Опасно: как не надо делать заземление

Опасно: как не надо делать заземление

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • ok
  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

Заземление – процесс соединения электрооборудования с контуром заземления или иным заземлителем с целью защиты от удара электрическим током. Это очень ответственный процесс. Ошибки, допущенные во время его проведения, могут быть опасны для жизни.

Как же правильно выполнить подключение к контуру заземления? Ответ на этот и другие вопросы вы найдете в нашей статье.

Опасность заземления в квартире

В городских квартирах часто встречаются ошибки при подключении заземления, которые делают его небезопасным.

Вот одна из них. Многие бытовые электроприборы (стиральная машина, микроволновка, холодильник и т.д.) следует подключать к розеткам с заземлением, иначе можно получить удар током от металлических поверхностей (например, от раковины). Частая ошибка – покупка розетки с заземляющим проводником в надежде, что при ее установке появится и заземление.

Каждая розетка имеет 3 контакта, один из которых соединяют с фазным проводником, другой – с нулевым рабочим, а третий отвечает за защитное заземление. Иногда электрики ошибочно выполняют заземление на ноль, коммутируя его вместе с заземляющим контактом. В итоге вместо необходимого заземления происходит «зануление». Подключать электроприборы в такую розетку довольно опасно, поскольку они могут сгореть при внезапной смене ноля и фазы.

Еще более плачевный вариант – перепутать фазу и ноль в распредкоробке или в электрическом щите. Среди возможных последствий – возгорание электроприборов или поражение электрическим током человека при прикосновении к электропроводящим частям оборудования.

Еще один фактор риска связан с системой отопления. В домах старой застройки применялись отопительные трубы из металла, которые были заземлены. Но сейчас чаще всего ставят пластиковые трубы, которые не проводят электричество. При замене металлических труб на пластиковые такая система заземления перестает быть эффективной. В этом случае ток может пойти напрямую через тело человека, поскольку оно обладает гораздо меньшим сопротивлением, чем электроприбор.

Именно поэтому заземление на отопительную систему не допустимо. На первый взгляд этот способ выглядит простым и надежным, но в конечном итоге вы можете получить удар тока, прикасаясь к батарее.

Ошибки при подключении заземления в частном доме

Если вы живете в частном доме, то важно внимательно отнестись к расчету металлического контура заземления. Важно, чтобы в случае попадания молнии он мог выдержать удар и выполнить отвод электричества в землю.

При варке контура не стоит экономить на материалах, поскольку некачественная продукция может не справиться с поставленной задачей.

Опасность представляет контур заземления, положение которого отклоняется от вертикального. Если в дождливую погоду вы пройдете рядом с таким контуром, высок риск получить поражение электрическим током.

Ни в коем случае не располагайте систему заземления близко к дому, иначе вас может ударить током, если вы решите поднять металлический предмет из сырого подвала.

Поскольку после завершения всех работ по установке контур остается под землей вне поля зрения, советуем внимательно отнестись к квалификации мастера, к услугам которого вы прибегаете.

Чтобы получить представление обо всех этапах монтажа контура заземления в частном доме, рекомендуем посмотреть видео, расположенное в начале данной статьи.

Материал для контура заземления

Контур заземления состоит из вертикальных и горизонтальных заземлителей.
Материал из которого не рекомендуется делать вертикальные заземлители:

  • ⚡рифленая арматура
  • ⚡круглая сталь диаметром менее 10мм

Из чего можно делать:

  • ⚡круглая сталь 14мм и более (меньшим диаметром электрод проблематично забить в землю)
  • ⚡стальной уголок размерами минимум 40*40*5

Конец уголка или круглой стали срезают на угол в 30 градусов. Это наиболее оптимальный угол для вхождения стали в землю.

Горизонтальный заземлитель делают из стальной полосы 40*4.

Почему вертикальные заземлители нельзя располагать близко друг к другу?

