Електрика – найкращий другі найлютіший вороглюдини. Безперечно, зараз уявити без нього життя практично неможливо. На жаль, не обійшлося і без поганих моментів, таких як поразка електричним струмом. Вас може вдарити струмом, якщо ви торкнетеся не тільки оголеної струмоведучої частини, але й нешкідливого на вигляд корпусу електроприладу. У цій статті ми постараємося пояснити простою мовоющо таке заземлення і для чого воно призначене. Крім того, ми розглянемо, що таке дифавтомат і ПЗВ і для чого їх використовують.
Визначення поняття
Якщо сказати коротко і простими словами, то:
Заземлення – це пристрій, який захищає людину від ураження електричним струмом, якщо все електроустаткування з'єднане із землею. У аварійної ситуаціїнебезпечна напруга "стікає" на землю.
Захист – основне призначення заземлення. Воно полягає в підключенні додаткового, третього провідника, що заземлює, в проводку, який з'єднаний з таким пристроєм, як заземлювач. Він, у свою чергу, має добрий контакт із землею.
Заземлення буває робочим та захисним за призначенням. Робоче потрібне для нормального функціонування електроустановки, захисне потрібне для забезпечення електробезпеки (запобігання ураженню електричним струмом).
Зазвичай заземлення (заземлювач) виглядає як три електричні прути вбиті в землю, на однаковій відстані один від одного, розташовані в кутах рівностороннього трикутника. Ці прути з'єднані між собою металевою смугою. Ви могли бачити такі прути біля будинків та споруд.
Також ви могли помітити, що на стінах багатьох будівель усередині або зовні закріплені металеві смуги, іноді пофарбовані жовтими і зеленими смугами, що чергуються - це , вона теж з'єднана із заземлювачем. Заземлююча шина потрібна для того, щоб не тягнути від кожної електроустановки провід заземлення.
Третій провідник зазвичай з'єднується з корпусом електричних приладів, забезпечуючи захист від появи небезпечної напруги. У кабелях він зазвичай має менший переріз, ніж сусідні «робітники» жили та інший колір ізоляції – жовто-зелений.
Вимоги до заземлення
Вимоги до захисного заземлюючого контуру полягають у наступному:
- Заземлені повинні бути всі електроустановки, у тому числі металеві дверцятаелектрошаф та щитів.
- Опір заземлювального пристрою не повинен перевищувати 4 Ом в електроустановках із заземлюючою нейтраллю.
- Необхідно використовувати.
Ми розібралися що таке заземлення, тепер поговоримо про те, для чого воно потрібно.
Чому людину б'є струмом
Розглянемо дві типові ситуації, коли вас б'є струмом:
- Пральна машинка справно виконувала свою роботу, а коли ви захотіли її відключити – відчули, що її корпус щипає вас. Або ще гірше, коли ви до неї торкнулися – вас серйозно «смикнуло».
- Ви вирішили прийняти ванну, включили воду, взявшись за кран, ви відчули таку ж дію електрики – пощипування чи сильний удар.
І та й інша ситуація вирішується підключенням заземлення до корпусів приладів та всіх металевих частин у ванній кімнаті та встановленням ПЗВ чи диференціального автомата на введенні електроенергії в будинок чи групу споживачів.
Як працює заземлення
Спочатку розберемося, чому на корпусі пральної машинки або іншого електрообладнання з'явилася небезпечна напруга. Все досить просто - ізоляція провідників з якоїсь причини зіпсувалася або пошкодилася і пошкоджена ділянка стосується металевого корпусу якоїсь деталі обладнання.
Якщо у вас немає заземлення або корпус пошкодженого пристрою для електричного ланцюга нічого не являє собою, поки ви його не торкнетесь, звичайно. Ви підходить до приладу, стоїте на підлозі, підлога має хоч і слабкий, але якийсь контакт із землею. При дотику до корпусу струм починає протікати через вас у землю. Для протікання струму потрібна різниця потенціалів, а потенціал фазного дроту завжди більший за потенціал землі. Виходить, що ви замикаєте фазний провід на землю своїм тілом.
Для людини небезпечні навіть такі маленькі значення, як 50 мА – такий струм може призвести до фібриляції шлуночків серця та смерті.
Так ось принцип роботи заземлення полягає в наступному: до заземлювача підключаються корпуси всіх електроприладів, додатково встановлюється ПЗВ. У разі виникнення небезпечної напруги на корпусі заземлення завжди притягує небезпечний потенціал до безпечного потенціалу землі та напруга стікає на заземлення.
Для чого застосовуються ПЗВ та дифавтомати
Просте заземлення пристроїв – це добре, але краще забезпечити додатковий захист. Для цього вигадали (ПЗВ) і .
Дифавтомат – це пристрій, який у своєму корпусі поєднує ПЗВ та звичайний автоматичний вимикачтак ви заощадите місце в електрощиті.
ПЗВ – реагує тільки на . Принцип його роботи такий: воно порівнює кількість струму через фазний і через нульовий провід, якщо частина струму витекла на землю, воно моментально реагує, відключаючи ланцюг. Їх відрізняють за чутливістю від 10 до 500 мА. Чим чутливіше ПЗВ, тим частіше воно спрацьовуватиме, навіть при незначних витоках, але не варто встановлювати занадто грубе ПЗВ для дому.
Принцип роботи захищеного ланцюга простою мовою:
Коли на корпус заземленого електроустаткування потрапляє фаза, між фазним проводом та корпусом починає протікати струм. Тоді ПЗВ зауважує, що по фазному проводу пройшов струм, частина струму кудись робити і по нульовому дротуповернувся менший струм, після чого цей ланцюг знеструмлюється. Так ви захищені від удару струмом.
