Зачем нужно заземление и как оно работает. Заземление частного дома. Для чего нужно заземление? В3. Расчёт сопротивления заземления

Заземление

Началоформы

Конецформы

Предупреждение:статья носит чисто информативныйхарактер и не является нормативнымдокументом. При выполнении работ,связанных с электричеством, следуетруководствоваться Правилами устройстваэлектроустановок (ПУЭ).

Определения

Заземление— это преднамеренное соединениенетоковедущих элементов оборудования,которые в результате пробоя изоляциимогут оказаться под напряжением, сземлёй. Заземление состоит из заземлителя(проводящей части или совокупностисоединенных между собой проводящихчастей, находящихся в электрическомконтакте с землей непосредственно иличерез промежуточную проводящую среду)и заземляющего проводника, соединяющегозаземляемое устройство с заземлителем.Заземлитель может быть простымметаллическим стержнем (чаще всегостальным, реже медным) или сложнымкомплексом элементов специальной формы.Качество заземления определяетсязначением электрического сопротивленияцепи заземления, которое можно снизить,увеличивая площадь контакта илипроводимость среды — используя множествостержней, повышая содержание солей вземле и т.д. Как правило, электрическоесопротивление заземления нормируется.Главныйзаземляющий зажим.Длясведения к минимуму электромагнитныхпомех и обеспечения электробезопасностизаземление следует выполнять с минимальнымколичеством замкнутых контуров.Обеспечение этого условия возможно привыполнении так называемого главногозаземляющего зажима (ГЗЗ), или шины.Главный заземляющий зажим должен бытьрасположен как можно ближе к входнымкабелям питания и связи и соединен сзаземлителем (заземлителями) проводникомнаименьшей длины.Такое расположениеГЗЗ обеспечивает наилучшее выравниваниепотенциалов и ограничивает наведенноенапряжение от индустриальных помех,грозовых и коммутационных перенапряжений,приходящее извне по экранам кабелейсвязи, броне силовых кабелей, трубопроводами антенным вводам. К ГЗЗ (шине) должныбыть присоединены:

заземляющие проводники;

защитные проводники;

проводники главной системы уравнивания потенциалов;

проводники рабочего заземления (если оно необходимо).

Сглавным заземляющим зажимом (шиной)должны быть соединены заземлителизащитного и рабочего (технологического,логического и т. п.) заземления, заземлителимолниезащиты и др. Подробно правила итребования устройства ГЗЗ изложены вПУЭ.Открытаятокопроводящая часть– доступная прикосновению проводящаячасть электроустановки, нормально ненаходящаяся под напряжением, но котораяможет оказаться под напряжением приповреждении основной изоляции. К открытымпроводящим частям относятся металлическиекорпуса электрооборудования.Токоведущаячасть–электропроводящая часть электроустановки,находящаяся в процессе ее работы подрабочим напряжением.Косвенноеприкосновение– электрический контакт людей и животныхс открытыми проводящими частями,оказавшимися под напряжением приповреждении изоляции. То есть этоприкосновение к металлическому корпусуэлектрооборудования при пробое изоляциина корпус.

Обозначения

Проводникизащитного заземления во всехэлектроустановках, а также нулевыезащитные проводники в электроустановкахнапряжением до 1 кВ с глухозаземленнойнейтралью, в том числе шины, должны иметьбуквенное обозначение РЕи цветовое обозначение чередующимисяпродольными или поперечными полосамиодинаковой ширины (для шин от 15 до 100 мм)желтого и зеленого цветов. Нулевыерабочие (нейтральные) проводникиобозначаются буквой Nи голубым цветом. Совмещенные нулевыезащитные и нулевые рабочие проводникидолжны иметь буквенное обозначение PENи цветовое обозначение: голубой цветпо всей длине и желто-зеленые полосы наконцах.Графические символы,используемые для обозначения проводниковна схемах:

Обозначениезаземления:

Буквенныеобозначения системы заземления

Перваябуква в обозначении системы заземленияопределяет характер заземления источникапитания:T–непосредственное соединения нейтралиисточника питания с землёй;I–все токоведущие части изолированы отземли.Втораябуква определяет характер заземленияоткрытых проводящих частей электроустановкиздания:T– непосредственная связь открытыхпроводящих частей электроустановкиздания с землёй, независимо от характерасвязи источника питания с землёй;N– непосредственная связь открытыхпроводящих частей электроустановкиздания с точкой заземления источникапитания.Буквы,следующие через чёрточку за N, определяютхарактер этой связи – функциональныйспособ устройства нулевого защитногои нулевого рабочего проводников:S– функции нулевого защитного PE и нулевогорабочего N проводников обеспечиваютсяраздельными проводниками;C– функции нулевого защитного и нулевогорабочего проводников обеспечиваетсяодним общим проводником PEN.