Вертикальные заземлители небольшой длины

При использовании вертикальных заземлителей небольшой длины (порядка нескольких метров) для обеспечения необходимого заземления в землю устанавливают несколько штырей, которые соединяют между собой параллельно. Естественно, поскольку такой массив занимает определённую площадь, возникает соблазн сэкономить пространство и разместить штыри ближе друг к другу. Но, на самом деле, этого не следует делать — есть определённое расстояние, ближе которого размещать штыри друг относительно друга не следует. О том, чему равно это расстояние и почему слишком близко расположенные штыри — это плохо, пойдёт речь в данной статье.

Взаимное экранирование электродов

В том случае, если два электрода (штыря) находятся на бесконечно большом расстоянии друг от друга, то при их параллельном соединении идеальным проводником с нулевым сопротивлением общая проводимость такого заземлителя относительно земли будет равна сумме проводимостей обоих штырей относительно земли (напомним, что проводимость — это величина, обратная сопротивлению). Данное правило может быть обобщено и на большее количество электродов, тогда суммируются их проводимости.

Но что мы будем наблюдать, если расстояние между параллельно соединенными электродами меньше их длин или сопоставимо с ними? Проводимость такого заземления будет меньше суммы проводимостей двух отдельных штырей относительно земли. Такое явление называется взаимным экранированием электродов. В свою очередь, оно обусловлено так называемым отталкиванием токов.

Основным фактором, определяющим электропроводность почвы, является наличие в ней влаги, в которой растворены соли. В результате получается электролит. При прохождении электрического тока через электролит положительные ионы движутся к отрицательному электроду (катоду), отрицательные ионы — к положительному электроду (аноду). Например, при использовании электродов из меди они будут выполнять роль анода. При этом, поскольку электроды соединены между собой проводником с низким сопротивлением, потенциалы на них относительно земли будут практически одинаковы.

Ионная проводимость в электролите

Ионная проводимость в электролите

Электрический ток связан с физическим переносом ионов. При близком расположении электродов одноименно заряженные ионы будут отталкиваться, что уменьшит интенсивность их движения. Это и есть явление отталкивания токов. В итоге оно уменьшает общую проводимость системы из параллельно соединенных электродов.

Определение минимального расстояния между вертикальными заземлителями

Слишком большое расстояние между вертикальными электродами — это не только нерациональное использование земли, но и большая длина проводов, соединяющих электроды. Чем длиннее провода, тем выше их сопротивление. С другой стороны, если мы размещаем штыри слишком близко друг к другу, это снизит их эффективность. Отсюда следует, что должен быть некий оптимальный диапазон значений расстояния между вертикальными электродами заземления, в пределах которого обеспечиваются наилучшие технико-экономические показатели.

Защита сооружений от попадания молнии — крайне ответственная задача, поэтому для нее параметры заземления, состоящего из нескольких электродов, жестко прописаны, в том числе и расстояние между электродами. К примеру, согласно действующей Инструкции РД 34.21.122-87, п. 2.2 для отдельно стоящих молниеотводов приемлемым является «искусственный заземлитель, состоящий из трех и более вертикальных электродов длиной не менее 3 м, объединенных горизонтальным электродом, при расстоянии между вертикальными электродами не менее 5 м».

При использовании заземления только для обеспечения безопасности эксплуатации электрических установок, целевым показателем является достижение нужного сопротивления заземления. Методика расчета на основании так называемого коэффициента использования приведена здесь. Чем выше значение коэффициента использования, тем заземление эффективнее. Следует отметить, что значение коэффициента использования зависит не только от расстояния между электродами, но и от количества электродов, а также от топологии их размещения (при одном и том же минимальном расстоянии между электродами расположение их в ряд дает больший коэффициент использования, чем при размещении в виде замкнутого контура).

Читайте также  Расчёт рамы онлайн

Электричество установки заземления, часть подземного металлического каркаса

Размещение электродов по замкнутому контуру более удобно с точки зрения использования пространства, но при этом несколько снижается эффективность заземления по сравнению с электродами, расположенными в ряд

Эксперименты показали, что взаимное экранирование параллельно соединенных вертикальных электродов в земле наблюдается на уровне, оказывающим влияние на свойства заземления, при расстоянии менее 2,2L, где L – длина электрода. Дальнейшее увеличение расстояния между электродами не дает уже ощутимой выгоды. С другой стороны, при расстоянии между электродами, не превышающим 0,033L, добавление новых электродов не уменьшает сопротивление заземления.