Якщо встановити ПЗВ у двопровідному електроланцюзі без заземлювального провідника і десь з'явиться можливість витоку струму, воно спрацює тільки після того, як ви торкнетеся цього місця і струм втече на землю через вас. У такому разі ви теж будете у безпеці.
Це і все, що ми хотіли розповісти стосовно цього питання. Тепер ви знаєте, що таке заземлення, коли і як воно встановлюється і навіщо служить. Сподіваємося, інформація була викладена для вас зрозуміло та доступно!
Подобається( 0 ) Не подобається( 0 )
Заземлення
Початок форми
Кінець форми
Попередження: стаття має чисто інформативний характер і не є нормативним документом. Під час виконання робіт, пов'язаних з електрикою, слід керуватися Правилами влаштування електроустановок (ПУЕ).
Визначення
Заземлення- це навмисне з'єднання невідповідних елементів обладнання, які в результаті пробою ізоляції можуть опинитися під напругою із землею. Заземлення складається із заземлювача (провідної частини або сукупності з'єднаних між собою провідних частин, що знаходяться в електричному контакті із землею безпосередньо або через проміжне провідне середовище) і заземлювального провідника, що з'єднує пристрій, що заземлюється з заземлювачем. Заземлювач може бути простим металевим стрижнем (найчастіше сталевим, рідше мідним) або складним комплексом елементів спеціальної форми. Якість заземлення визначається значенням електричного опору ланцюга заземлення, яке можна знизити, збільшуючи площу контакту чи провідність середовища - використовуючи безліч стрижнів, підвищуючи вміст солей у землі тощо. Як правило, електричний опір заземлення нормується. Головний заземлюючий затискач.Для мінімізації електромагнітних перешкод і забезпечення електробезпеки заземлення слід виконувати з мінімальною кількістю замкнутих контурів. Забезпечення цієї умови можливе при виконанні так званого головного заземлювального затискача (ГЗЗ), або шини. Головний заземлюючий затискач повинен бути розташований якомога ближче до вхідних кабелів живлення та зв'язку та з'єднаний із заземлювачем (заземлювачами) провідником найменшої довжини. Таке розташування ГЗЗ забезпечує найкраще вирівнювання потенціалів та обмежує наведену напругу від індустріальних перешкод, грозових та комутаційних перенапруг, що приходить ззовні екранами кабелів зв'язку, броні. силових кабелів, трубопроводів та антенних вводів. До ГЗЗ (шини) мають бути приєднані: 
заземлюючі провідники;
захисні провідники;
провідники головної системи вирівнювання потенціалів;
провідники робочого заземлення (якщо воно необхідне).
З головним заземлюючим затискачем (шиною) повинні бути з'єднані заземлювачі захисного та робочого (технологічного, логічного тощо) заземлення, заземлювачі блискавкозахисту та ін. Детально правила та вимоги пристрою ГЗЗ викладені в ПУЕ. Відкрита струмопровідна частина– доступна дотику провідна частина електроустановки, що нормально не знаходиться під напругою, але яка може опинитися під напругою при пошкодженні основної ізоляції. До відкритих провідних частин належать металеві корпуси електроустаткування. Струмопровідна частина– електропровідна частина електроустановки, що перебуває у процесі її роботи під робочою напругою. Непрямий дотик– електричний контакт людей та тварин з відкритими провідними частинами, що опинилися під напругою при пошкодженні ізоляції. Тобто цей дотик до металевого корпусу електрообладнання при пробої ізоляції на корпус.
Позначення
Провідники захисного заземленняу всіх електроустановках, а також нульові захисні провідники в електроустановках напругою до 1 кВ із глухозаземленою нейтраллю, у тому числі шини, повинні мати буквене позначення РЕі колірне позначенняпоздовжніми або поперечними смугами однакової ширини (для шин від 15 до 100 мм), що чергуються, жовтого і зеленого кольорів. Нульові робочі (нейтральні) провідники позначаються буквою Nі блакитним кольором. Поєднані нульові захисні та нульові робочі провідники повинні мати буквене позначення PENта колірне позначення: блакитний колір по всій довжині та жовто-зелені смуги на кінцях. Графічні символи, що використовуються для позначення провідників на схемах:
Позначення заземлення:
Літерні позначення системи заземлення
Перша буква у позначенні системи заземлення визначає характер заземлення джерела живлення:T- Безпосереднє з'єднання нейтралі джерела живлення з землею; I- Усі струмопровідні частини ізольовані від землі. Друга буква визначає характер заземлення відкритих провідних частин електроустановки будівлі: T– безпосередній зв'язок відкритих провідних частин електроустановки будівлі із землею, незалежно від характеру зв'язку джерела живлення із землею; N- Безпосередній зв'язок відкритих провідних частин електроустановки будівлі з точкою заземлення джерела живлення. Літери, що йдуть через рису за N, визначають характер цього зв'язку – функціональний спосіб пристрою нульового захисного та нульового робочого провідників: S– функції нульового захисного PE та нульового робочого N провідників забезпечуються роздільними провідниками; C– функції нульового захисного та нульового робочого провідників забезпечується одним загальним провідником PEN.
Помилки у пристрої заземлення
Неправильні PE-провідникиІноді як заземлювач використовують водопровідні трубиабо труби опалення, проте їх не можна використовувати як заземлюючий провідник. У водопроводі можуть бути непровідні вставки (наприклад, пластикові труби), електричний контакт між трубами може бути порушений через корозію, і нарешті частина трубопроводу може бути розібрана для ремонту.