Ошибкив устройстве заземления

НеправильныеPE-проводникиИногда в качестве заземлителяиспользуют водопроводные трубы илитрубы отопления, однако их нельзяиспользовать в качестве заземляющегопроводника. В водопроводе могут бытьнепроводящие вставки (например,пластиковые трубы), электрическийконтакт между трубами может быть нарушениз-за коррозии, и, наконец, частьтрубопровода может быть разобрана дляремонта.

Объединениерабочего нуля и PE-проводникаДругим часто встречающимся нарушениемявляется объединение рабочего нуля иPE-проводника за точкой их разделения(если она есть) по ходу распределенияэнергии. Такое нарушение может привестик появлению довольно значительных токовпо PE-проводнику (который не должен бытьтоковедущим в нормальном состоянии), атакже к ложным срабатываниям устройствазащитного отключения (если оноустановлено).

Неправильноеразделение PEN-проводникаКрайне опасным является следующийспособ «создания» PE-проводника: прямов розетке определяется рабочий нулевойпроводник и ставится перемычка междуним и PE-контактом розетки. Таким образом,PE-проводник нагрузки, подключенной кэтой розетке, оказывается соединеннымс рабочим нулем.Опасность даннойсхемы в том, что на заземляющем контактерозетки, а, следовательно, и на корпусеподключенного прибора появится фазныйпотенциал, при выполнении любого изследующих условий:

Разрыв (рассоединение, перегорание и т.д.) нулевого проводника на участке между розеткой и щитом (а также далее, вплоть до точки заземления PEN-проводника);

Перестановка местами фазного и нулевого (фазный вместо нулевого и наоборот) проводников, идущих к этой розетке.

Защитнаяфункция заземления

Принципзащитного действияЗащитное действие заземленияосновано на двух принципах:

Уменьшение до безопасного значения разности потенциалов между заземляемым проводящим предметом и другими проводящими предметами, имеющими естественное заземление.

Отвод тока утечки при контакте заземляемого проводящего предмета с фазным проводом. В правильно спроектированной системе появление тока утечки приводит к немедленному срабатыванию защитных устройств (устройств защитного отключения — УЗО).

Такимобразом, заземление наиболее эффективнотолько в комплексе с использованиемУЗО. В этом случае при большинственарушений изоляции потенциал назаземленных предметах не превыситопасных величин. Более того, неисправныйучасток сети будет отключен в течениеочень короткого времени (десятые-сотыедоли секунды — время срабатывания УЗО).Работазаземления при неисправностяхэлектрооборудованияТипичный случай неисправностиэлектрооборудования — попадание фазногонапряжения на металлический корпусприбора вследствие нарушения изоляции.Следует отметить, что современныеэлектроприборы, имеющие импульсныйисточник вторичного электропитания, иснабжённые трёх-полюсной вилкой (такиекак системный блок ПЭВМ), при отсутствиизаземления имеют опасный потенциал накорпусе, даже когда они полностьюисправны.В зависимости от того,какие защитные мероприятия реализованы,возможны следующие варианты:

Корпус не заземлен, УЗО отсутствует (наиболее опасный вариант). Корпус прибора будет находиться под фазным потенциалом и это никак не будет обнаружено. Прикосновение к такому неисправному прибору может быть смертельно опасным.

Корпус заземлен, УЗО отсутствует. Если ток утечки по цепи фаза-корпус-заземлитель достаточно велик (превышает порог срабатывания предохранителя, защищающего эту цепь), то предохранитель сработает и отключит цепь. Наибольшее действующее напряжение (относительно земли) на заземленном корпусе составит Umax=RG IF, где RG − сопротивление заземлителя, IF − ток, при котором срабатывает предохранитель, защищающий эту цепь. Данный вариант недостаточно безопасен, так как при высоком сопротивлении заземлителя и больших номиналах предохранителей потенциал на заземленном проводнике может достигать довольно значительных величин. Например, при сопротивлении заземлителя 4 Ом и предохранителе номиналом 25 А потенциал может достигать 100 вольт.

