Защитное заземление его назначение и устройство

21.1. В электроустановках напряжением выше 1000 В заземляться должны токоведущие части всех фаз (полюсов) отключенного для работ участка со всех сторон, откуда подается напряжение, за исключением отключенных для работы сборных шин РУ, на которые достаточно установить одно заземление.

Обеспечение безопасности

При оборудовании электроприборов и установок надлежащей защитой необходимо чётко следовать указаниям нормативных документов. Основная причина возникновения аварийной и потенциально опасной ситуации — при попадании фазного напряжения на корпус прибора создаётся предпосылка для поражения электротоком всех, кто соприкасается с ним.

Любой электроприбор несёт скрытую опасность, даже когда он исправен. Некоторые ситуации:

  1. При отсутствии устройства защитного отключения и заземления корпуса даже исправный прибор может нести смертельную опасность для человека.
  2. Нет УЗО, но есть заземление. В этом случае может возникнуть опасная ситуация, если есть большая утечка из проводника электрозаземлителя.
  3. Противоположная ситуация: есть заземление, нет УЗО. В этом случае при прикосновении человек получает кратковременный удар до отключения сети, чаще всего он безопасен для жизни.
  4. Есть и заземление, и УЗО. При любой неисправности и опасной ситуации наличие правильного заземления обеспечивает полную безопасность человека.

Пользуясь электроприборами, любой человек должен не забывать, что от правильного устройства заземления зависит не только его жизнь, но и жизнь его ближних. Уделив надлежащее внимание обеспечению такой безопасности, человек может спокойно пользоваться благами современных технологий.

Итоговые рекомендации

Теперь вы знаете, как правильно сделать заземление в квартире или доме. Подведем небольшие итоги:

  • Заземление необходимо для защиты человека от возможного удара током в квартире или частном доме.
  • Самый безопасный вариант, когда корпус электроприбора заземлен и установлено УЗО.
  • В старом жилом фонде лучше ни рисковать и заменить старую проводку на трехжильные кабеля ВВГ НГ и использовать защитную автоматику, при этом пытаться решить вопрос об установке общедомового контура заземления.
  • В новом жилом фонде организовать защитное заземление можно на этапе монтажа электрики используя трехжильные провода, розетки с заземлением и защитную автоматику. При попадании фазы на корпус прибора должен сработать защитный автомат. При касании токоведущих частей должен сработать УЗО.
  • Сделайте отдельный контур заземления для металлической ванны и раковины, металлических труб, стиральной машины, варочной панели и духового шкафа.
  • В частном доме организуйте схему с замкнутым контуром заземления из трех штырей в земле, соединенных между собой и щитком земляной шиной.
  • Обязательно проверьте корректность работы заземления.

    Схематично схему организации контура заземления в частном доме можно представить так:

Защитное заземление

Защитным заземлением называют умышленное соединение металлических нетоковедущих частей с землей или же ее аналогом с целью защиты людей от удара током.

Дополнительная информация: Функцию заземлителя в этом случае могут выполнять и естественные ЗУ, под которыми понимаются уже проложенные в земле элементы строительных конструкций и коммуникаций.

Схема сети с заземленной нейтралью и защитным заземлением потребителя электроэнергии.

С помощью искусственных и естественных заземляющих конструкций удается предотвратить поражение человека током в ситуациях, когда корпус оборудования или бытового прибора случайно оказывается под напряжением. В этом случае срабатывает принцип шунтирования аварийной цепи более низким сопротивлением, по которому опасный ток «уходит» в землю.

Согласно этому рисунку через тело прикоснувшегося к корпусу человека протекает лишь малая доля общего тока, а большая его часть «стекает» в грунт через параллельную цепь.

Основные требования к заземлению пожарных машин

Защиту от поражения электрическим током дает не только правильная эксплуатация заземляющих устройств, но и их соответствие утвержденным требованиям.

  1. Переносные устройства должны обладать термической и динамической устойчивостью к току короткого замыкания. Это возможно при соблюдении определенных параметров: для 1000 В сечение медного провода должно быть 16 мм2, более 1000 В – 25, 35, 50, 70, 95 или 120 мм2.
  2. Прочный контакт, являющийся гарантией исправности струбцин или зажимов при коротком замыкании.
  3. Монтаж струбцин должен быть без свободного хода, чтобы во время динамических нагрузок их не сорвало с провода.
  4. Все соединения переносных заземлений должны быть с продолжительной термической устойчивостью, чтобы избежать перегрева во время работы и обеспечить автоматическое отключение оборудования.

Стандартно в заземляющих устройствах для пожарных стволов и автомобилей используют медный провод сечением 16 и 25 мм2. Длина его при этом не имеет никакого значения, главное, чтобы после подключения не ограничивалась свобода маневрирования самим стволом. Обычно используют провод длиной от 10 до 40 метров.

Кроме этих требований при монтаже оборудования учитываются и требования по структурным параметрам самих устройства. Например, для стволового заземляющего оборудования пользуются таблицей.

Из чего делать заземлители

В качестве штырей можно использовать металлический прут диаметром 16 мм и больше. Причем брать арматуру нельзя: поверхность у нее каленая, что меняет распределение тока. Также каленый слой в земле быстрее разрушается. Второй вариант — металлический уголок с полочками 50 мм. Эти материалы хороши тем, что в мягкий грунт их можно забить кувалдой. Чтобы это было легче делать, один конец заостряют, на второй приваривают площадку, по которой проще бить.