Об'єднання робочого нуля та PE-провідникаІншим поширеним порушенням є об'єднання робочого нуля і PE-провідника за точкою їх поділу (якщо вона є) в процесі розподілу енергії. Таке порушення може призвести до появи досить значних струмів по PE-провіднику (який не повинен бути струмопровідним у нормальному стані), а також до хибним спрацьовуваннямпристрої захисного відключення(якщо воно встановлено).
Неправильний поділ PEN-провідникаВкрай небезпечним є наступний спосіб «створення» PE-провідника: прямо в розетці визначається робочий нульовий провідник і ставиться перемичка між ним та PE-контактом розетки. Таким чином, PE-провідник навантаження, підключеного до цієї розетки, виявляється з'єднаним з робочим нулем. Небезпека даної схеми в тому, що на заземлюючому контакті розетки, а отже, і на корпусі підключеного приладу з'явиться фазний потенціал, при виконанні будь-якої з наступних умов:
Розрив (роз'єднання, перегорання тощо) нульового провідника на ділянці між розеткою та щитом (а також далі, аж до точки заземлення PEN-провідника);
Перестановка місцями фазного та нульового (фазний замість нульового та навпаки) провідників, що йдуть до цієї розетки.
Захисна функція заземлення
Принцип захисної діїЗахисна дія заземлення заснована на двох принципах:
Зменшення до безпечного значення різниці потенціалів між заземлюваним провідним предметом та іншими провідними предметами, що мають природне заземлення.
Відведення струму витоку при контакті заземлюваного провідного предмета з фазним дротом. У правильно спроектованій системі поява струму витоку призводить до негайного спрацьовування захисних пристроїв ( пристроїв захисного відключення - ПЗВ).
Таким чином, заземлення найбільше ефективно тільки в комплексі з використанням ПЗВ. В цьому випадку за більшості порушень ізоляції потенціал на заземлених предметах не перевищить небезпечних величин. Більш того, несправна ділянка мережі буде відключена протягом дуже короткого часу (десяті-соті частки секунди - час спрацьовування ПЗВ). Робота заземлення при несправності електроустаткуванняТиповий випадок несправності електроустаткування - попадання фазної напруги на металевий корпусприладу внаслідок порушення ізоляції. Слід зазначити, що сучасні електроприлади, що мають імпульсне джерело вторинного електроживлення, та забезпечені триполюсною вилкою (такі як системний блок ПЕОМ), за відсутності заземлення мають небезпечний потенціал на корпусі, навіть коли вони повністю справні. Залежно від того, які захисні заходи реалізовані, можливі такі варіанти:
Корпус не заземлений, ПЗВ відсутній (найбільш небезпечний варіант ) . Корпус приладу буде під фазним потенціалом і це ніяк не буде виявлено. Дотик до такого несправного пристрою може бути смертельно небезпечним.
Корпус заземлений, ПЗВ відсутній.Якщо струм витоку ланцюгом фаза-корпус-заземлювач досить великий (перевищує поріг спрацьовування запобіжника, що захищає цей ланцюг), то запобіжник спрацює і відключить ланцюг. Найбільша діюча напруга (щодо землі) на заземленому корпусі складе Umax = RG IF, де RG - опір заземлювача, IF - струм, при якому спрацьовує запобіжник, що захищає цей ланцюг. Даний варіантнедостатньо безпечний, тому що при високому опорі заземлювача та великих номіналах запобіжників потенціал на заземленому провіднику може досягати значних величин. Наприклад, при опорі заземлювача 4 Ом та запобіжнику номіналом 25 А потенціал може досягати 100 вольт.
Корпус не заземлений, ПЗВ встановлено.Корпус приладу перебуватиме під фазним потенціалом і це не буде виявлено доти, доки не виникне шлях для проходження струму витоку. У гіршому випадку витік відбудеться через тіло людини, яка торкнулася одночасно несправного приладу та предмета, що має природне заземлення. ПЗВ відключає ділянку мережі з несправністю, як тільки виник витік. Людина отримає лише короткочасний удар струмом (0,01÷0,3 секунди - час спрацьовування ПЗВ), який зазвичай не завдає шкоди здоров'ю.
Корпус заземлений, ПЗВ встановлено.Це найбільш безпечний варіант, оскільки два захисні заходи взаємно доповнюють один одного. При попаданні фазної напруги на заземлений провідник струм тече з фазного провідника через порушення ізоляції в провідник, що заземлює, і далі в землю. ПЗВ негайно виявляє цей витік, навіть якщо той дуже незначний (зазвичай поріг чутливості ПЗВ становить 10 мА або 30 мА), і швидко (0,01÷0,3 секунди) відключає ділянку мережі з несправністю. Крім цього, якщо струм витоку досить великий (перевищує поріг спрацьовування запобіжника, що захищає цей ланцюг), може спрацювати і запобіжник. Яке саме захисний пристрій(ПЗВ або запобіжник) відключить ланцюг - залежить від їх швидкодії та струму витоку. Можливе також спрацювання обох пристроїв.
Різновиди систем заземлення
У Росії її вимоги до заземлення та її пристрій регламентуються Правилами влаштування електроустановок (ПУЭ). Класифікація типів систем заземлення наводиться як основна з характеристик живильної електричної мережі. ДЕРЖСТАНДАРТ Р 50571.2 розглядає такі системи заземлення: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT.