Корпус не заземлен, УЗО установлено.Корпус прибора будет находиться под фазным потенциалом и это не будет обнаружено до тех пор, пока не возникнет путь для прохождения тока утечки. В худшем случае утечка произойдет через тело человека, коснувшегося одновременно неисправного прибора и предмета, имеющего естественное заземление. УЗО отключает участок сети с неисправностью, как только возникла утечка. Человек получит лишь кратковременный удар током (0,01÷0,3 секунды — время срабатывания УЗО), как правило, не причиняющий вреда здоровью.

Корпус заземлен, УЗО установлено.Это наиболее безопасный вариант, поскольку два защитных мероприятия взаимно дополняют друг друга. При попадании фазного напряжения на заземленный проводник ток течет с фазного проводника через нарушение изоляции в заземляющий проводник и далее в землю. УЗО немедленно обнаруживает эту утечку, даже если та весьма незначительна (обычно порог чувствительности УЗО составляет 10 мА или 30 мА), и быстро (0,01÷0,3 секунды) отключает участок сети с неисправностью. Помимо этого, если ток утечки достаточно велик (превышает порог срабатывания предохранителя, защищающего эту цепь), то может также сработать и предохранитель. Какое именно защитное устройство (УЗО или предохранитель) отключит цепь — зависит от их быстродействия и тока утечки. Возможно также срабатывание обоих устройств.

Разновидностисистем заземления

ВРоссии требования к заземлению и егоустройство регламентируются Правиламиустройства электроустановок (ПУЭ).Классификация типов систем заземленияприводится в качестве основной изхарактеристик питающей электрическойсети. ГОСТ Р 50571.2 рассматривает следующиесистемы заземления: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT.

СистемаTNНейтраль источника глухо заземлена,корпусы электрооборудования присоединенык нейтральному проводу. Режим TN можетбыть трех видов: TN-C, TN-S, TN-C-S.СистемаTN-CСистема TN-C (фр. Terre-Neutre-Combine) предложенанемецким концерном АЭГ (AEG, AllgemeineElektricitäts-Gesellschaft) в 1913 году. Рабочий нольи PE-проводник (Protection Earth) в этой системесовмещены в один провод. Самым большимнедостатком было образование линейногонапряжения (в 1,732 раза выше фазного) накорпусах электроустановок при аварийномобрыве нуля. Несмотря на это, на сегодняшнийдень можно встретить данную системузаземления в постройках стран бывшегоСССР.СистемаTN-SНа замену условно опасной системыTN-C в 1930-х была разработана система TN-S(фр. Terre-Neutre-Separe), рабочий и защитный нольв которой разделялись прямо на подстанции,а заземлитель представлял собой довольносложную конструкцию металлическойарматуры. Таким образом, при обрыверабочего нуля в середине линии, корпусаэлектроустановок не получали линейногонапряжения. Позже такая система заземленияпозволила разработать дифференциальныеавтоматы и срабатывающие на утечку токаавтоматы, способные почувствоватьнезначительный ток. Их работа и по сейдень основывается на законах Кирхгофа,согласно которым текущий по фазномупроводу ток должен быть численно равнымтекущему по рабочему нулю току.Такжеможно наблюдать систему TN-C-S, гдеразделение нулей происходит в серединелинии, однако в случае обрыва нулевогопровода до точки разделения корпусаокажутся под линейным напряжением, чтобудет представлять угрозу для жизнипри касании.СистемаTN-C-SВ системе TN-C-S трансформаторнаяподстанция имеет непосредственнуюсвязь токоведущих частей с землёй. Всеоткрытые проводящие части электроустановкиздания имеют непосредственную связь сточкой заземления трансформаторнойподстанции. Для обеспечения этой связина участке трансформаторная подстанция– электроустановки здания применяетсясовмещенный нулевой защитный и рабочийпроводник (PEN), в основной частиэлектрической цепи – отдельный нулевойзащитный проводник (PE).

СистемаTTВ системе TT трансформаторная подстанцияимеет непосредственную связь токоведущихчастей с землёй. Все открытые проводящиечасти электроустановки здания имеютнепосредственную связь с землёй череззаземлитель, электрически не зависимыйот заземлителя нейтрали трансформаторнойподстанции.СистемаITНейтраль источника изолирована илизаземлена через приборы или устройства,имеющие большое сопротивление, корпусаэлектрооборудования глухо заземлены.Система IT применяется, как правило, вэлектроустановках зданий и сооруженийспециального назначения.

