Требования к заземляющим проводникам
Заземляющие проводники представляют собой обязательную часть электроустановок любого типа, от небольших бытовых приборов до трансформаторов. Необходимы как защитные элементы от случайного соприкосновения с деталями, находящимися под высоким напряжением.
Их правильный выбор и установка очень важны не только для обеспечения бесперебойной работы, но и для улучшения качества ее безопасности во время эксплуатации.
Немного теории
Чтобы действовать максимально эффективно, необходимо знать некоторую терминологию. Так, глухозаземленная нейтраль — общая точка обмоток для электрического оборудования, которая присоединяется к заземлителю напрямую или с использованием малого сопротивления.
Важно знать следующую информацию:
- Основных схем для подключения нейтрали оборудования насчитывается пять. Здесь электрические приборы подключают в звезду (начала обмотки присоединяют к фазным проводам).
- В областях соединения обмоток потенциал будет равен нулю при идеальных условиях, как и у почвы. Из-за этого заземление нейтрального кабеля необходимо производить с использованием шины.
- Нулевой провод — тот, что подключен к нейтрали. Как правило, его принято обозначать буквой N.
- Нулевой защитный проводник заземления обозначается символом РЕ. Его подсоединяют к земле и непосредственно к оборудованию, благодаря чему оказывается возможным получение нулевого потенциала.
Существует три основных типа подключения:
- TN-S. К нейтрали соединяют нулевой рабочий проводник и кабель защитного заземления, которые не соединяются до конечного потребителя.
- TN-C. Заземляющий проводник и нейтраль соединяются в одной области, образовав сплошной проводник. Такой тип обозначают символом REN.
- TN-C-S. Совмещает в себе два предыдущих. Для подключения к нейтрали используется один проводник, который впоследствии разделяется на два — зануления и заземления.
В сетях выше тысячи, требующих специальных знаний, применяется тип IT с применением изолированной нейтрали.
Требования к заземлителям
Главные требования к проводам-заземлителям зависят от места для их подключения. Так, проводы могут быть использованы как для непередвижных, так и передвижных электрических конструкций и приборов.
Следует обратить внимание, что основные требования к продукции, предназначенной для подключения этих типов установок, серьезно различаются. Перед непосредственным проведением работ их необходимо тщательно изучить и произвести все требуемые измерения.
В противном случае техника может выйти из строя, а сами механизмы будут представлять потенциальную опасность для жизни человека.
Общие требования к проводам заземления
Любой провод заземления должен снижать потенциал на электрооборудовании до близкого к нулю показателя. У него должна быть возможность пропускать такой же ток, значение которого в установке равно значению тока в коротком замыкании.
В связи с этим необходимо обратить внимание на следующие требования:
- Сечение проводников заземления не должно быть больше, чем у фазных проводников. Последние должны обеспечивать постоянное протекание тока, защита находится в работе не более двух-трех секунд.
- Все кабели должны иметь сечение и маркировки по ГОСТу.
- Отдельный расчет показателя проводника заземления возможен. Следует применить формулу, содержащую ток короткого замыкания, способ укладки кабеля, тип проводника.
- Нулевой провод, как правило, обозначают голубым цветом, заземление — желтым.
- Качество заземления рассчитывают по измерению сопротивления. Как правило, параметр должен составить не больше 4 Ом. Число зависит от сопротивления только внутри проводника.
- Наиболее качественного заземления можно добиться при использовании винтовых зажимов. Не рекомендуется делать нулевые проводники и заземление длиннее стандарта длины.
- У медного провода для заземления минимальное сечение составит 4 квадратных миллиметров без защиты от повреждений и не менее 2,5 — при ее наличии.
Требования к переносным заземлениям
Переносные заземления должны соответствовать совсем другим требованиям, поскольку применяются к передвижным механизмам для обеспечения безопасных условий эксплуатации и работы.