Система TNНейтраль джерела глухо заземлена, корпуси електроустаткування приєднані до нейтрального дроту. Режим TN може бути трьох видів: TN-C, TN-S, TN-C-S. Система TN-CСистема TN-C (фр. Terre-Neutre-Combine) запропонована німецьким концерном АЕГ (AEG, Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft) у 1913 році. Робочий нуль та PE-провідник (Protection Earth) у цій системі поєднані в один провід. Найбільшим недоліком було утворення лінійної напруги (в 1,732 рази вище за фазну) на корпусах електроустановок при аварійному обриві нуля. Незважаючи на це, на сьогоднішній день можна зустріти цю систему заземлення у будівлях країн колишнього СРСР. Система TN-SНа заміну умовно небезпечної системи TN-C у 1930-х була розроблена система TN-S (фр. Terre-Neutre-Separe), робочий та захисний нуль у якій поділялися прямо на підстанції, а заземлювач був досить складною конструкцією металевої арматури. Таким чином, при обриві робочого нуля в середині лінії корпусу електроустановок не отримували лінійної напруги. Пізніше така система заземлення дозволила розробити диференціальні автомати і спрацьовують на витік струму автомати, здатні відчути незначний струм. Їхня робота і до цього дня ґрунтується на законах Кірхгофа, згідно з якими поточний по фазному проводу струм повинен бути чисельно рівним поточному по робочому нулю струму. Також можна спостерігати систему TN-C-S, де поділ нулів відбувається в середині лінії, проте у разі обриву нульового дроту до точки поділу корпусу виявляться під лінійною напругою, що загрожуватиме життя при дотику. Система TN-C-SУ системі TN-C-S трансформаторна підстанція має безпосередній зв'язок струмопровідних частин із землею. Усі відкриті провідні частини електроустановки будівлі мають безпосередній зв'язок із точкою заземлення трансформаторної підстанції. Для забезпечення зв'язку на ділянці трансформаторна підстанція – електроустановки будівлі застосовується суміщений нульовий захисний та робочий провідник (PEN), в основній частині електричного кола – окремий нульовий захисний провідник (PE).
Система TTУ системі TT трансформаторна підстанція має безпосередній зв'язок струмопровідних частин із землею. Всі відкриті провідні частини електроустановки будівлі мають безпосередній зв'язок із землею через заземлювач, електрично незалежний від заземлювача нейтралі трансформаторної підстанції. Система ITНейтраль джерела ізольована або заземлена через прилади або пристрої, що мають великий опір, корпуси електроустаткування глухо заземлені. Система IT застосовується, як правило, в електроустановках будівель та споруд спеціального призначення.
ВИСНОВКИ
Як загальних рекомендаційДля вибору тієї чи іншої мережі можна вказати наступне: 1. Мережі ТN-C та ТN-C-S не слід використовувати через низький рівень електро- та пожежної безпеки, а також можливості значних електромагнітних збурень. 2. Мережі TN-S рекомендуються для статичних (не схильних до змін) установок, коли мережа проектується «раз і назавжди». 3. Мережі ТТ слід використовувати для тимчасових, розширюваних та змінних електроустановок. 4. Мережі ІТ слід використовувати в тих випадках, коли безперебійність електропостачання є вкрай необхідною. Можливі варіанти, коли в одній мережі мережі слід використовувати два або три режими. Наприклад, коли вся мережа отримує живлення через мережу TN-S, а частина її через розділовий трансформатор мережі IT. Резюмуючи викладене вище, відзначимо, що жоден із способів заземлення нейтралі та відкритих провідних частин не є універсальним. У кожному конкретному випадку необхідно проводити економічне порівняння та виходити з критеріїв: електробезпеки, пожежної безпеки, рівня безперебійності електропостачання, технології виробництва, електромагнітної сумісності, наявності кваліфікованого персоналу, можливості подальшого розширення та зміни мережі.
ПРИМІТКИ
Пункт 1.1.29 ПУЕ пункти 1.7.122 і 1.7.123 ПУЕ 1.7.135 ПУЕ При інших типах несправностей заземлення менш ефективно, тому вони тут не розглядаються У схемі імпульсного джерела вторинного електроживлення присутні вхідні прохідні або звичайні так і (у разі наявності металевого корпусу і триполюсної вилки) між кожним живильним провідником і корпусом приладу, в цьому випадку вони представляють дільник напруги, що повідомляє корпус потенціал, приблизно рівний половині напруги живлення. Цей потенціал зазвичай є, навіть коли прилад вимкнений наявними у нього засобами. Наявність потенціалу на корпусі можна переконатися за допомогою неонового пробника.
У статті використані матеріали з Вікіпедії, та сайту журналу "Новини Електротехніки".
У першій частині (теорія) я опишу термінологію, основні види заземлення (призначення) і вимоги, що пред'являються до заземлення.
У другій частині (практика) буде розповідь про традиційні рішення, що застосовуються при будівництві заземлювальних пристроїв, з перерахуванням переваг та недоліків цих рішень.
Третя частина (практика) у певному сенсі продовжить другу. У ній міститься опис нових технологій, що використовуються при будівництві заземлювальних пристроїв. Як і в другій частині, з перерахуванням переваг та недоліків цих технологій.
Якщо читач має теоретичні знання і цікавиться тільки практичною реалізацією - йому краще пропустити першу частину і почати читання з другої частини.
Якщо читач має необхідними знаннямиі хоче познайомитися тільки з новинками – краще пропустити перші дві частини та одразу перейти до читання третьої.
Мій погляд на описані методи та рішення певною мірою однобокий. Прошу читача розуміти, що я не висуваю свій матеріал за всеосяжну об'єктивну працю і висловлюю в ньому свою точку зору, свій досвід.
Деяка частина тексту є компромісом між точністю та бажанням пояснити “людською мовою”, тому допущені спрощення, які можуть “різати слух” технічно підкованого читача.