ВЫВОДЫ

Вкачестве общих рекомендаций для выборатой или иной сети можно указать следующее:1. Сети ТN-C и ТN-C-S не следует использоватьиз-за низкого уровня электро- ипожаробезопасности, а также возможностизначительных электромагнитных возмущений.2. Сети TN-S рекомендуются для статичных(не подверженных изменениям) установок,когда сеть проектируется «раз и навсегда».3. Сети ТТ следует использовать длявременных, расширяемых и изменяемыхэлектроустановок.4. Сети IT следуетиспользовать в тех случаях, когдабесперебойность электроснабженияявляется крайне необходимой.Возможныварианты, когда в одной и той же сетиследует использовать два или три режима.Например, когда вся сеть получает питаниепо сети TN-S, а часть ее через разделительныйтрансформатор по сети IT.Резюмируяизложенное выше, отметим, что ни одиниз способов заземления нейтрали иоткрытых проводящих частей не являетсяуниверсальным. В каждом конкретномслучае необходимо проводить экономическоесравнение и исходить из критериев:электробезопасности, пожаробезопасности,уровня бесперебойности электроснабжения,технологии производства, электромагнитнойсовместимости, наличия квалифицированногоперсонала, возможности последующегорасширения и изменения сети.

ПРИМЕЧАНИЯ

Пункт 1.1.29 ПУЭ пункты 1.7.122 и 1.7.123 ПУЭ 1.7.135 ПУЭ При других типахнеисправностей заземление менееэффективно, поэтому они здесь нерассматриваются В схеме импульсногоисточника вторичного электропитанияприсутствуют входные проходные илиобычные конденсаторы, включенные какмежду питающими проводниками, так и (вслучае наличия металлического корпусаи трёхполюсной вилки) между каждымпитающим проводником и корпусом прибора,в этом случае они представляют делительнапряжения, сообщающий корпусу потенциал,примерно равный половине напряженияпитания. Этот потенциал обычноприсутствует, даже когда прибор выключенимеющимися у него средствами. В наличиипотенциала на корпусе можно убедитьсяс помощью неонового пробника.

Встатье использованы материалы изВикипедии,и сайта журнала «НовостиЭлектротехники».

Всем известно с детства, что трогать оголенные провода под напряжением не стоит. Все мы прекрасно знаем, что такое электроизоляция, и зачем она нужна. Все наверняка слышали и про заземление. Вот только про то, зачем оно необходимо, известно далеко не каждому. Что же такое заземление, и почему его необходимо использовать не только в специальных установках, но и дома? Начнем по порядку.

Электричество само по себе неспособно принести вред человеку или кому бы то ни было еще. Допустим, если вы находитесь в невесомости или полностью изолированы от других предметов, проводящих ток, то есть являетесь конечным звеном цепи, вы можете трогать провода под напряжением, и вряд ли что-то почувствуете. Но стоит кому-либо взять вас за руку — и вы станете «проводником», получив на себя удар током, от которого, кстати, можно и умереть. Следующем звеном этой цепи может стать не только человек, но и пол (мокрый или сухой), стул и любой другой предмет, которого вы касаетесь. Именно поэтому электрики используют не только перчатки и изолированные щипцы при работе с проводами, но и специальные сапоги или шлепанцы.

К сожалению, постоянно такие средства защиты носить невозможно, а в самой обычной квартире вполне может возникнуть неприятная ситуация с замыканием цепи. Это возможно, если вы используете пылесос, телевизор и даже обыкновенный электрический чайник. Стоит воде случайно попасть на корпус во время подобного замыкания — и вы окажитесь в не самом хорошем положении. И это даже в том случае, если корпус прибора изготовлен из пластика. Что уж говорить о приборах с металлическим корпусом?

К сожалению, даже самая хорошая изоляция не всегда помогает. И все, что остается сделать электрику, чтобы предотвратить несчастные случаи, — это создать дополнительное звено цепи, которое примет на себя удар, если тот или иной прибор или предмет окажется под напряжением. Проще всего предусмотреть под это почву, в которой заряд быстро «растворится» и уже перестанет быть опасным для людей. Заземленный прибор даже под напряжением представляет уже гораздо меньшую опасность, так как большая часть тока уходит в землю.

Для того, чтобы создать заземление , большого труда не нужно. Достаточно сконструировать и установить специальный контур в грунте и отвести к нему провод от электросети дома. Контур может быть установлен в любом месте.

