О заземлении в электрике простыми словами

Что такое заземление?

Согласно Правил устройства электроустановок (ПУЭ), заземление – это вид электрического соединения любой точки или участка сети с заземляющим устройством, которое состоит из двух частей:

• заземлителя или заземляющего контура – металлической конструкции с электродами, которые соприкасаются с землей (грунтом). Контур делается из металлических труб, рельс, уголков или арматуры в виде любой геометрической фигуры, например, треугольника или прямоугольника. Служит для рассеивания опасного потенциала (напряжения) из сети в грунт, которое может привести к поражению человека током;
• заземляющего проводника – стальной шины или провода, который соединяет электросеть с заземлителем.

Заземляющий провод имеет изоляцию желто-зеленого цвета и обозначается на схемах буквами PE (англ. Protective Earth). У него может быть разное сечение, которое должно соответствовать сечению других проводников – фазного (L) и нейтрального (N).

По своему масштабу система заземления может быть:

• централизованной (например, в многоквартирном доме заземляющий провод разводится в каждую квартиру, а сам заземлитель располагается рядом с электроподстанциями);
• индивидуальной (например, только в одном частном доме, где заземлитель врыт в землю рядом со строением и от него заземляющий проводник отходит на все электроточки в жилище).

Для чего нужно заземление?

Для работы электрооборудования заземление необязательно. Техника может нормально функционировать и без него. Например, в старых многоквартирных домах часто вообще нет заземления. В квартиры заведено только два проводника (фазный и нейтральный).

Система требуется именно для обеспечения электробезопасности – то есть для исключения опасного воздействия электричества на человека и оборудование путем создания быстрого и безвредного отвода тока в землю. Это может произойти в двух случаях:

• при повреждении изоляции/техники и, соответственно, токовой утечки на металлические элементы;
• при контакте с токоведущей частью какого-либо устройства.

Именно благодаря системе заземления величина тока снижается до безопасного значения, не успевая нанести критический ущерб человеку и электротехнике.

Каким должно быть заземление?

Заземление должно иметь необходимую степень поглощения опасного тока, чтобы обеспечить полную безопасность для жизни и здоровья человека. Эффективность системы зависит от сопротивления заземления или сопротивления растеканию опасного тока – величины, которая измеряется в Ом. Согласно ПУЭ, сопротивление заземления на вводе в жилой дом не должно быть более 30 Ом, а если в нём установлено газовое оборудование, то не более 10 Ом.

Если в многоквартирном доме создана централизованная система заземления, то она уже должна соответствовать всем необходимым требованиям. За этим следит компания-поставщик электроэнергии. А вот если это частный дом с индивидуальной системой, то необходимо следить за тем, чтобы её качество отвечало всем требованиям. Величина сопротивления зависит от многих факторов, среди основных из них можно выделить:

• тип грунта и его влажность (самое низкое сопротивление у влажной глинистой почвы);
• качество заземлителя (лучшая проводимость у медной конструкции, но для неё требуется улучшенная защита от коррозии, кроме этого, чем больше будет площадь соприкосновения с грунтом, тем меньше будет сопротивление и лучшее рассеивание);
• качество заземляющего проводника (важно учитывать сечение и крепость соединения проводов с другими элементами конструкции).

Какие бывают схемы заземления?

Есть несколько схем подключения заземления к электросети дома.

Схема TN-C-S. В ней от трансформаторной подстанции до дома проходит один проводник PEN, который совмещает в себе нейтральный N и защитный PE проводники. На вводе в здание происходит его разделение на два отдельных провода. Такой способ считается экономичным, но у него есть существенный минус – при обрыве нулевого провода на внешнем участке сети в доме все металлические корпуса электроприборов окажутся под напряжением.

Схема TN-S. Проводники N и PE поступают от трансформатора в дом сразу разделенными. Внутри объекта они в таком же виде разводятся по электропроводке. При этом провода нигде не соединяются на всём протяжении сети от источника до потребителей. Такой способ имеет самый высокий уровень безопасности.

Схема TT предполагает, что защитный проводник от электроподстанции до потребителей не идет. Система заземления создается в индивидуальном порядке рядом с домом.

Что делать, если заземления нет?

Если это многоквартирный дом, то остается только использовать УЗО или добиваться от управляющей компании или поставщика модернизации электропроводки. Если это частный дом, то систему заземления можно организовать самостоятельно. В этом ничего сложного нет, только потребуется соблюдать нормативы, указанные в ПУЭ.

Краткая инструкция по созданию заземления в частном доме

Сначала необходимо подготовить заземлитель. Его можно приобрести в магазине готовым комплектом или собрать самостоятельно. Например, для создания контура в виде треугольника потребуется:

• три вертикальных электрода длиной 3 м, которые будут забиваться в землю на минимальном расстоянии в 1,5-3 м друг от друга. Для этого могут использоваться металлические уголки размером 50×50×4 мм;
• три горизонтальных электрода – нужны для соединения между собой выбитых в землю электродов. Для этого подходят металлические полосы длиной 3 м;
• металлическая пластина 40×4 мм для соединения электродов с проводом заземления у фундамента здания;
• кабель с сечением не менее 10 мм², который необходимо будет прокладываться от конструкции заземлителя до электрощита с шиной заземления.

Далее нужно выбрать место установки и приступать к монтажу. Рекомендуется размещать конструкцию около здания, где нет дорожек, деревьев и кустов. Контур можно расположить под огородом. Регулярный полив грядок позволит дополнительно снизить сопротивление почвы. Для монтажа контура потребуется лопата, сварочный аппарат, болгарка и кувалда.

Сначала выкапывается траншея в форме треугольника глубиной не менее 50 см и длиной, соответствующей размеру горизонтальных электродов. Уголки с одного конца заостряются и вбиваются в вершинах треугольника в землю, оставляя на поверхности траншеи примерно 20 см. Это нужно для дальнейшего соединения электродов между собой.

Металлические пластины привариваются к каждому уголку по периметру. Дополнительная пластина приваривается к контуру со стороны дома и выводится из земли к фундаменту здания. Далее к ней приваривается болт, который будет нужен для соединения заземлителя с проводом. Места сварки обязательно обрабатываются антикоррозийным составом.

Траншея засыпается однородным грунтом. К болту на пластине прикручивается провод. Для этого можно использовать болтовой наконечник. Провод протягивается от металлической пластины до шины заземления в электрощите.

После подключения необходимо измерить сопротивление заземляющего устройства.