1 частина. Заземлення
У цій частині я розповім про термінологію, про основні види заземлення та про якісних характеристикахзаземлювальних пристроїв.Збільшити площу контакту заземлювача з ґрунтом можна або збільшивши кількість електродів, з'єднавши їх разом (складивши площі кількох електродів), або збільшивши розмір електродів. При застосуванні вертикальних заземлювальних електродів останній спосіб дуже ефективний, якщо глибинні шари ґрунту мають нижчу електричний опірніж верхні.
В1.2. Електричний опір ґрунту (питомий)
Нагадаю: це величина, що визначає - як добре ґрунт проводить струм через себе. Чим менший опір матиме ґрунт, тим ефективніше/легше він “вбиратиме” в себе струм від заземлювача.Прикладами ґрунтів, що добре проводять струм, є солончаки або сильно зволожена глина. Ідеальне природне середовище для пропускання струму – морська вода.
Прикладом поганого для заземлення грунту є сухий пісок.
(Якщо цікаво, можна подивитися таблицю величин питомого опору ґрунтів, що використовуються у розрахунках заземлювальних пристроїв).
Повертаючись до першого фактора і способу зменшення опору заземлення у вигляді збільшення глибини електрода можна сказати, що на практиці більш ніж у 70% випадків ґрунт на глибині більше 5 метрів має в рази менший питомий електричний опір, ніж у поверхні, за рахунок більшої вологостіта щільності. Часто зустрічаються ґрунтові води, які забезпечують ґрунту дуже низький опір. Заземлення в таких випадках виходить дуже якісним та надійним.
В2. Існуючі нормиопору заземлення
Оскільки ідеалу (нульового опору розтіканню) досягти неможливо, все електрообладнання та електронні пристрої створюються виходячи з деяких нормованих величин опору заземлення, наприклад, 0.5, 2, 4, 8, 10, 30 і більше Ом.Для орієнтування наведу такі значення:
- для підстанції з напругою 110 кВ опір розтіканню струмів має бути не більше 0,5 Ом (ПВЕ 1.7.90)
- при підключенні телекомунікаційного обладнання, заземлення зазвичай повинно мати опір не більше 2 або 4 Ом
- для впевненого спрацювання газових розрядників у пристрої захисту повітряних лінійзв'язку(наприклад, локальна мережана основі мідного кабелюабо радіочастотний кабель) опір заземлення, до якого вони (розрядники) підключаються, має бути не більше 2 Ом. Зустрічаються екземпляри з вимогою 4 Ом.
- у джерела струму (наприклад, трансформаторної підстанції) опір заземлення має бути не більше 4 Ом при лінійній напрузі 380 В джерела трифазного струму або 220 В джерела однофазного струму(ПВЕ 1.7.101)
- у заземлення, що використовується для підключення блискавкоприймачів, опір має бути не більше 10 Ом (РД 34.21.122-87, п. 8)
- для приватних будинків, з підключенням до електромережі 220 Вольт / 380 Вольт:
- при використанні системи TN-C-S необхідно мати локальне заземлення з рекомендованим опором не більше 30 Ом (орієнтуюсь на ПУЕ 1.7.103)
- при використанні системи TT (ізолювання заземлення від нейтралі джерела струму) та застосуванні пристрою захисного відключення (ПЗВ) зі струмом спрацьовування 100 мА необхідно мати локальне заземлення з опором не більше 500 Ом (ПУЕ 1.7.59)
В3. Розрахунок опору заземлення
Для успішного проектування заземлювального пристрою, що має необхідний опір заземлення, застосовуються, як правило, типові конфігурації заземлювача та базові формули для розрахунків.p align="justify"> Конфігурація заземлювача зазвичай вибирається інженером на підставі його досвіду і можливості її (конфігурації) застосування на конкретному об'єкті.
Вибір формул розрахунку залежить від обраної конфігурації заземлювача.
Самі формули містять параметри цієї конфігурації (наприклад, кількість заземлюючих електродів, їх довжину, товщину) і параметри грунту конкретного об'єкта, де буде розміщуватися заземлювач. Наприклад, для одиночного вертикального електрода ця формула буде такою: 
Точність розрахунку зазвичай невисока і залежить знову ж таки від ґрунту - на практиці розбіжності практичних результатів зустрічається в майже 100% випадків. Це відбувається через його (грунт) великої неоднорідності: він змінюється не тільки за глибиною, а й за площею - утворюючи тривимірну структуру. Наявні формули розрахунку параметрів заземлення важко справляються з одномірною неоднорідністю грунту, а розрахунок у тривимірної структурі пов'язані з величезними обчислювальними потужностями і потребує вкрай високу підготовку оператора.
Крім того, для створення точної карти ґрунту необхідно зробити великий обсяг геологічних робіт (наприклад, для площі 10*10 метрів необхідно зробити та проаналізувати близько 100 шурфів завдовжки до 10 метрів), що спричиняє значне збільшення вартості проекту та найчастіше неможливо.
У світлі вищесказаного майже завжди розрахунок є обов'язковим, але орієнтовним заходом і зазвичай ведеться за принципом досягнення опору заземлення "не більше ніж". У формули підставляються усереднені значення питомого опоруґрунту, або їх максимальні величини. Це забезпечує “запас міцності” і практично виявляється у явно нижчих (нижче - отже краще) значеннях опору заземлення, ніж очікувалося під час проектування.
Будівництво заземлювачів
При будівництві заземлювачів найчастіше застосовуються вертикальні електроди, що заземлюють. Це пов'язано з тим, що горизонтальні електроди важко заглибити на велику глибину, а при малій глибині таких електродів - у них дуже збільшується опір заземлення (погіршення основної характеристики) зимовий періодчерез замерзання верхнього шару ґрунту, що призводить до великого збільшення його питомого електричного опору.)