Грамотно установленное заземление позволит предотвратить удар током, если вы используете моющий пылесоси любой другой бытовой прибор, случайно притрагиваетесь к проводам или другому металлическому предмету под напряжением. Главное — это правильно создать систему заземления, так как даже самая нелепая ошибка может стать причиной смерти или тяжелой травмы в результате удара тока. Поэтому заниматься самостоятельно такой работой лучше не стоит.

Практически на всех объектах, связанных с электричеством, необходима защита людей от удара электрическим током. Каждый знает, зачем нужно заземление, но мало кто представляет, как его правильно установить, чтобы оно в полной мере выполняло свои функции.

Если соединить с все металлические части оборудования, то при наведении на них потенциала электрический ток будет уходить в грунт. Тогда при прикосновении к металлу через человека пройдет значительно меньший ток, не представляющий для него опасности.

Как передается электроэнергия потребителям?

Электроэнергия поступает от источника по линиям электропередач сначала на подстанции, а затем — потребителям. Для ее передачи применяются три фазных провода. Четвертым проводником является земля. В обмотки трансформатора подстанции соединяются по схеме «звезда». Общая точка (нейтраль) с нулевым потенциалом заземляется. Это необходимо для нормальной работы электрооборудования. Такое заземление называется рабочим, а не защитным.

В квартиру обычно подается напряжение 220 В между проводниками фазы и нейтрали к общему электрическому щитку. В частный дом ввод может быть на 380 В — три фазы и нейтраль. Затем провода расходятся к розеткам и приборам освещения по всем помещениям. Здесь также не следует забывать о том, зачем нужно заземление. Для током вместе с фазным и нейтральным проводниками прокладывается еще один — заземляющий.

Как защитить себя от удара электрическим током?

Одним из способов, исключающим удар электрическим током или значительно уменьшающим его, является установка Зачем нужен контур заземления? Он необходим для бытовых приборов с металлическими корпусами: стиральных машин, электроплит, холодильников и др.

При наведении потенциала на металлические корпуса домашнего оборудования ток должен уходить в землю. Но для этого сначала необходимо сделать устройство в виде металлоконструкции, создающей электрический контакт с землей. Он может быть цельным или состоять из токопроводящих элементов, погруженных в землю.

Заземление в розетке

Зачем нужно заземление электроприборов при наличии металлических корпусов или других элементов? Этот вопрос понятен многим. На них может быть случайно подано напряжение при разрушении изоляции проводов или от короткого замыкания, что представляет опасность для человека в момент прикосновения.

Это также относится к металлическим деталям светильников и люстр. В жилом доме заземляющий проводник сечением от 2,5 мм 2 прокладывается от электрощита к каждой розетке. Зачем нужно заземление в розетке? Это необходимо для подключения земли через ее контакт к бытовому прибору. В противном случае пришлось бы прокладывать шину по всей квартире и делать от нее соединения с корпусом каждого прибора, что не очень эстетично.

Заземляющие контакты устроены так, что они подключаются первыми, как только вилка от шнура бытового прибора вставляется в розетку. Если розетки подключены шлейфом, заземление подводится отдельно к каждой из них от распределительной коробки.

Установка заземления

Итак, зачем нужно заземление в индивидуальном доме? Его делают в виде замкнутого контура. Форма может быть любая, но меньше всего материалов расходуется на треугольную. По периметру равностороннего треугольника в земле выкапывается траншея на глубину 1 м, и в вершинах забиваются стальные трубы или уголки длиной 2,5 м. Для защиты от коррозии лучше применять материалы с цинковым или медным покрытием. Красить электроды нельзя. Можно только покрывать лаком места сварки.

Электроды должны выступать на 20 см от дна траншеи. Контур обваривается штрипсом, и от него отводится заземляющий проводник из такого же материала к дому. На свободный конец приваривается болт, и делается ввод в электрощиток провода РЕ сечением 6 мм 2 или больше. Омметром проверяется величина электрического сопротивления контура. По требованиям ПУЭ для жилых домов оно должно быть не более 30 Ом.

Если показатель превышает положенный предел, около контура забиваются дополнительные уголки, и делается перемычка. Таким путем увеличивают площадь соприкосновения конструкции с грунтом. Для снижения сопротивления контура провод от него заменяют медным, обладающим большей проводимостью. После траншея засыпается грунтом. Щебень, отсев или строительный мусор применять для этого не допускается. Следует использовать материал, удерживающий влагу: глину, торф, суглинок.