Выводы

В реальности сопротивление заземления меняется в широких пределах в зависимости от времени года и погодных условий. Поэтому на практике для многоэлектродных вертикальных заземлителей часто используют эмпирическое правило — расстояние между электродами должно составлять не менее длины одного электрода. Максимальное значение расстояния, чтобы заземление не было слишком громоздким и дорогим — удвоенное значения длины электрода. Поскольку длина электродов для многоэлектродного вертикального заземления обычно составляет 3 — 5 м, нормы Инструкции РД 34.21.122-87 в диапазон 1 — 2 длины электрода вполне укладываются.

Фундамент как заземление дома

Заземление это соединение электроустановки с потенциалом земли. Так как в фундаменте используется арматура, то в теории мы можем использовать арматуру заглубленного фундамента, как заземление дома.

Однако возникает, моно ли это делать по нормативам?

Читаем ПУЭ 1.7.14 и видим, что действительно, электропроводящие части зданий, которые находятся в соприкосновении с землёй, могут служить естественными заземлителями. По-моему, всё понятно. Однако ест несколько но.

Во-первых, арматура фундамента должна иметь соприкосновение с землёй. К сожалению, в частных домах, где не используется забивание столбов в землю, не всегда фундамент и его арматура соприкасается с землёй. Виной в этом гидроизоляция фундамента. Именно поэтому арматура фундамента доме, не используется, как контур заземления. Контур заземления делается металлической полосой сваренной в виде кольца «спрятанной» в фундаменте и соединенной с контуром заземления или штыревым заземлителем.

Во-вторых, если использовать арматуру фундамента, не сваренную между собой, то нарушается правила прочности соединения, по которому элементы заземления должны быть соединены сваркой или с помощью клемм и болтов и изолированы.

Отсюда вывод, арматуру фундамента не подготовленную специальным образом, использовать как контур заземления дома нельзя.

Однако в этом случае арматура может быть использована, как защитную СУП (систему уравнивания потенциалов) ГОСТ Р 50571.5.54-2013.

Фундамент как заземление дома

Заземление это соединение электроустановки с потенциалом земли. Так как в фундаменте используется арматура, то в теории мы можем использовать арматуру заглубленного фундамента, как заземление дома.

Однако возникает, моно ли это делать по нормативам?

Читаем ПУЭ 1.7.14 и видим, что действительно, электропроводящие части зданий, которые находятся в соприкосновении с землёй, могут служить естественными заземлителями. По-моему, всё понятно. Однако ест несколько но.

Во-первых, арматура фундамента должна иметь соприкосновение с землёй. К сожалению, в частных домах, где не используется забивание столбов в землю, не всегда фундамент и его арматура соприкасается с землёй. Виной в этом гидроизоляция фундамента. Именно поэтому арматура фундамента доме, не используется, как контур заземления. Контур заземления делается металлической полосой сваренной в виде кольца «спрятанной» в фундаменте и соединенной с контуром заземления или штыревым заземлителем.

Во-вторых, если использовать арматуру фундамента, не сваренную между собой, то нарушается правила прочности соединения, по которому элементы заземления должны быть соединены сваркой или с помощью клемм и болтов и изолированы.

Отсюда вывод, арматуру фундамента не подготовленную специальным образом, использовать как контур заземления дома нельзя.

Однако в этом случае арматура может быть использована, как защитную СУП (систему уравнивания потенциалов) ГОСТ Р 50571.5.54-2013.

Как заземлить металлический рукав

Когда выполняется заземление металлорукава и как его осуществить, описано в главе 1.7 ПУЭ — «Заземление и защитные меры электробезопасности».

Возможность поражения человека электрическим током при контакте с металлическими частями, в нормальном состоянии не находящимися под напряжением, в ПУЭ считается косвенным прикосновением к токоведущим частям этого оборудования.

Мерой, обеспечивающей требуемую защиту, определяется необходимость отключения электрического оборудования и линий от источника питания, путем срабатывания аппаратов защиты. Для этого токопроводящие части должны быть соединены с глухо заземленной нейтралью в системах электроснабжения типа TN, и заземлены — в системах IT и ТТ.