Заземлювальні пристрої та системи зрівнювання електричних потенціалів в електроустановках, що містять устаткування обробки інформації (гуглити)
Теги: Додати теги
Переважна більшість домашніх електроприладів живиться від загальної будинкової мережі 220 Вольт, а значить потенційно небезпечна для здоров'я людини. Щоб унеможливити або максимально знизити ймовірність отримання електротравм, застосовується заземлення в приватному будинку – схема, що відводить в землю струм, який може виникнути на корпусах електроприладів через несправність електропроводки.
Серед різних можливостей зробити житло безпечним, особливе місце займає заземлення у приватному будинку: схема будь-якого електромережі. сучасного будинкуне буде затверджено, якщо в ній не буде передбачено підключення до заземлюючого контуру.
Схема влаштування заземлення приватного будинку
Існує кілька варіантів та схем заземлення приватного будинку, плюс чіткі вимогиПУЕ (правила пристрою електроустановок) – все це треба знати та розуміти, щоб електрика в будинку була безпечною.
Навіщо потрібне заземлення у приватному будинку: принцип дії
Заземлення у приватному будинку вважається важливою частиною системи електропостачання. Його монтують із такими цілями:
Захист мешканців будинку від ураження електрострумом (при торканні приладу з порушеною ізоляцією електропроводки);
Коректна робота сучасних електричних пристроїв;
Безпечна експлуатація газового обладнання;
Ефективна роботаблискавкозахисту.
Принцип дії системи заснований на елементарні законифізики, які кажуть, що електричний струм завжди рухається убік найменшого опору.
При пошкодженні ізоляції приладу струм виходить (замикається) на корпус. Така ситуація загрожує збоями у функціонуванні та поломкою, не кажучи про небезпеку для людини отримати чутливий розряд, випадково доторкнувшись рукою до поверхні.
Відео опис
Ємно та наочно схема заземлення приватного будинку, навіщо вона потрібна і якою має бути – показано в наступному відео:
За наявності заземлення струм розподіляється з урахуванням величини опору тіла та заземлювального контуру будинку (назад пропорційної залежності).
Ретельно продумане захисне заземлення утворює електричний ланцюг із опором, значно меншим, ніж опір людського тіла. Струм, що проходить через людину, не чинитиме небезпечного впливу, а основний заряд піде в ґрунт.
Проходження електричного струму через тіло людини в системі без заземлення та із заземленням
Головним елементом заземлення приватного будинку є контур заземлення – ПУЕ визначає його як металеві провідникита електроди-заземлювачі (стрижні або труби), заглиблені в ґрунт.
Внутрішня електропроводка за сучасними стандартами виконується трижильним проводом (фаза + нуль + заземлення). Проводи захисного заземлення з'єднують контур із електропристроями.
Щоб забезпечити безпеку при грозах, використовують призначені для цього пристрою розрядники, розраховані на великі величини струмів і напруг.
В даний час існують три системи заземлення електромережі, TN, TT та IT. Переважно в побуті використовується один із різновидів першого з них – TN-C, TN-S, TN-C-S.
Відео опис
Про різницю між системами TN та TT – на відео:
Розшифровка абревіатур
Перша буква говорить про спосіб заземлення джерела живлення, друга характеризує заземлення споживача.
T – джерело (споживач) заземлено;
I - струмопровідні частини джерела ізольовані від землі;
N – споживач приєднано до точки заземлення джерела (занулений).
С – провідники N (нульовий робітник) та РЕ (нульовий захисний) об'єднані в один загальний провідник PEN;
S – функції провідників N та РЕ розділені.
Підвиди системи TN (TN-C, TN-S, TN-C-S) різняться способом підключення провідників N і PE.
Системи заземлення в мережах змінного струму
Система TN-C
У цьому випадку один провідник (N і PE об'єднані протягом усього електромережі) виконує як робочі, так і захисні функції.
Такий спосіб організації системи повсюдно зустрічається у старому житловий фонд, Він простий у виконанні та економічний. Але відсутність окремого захисного заземлення часто призводить до короткому замиканнюпри аварійній ситуації (стрибках напруги). за сучасним нормам, відображеним у вимоги ПУЕ, система заземлення TN-Cзаборонено для нових споруд. При цьому ні обов'язкової вимогимодернізувати старі (якщо не робиться капітальний ремонт).
Система TN-S
Тут провідники N та PE розділені, напруги на корпусах електроприладів не з'являється. Система безпечна і добре захищає людину, домашнє електроустаткування та будівлю. Основний недолік - висока собівартість облаштування.
Система TN-C-S
Комбінована система. На виході від джерела живлення провідники N та PE об'єднані в одному провіднику. На вході до будівлі додається захисний провідник PE.
При вирішенні питання, яке заземлення краще для приватного будинку, слід звернутися до ПУЕ. Він рекомендує підсистему TN-C-S як основну більшість споживачів; вона проста в організації та надійніше за інших захищає від пожежі внаслідок короткого замикання.
На нашому сайті Ви можете знайти контакти будівельних компаній, які пропонують . Безпосередньо поспілкуватися з представниками можна, відвідавши виставку будинків «Малоповерхова Країна».
Відмінності системи TN-C-S
Елементи контуру, варіанти заземлення та необхідні матеріали
Системи захисного заземлення (заземлювальні пристрої) прийнято поділяти на такі елементи:
заземлювач (контур заземлення); зустрічається природний та штучний варіант;
заземлюючі провідники.
Відповідно до ПУЕ кращим буде використання природного заземлювача ( металевий парканабо трубопровід), якщо його опір відповідає встановленим нормам. Інакше можна використовувати штучний заземлювач. Для його спорудження потрібні:
Метал для заземлювача (труба, гладка арматура, сталевий куточок, прут, стрічка).