Выравнивание потенциалов

Сегодня даже дети знают, зачем нужно заземление. Важно обеспечить снижение разности потенциалов на поверхности земли, чтобы на человека не действовали напряжения прикосновения и шаговое. На площадке, расположенной над замкнутым контуром, потенциал изменяется плавно, а за его пределами спад возникает резко. Чтобы этого не происходило, снаружи закапывают горизонтальные стальные полосы, соединенные с электродами.

По требованиям ПУЭ выполняется из меди. В продаже есть специальные наборы, но они имеют высокую стоимость. Для заземляющих конструкций частных домов обычно применяют стальные детали.

Заключение

Подведем итоги. Итак, зачем нужно Прежде всего это связано с защитой людей от опасных ударов электрическим током. Важно правильно обустроить заземляющий контур и сделать необходимые подключения электроприборов. От того, как выполнен его монтаж, и выбраны материалы, зависит здоровье и безопасность жильцов.

Из школьного курса физики, каждый человек помнит, что электрический ток не может возникнуть из неоткуда, он представляет собой движение заряженных частиц в проводнике, которым может служить провод. Но также многие помнят, из курса ОБЖ, что электрический ток опасен для жизни человека. Когда же возникает опасность получить удар током? Это происходит в том случае, если человек прикоснулся к оголенным проводам, или же к прибору, который включен в незаземленную розетку. В здравом уме ни один взрослый человек не будет трогать оголенные провода, а вот включить чайник в розетку без заземления может каждый.

Для того чтобы произошел «удар», нужно создать электрическую цепь. В случае, когда используется розетка без заземления, ток поступает в прибор, накапливается в нем и переходит к человеку, как только тот касается его. Человек в данном случае является проводником, так как стоит на полу. Ток проходит через тело и далее уходит в пол. В лучшем случае, пострадавший почувствует неприятные ощущения, а в худшем – отправиться в карете скорой помощи в больницу.

Как обезопасить себя от удара током?

Когда в доме много электрических приборов, люди не всегда используют только заземленные розетки. Торопясь, они забывают о важности заземления или вовсе не знают, есть ли оно в их квартире, и просто втыкают вилку в ту розетку, которая оказалась ближе. Постоянно используя для работы металлического электрического прибора розетку без заземления, есть высокий риск того, что в нем накопится статическое напряжение и человек получит удар током. Чтобы избежать этого, нужно установить дома розетки с заземляющими контактами в каждой комнате. Конечно, риск не исчезнет совсем, ведь, невозможно быть полностью уверенным в качестве розеток, но все же станет меньше.

Те люди, у кого дома есть большая кухонная плита и стиральная машина автомат, должны дополнительно заземлить приборы. Сделать это достаточно просто, требуется взять специальный провод, присоединить его к корпусу прибора и направить в землю. В частных домах это легко можно осуществить, а вот в квартире могут возникнуть проблемы с тем, куда же направить этот заземляющий провод.

В связи с тем, что смерть от удара током, давно перестала быть редкостью, большинство застройщиков, перед тем, как сдать дом в эксплуатацию, оборудуют электросеть специальными приборами защитного отключения. Его работа заключается в том, что, при возникновении утечки тока, он отключает всю квартиру от электричества, тем самым спасая жителей от смертельной травмы. На сегодняшний день, это самая эффективная защита от удара током. Установить такую систему может каждый, для этого достаточно обратиться в соответствующую фирму.

Розетка с заземлением в вашем доме не только защищает от возможного поражения электрическим током. Наличие заземления делает более стабильной работу сложных бытовых устройств: стиральной машины, компьютера, видео и аудиоаппаратуры.

Внешне с заземлением отличается от обычной присутствием встроенных заземляющих скоб, изготовленных из металла. В мировой практике используется множество вариантов конструкций розеток с заземлением, однако в России был выбран именно этот вариант, со скобами. Выбор обусловлен конструкцией, в которой при подключении штепселя сначала входят в контакт клеммы (скобы), предназначенные для заземления, лишь потом – фазовые. Такой тип устройства носит название Shuko, или тип F (СЕЕ 7/4).

Зачем нужно заземление

Под этим термином в электротехнике подразумевают соединение токоведущих элементов электроустановок, электроприборов с землей. Главная задача заземления – защита от удара электротоком. При ее наличии электрический потенциал уходит в землю, защищая человека. Для обеспечения процесса используют несложные устройства. Чаще всего это стержень из металла, вкопанный на глубину минимум 2 метра. Иногда закапывают несколько стержней, соединенных промеж себя, — качество заземления тем выше, чем больше общая площадь контакта с почвой.

