При проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок, промышленного и бытового электрооборудования, а также электрических сетей освещения, одним из основополагающих факторов обеспечения их функциональности и электробезопасности является точно спроектированное и правильно выполненное заземление. Основные требования к системам заземления содержатся в пункте 1.7 Правил устройства электроустановок (ПУЭ). В зависимости от того, каким образом, и с каким заземляющими конструкциями, устройствами или предметами соединены соответствующие провода, приборы, корпуса устройств, оборудование или определенные точки сети, различают естественное и искусственное заземление.
Естественными заземлителями являются любые металлические предметы, постоянно находящиеся в земле: сваи, трубы, арматура и другие токопроводящие изделия. Однако, ввиду того, что электрическое сопротивление растеканию в земле электротока и электрических зарядов от таких предметов плохо поддается контролю и прогнозированию, использовать естественное заземление при эксплуатации электрооборудования запрещается. В нормативной документации предусмотрено использование только искусственного заземления, при котором все подключения производятся к специально созданным для этого заземляющим устройствам.
Основным нормируемым показателем, характеризующим, насколько качественно выполнено заземление, является его сопротивление. Здесь контролируется противодействие растеканию тока, поступающего в землю через данное устройство — заземлитель. Величина сопротивления заземления зависит от типа и состояния грунта, а также особенностей конструкции и материалов, из которых изготовлено заземляющее устройство. Определяющим фактором, влияющих на величину сопротивления заземлителя, является площадь непосредственного контакта с землей составляющих его пластин, штырей, труб и других электродов.
Виды систем искусственного заземления
Основным документом, регламентирующим использование различных систем заземления в России, является ПУЭ (пункт 1.7), разработанный в соответствии с принципами, классификацией и способами устройства заземляющих систем, утвержденных специальным протоколом Международной электротехнической комиссии (МЭК). Сокращенные названия систем заземления принято обозначать сочетанием первых букв французских слов: «Terre» — земля, «Neuter» — нейтраль, «Isole» — изолировать, а также английских: «combined» и «separated» — комбинированный и раздельный.
- T — заземление.
- N — подключение к нейтрали.
- I — изолирование.
- C — объединение функций, соединение функционального и защитного нулевых проводов.
- S — раздельное использование во всей сети функционального и защитного нулевых проводов.
В приведенных ниже названиях систем искусственного заземления по первой букве можно судить о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя. Принято различать TN, TT и IT системы заземления. Первая из которых, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. Для понимания различий и способов устройства перечисленных систем заземления следует рассмотреть каждую из них более детально.
1. Системы с глухозаземлённой нейтралью (системы заземления TN)
Это обозначение систем, в которых для подключения нулевых функциональных и защитных проводников используется общая глухозаземленная нейтраль генератора или понижающего трансформатора. При этом все корпусные электропроводящие детали и экраны потребителей следует подключить к общему нулевому проводнику, соединенному с данной нейтралью. В соответствии с ГОСТ Р50571.2-94 нулевые проводники различного типа также обозначают латинскими буквами:
- N — функциональный «ноль»;
- PE — защитный «ноль»;
- PEN — совмещение функционального и защитного нулевых проводников.
Построенная с использованием глухозаземленной нейтрали, система заземления TN характеризуется подключением функционального «ноля» — проводника N (нейтрали) к контуру заземления, оборудованному рядом с трансформаторной подстанцией. Очевидно, что в данной системе заземление нейтрали посредством специального компенсаторного устройства — дугогасящего реактора не используется. На практике применяются три подвида системы TN: TN-C, TN-S, TN-C-S, которые отличаются друг от друга различными способами подключения нулевых проводников «N» и «PE».
Система заземления TN-C
Система заземления TN-C
Как следует из буквенного обозначения, для системы TN-C характерно объединение функционального и защитного нулевых проводников. Классической TN-C системой является традиционная четырехпроводная схема электроснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводом. Основная шина заземления в данном случае – глухозаземленная нейтраль, с которой дополнительными нулевыми проводами необходимо соединить все открытые детали, корпуса и металлические части приборов, способные проводить электрический ток..
