Заземляющие устройства. Для чего нужно и как смонтировать правильно.

Мы уже писали о назначении заземляющего устройства и его параметрах (сопротивлении растеканию тока). Пора уже подробнее остановиться на этом важном электротехническом сооружении.

Начнём с теории. Итак, что такое заземление и для чего оно нужно? Заземление - преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей оборудования, прочих частей оборудования, средних (нулевых) выводов оборудования с заземляющим устройством. Заземляющее устройство - искусственное сооружение, состоящее из проводников электрического тока, расположенных в земле и обеспечивающих выравнивание опасного потенциала, возникающего на открытых проводящих частях электрооборудования (металлических частях конструкций и сооружений), а также "сток" токов утечки в землю при повреждении изоляции электрооборудования.

Теория - теорией, но для чего же нужно заземление в жилом доме и как его правильно смонтировать, чтобы оно обеспечивало безопасность? В первую очередь, заземляющее устройство должно обеспечивать условия для стекания токов утечки при повреждениях изоляции, т.е. иметь необходимую величину сопротивления растеканию тока. Это самый важный параметр заземляющего устройства, добиться которого в наших условиях весьма проблематично. Ниже я объясню почему, а для начала перечислю основные требования к сооружению заземляющего устройства. Итак, требования к заземляющим устройствам. По конструкции ЗУ (так будем называть заземляющее устройство для краткости) - это совокупность вертикальных и горизонтальных проводников, электрически связанных между собой. Вертикальный проводник (электрод) - как правило, это стальной круг, стальная труба или же стальной уголок, забитый в грунт. По правилам (ПУЭ, табл. 1.7.4) диаметр круглой стали без покрытий (чёрной стали) для вертикальных заземлителей не должен быть менее 16 мм, диаметр чёрной стальной трубы не менее 32 мм со стенкой 3,5 мм, уголок - сечением не менее 100 мм². Для стали с покрытием (медь, цинк): круг - 12 мм, труба 20×2 мм, уголок - 75 мм². Горизонтальный заземлитель - стальная полоса или же стальной круг, связывающий вертикальные заземлители и заглублённый в грунт на глубину от 0,7 м. Сечение по вышеуказанным правилам: чёрная сталь - полоса, сечением не менее 100 мм², толщиной 4 мм (25×4 мм), круг - диаметр не менее 10 мм. С покрытием - полоса не менее 25×3 мм (75 мм²), круг - диаметр не менее 10 мм.

Ну а теперь о трудностях, возникающих при монтаже ЗУ. Требования предписывают, что ЗУ должно обеспечивать необходимое сопротивление растеканию тока в любое время года, в том числе в зимний период. Для этого глубина залегания нижней точки вертикального электрода должна находиться ниже точки промерзания грунта. Для наших условий с глубиной промерзания примерно в 3,6 м, длина электрода должна быть ~4 м, что создаёт определённые трудности для его монтажа (забивания) в грунт. Но и это ещё не всё. Преобладающим компонентом грунта на большей части территории республики является песок, как правило, сухой, являющийся весьма плохим проводником электрического тока и обладающий очень высоким удельным сопротивлением. Добиться необходимого сопротивления ЗУ в таких условиях очень трудно, т.к. приходится занимать очень большую площадь для размещения заземлителей. К примеру, для обеспечения нормы ЗУ в 30 Ом в песке с удельным сопротивлением 500 Ом∙м (бывает и больше), необходимое расчётное количество вертикальных электродов диаметром 16 мм - 14 шт., длина горизонтального заземлителя из стальной полосы размерами 40×4 мм - 60 м. Единственный способ уменьшить количество заземлителей - увеличить их длину. В настоящее время на рынке предлагаются так называемые модульные заземлители, представляющие из себя комплект стальных электродов с гальваническим покрытием цинком, медью или же из нержавеющей стали, длиной 1,5 м (комплекты бывают длиной от 6 до 15 м и более), соединяемые между собой резьбовыми муфтами. Забиваются такие электроды с помощью перфоратора и имеют в своём комплекте адаптер SDS-max.

Ну что ж, с грехом пополам заземляющее устройство соорудили, что же далее? К заземляющему устройству осуществляется электрическое присоединения системы уравнивания потенциалов, системы защитного заземления, молниезащиты. Теперь по порядку.

1. Система уравнивания потенциалов (СУП) - электрическое соединение всех металлических частей конструкций здания, коммуникаций и оборудования к главной заземляющей шине и через неё к заземляющему устройству. Позволяет выравнять потенциалы на металлических частях зданий и сооружений и предотвратить образование опасных потенциалов.
2. Защитное заземление - преднамеренное соединение открытых проводящих частей электрооборудования (части оборудования, находящиеся под напряжением при повреждении рабочей изоляции). Металлические "усики" в современных розетках - именно защитное заземление. При повреждении изоляции оборудования, происходит короткое замыкание на "землю", что приводит к срабатыванию защитных аппаратов. Для того, чтобы защитный аппарат гарантированно отключил повреждённый участок сети или прибор и установлены нормы сопротивлений растеканию тока заземляющих устройств.
3. Молниезащита - защитное сооружение, позволяющее снизить грозовой потенциал над защищаемым объектом, в следствие чего снизить угрозу повреждений оборудования грозовыми перенапряжениями. Существуют методики расчёта зон молниезащиты (РД 34.21.122-87, СО 153-34.21.122-2003).

Ну и напоследок добавлю: заземление - наверное, самая важная часть электроустановок жилых, общественных и промышленных зданий, обеспечивающая, в первую очередь, безопасность людей. И пренебрегать заземлением ни в коем случае нельзя, что, к сожалению, очень часто происходит у нас, большей частью именно из-за сложностей сооружения заземляющих устройств. Поэтому, все возникающие вопросы по сооружению заземляющих устройств решат специалисты нашей организации, а также проведут все необходимые измерения, в том числе и измерение удельного сопротивления грунта и расчёт требуемого заземляющего устройства.