Важно! При выполнении заземления металлорукава необходимо помнить, что данную операцию следует выполнить в двух местах — в начале участка электрической линии, проложенной с использованием данного электротехнического изделия, и в ее конце.

Соединение защитного проводника и металлорукава может быть выполнено двумя способами:

  • 1-й способ — с использованием хомута и болтового соединения.

В этом случае используется специальный хомут, в конструкции которого предусмотрен болт (винт), посредством которого осуществляется крепление проводника, соединяющего металлорукав с заземлителем.

  • 2-й способ — с использованием пайки.

При таком способе соединения проводник присоединяется непосредственно к поверхности металлорукава.

У каждого из этих способов есть свои достоинства и недостатки.

  1. Достоинства:
  • для 1-го способа:
    • простота монтажа;
    • доступность выполнения, вне зависимости от места установки хомута.
  • для 2-го способа:
    • надежность электрического контакта.
  1. Недостатки:
  • для 1-го способа:
    • электрический контакт менее надежен, чем при ином способе соединения.
  • для 2-го способа:
    • сложность выполнения работ в стесненных условиях монтажа.

При выполнении работ поверхность металлорукава очищается от грязи и пыли, после чего зачищается с использованием абразивных материалов или инструментов (наждачная бумага, надфиль и т.д.), после чего устанавливается хомут или осуществляется пайка.

В качестве защитного проводника могут быть использованы медные или алюминиевые провода, а также стальная проволока.

Сечение и диаметр подобных проводников также регламентированы ПУЭ:

  • для алюминиевых проводов — не менее 6,0 мм2;
  • для медных проводников — не менее 4,0 мм2;
  • для стальной проволоки внутри помещений — не менее 5,0 мм;
  • для стальной проволоки на улице — не менее 6,0 мм.

Использование алюминиевых проводов допускается только при наличии изоляции, «голые» провода такого типа для устройства перемычек использовать запрещено.

Все соединительные проводники должны быть оснащены наконечниками, которые монтируются путем прессования, что обеспечивает надежный контакт при болтовом соединении проводника с заземлителем и заземляемой конструкцией.

Заключение

При создании заземления на различных типах опор, входящих в систему наружного освещения или ВЛ, необходимо в обязательном порядке руководствоваться установленными правилами и рекомендациями, приведенных в ПУЭ. Только так можно добиться качественного и правильного заземления, которое будет защищать опоры от повреждения изоляции кабелей и предотвращать рисковые ситуации, когда людей может бить током при прикосновении к опорам.

Как сделать заземление самостоятельно?

Частный дом, в котором не располагаются источники значительного потребления электричества со средним потреблением в месяц 10-15 кВт, требует для заземления около 4 стержней, можно использовать больше, но меньше ни в коем случае нельзя. В качестве стержней лучше использовать гладкую арматуру, которую нужно вбить в грунт на 2 метра, расстояние между двумя арматурами не должно превышать три метра. Перед тем, как сделать заземление в частном доме из арматуры, необходимо проконсультироваться со специалистами.

Чтобы контур работал, он должен иметь замкнутую конструкцию, состоящую из стержней и полосок электродов.

После того, как установлены пруты арматуры, можно проводить пластины электродов, они должны крепиться к стержням плотно и надежно, для этого лучше использовать сварку.

Читайте также  Как определить скорость ветра

Требования к сопротивлению заземляющего устройства

В соответствии с ПУЭ, в электроустановках напряжением до 1000 В для их безопасной работы следует создать специальные условия. Они подразумевают, что сопротивление заземления не должно превышать 4 Ом. Это касается систем, которые отличаются своей изолированной нейтралью.

Если суммарная мощность всех использующихся источников тока достигает 100 кВА, заземляющие устройства должны иметь сопротивление, не превышающее 10 Ом.

Правильная организация заземления– это гарантия безопасности для жильцов. К тому же таким образом можно предотвратить выход из строя домашних бытовых приборов, таких как холодильники, микроволновые печи, компьютеры, электрические плиты и т. д. Главное – следовать всем правилам и нормам, а также рекомендациям опытных специалистов.