Что такое заземление, какие виды бывают и как его сделать дома
В городских квартирах заземление уже предусмотрено общедомовой электросетью, в загородном доме это обязанность владельцев. Вместе с экспертами разбираемся, что такое заземление, какие схемы применяют и как сделать его самому.
Эксперты в этом материале:
- Дмитрий Соловьев, директор по маркетингу TDM Electric;
- Тимерджан Сафин, генеральный директор ООО «Стандарт Энергетика».
Что такое заземление
Заземление — это защитная функция в энергосистемах, которая обеспечивает безопасный путь для рассеивания избыточного тока в землю, предотвращая возникновение опасных напряжений [1]. Для этого во всех кабелях, от бытовых приборов и розеток, идет специальная жила. Она проходит через щиток и подсоединяется уже за пределами дома к заземляющему контуру, вкопанному в грунт. Этот путь отводит электрический заряд, который может поразить человека, вывести из строя прибор или вызвать пожар.
Система заземления обязательна для всех типов построек и помещений: жилых, коммерческих, промышленных и общественных. Наличие контура заземления регламентируется законодательными актами и ПУЭ [2]. В многоквартирных домах заземляющий контур присутствует изначально, в частном доме его придется сделать самостоятельно.
Чтобы проверить наличие заземления электрической системы, осмотрите розетки в доме. Если в них есть две металлические скобы, то она с заземлением. Выглядит такая розетка вот так:
Аналогичным образом заземляющий контакт встраивают в вилку электроприборов (соответствующая жила уже есть в кабеле техники). Выглядит он как небольшая пластина стального или медного цвета, расположенная между или над штекерами. Вот так выглядит вилка электроприбора с заземлением:
Чтобы заземляющая система работала, все ее элементы последовательно соединяют от прибора, через розетку, в щиток и на контур. Для этого в распределительной коробке на дин-рейке устанавливают шину (пластина с гайками). К ней подходят провода заземления — желтого цвета с зелеными продольными полосами. Для удобства этот узел обозначают общепринятым символом заземления [3]. Выглядит он как несколько горизонтальных полос на желтом фоне, вот пример:
Для чего нужно заземление
Заземление нужно для безопасности. Оно обеспечивает альтернативный путь току, если что-то пойдет не так в проводке. Например, если соединение проводов ослабнет или они повредятся, то система заземления направит ток в землю, прежде чем он вызовет пожар или поразит человека.
Дмитрий Соловьев, директор по маркетингу TDM Electric:
— Основным требованием для жильцов многоквартирных домов будет наблюдение за состоянием заземляющих контактов (заржавевшие винты, отпавшие провода, ослабшая затяжка токоведущих контактов, пробитая изоляция и т. п.).
Для частных домов ситуация усложняется тем, что контур заземления хозяева должны делать самостоятельно. Принцип остается прежним, за исключением того, что между частным домом и подстанцией появляется промежуточное подключение — столб со счетчиком и вводным автоматом.
Первый контур заземления можно установить для вводного щитка (при обрыве проводов у соседей он примет лишний импульс на себя). Второй — подключен к распределительному шкафу в доме.
Теплые полы, газовый или электрический котел, плита — все это обладает своим потенциалом, который необходимо выводить на контур заземления. Он должен быть у каждого строения на участке при наличии электроприборов, для небольших подсобных помещений достаточно заглубленного штыря в грунт или металлической полосы.
Виды заземления
Заземление бывает рабочее и защитное [4]. Разница между ними в выполняемой роли:
- рабочее: заземление точек частей электроустановки для ее работы. Например, при передаче тока через землю в линиях электропередачи или рельсовом транспорте [5];
- защитное: повышает безопасность эксплуатации электросетей и конкретных приборов;
- заземление молниезащиты: перехватывает и отводит молнию, помогая предотвратить повреждения оборудования, пожары, травмы и смерти.
По расположению заземлителей относительно оборудования его делят на выносное и контурное. В первом случае оно располагается на некотором удалении. Контурное — по контуру вокруг заземляемого оборудования [5].
Также заземлители делятся на [6]:
- естественные: возникает при контакте токопроводящих элементов с конструкциями, соприкасающимися с землей. Это, например, железобетонные фундаменты, обсадные трубы скважин, проложенные в земле металлические трубы, рельсы кранового пути;
- искусственные: это отдельная конструкция в виде вертикальных или горизонтальных металлических элементов, погруженных в землю на 0,5–0,7 м. Ее можно сделать самому или приобрести готовый комплект для сборки.
