Устройство заземления своими силами простое и сложное, для разных случаев

Жизнь насыщается электрическими приборами. «Хрущевская» норма потребления энергии в 1,3 кВт на жилую площадь (220 В; пробки – 6 А) сейчас вызывает хохот. Электрические приборы дают комфорт и экономят много наличных средств, однако есть другая сторона медали: увеличивается опасность электрошока. Благодаря этому без защитного заземления (а для стиралки – и рабочего) сейчас вряд ли можно обойтись. Однако в старых домах он отсутствует, а частнику необходимо делать самому; цены же в специальных организациях соответствуют объему работы. Чем оплачивать подобные деньги, легче сделать заземление в доме собственными руками – работа не нетяжелая, но и не тяжелая.

Можно ли делать заземление самому?

Но не будет ли трудностей с электриками? Штрафовать они любят.

Если заземление сделано правильно, а измерения показали сопротивление растекания тока не больше 4 Ом, предлога для придирок не появится. Приспособление заземления дома детально регламентируется следующими нормами:

  • ПТБЭ – Правила техники безопасности при эксплуатировании электрических установок потребителей.
  • ПУЭ – Правила устройства электрических установок потребителей.
  • ПТЭЭ – Правила технической эксплуатации электрических установок потребителей.

Однако ни в одной из данных книжек ни сном, ни духом, ни прямым текстом не сказано, что заземление должна делать специальная организация. Сделано по правилам, нормативам отвечает – защищайтесь на здоровье, претензий не может быть. В реальной публикации описывается, как правильно сделать заземление личного дома и сделать заземление в квартире, если например дом не заземлен.

Но! Если заземление сделано специальной организацией по плану, проверено и принято энергослужбой, и все же случилась авария, вы имеете безусловное право требовать возмещения убытка. При самодельном заземлении подобная возможность, конечно, исключается. Можно выбрать у энергетиков проект, заплатить приемку готового, получить на руки акт эксплуатационного ввода. Однако практика демонстрирует, что, если «шарахнуло», судиться с энергетиками бесполезно. А в договоре с коммерческой фирмой возмещение убытка прописывается. Но и работа выходит довольно дорогая.

Защитное и рабочее заземления

Защитное заземление спасает людей от электрошока, а включенную в сеть аппаратуру от выхода из строя при пробое какого-нибудь электрического прибора на корпус. Если есть наличие молниеотвода – также при ударе молнии.

Рабочее заземление при электрическом ЧП играет роль защитного, но оно же обеспечивает нормальную работу электрического оборудования. Постоянное рабочее заземление используется исключительно в оборудовании применяемое в промышленности. Для домашней техники считается достаточным заземление через евророзетку. Однако в реальных условиях кое-что из «бытовухи» полезно все же заземлить плотно:

  1. Стиралку. У нее большая своя электрическая емкость, и в мокром помещении вполне исправная машина, даже включенная в надежно заземленную евророзетку, может невредно, но ощутимо «щипаться».
  2. Микроволновка. В ней, как все знают, работает источник СВЧ – магнетрон высокой мощности. При неблагоприятном контакте в розетке микроволновая печь может «сифонить» на опасном для здоровья уровне. На многих СВЧ печах сзади можно заметить винтовую клемму под отдельный заземлитель, причем инструкция об этом стыдливо умалчивает: наличие подобной клеммы переводит приспособление из разряда домашней техники в оборудование для промышленности. А так – ну, это такой компонент декора.
  3. Электродуховка и индукционная плита (варочная панель). Внутренняя проводка в них работает в тяжёлых условиях, мощность же велика, так что высока и вероятность пробоя.
  4. Настольный компьютер. Его импульсный блок питания (ИБП) компактности ради устроен так, что нормальную рабочую утечку даёт намного больше стиралки. От подобных плавающих потенциалов на корпусе и продуктивность уменьшается, и «глюков» добавляется, и скорость интернета падает. Плотно заземлить компьютер можно за любой крепежный винт сзади.

У автора таких строк скорость беспроводного интернета после правильного заземления компьютера возросла с 17,8 кбит/с до 310 кбит/с (!).

Части заземления

Заземлители – вбитые или врытые в землю железные проводники. Не меньше полуметра заземлителя должно располагаться ниже самого большого горизонта обмерзания; в местах с плюсовой в зимний период – ниже горизонта просыхания, т.е. в слое почвы со стабильной влажностью. Практически всегда это обеспечивается при длине заземлителя в 2-3 м. Точные информацию о нужной длине и количестве заземлителей можно получить в здешней энергослужбе.

