2 метра). Достигается минимальное сопротивление. Так заземляют GSM базы и т.д. Правда не узнавал сколько это стоит:) Но такая система точно влезет в ограниченное пространство, типа подвала.


2012-02-27 21:39:25 | Andrey_B
Я считаю, что можно. Никаких противопоказаний против этого не вижу. Естественно, при условии что будет достигнуто расчетное сопротивление.


2012-02-27 18:51:03 | Сергій
Андрей, спасибо за сайт. Очень интересно.
Можно узнать, что Вы ответили товарищу Макагонов с.г.? Тоже задумываюсь об этом, т.к. не предусмотрел вывод из дома.


2011-10-18 14:53:27 | Макагонов с.г.
Спасибо Вам за поучительные статьи. У меня просьба если Вас не затруднить ответ на мой вопрос и по эл.почте.
Вопрос.
Можно ли устроить контур заземления в подвале индивидуального жилого кирпичного дома с последующей заливкой пола бетоном.

С Уважением


2011-07-13 02:43:51 | stanislav.l
Есть дополнения:
1. Чем глубже штырь заходит в грунтовые воды - тем меньше сопротивление, тем лучше. 2 метра - цифра от балды, если легко вбивается - лучше сделать 3,4 метра - в общем, пока лезет - привариваем сверху "продолжение" и вбиваем! :)
2. Вбили первый штырь - померяли. Методика: взяли лампочку известной мощности (напр. 100Вт), включили ее между фазой 220В и вбитым штырем. (Ахтунг: процедура слегка опасна! Женщин и детей удалить, самому быть в резиновых сапогах и блюсти меры личной безопасности). Взяли тестер с длинным проводом и померяли напряжение между нашим штырем и железным колышком метрах в 10 в сторону. Получили падение напряжения на этом штыре при известном токе, вычислили сопротивление.
Исходя из этой цифры, решаем сколько еще штырей вбивать. Может и пары будет достаточно!
Но иметь в виду: весной уровень грунтовых вод самый высокий, осенью - низкий, и от этого сопротивление может меняться в разы.


2011-07-12 14:43:32 | Валерий
Огромное спасибо за статью, очень полезная статья и описана доходчиво.


2010-08-03 17:20:05 | Andrey_B
vvz24, конечно можно!


2010-08-03 14:00:42 | vvz24
Спасибо за статью! Подскажите, можно ли делать контур там где будут ходить люди?


2010-04-26 20:50:35 | T
nr-labs.narod.ru/earth.html
вот еще расчеты


2010-03-18 15:45:05 | Александр
Большое спасибо за краткую и ёмкую статью.Я по профессии инж.-электрик(МЭИ),но нигде не мог найти чёткие указания,разделить во вводном щитке(на даче делаю всё сам) РЕН на "0" и РЕ. Жаль только ,что нет расчёта заземлителей,т.к. хочу сделать вертикальные из арматуры.Ничего-найду на других страничках!Ещё раз спасибо!