Провід із сталі, міді або алюмінію достатнього перерізу.
Кріпильний матеріал ( металеві куточки, хомути, муфти).
Кріплення та ізоляція із пластику.
З чого складається модульно-штире заземлення
Контур заземлення заміського будинкуможна організувати на основі модульно-штирьового способу. Система дуже стійка до корозії, при монтажі не використовується зварювання. Штирове заземлення збирається з сталевих стрижнівдовжиною до 1,5 м з різьбовим з'єднанням. Обіднені (або з верхнім шаромз нержавіючої сталі) штирі забиваються в ґрунт вібромолотом (перфоратором) зі спеціальною насадкою. Електроди (штирі) монтуються на більшу глибину, тому параметри контуру не залежать від сезонних змін. Комплект зазвичай купується в готовому виглядів організації, що займається установкою. Висока вартість такого контуру виправдана його довговічністю: термін експлуатації обіднених стрижнів досягає 30 років, з нержавіючої сталі – 50 років.
Комплект модульного заземлення
Контур із чорного металу
Така конструкція має обмежений термін служби (5-10 років, через корозію); з часом опір контуру значно погіршується. Допускається використання чорного металопрокату з антикорозійним покриттямАле треба звертати увагу, щоб таке покриття не було діелектриком.
Вимоги до опору заземлювального пристрою.
Заземлення для приватного будинку має сенс, якщо опір контуру мінімальний. У такому разі (коли опір людини набагато перевищує опір контуру) через тіло пройде невідчутний заряд, а потенціал, що залишився, піде в землю.
Опір визначається типом, кількістю та глибиною закладення заземлюючих елементів, а також властивостями ґрунту. Оптимальними вважається суглинні та глинисті ґрунтиіз вологістю 20-40%.
Щоб переконатися, що пристрій, що заземлює, виконує свої функції, проводиться вимірювання опору.
Відео опис
Як проводяться виміри – на відео:
Що робити при заміні старої проводки із заземленням TN-C
Більшість будинків старого житлового фонду встановлювалася двопровідна система електропостачання. Навіть якщо встановлювалося заземлення, воно виконувалося за схемою TN-C, яка використовує один-єдиний «нульовий» провідник для виконання двох завдань – робочої (для функціонування електроприладів і пристроїв) і захисної (для збереження обладнання електричних мереж).
По суті, така система надійно оберігає електричний ланцюг в цілому, але залишає практично без захисту побутові електроприлади, що запитуються, та їх власників. Крім того, у сиру погоду таке підключення може призводити до проскакування напруг навіть при захисному відключенні. подібних причинвідомі випадки летальних наслідків.
Схема поділу провідника PEN
Під час зведення нових будинків ця система не допускається; там, де вона збереглася, рекомендується по можливості переходити систему TN-C-S (на вході до будівлі провід PEN повторно заземляється з наступним поділом на PE та N). У разі аварійної ситуації провідник N від'єднується від мережі, уберігаючи побутові електроприлади та їх господарів від проблем.
Перехід на систему TN-C-S у будинках із зношеною електропроводкою виправданий міркуваннями безпеки.
Навіщо за наявності заземлення потрібно ПЗВ
ПЗВ (пристрій захисного відключення) є швидкодіючим вимикачем, що працює в парі з контуром заземлення і реагує на витік струму розривом ланцюга.
Схема без заземлення та ПЗВ
Коли ізоляція провідника порушується, фаза з'являється на металевому корпусі. електричного приладу. Якщо струму нема куди піти далі, то при контакті людини з корпусом електроприладу, розряд піде через тіло. Наслідки залежатимуть від багатьох факторів і результати можуть бути різні – від переляку до перебоїв у роботі серця.
Без наявності заземлення фаза на поверхні приладу з пошкодженою проводкою залишатиметься, доки не вимкнеться вступний автомат.
ПЗВ у схемі без захисного провідника (TN-C)
У такій системі при порушенні ізоляції провідника ПЗВ відразу не спрацює, тому що не виникне струм витоку. Але як тільки людина торкнеться пошкодженого приладу, частина струму піде в тіло і ПЗВ спрацює.
Навіть без наявності заземлення Струм тече через тіло людини тільки протягом часу, необхідного для спрацьовування ПЗВ– Зазвичай це десяті частки секунди. Як результат - можливі хворобливі відчуття, але фатального результату швидше за все вдасться уникнути.
Схема із захисним провідником (TN-S та TN-C-S) та ПЗВ
Якщо електроприлад контактує з контуром заземлення та підключений через ПЗВ, то у разі замикання фазного провідника на металевий корпуселектроприладу, відразу ж з'являється витікструму (що йде в землю). ПЗВ спрацьовує та розриває ланцюг.
Газовий котел та ПЗВ
Насамперед треба розуміти, що заземлення газового котлау приватному будинку має виконуватися в обов'язковому порядку – винятків не існує.
Заземлення газового котла та встановлення ПЗВ виконуються одночасно. Це необхідна умовапри підключенні газу до житловому будинку, тому що на корпусі газового котла під час роботи утворюється поверхнева напруга.
Заземлення газового котла в приватному будинку дозволить уникнути поломки дорогого електронного обладнанняі запобігти спалаху, заподіяному статичною електрикою. Цей захід, враховуючи високу вибухонебезпечність газу, є додатковим захистом від пожежі.
Усі деталі газового котла заземлені обов'язково.
Які проводяться роботи при монтажі заземлення
Весь процес створення заземлювального контуру поділяється на такі етапи:
Після визначення безпечної глибини конструкції (там, де ґрунт завжди вологий) викопується траншея.
Металеві стрижні (заземлювальні електроди) заглиблюються у ґрунт.