Металлосвязь – сварная металлоконструкция, объединяющая между собой верхние кончики заземлителей и заведенная в дом в виде шины заземления. Вводов покрышек заземления в доме может быть несколько, но одна обязательно должна заземлять вводный щит (ВЩ, или вводно-распределительное приспособление – ВРУ). Заземлители с подобным создают жёсткий целостный заземляющий контур.

Заземляющие проводники объединяют заземлительные клеммы электрических установок с шиной заземления. Они бывают как голыми жёсткими, так и эластичными многожильными в изоляции. В последнем варианте их сечение должно быть не меньше 4 кв.мм, а цветовая палитра оболочки – жёлтая с продольной зеленой полосой. Допустим перенос заземляющего проводника с шины на шину заземления.

К шине заземления заземляющие проводники подключаются на особые контактные площадки: зачищенные до блеска и смазанные консистентной смазкой ее участки с резьбовыми отверстиями не меньше М4 под болты. Смазка, кроме защиты от окисления, необходима для предотвращение электрокоррозии (см. отпечаток. разд).

Ряд контактных площадок отмечается с одной или с обеих сторон, если он на транзитном участке шины, парами косых, под угол 45 градусов, черными полосками. Непрерывное окрашивание шины заземления непозволительно, но допускается ее замоноличивание, помимо контактных рядов, в стенку.

Электрическое сопротивление металлосвязи меряется от ЗАЗЕМЛИТЕЛЬНОЙ КЛЕММЫ электрической установки до намного более удалённой от нее наземной части контура заземления. Другими словами, проводник с заземлением электрически считается частью металлосвязи. Сопротивление любой металлосвязи не должно быть больше 0,1 Ом.

Для чего несколько заземлителей?

Одним заземлителем невозможно обойтись, так как земля – проводник нелинейный. Ее сопротивление во многом зависит от приложенного напряжения и площади контакта с заземлителем. У одного заземлителя поверхностная площадь очень мала, чтобы обеспечить прекрасную защиту. Между 2-мя заземлителями, разнесенными на 1-2 м, появляется возможная поверхность, и продуктивная площадь контакта с землей увеличивается в сотни раз. Но разносить заземлители слишко далеко нельзя: возможная поверхность разорвется, и остается просто два заземлителя. Идеальное расстояние между заземлителями в рыхлом грунте вне зоны вечной мерзлоты – 1,2 м.

Как нельзя заземлять

Негодное по ПУЭ заземление

П. 1.7.110 ПУЭ решительно запрещает заземлять электрической установки на любые магистрали из труб. «Радиолюбительское» заземление на водяную трубу сейчас также непозволительно: любой кусочек пластиковой трубы в домовой разводке неоднократно повышает поражающее действие тока пробоя. А что будет, и согласно законодательству и по-свойски, если пробой у вас убьет принимающую душ жену соседа, объяснять не надо.

Также запрещено выводить наружу заземляющие проводники и подключать их к шине заземления на неподготовленные контактные площадки. На рисунке с правой стороны – два раза негодное к применению заземление.

Здесь дело в том, что любой металл имеет собственный электрохимический потенциал. При неизбежном с наружной стороны увлажнении появится гальваническая пара и начинается электрокоррозия; смазка спасает от нее исключительно в сухом помещении. Процесс ржавления распространяется под оболочку заземляющего проводника. Владелец пребывает в полной решительности, что «его заземление его бережет», однако при аварии проводник с заземлением очень быстро отгорает.

Также запрещено заземлять электрической установки постепенно, друг через друга, и включать более одного заземляющего проводника на одну контактную площадку шины заземления (рис. ниже). В первом варианте одна аварийная установка «потянет» за собой иные, и они все будут создавать помехи друг дружке; это называют – электромагнитная несовместимость. И в том и другом случае работы по устранению аварии рискованы для жизни.

Правльное (с правой стороны) и неверное (слева и в самом центре) подсоединения к заземлению

О молниеотводах

По ПУЭ объект, снабженный контуром заземления, в первую очередь должен оснащаться и молниеотводом. В особенности нужен молниеотвод на дачном участке. Дачные деревни и так места, предпочтительные для ударов молний: ведь владельцы дачи, пытаясь снабдить себя водой, копают колодезные сооружения, заколачивают скважины на воду, укладывают трубы для водопровода неглубоко или вообще по поверхности грунта. Дачные же сооружения большей частью строятся из горючих материалов, а пожарная охрана далеко, и грозу всегда сопровождает шквальный ветер.

Известны ситуации, когда целые дачные деревни выгорали от удара молнии. И если на пожарище обнаружится заземляющий контур, однако не найдется останков молниеотвода, и влияниям, и соседям виновника долго искать не надо.