Данная система имеет несколько существенных недостатков, главный из которых – утеря защитных функций в случае обрыва или отгорания нулевого провода. При этом на неизолированных поверхностях корпусов приборов и оборудования появится опасное для жизни напряжение. Так как отдельный защитный заземляющий проводник PE в данной системе не используется, все подключенные розетки земли не имеют. Поэтому используемое электрооборудование приходится занулять – соединять корпусные детали с нулевым проводом. .
Если при таком подключении фазный провод коснется корпуса, из-за короткого замыкания сработает автоматический предохранитель, и опасность поражения электрическим током людей или возгорания искрящего оборудования будет устранена быстрым аварийным отключением. Важным ограничением при вынужденном занулении бытовых приборов, о чем следует знать всем проживающим в помещениях, запитанных по системе TN-C, является запрет использования дополнительных контуров уравнивания потенциалов в ванных комнатах.
В настоящее время данная система заземления сохранилась в домах, относящихся к старому жилому фонду, а также применяется в сетях уличного освещения, где степень риска минимальна.
Система TN-S
Система заземления TN-S
Более прогрессивная и безопасная по сравнению с TN-C система с разделенными рабочим и защитным нолями TN-S была разработана и внедрена в 30-е годы прошлого века. При высоком уровне электробезопасности людей и оборудования это решение имеет один, но достаточно очень существенный недостаток — высокую стоимость. Так как разделение рабочего (N) и защитного (PE) ноля реализовано сразу на подстанции, подача трехфазного напряжения производится по пяти проводам, однофазного — по трем. Для подключения обоих нулевых проводников на стороне источника используется глухозаземленная нейтраль генератора или трансформатора.
Смотрите также:
Источник: zandz.com
МОСКВА, 8 авг — РИА Новости. Заземление в частном доме нужно для защиты человека от поражения электротоком, для безопасной эксплуатации электроприборов и газового оборудования, эффективной работы молниезащиты. Как правильно выбрать схему, сделать расчет заземляющих устройств для 220В и 380В, требования к контуру заземления, можно ли сделать систему защиты своими руками, ошибки монтажа – в материале РИА Новости.Заземление в частном домеСогласно п. 1.7.28 ПУЭ (правила устройства электроустановок) заземление – это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.
нтаж заземления является важным этапом при устройстве системы электроснабжения частного дома, коттеджа или квартиры.»Грамотно спроектированное заземление – электробезопасность жилища, электроприборов, а главное здоровья и жизни», – дополняет Владимир Когут, начальник ПТО ООО “ЭРКОН”.Виды заземленияСуществует два основных вида заземления:Роль естественного заземления выполняют части металлических конструкций дома, постоянно находящиеся в земле: арматура фундамента, водопровод, обсадные трубы. «Данный вид заземления может показаться экономичнее на этапе возведения здания, но не рекомендуется применять его потому, что металлические элементы, находящиеся в постоянном контакте с грунтом, со временем приходят в негодность и их ремонт или замена будет значительно сложнее и дороже замены отдельного заземлителя», – говорит Алексей Кокорин, начальник сборочного цеха электрощитового оборудования (НКУ) ООО «Завод «КЛАЙВ».В качестве естественной защиты используются:В качестве естественной защиты запрещается использовать:»Искусственное заземление представляет собой совокупность электродов, установленных в земле и объединенных с электрооборудованием через заземляющий проводник», – поясняет Алексей Кокорин. Это самостоятельная металлическая конструкция, монтирующаяся в землю. Как правило, для искусственных заземлителей используют горизонтальные и вертикальные электроды.