Устройство заземления
Основные части в устройстве заземления [7]:
- заземляющий электрод — заглубленный в землю металлический контур вблизи дома;
- заземляющий проводник — провод, соединяющий электрическую систему с заземляющим электродом;
- заземляющая шина — металлическая шина внутри главного электрического щита, которая служит центральной точкой для заземляющих соединений;
- заземляющий вывод — розетка или точка устройства, к которой подключается заземляющий проводник.
Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле [8]
Системы заземления
Системы заземления — это схемы, по которым выполняют подключение основных элементов, отводящих ток. Для обозначения приняты буквы Т, N, I, C и S (от слов terre, neutre, isole, combined и separated). Название каждой системы складывается из комбинации двух или трех букв. По первой судят о способе заземления источника электроэнергии, по второй — о потребителе, объясняет Дмитрий Соловьев. По его словам, различают системы заземления TN, TT и IT. TN рационально использовать в гражданском домостроении, а остальные две — в промышленности, добавляет эксперт.
Система заземления TN
Представляет собой систему защиты, которая соединяет металлический корпус электрооборудования с рабочим нулевым проводом. Она делится на TN-C, TN-S и TN-C-S. Буквы S и C отражают устройство нулевого проводника, который бывает трех типов [9]:
- TN-C: ноль и земля объединены на всей линии;
- TN-S: нейтраль (N) и защитный (PE) раздельные;
- TN-C-S: от источника питания ноль и земля объединены в один проводник, но во вводном щитке дома они разделяются на проводники N и PE [10].
Выбор системы заземления зависит от условий эксплуатации.
Тимерджан Сафин, генеральный директор ООО «Стандарт Энергетика»:
— Наиболее безопасной и рекомендованной системой заземления будет TN-S. Она обеспечивает наилучшую защиту, так как нулевую и защитную линии проводят раздельно от трансформатора до конечного потребителя. TN-C-S тоже используют, и она может быть безопасной при правильной установке, особенно в домах с существующей системой TN-C.
TN-C считается устаревшей и менее безопасной, поскольку в ней комбинированная нейтраль и защитный провод увеличивают риск утечки токов и поражения электрическим током.
Система заземления TT
Питающая сеть системы ТТ имеет точку, непосредственно связанную с землей, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к заземлителю, электрически независимому от заземлителя нейтрали источника питания [11].
Система заземления IT
Питающая сеть системы IT не имеет непосредственной связи токоведущих частей с землей, а открытые проводящие части электроустановки заземлены [11].
Сетевое (рабочее) и защитное заземление [11]
Как сделать заземление
Принцип устройства заземления в многоквартирном доме и частном отличается. В первом случае самим владельцам, например новостройки, не нужно ничего делать. Как правило, электрику разводят квалифицированные подрядчики на этапе ремонта квартиры. В частном доме нередко эту работу берет на себя владелец. Хотя во всех случаях работы по монтажу электросетей лучше всего доверять профессионалам.
Как сделать заземление в частном доме
Для участка с двумя домами следует создать общий заземляющий контур, говорит Тимерджан Сафин. Первое, с чего нужно начать, по словам эксперта, выбор места под контур. Наиболее оптимально, если это будет центральное расположение между двумя постройками. Далее необходимо определиться с его формой. Это может быть треугольник или модульно-штыревое заземление (длина вертикальных электродов — не менее 1,5 м).
Последовательность работ при обустройстве заземления [5]:
- Копка траншеи. Яму роют по форме контура заземления, например треугольник. По глубине она должна быть ниже уровня промерзания, лучше с северной стороны;
- Заглубление контура. Стержни забивают кувалдой либо используют специальное пневмоударное оборудование. Чтобы металл лучше входил в грунт, нижний край спиливают под углом и заостряют. Важно: делать отверстия под штыри, например с помощью ямобура, не рекомендуется. Стержень должен максимально плотно соприкасаться с грунтом. Вбитая конструкция должна выступать над поверхностью земли примерно на 20 см;
- Монтаж пластин. Выступающие над землей части контура обваривают металлической полосой, отдельные элементы выводят к дому. Все сварные швы зачищают и обрабатывают антикоррозийной защитой;
- Прокладка проводов. Проложите заземляющие провода от контура к каждому дому, подключите к распределительным щитам. Также можно вывести еще одну пластину от контура, которую крепят к цоколю дома, соединяя затем ее с проводом от внутридомового щитка;
- Засыпка грунтом и уплотнение. Яму засыпают чистым грунтом, трамбуют и уплотняют.
Как сделать заземление в квартире
Заземление в квартире напрямую зависит от схемы и типа электросистемы всего дома. Например, в домах старых