В качестве стержней можно использовать трубы, уголок, металлический стержень

Иногда используют металлические трубы, один край которых сплющен (заварен) в конус. В нижней их части (около полуметра от края) сверлятся отверстия. При пересыхании грунтов распределение тока утечки значительно ухудшается, а в такие стержни можно заливать соляной раствор, восстанавливая работу заземления. Минус этого способа — приходится под каждый стержень копать/бурить скважины — забить их кувалдой на нужную глубину не получится.

Устройство и типы контуров

Расчет заземления

Стандартный контур заземления изготавливается не только в виде оптимального для большинства условий треугольника; он может иметь форму линии, прямоугольника, угла или даже дуги (овала). При рассмотрении каждой из этих конструкций с точки зрения их сопротивления необходимо отметить следующее:

  • Основой конструкции являются забиваемые в землю штыри или стержни;
  • Между собой они соединяются нарезанными по длине металлическими полосами (так называемой «металлосвязью»);
  • К одному из штырей или к полоске металла приваривается медная шина, прокладываемая в отдельной канавке, как это изображено на приведённом ниже рисунке.

Прокладка шины до конструкции КЗ

Выбор треугольника в качестве основного вида заземлителя объясняется тем, что в этом случае удаётся получить максимальную зону рассеивания при небольшой занимаемой площади. Материальные затраты на такую конструкцию минимальны, а величина сопротивления растеканию в грунте при правильном её обустройстве соответствует нормативам.

Расстояние между штырями треугольного контура обычно выбирается равным длине, а максимальное удаление одного от другого может быть вдвое больше. Так, если штыри заглубляются в землю на 250 сантиметров, оно может достигать 5-ти метров. Лишь при соблюдении этих условий удаётся получить оптимальные характеристики зарытого в землю сооружения.

Линейный контур представляет собой цепочку штырей, вбитых в землю с определённым шагом, равным примерно 5-10 метров (смотрите рисунок далее по тексту).

Линейный распределённый контур

В отдельных случаях, зависящих от условий местности, конструкция сооружается в виде полукруга; при этом штыри располагаются на том же удалении один от другого. В таком распределённом устройстве сопротивление должно быть минимальным именно в точках соприкосновения прутьев с грунтом. Для достижения требуемого показателя Rз штырей забивается как можно больше.

Все остальные типы конструкций являются модификациями описанных выше заземлителей, а предъявляемые к ним требования по сопротивлению стекания являются производными от уже рассмотренных.

Заземление сварочных аппаратов

При работе со сварочным оборудованием заземление его корпуса согласно требованиям ПУЭ также обязательно. Помимо этой части электрического агрегата заземляться должен один из выводов трансформаторной вторичной обмотки (к другой клемме подсоединяется держатель электродов). Заземляемый вывод на корпусе обозначается соответствующим значком и оснащается приспособлением, надежно фиксирующим протянутую от защитного контура шину.

Схема заземления сварочного аппарата

Величина переходного сопротивления защитного контура или ЗУ для сварочного оборудования не должна превышать 10-ти Ом. Если потребуется повысить электропроводимость заземляющей конструкции – увеличивают контактную площадь всех соединений, включая поверхность соприкосновения с землей.

Как и в случае с рассмотренными ранее электродвигателями последовательное включение сварочных аппаратов в заземляющую цепочку запрещено.

Местоположение

По месту своего нахождения заземляющая шина может располагаться как во внутренней части вводного устройства, так и неподалеку от него. Если заземление находится внутри, разумнее применять PE-шину. К данному устройству подключается PE-провод, на другом конце которого находится главная заземляющая шина. Причем электропроводимость проводника должна быть равной или превышать проводимость PE-провода линии электропитания.

Совет! Заземление рекомендуется обустраивать еще на стадии планирования жилого дома или другого сооружения.

Где бы ни была установлена заземляющая шина, все ее части, ответственные за выравнивание потенциалов, должны соответствовать ГОСТу 10434. Указанные правила касаются контактов второго класса.

Установка конструкции разрешается только в местах, к которым можно в дальнейшем сохранять свободный беспрепятственный доступ. Доступ нужен для осуществления замены деталей, а также в аварийной ситуации. В условиях промышленных предприятий популярным местом установки короба является вентиляционная система.

Основной способ соединения проводников к заземлению — сварка. Именно приваривание считается наиболее надежным методом фиксации контактов таким образом, что не нарушить электропроводимости.

Установить заземляющую шину можно в металлическом шкафу. Данная конструкция представляет собой короб, собранный из гнутых металлических профилей. С внешней стороны ящика имеется дверца, через которую и осуществляется доступ к шине. Главная заземляющая шина в электротехническом шкафу должна устанавливаться по горизонтали. Деталь фиксируется болтовыми соединениями по бокам и плотно прижимается к основанию.

Щит главной шины заземления

На фасадной части короба должна быть прикреплена паспортная табличка с указанием технических характеристик изделия. Ящик необходимо оснастить замками, закрываемыми на ключ, — это необходимо во избежание случайных контактов с посторонними людьми. Защитный короб можно устанавливать на высоте не менее 150 сантиметров от пола, что необходимо для осложнения доступа к нему со стороны детей. При выборе места монтажа устройства необходимо иметь в виду, что на надежность и безопасность работы заземлительной системы влияет и окружающая среда. В частности, при 80 % влажности воздуха оптимальная температура воздуха составит от 15 до 20 градусов выше нуля. Это не значит, что шины заземления не могут функционировать при более низких или более высоких температурах, однако долговечность и надежность конструкции при неблагоприятных погодных условиях снизится. Также следует размещать короб как можно дальше от источников огня и агрессивных химических веществ.

Обратите внимание! Если доступ в помещение разрешен ограниченному кругу квалифицированных лиц, разрешается установка шины открытым способом.

Читайте также:  Как класть на пол плитку правильно: практический мастер-класс