ектроды помещаются в землю и соединяются стальным элементом с помощью сварочного аппарата. Такая конструкция образует контур заземления.Наиболее распространенные примеры искусственных защитных контуров: металлические полотна, стержни, уголки, трубы и стальные балки.Виды контуров заземления»Пpaвильнoe зaзeмлeниe в чacтнoм дoмe нaчинaeтcя имeннo c oбycтpoйcтвa кoнтypa. Контуры заземления могут быть в виде треугольника, пpямoyгoльникa, oвaлa, линии или дyги. Oптимaльный вapиaнт для чacтнoгo дoмa – тpeyгoльник, нo впoлнe пoдoйдyт и дpyгиe варианты», – отмечает Владимир Когут.Контур заземления представляет собой конструкцию, состоящую из нескольких электродов, соединенных друг с другом и смонтированных по периметру здания. В зависимости от назначения используемой площади и удельного сопротивления грунта выделяют два вида контура заземления:Классическое заземление – это сварной металлический профиль, который вбивается в землю. Конструкция такого заземления представляет собой равносторонний треугольник, по углам которого вертикально в землю вбиты стальные уголки, их размеры должны быть не менее 50х50 мм. Заземление треугольником обязательно должно находиться ниже уровня промерзания грунта. Средняя длина используемых электродов составляет 2,5-3 метра.Данный вид заземления имеет один большой плюс – доступную цену. Использование дешевых стальных элементов делает стоимость конструкции минимальной.
нако у классической схемы есть масса минусов:Модульно-штыревое заземление представляет собой готовые заводские варианты конструкций, которые соединяются друг с другом без сварки. Как правило, это штыри с резьбой диаметром 14 мм и длиной 1,5 м. Вбиваются в землю обычным перфоратором. При монтировании заземления необходимо учитывать уровень удельного сопротивления грунта. Нормированное сопротивление, на которое следует ориентироваться, составляет не более 30 Ом для частных домов. 4 Ом – для источника тока при напряжении 380В, а для подстанции 110 кВ – 0,5 Ом. Количество штырей и глубина погружения заземлителя определяются в зависимости от полученных показаний. Проще говоря, чем плотнее грунт, тем на меньшую глубину необходимо вбивать заземление.Преимущества модульно-штыревой конструкции:Алексей Кузнецов подчеркивает, что эффективность работы заземления зависит от корректности расчетов, выбора схемы и проведения монтажа. Чаще всего выбор делается в пользу современного метода заземления, поскольку он гораздо практичнее и удобнее, чем классический.Схемы заземленияСистема заземления складывается из двух факторов.Один из них – это способ подключения нулевого проводника, которые бывают трех типов:Второй фактор при организации системы заземления – подключение к однофазной электрической сети (230В) или и к трёхфазной (400В).Совокупность обоих факторов даёт системы заземления с глухозаземлённой нейтралью (TN-C; TN-C-S; TN-S; TT) и с изолированной нейтралью (система IT).Различают TN, TT и IT системы заземления.
рвая, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. В приведенных выше названиях систем искусственного заземления по первой букве можно судить о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя, где:Для понимания различий и способов устройства перечисленных систем заземления следует детально рассмотреть каждую из них.Алексей Кокорин объясняет, если от трансформаторной подстанции идёт только один провод – нулевой, который может выполнять функцию и защитного проводника, то организуют системы заземления TN-C (ноль и земля объединены на всей линии) или TN-C-S (ноль и земля объединены в один проводник от подстанции и разделяются во вводном щитке домохозяйства). Эксперт рассказывает, что:TN-C – самый дешёвый вариант, но и с максимальным риском опасности: при обрыве N-проводника весь потенциал переходит на электрическое оборудование, что может привести к поражению током или даже пожару.TN-C-S чаще всего реализуется при реконструкции старых видов заземления. Фактор риска — при обрыве PEN-шины образуется полное напряжение в системе.»В современных строительных проектах предусматривают систему TN-S, для чего от подстанции с глухозаземленной нейтралью прокладывают два раздельных проводника: нейтраль (N) и защитный проводник (PE). Такая система наиболее надежная, т.к. даже при обрыве нуля, защитный проводник продолжает выполнять свою функцию», – говорит Алексей Кокорин.Системы типов IT и TT не имеют централизованного защитного проводника, поэтому возникает необходимость обустройства контура заземления прямо у потребителя.По словам специалиста, система TT – самая популярная для подключения частных домов, реже используют TN-C-S.