Существует и еще одно понятие – соединение с « ». Здесь имеется в виду контакт корпуса электрооборудования (к примеру, распределительного щитка, электроинструмента стационарного типа) с «нулем» проводки. Подобная операция необходима для защиты от замыкания электрооборудования. В идеальном варианте «ноль», «земля» соединены.

Особенности монтажа розетки с заземлением

Устанавливается такая розетка по аналогии с традиционным устройством подключения, но с учетом наличия трех, а не двух контактов. Один из важных моментов при монтаже – расцветка проводов. Провод, изначально предназначенный для подсоединения заземления, всегда имеет желто-зеленую окраску. Провод под нулевой контакт – сине-голубой. Фазовый провод может иметь разный цвет, но в любом случае он будет отличаться от нуля и заземления. Все же рекомендуется проверять правильность подключения тестером.

При обустройстве заземления в частном (загородном) жилье сложностей обычно не возникает, но в многоэтажном доме проблемы возникнуть могут. Здесь есть 2 варианта подключения заземления. В первом случае можно провести провод к корпусу щитка на лестничной площадке (он должен быть заземлен). Второй вариант – соединение заземляющего провода и «нулевого». Такой вариант делает возможным подключение УЗО, дифференциальных автоматов.

Заземлением называется электрическое соединение электропроводных составляющих оборудования с землёй. Оно состоит из заземлителя и соединённого с ним проводника. На рисунке ниже изображена классическая схема его подключения.

Схема подключения заземления в частном доме

Красным цветом обозначена фаза, синим – нейтраль. Они идут со столба от главной электросети, соответственно к шинам L и N. Чёрным цветом обозначен заземляющий провод, подключённый между заземлителем и шиной РЕ щитка. Они заходят в щиток, из которого производится разводка по дому.

Виды

В зависимости от того, зачем нужно заземление, его различают по видам:

1. Рабочее. В промышленности заземляются точки токоведущих частей электроустановок для создания нормальных условий работы. Электробезопасность здесь не является целью. Рабочее заземление предназначено для функционирования электрооборудования в аварийном режиме, когда происходит пробой на корпус или повреждение изоляции. Так заземляют нейтраль генератора или трансформатора.

Рабочее заземление делается напрямую с заземлителем или через дополнительные аппараты (реакторы, сопротивления, разрядники).

1. Защитное. Заземление предназначено для защиты человека, чтобы его не поразил электрический ток. Тело проводит электрический ток и обладает большим сопротивлением. Удар током происходит не только в результате прикосновения к токопроводящим элементам. При этом ещё должна образоваться электрическая цепь. Она создаётся между землёй, в которую человек упирается ногами, и оголённым проводником, находящимся под напряжением, с которым происходит контакт.

Чем выше влажность поверхности земли, тем больше будет ток проходить через тело, что представляет значительную опасность.

1. От молний. В месте удара молний температура достигает 30 тыс. градусов, что угрожает жизни людей и сохранности строений. Как показывает статистика, 20% пожаров в частных домах происходит из-за попадания молний. Поэтому необходимо устанавливать на зданиях молниеотводы.

Система защиты

Система защиты включает 3 части:

• Молниеприёмник – ловит удар и передаёт ток дальше. Представляет собой круглый стержень диаметром не менее 10 мм и длиной от 250 мм. Его располагают на крыше, на большой высоте, где существует максимальная вероятность попадания разряда.

Радиус зоны защиты у основания стержня определяется по формуле:

r = 1,732∙h, где

h – разница высот между верхними точками дома и молниеотвода.

Следует также учитывать конусную форму защищаемого пространства.

1. Токоотвод – служит для передачи тока от молниеприёмника к заземлителю. Для него используют катанку диаметром 6 мм, которую приваривают к молниеприёмнику, после чего спускают по стене к заземлителю с максимальным удалением от окон и дверей. Токоотвод не допускается изгибать, чтобы в этом месте не возник искровой разряд. Его изготавливают как можно короче.
2. Заземлитель молниезащиты и бытовой техники делают общим. Наиболее распространено устройство в виде контура из трёх электродов, забитых в грунт и связанных между собой стальным штрипсом, методом сварки. Заземлитель располагается на расстоянии более 1 м от стен и более 5 м от крыльца, пешеходных дорожек и проходов.