Самый простой молниеотвод – две заостренных арматурины, торчащие вверх от кончиков конька крыши на 1,2–1,5 м. С контуром они соединяются проволокой из стали не меньше 6 мм, или стальной же шиной 15х3 мм, или полосой из пары слоев оцинкованные стали, набранной до необходимого сечения – 45 кв.мм.

Шина молниеовода не обязана быть шире 60 мм, иначе при ударе молнии случится распыление плазмы, результаты которого разрушительны. Говоря просто, через чур широкая шина сработает как своего рода антенна, не отводящая молнию в землю, а распространяющая ее по сторонам.

Все детали молниеотвода соединяются только сваркой. Слоеную шину необходимо по краешкам проварить прихватами с шажком 50-60 см с захватом всех слоев.

Заземление личного дома

Заземляющий контур личного дома может быть сделан всевозможными вариантами в зависимости от свойств сооружения и особенностей грунта. Три самых популярных показаны на рисунке. В любых ситуациях заземлители лучше делать из труб со сплющенным в острие концом. На нижнем полуметре трубы насверливают вразброс десяток-полтора отверстий 5-8 мм. Летом, в жару и сушь, в такой заземлитель разрешается заливать раствор соли (полпачки на ведро воды), чтобы сопротивление растекания держалось в норме.

Также в любых ситуациях шина заземления аналогичная, как для молниеотвода. Но применять для металлосвязи «слойку» из оцинкованные стали нельзя: быстро проржавеет.

Разные варианты контуров заземления

Для дома на даче или подобного ему жилья, а еще в виде рабочего заземления если есть наличие защитного зануления возводят самый простой контур (на рисунке – с правой стороны). В регулярно влажном грунте либо для рабочего заземления можно обойтись 2-мя заземлителями; для защитного заземления необходимы три, находящиеся в ряд или, лучше, треугольником. Устанавливают заземлители не ближе 1,2 м от края отмостки.

Линейный контур с 2-мя группами заземлителей (усредненный рисунок) необходимо делать если есть хотя бы один из следующих факторов:

  • Электроввод – подземный через ВЩ.
  • В дом заведены коммуникации: вода, канализация, газ, связь, в любом комбинировании или хотя бы одна из них.
  • Долгосрочно (более 20 мин.) мощность потребления превосходит 1 кВт.

И, напоследок, полный заземляющий контур (левый рисунок) нужен если есть наличие любого из следующего:

  • Электроввод – 220/380 В через ВРУ или ЩВС (щит вводный силовой).
  • Вся площадь помещения – более 100 кв. м.
  • Долгосрочно мощность потребления – более 3 кВт.
  • Наличие неподвижных электрических установок промышленного типа (с клеммой заземления; напр. – сверлильный станок, циркулярная пила и т.п.).
  • Наличие ДГУ запасного электрического питания.

Измерение заземления

Выполнили вы себе контур, и вам, конечно, хочется удостовериться, надежно ли он вас убережет. Для этого необходимо померять сопротивление растекания тока в почве и сопротивление металлосвязи. Специалисты для этого пользуются особыми устройствами, как старыми советскими ПКП-3, так и современными электронными.

Вам же померять заземление бытовым тестером нельзя: данные будут достоверными при подаче измерительного напряжения в 600 В. Вспомним: земля – нелинейный проводник. Благодаря этому одолжите или берите напрокат электронный измеритель заземлений или устаревший, но хороший электроиндукционный ручной мегомметр – меггер. Меггеры даже в наше время в использовании: в них не происходит никакой электроники, они не просят элктропитания, невосприимчивы к наводкам в измерительных проводах и не создают шумов в измеряемой цепи. Правда, металлосвязь меггером не промеряешь, но у сварного контура и правильно подключенных заземляющих проводниках она десятками лет удерживается в норме.

Сопротивление же растекания меггером, включеным на омы, измеряют по схеме на рисунке. Расстояние пары измерительных электродов (они с правой стороны) до угла или края металлосвязи – 12-15 м. Электроды должны быть голыми и зачищенными до блеска; металл – любой. Электроды опускают в почву на 0,6-1 м на расстоянии 1,2-1,5 м один от одного.

Измерение сопротивления растекания заземления меггером

Полярность подсоединения меггера необходимо исполнять: защитное заземление должно держать удар молнии. Традиционные молнии – негативные, т.е. собой представляют поток электронов. Отмечены единичные ситуации позитивных молний: из земли прямо в небо бьет толстенный столб огня. Но разрушительная сила такой природной катастрофы приблизительно равна взрыву тактического ядерного заряда, только без проникающей радиации и радиоактивного загрязнения местности, так что заземление от хорошей молнии не спасает.