и трехфазном вводе в дом приходит четыре провода (три фазы и рабочий ноль), при однофазном – два провода (одна фаза и ноль). На участке и в самом доме обустраивают независимую систему заземления.Расчет заземленияРасчет контура заземления необходим для того, чтобы определить сопротивление сооружаемого контура при эксплуатации, его размеры и форму. Алексей Кокорин поясняет, что основной расчет сводится к определению сопротивления растекания тока заземлителя. «Это сопротивление зависит от материала, размеров и количества заземляющих проводников, расстояния между ними, глубины их заложения и проводимости грунта. Чтобы произвести необходимые расчёты, не обязательно изучать и запоминать формулы – можно воспользоваться одним из специальных калькуляторов в интернете», – отмечает эксперт.Устройство заземления своими руками»Категорически не рекомендуется делать заземление своими руками. Более половины несчастных случаев вызваны контактом с поврежденным бытовым прибором и некорректно функционирующей системой заземления. Если вы хотите, чтобы работа была проведена безопасно, качественно и быстро, но при этом не знакомы со спецификой, не имеете профильного образования или опыта, стоит обратиться к профессионалам, которые оказывают полный спектр услуг в сфере электромонтажа. Так вы получите гарантии качества и уверенность в безопасности и эффективности контура заземления вашего дома», – предупреждает Алексей Кузнецов.Место для монтажаЗаземлители должны быть углублены на 0,5-0,7 м и уходить в грунт ниже глубины промерзания как минимум на 0,6-1 м. Например, в Москве грунт промерзает примерно на 130 см – значит, штырь заземления должен уходить вглубь примерно на 1,9-2,3 м. Расстояние между штырями рекомендуется выдерживать в 2,2 раза больше их длины, хотя на практике его редко удаётся выдерживать, что незначительно снижает эффективность контура заземления, так как уменьшается сопротивление растеканию.Располагаться контур заземления должен на расстоянии не менее 1 метра от дома, а заземлитель молниеотвода – больше 5 м от входа в дом, тропинок и дорожек. Рекомендуется выбирать для этого место, куда люди заходят редко и желательно в тени, которая способствует сохранению в почве большого количества влаги.Материал для контура заземленияСамый распространённый материал для изготовления контура — углеродистая сталь. В ПУЭ п.1.7.111 в таб.1.7.4 указаны минимальные размеры изделия.Владимир Когут отмечает, основными элементами контура заземления для частного дома являются:Подключение контура к сети производится медным проводом 10 мм² или алюминиевым 16 мм².Материал штырей заземления может быть недорогим – из стальных прутов или уголков, но специалисты рекомендуют использовать более дорогие, но долговечные медные или из нержавеющей стали.Сварочные работыШтыри и перемычки соединяются под землей только сварным способом, поскольку резьба корродирует в земле и теряет надежность. Медный провод от щита питания подсоединяется к токоотводу при помощи зажимной клеммы, а контакт обрабатывают антикоррозийной смазкой.Проверка контура заземленияПроверить смонтированный контур заземления можно самостоятельно или вызвать электролабораторию. Для проверки пропускают ток через специальные электроды, расположенные в грунте на расстоянии 20-30 м от контура. При подаче напряжения измеритель сопротивления определит сопротивление контура.Ввод в дом»Ввод заземления в дом чаще всего осуществляют через главную заземляющую шину (ГЗШ) в электрощите. ГЗШ обеспечивает надёжное соединение, возможность увеличения количества подсоединяемых проводников в случае необходимости. Кроме того, с помощью ГЗШ организуется система уравнивания потенциалов (СУП), которая повышает защиту человека от поражения током и от пожара, например, спровоцированного пробоем между проводниками кабелем питания в доме и молниеотводом», – поясняет Алексей Кокорин.