Система молниезащиты для частного дома

Естественное заземление

Для создания заземления удобно применять металлические части строений и конструкций, контактирующие с грунтом. Это может быть арматура фундамента, подземные трубопроводы или кабельные оболочки, наземные коммуникации (рельсовые пути). Всё это можно использовать только в тех случаях, когда будут удовлетворяться все требования, предъявляемые к заземлителям. Преимуществом способа является значительная экономия средств и отсутствие необходимости в эксплуатации устройств.

Часто в качестве заземлителя используют фундаменты, но для этого должны выполняться определённые условия:

• влажность окружающего грунта не ниже 3%;
• отсутствие агрессивной среды, способствующей возникновению коррозии;
• арматура не находится под воздействием механического напряжения;
• все детали металлических конструкций составляют неразрывную электрическую цепь, для чего в места разрывов приваривают перемычки сечением не ниже 100 мм 2 ;
• наличие в бетоне закладных деталей из металла, с которыми можно соединить заземляющий проводник.

Защитное заземление

Главным элементом является заземляющий контур, состоящий из расположенных в грунте металлических электродов. Они представляют собой стержни, уголки, трубы или листы длиной не менее 2,5 м. Их главная задача заключается в рассеивании тока в грунте, эффективность которого зависит от состава грунта и климата.

При установке заземления необходимо знать, из чего состоит грунт. Это может быть глина, песок, земля и т. д.

Каждый компонент обладает своей электрической проводимостью, от которой зависит, как правильно спроектировать заземление. Глина имеет сопротивление 20 Ом*М, песок – 10-60 Ом*м (в зависимости от влажности), садовая земля – 40 Ом*М, гравий – 300 Ом*М.

К контуру присоединяется заземляющий проводник.

Контур заземления в виде треугольника

Электроды не допускается покрывать диэлектрическими антикоррозионными составами. Можно только наносить лак на места сварки.

Требования к проводнику от контура до электроустановки – это прочность и стойкость к коррозии. Проводниками могут служить ленты из стали размером 5х30 мм и стержни диаметром от 10 мм. В связи с небольшой нагрузкой, для дачи подойдёт катанка диаметром 6 мм.

По современным стандартам или в частном доме выполняется трёхжильным проводом, где один из них является фазой, другой – нулём, а третий – заземляющим. Защита подключается между контуром и корпусами электроприборов. Розетки и вилки снабжаются заземляющими контактами, соединённые с корпусом прибора, при включении которого, кроме электричества подключается заземление.

При попадании фазы на корпус, из-за износа изоляции возникает ток утечки, поступающий к контуру и рассеивающийся в грунте. На малые токи срабатывает УЗО, а на короткое замыкание – защитные автоматы. В обоих случаях ток с корпуса электроприбора проходит через защитный проводник, обозначаемый РЕ, на контур и растекается в грунте.

Чем выше электротехнические характеристики заземлителя, тем в большей степени он защищает человека от удара током.

Для частного домостроения, сопротивление контура защитного заземления в разных условиях составляет:

• защитное – от напряжения сети на 220В или 380В – 30 Ом (система TN-C-S);
• газопровод в дом – 10 Ом;
• молниезащита – 10 Ом;
• оборудование телекоммуникаций – 2 или 4 Ом.

Системы заземления электроустановок

Системы защитного заземления зависят от таких характеристик источника питания, как изолированная или глухозаземлённая нейтраль. Их всего три:

1. Система TN содержит глухозаземлённую нейтраль, с подключением к ней металлических частей электроустановки.

Как выглядит система TN

В зависимости от способов использования нулевого рабочего (N) и защитного (PE) проводников в системе образуются подгруппы:

• TN-C – совмещение проводников PE и N в одном проводе по всей длине сети к потребителю (старая советская схема, которая сейчас не применяется);
• TN-C-S – совмещение проводников PE и N в одном проводе от трансформаторной подстанции с их разделением на входе в распределительный щит. Для этой системы требуется дополнительное заземление.
• TN-S – разделение нулевого и защитного проводов по всему протяжению сети (самая безопасная схема).

1. Система IT с изолированной или соединённой через резонансное сопротивление нейтралью. Здесь не токопроводящие металлические части электрооборудования имеют отдельное заземление.

Как выглядит система IT

Система IT применяется в учреждениях, где функционирует особо чувствительное оборудование.

1. Система ТТ с глухозаземленной нейтралью, а потребители имеют отдельное защитное заземление (в основном – модульно-штыревое), не соединённое с нулевым проводом N.

Как выглядит TT

Видео. Виды заземления

Заземление необходимо во всех сетях электроснабжения, в том числе в частных домах и квартирах. Прежде всего – это система безопасности при пользовании электричеством.