Збирається контур заземлення: стрижні, які у ряд чи формі фігури (зазвичай трикутник), з'єднують стрічкою чи трубами, зварюються послідовно.
Контур додатково приварюється до струмовідводу сталевою стрічкою.
Готовий заземлювач підключається до електрощита, траншея засипається.
При монтажі грамотні фахівці враховують деякі важливі нюанси:
Контур повинен розташовуватися нижче за лінію промерзання грунту. В іншому випадку, коли вода в землі перетвориться на лід, то ґрунт перестане проводити струм і заземлення не працюватиме.
Заземлюючі електроди не можна забарвлювати, оскільки шар фарби це діелектрик і контакту контуру із землею не буде.
Заземлення в приватному будинку, схема контуру
Висновок
Все, що стало звичним у повсякденному житті- холодильник, НВЧ-піч, гідромасажна кабіна - не повинно нести небезпеку. Грамотно спроектоване заземлення в заміському будинку, коли контур системи та корпуси приладів є одним цілим, має забезпечувати безпечне електропостачання, без ризику для людей та їх оточення.
Заземлення приватного будинкучи квартири. Багато хто ставить питання робити їм заземлення приватного будинку чи можна обійтися і без нього? Відповідь однозначна - заземлення приватного будинку необхідне, до того ж по ПУЕ при будівництві нових і капітальних ремонтівстарих будинків, заземлення приватного будинку є обов'язковим. Монтаж заземлення приватного будинку, є важливим етапомпри монтажі системи електропостачання вашого приватного будинку, котеджу чи квартири. Грамотно спроектоване заземлення приватного будинку електробезпека вашого будинку, електроприладів, а головне здоров'я і життя.
Для початку звернемося до електротехнічної літератури, зокрема до Правил Улаштування Електроустановок, згідно з п. 1.7.28 заземлення приватного будинку:
«Це навмисне електричне з'єднаннябудь-якої точки мережі, електроустановки або обладнання із заземлюючим пристроєм.»
Не вдаватимуся в хитромудрі формулювання підручників або спец. літератури, спробую пояснити навіщо необхідно заземлення приватного будинку простою доступною мовою.
Якщо простими словами, заземлення приватного будинку - це з'єднання проводом корпусу обладнання та контуру заземлення.Заземлення приватного будинку - це звичайна крейда, змонтована за заданими розмірами, з певних матеріалів і «захована» в землю.
Заземлення приватного будинку (металоконструкція) за допомогою мідногодроти, перетином не менше 10 кв.мм. або сталевої пластини,
з'єднується з , в якому заземлюючий провід через клемник, з'єднується із заземлюючими жилами кабелів, прокладених у будинку або квартирі до розеток, світильників та інших електроприймачів.
Розетки, які обов'язково повинні бути триконтактними (фаза-нуль-земля), через спеціальний третій контакт, що заземлює, з'єднуються вилкою з нашими побутовими електроприладами.
Тобто виходить наступний «маршрут» заземлювального провідника PE: електроприлад - вилка - розетка - клемник в електрощиті - заземлюючий дріт (шина) - контур заземлення - земля.
Заземлення приватного будинкуробиться, насамперед, для електробезпеки людей. Напевно, багатьом знайома така ситуація, коли торкнувшись старого холодильника чи пральної машинки, несильно, але часом дуже відчутно б'є струмом. Таке трапляється у старому житловому фонді, де заземлення приватного будинку немає, тобто. до розеток підходить тільки два дроти: фаза і нуль, без третього захисногодроти РЕ. Б'є струмом через погану ізоляцію холодильника або пральну машинку (пошкоджена ізоляція електричного дроту, двигуна, компресора і т.д.), і на їхньому корпусі з'являється напруга (потенціал). І коли ви торкаєтеся корпусу холодильника або пральної машинки, наприклад рукою, особливо, якщо вона волога, ви якраз і «заземляєте» холодильник або пральну машинкуі тоді невеликий струм «пробігає» через вас у «землю».
Якщо ж у вашій електромережі будинку, котеджу або квартири є третій захисний провід РЕ, то при порушенні ізоляції холодильника або машинки, струм «втікатиме» через нього до контуру заземлення. І коли ви доторкнетесь корпусу електрообладнання, яке заземлено, але з поганою ізоляцією, то ви нічого не відчуєте, тому що струм завжди «біжить» шляхом найменшого опору. У нашому випадку, опір людини ( приблизно 1000 Ом) буде набагато більше, ніж опір самого захисногодроти + опір контуру заземлення, який складатиме приблизно декілька десятківОм.
Заземлення приватного будинкунеобхідно і для захисту наших побутових електроприладів. Людина часто є «носієм» статичного заряду, який залежить від багатьох факторів, починаючи від одягу до рівня вологості приміщення, струм при цьому дуже маленький, але напруга досягає кількох тисяч вольт, здатних пошкодити ніжну електроніку в електроприладах.
Але заземлення приватного будинку не дозволить цьому статися і «відведе» статична електрикау землю. Також заземлення приватного будинку не дозволяє накопичуватись статичному заряду до значних величин вже на самих корпусах електроприладів, у цьому випадку заряд постійно «стікає» в землю.
Це просте і, сподіваюся, зрозуміле пояснення для чого необхідне заземлення приватного будинку, котеджу чи квартири. Електричний заряд, чи це пошкодження ізоляції електроприладу, чи накопичений статично, при заземленні постійно «іде» у землю, т.к. корпус електрообладнання та контур заземлення приватного будинку, образно кажучи, є одним цілим.
Як самому правильно змонтувати заземлення приватного будинку, можна прочитати в окремій статті.
Дякую за увагу.