Особенности схем заземления 220В и 380ВСовременные номинальные параметры сети: 230В и 400В. При организации контура заземления необходимо соблюдать определённые правила и требования. По словам Алексея Кокорина, контур заземления частного дома должен иметь сопротивление растекания 4 Ом при трехфазном питании (400В) и 8 Ом при 230В.Заземление отдельных бытовых приборов»Заземлению бытовых приборов многие люди либо вовсе не придают значение, либо оно рассматривается, как излишняя предосторожность. Однако это необходимо в первую очередь для защиты человека от поражения электрическим током и особенно важно в случае с электроприборами большой мощности и в металлическом корпусе, т.к. именно корпус при аварийной ситуации может оказаться под напряжением», — комментирует Алексей Кокорин. Причём удар током можно получить как от самого прибора, так и от другого металлического предмета, с которым контактирует оборудование. Например, в моей личной практике был случай выхода из строя бойлера, подключенного в розетку, не имеющую заземления, подсоединенного к водоснабжению шлангом с металлической оплеткой. В итоге при прикосновении к гребенке (коллектору) происходил удар током. То же самое может происходить и со стиральной машиной, и с другими электроприборами.Алексей Кокорин поясняет, что заземление бытовых приборов осуществляется двумя способами:Готовые комплекты заземленияОрганизовать заземление для частного или дачного дома, газового котла или молниезащиты можно при помощи современного решения — готового комплекта модульно-штыревого заземления. Комплекты различаются по величине сопротивления, суммарной длине вертикального заземлителя, количеству и характеристикам входящих в них стержней с комплектующими. При подборе готового комплекта Владимир Когут рекомендует учитывать регион установки заземлителя и климатическую зону, тип грунта и глубину залегания грунтовых вод, а также ряд других важных параметров.В названии комплектов отражена информация о ключевых характеристиках. В основе конструкции стержни из омедненной, оцинкованной и нержавеющей стали, — определить, какой комплект, можно по короткому коду в названии:Ошибки при выполнении монтажных работСпециалисты отмечают наиболее распространенные ошибки при самостоятельном монтаже:Правила и требования к контуру заземленияЧтобы контур заземления работал эффективно, он должен соответствовать определенным правилам:
Источник: ria.ru
Определение понятия
Если сказать кратко и простыми словами, то:
Заземление – это устройство, которое защищает человека от поражения электрическим током, если всё электрооборудование соединено с землей. В аварийной ситуации опасное напряжение «стекает» на землю.
Защита – основное назначение заземления. Оно заключается в подключении дополнительного, третьего заземляющего проводника в проводку, который соединен с таким устройством, как заземлитель. Он, в свою очередь, имеет хороший контакт с землей.
Заземление бывает рабочим и защитным по назначению. Рабочее нужно для нормального функционирования электроустановки, защитное нужно для обеспечения электробезопасности (предотвращения поражения электрическим током).
Обычно заземление (заземлитель) выглядит как три электрических прута вбитых в землю, на одинаковом расстоянии друг от друга, расположенных в углах равностороннего треугольника. Эти пруты соединены между собой металлической полосой. Вы могли видеть такие пруты около домов и сооружений.
Также вы могли заметить, что на стенах многих зданий внутри или снаружи закреплены металлические полосы, иногда выкрашенные желтыми и зелеными чередующимися полосами – это заземляющая шина, она тоже соединена с заземлителем. Заземляющая шина нужна для того, чтобы не тянуть от каждой электроустановки заземляющий провод.
Третий проводник обычно соединяется с корпусом электрических приборов, обеспечивая защиту от появления на нем опасного напряжения. В кабелях он обычно имеет меньшее сечение, чем соседние «рабочие» жилы и другой цвет изоляции – желто-зеленый.
Источник: elsis24.ru