Говоря по существу же процедура измерения элементарна: крутят ручку меггера и смотрят, сколько показала стрелка на шкале.

Предупреждение: применять для измерения заземления сетевое напряжение, гасящий резистор и миллиамперметр смертельно страшно!

Видео: пример монтажного процесса комплекта заземления

Квартирное заземление

В советском союзе и РФ до 1997 г. электрическое снабжение высотных домов осуществлялось по схеме с глухозаземленной нейтралью (схема TN–C). В данной схеме домовый проводник защитного заземления (PE) соединен в нейтралью трехфазного ввода (N). Эта схема даёт значительную экономию металла, и в очень большом СССР, если будет необходимость интенсивного строительства жилья и жёстком централизованном управлении энергослужбами, во время слабой насыщенности жилья электрическими приборами была абсолютно оправдана. Но у нее имеются два значительных недостатка, «во всей красе» проявивших себя в рыночном обществе VEKA электроники:

  1. Схема TN–C мало пригодна в качестве рабочего заземления: ток в нейтрали – сам по себе электропомеха.
  2. На случай отгорания нуля на подстанции происходит тяжёлая авария: в розетках дома оказывается фазное напряжение 380 В; электрические приборы взрываются и возгораются; в доме появляется пожар. На металлических же корпусах электрических установок появляется линейное напряжение 220 В; отсюда – групповой электротравматизм со смертельными случаями.

Энергетики, придется отдать им должное, очень хорошо, как специалисты, понимая ситуацию, даже во время ельцинской «демократии» насколько могли, ноль держали. Сейчас энергоснабжающие фирмы в достаточной степени снабжены денежными средствами на заработную плату экспертам и материалы для работ по ремонту. Случаев отгорания нуля не отмечено на протяжении нескольких лет.

Но проблема электромагнитной совместимости из-за отсутствия рабочего заземления остается. Благодаря этому с 1997 г. новыми СНиП и ПУЭ предусматривается запитка высотных домов по схеме TN–C–S. При этом каждый дом снабжается контуром заземления, а защитный проводник PE разводится по квартирным евророзеткам.

Как выяснить, есть ли заземление в доме? Для этого необходимо открыть домовый ЩВС. Этого на полном законном основании может «настойчиво попросить» каждый хозяин приватизированной квартиры, но открывать должен ДЭЗовский электрик; вы можете только смотреть в его наличии. Если даже у вас группа допуска к электрическим установкам IV или V, предоставляющая право единоличного их осмотра.

Осмотра достаточно: если от подстанции приходят пять кабельных жил, у вас система TN–C–S, и вам данная статья вообще не требуется. Если же жил 4-ре – у вас TN–C, и необходимо думать, как заземлиться.

Скажем сразу: сделать заземляющий контур для высотки самостоятельно невозможно: необходимо разрешение ДЭЗа, необходим утвержденный проект, необходим значительный объем работ с землей с использованием специальной техники на территории возле дома (а если там площадка для детей?) Если вопрос решается поквартирно, то только один выход: защитное зануление и Устройство защитного отключения.

Защитное зануление

В качестве рабочего заземления защитное зануление пригодно лишь для стиралки. Микроволновая печь от него только больше «засифонит», а компьютер – заглючит. Однако при нуле, соответствующем ПТБ и ПУЭ, защиту оно даст хорошую.

Приспособление защитного зануления сводится к подведению заземляющего проводника от этажного щитка к заземляющим контактам евророзеток. Самому этим заниматься нет смысла: за подобную работу охотно и за маленькую плату берутся ДЭЗовские или РЭСовские электрики (РЭС – район электрических сетей; районное энергоснабжающее предприятие). Однако если ноль (нейтраль) слабоват, необходимо так же и устанавливать Устройство защитного отключения.

Как выяснить, хороша ли у вас нейтраль? Верный симптом плохого нуля – бессистемные колебания сетевого напряжения при стабильной погоде. Или непредвиденное увеличение напряжения сети вечерами, при самой большой нагрузке. Если это встречается сразу по всему дому – ноль плохой, и необходимы Устройство защитного отключения.

Устройство защитного отключения

Устройство защитного отключения – УЗО. Они могут быть трехфазными и однофазными, а по фунционалу – дифференциальными реле (дифреле) и электронными заземлениями.

Дифреле меряет токи в фазе и нуле. Если утечки нет, то токи равны. Если ток в фазном проводе больше, чем в нейтрали – где нибудь «протекает», и срабатывает аварийный пускатель. Выключившее электричество дифреле обесточивает и себя, так что по устранении причины утечки его необходимо включать ручным способом.