Основные правила их использования выглядят следующим образом:
- Данный тип проводников не оснащается изоляцией. Это необходимо, чтобы можно было легко обнаружить возможные механические повреждения или убедиться в их полной целостности. К устройствам контур заземления прикрепляется при помощи струбцины. Ее присоединение к заземлителю производится с использованием сварки.
- Материал для проводника — медь. Такая продукция должна быть многожильной, а ее отдельные проводки — содержать не более пяти процентов брака.
- Сечение данных заземлений должно быть не менее 16 квадратных мм, если применяется для механизмов с напряжением меньше 1000 В, и не менее 25 квадратных миллиметров, если больше.
Перед наложением заземления необходимо провести зачистку металлической поверхности. Можно достигнуть максимально доступного качества. Проверить его обычными способами достаточно сложно, поэтому чаще всего выполняют только экспериментальным путем.
Выводы
Соблюдение всех правил выбора и установки нейтральных проводов и кабелей заземления чрезвычайно важно для обеспечения качественной и бесперебойной работы электросистем стационарных и передвижных. Без этого нельзя создать безопасные условия эксплуатации техники и предупредить ее поломки.
Разобраться в основных требованиях к кабельной продукции не так сложно. В большинстве случаев произвести установку всех систем оказывается под силу даже простым обывателям.
Заземление. Что это такое и как его сделать (часть 1)
В первой части (теория) я опишу терминологию, основные виды заземления (назначение) и предъявляемые к заземлению требования.
Во второй части (практика) будет рассказ про традиционные решения, применяемые при строительстве заземляющих устройств, с перечислением достоинств и недостатков этих решений.
Третья часть (практика) в некотором смысле продолжит вторую. В ней будет содержаться описание новых технологий, используемых при строительстве заземляющих устройств. Как и во второй части, с перечислением достоинств и недостатков этих технологий.
Если читатель обладает теоретическими знаниями и интересуется только практической реализацией — ему лучше пропустить первую часть и начать чтение со второй части.
Если читатель обладает необходимыми знаниями и хочет познакомиться только с новинками — лучше пропустить первые две части и сразу перейти к чтению третьей.
Мой взгляд на описанные методы и решения в какой-то степени однобокий. Прошу читателя понимать, что я не выдвигаю свой материал за всеобъемлющий объективный труд и выражаю в нём свою точку зрения, свой опыт.
Некоторая часть текста является компромиссом между точностью и желанием объяснить “человеческим языком”, поэтому допущены упрощения, могущие “резать слух” технически подкованного читателя.
1 часть. Заземление
В этой части я расскажу о терминологии, об основных видах заземления и о качественных характеристиках заземляющих устройств.
А. Термины и определения
Б. Назначение (виды) заземления
Б1. Рабочее (функциональное) заземление
Б2. Защитное заземление
Б2.1. Заземление в составе внешней молниезащиты
Б2.2. Заземление в составе системы защиты от перенапряжения (УЗИП)
Б2.3. Заземление в составе электросети
В. Качество заземления. Сопротивление заземления.
В1. Факторы, влияющие на качество заземления
В1.1. Площадь контакта заземлителя с грунтом
В1.2. Электрическое сопротивление грунта (удельное)
В2. Существующие нормы сопротивления заземления
В3. Расчёт сопротивления заземления
А. Термины и определения
Чтобы избежать путаницы и непонимания в дальнейшем рассказе — начну с этого пункта.
Я приведу установленные определения из действующего документа “Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ)” в последней редакции (глава 1.7 в редакции седьмого издания).
Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством (ПУЭ 1.7.28).
Грунт является средой, имеющей свойство “впитывать” в себя электрический ток. Также он являться некоторой “общей” точкой в электросхеме, относительно которой воспринимается сигнал.
Заземляющее устройство — совокупность заземлителя/ заземлителей и заземляющих проводников (ПУЭ 1.7.19).
Это устройство/ схема, состоящее из заземлителя и заземляющего проводника, соединяющего этот заземлитель с заземляемой частью сети, электроустановки или оборудования. Может быть распределенным, т.е. состоять из нескольких взаимно удаленных заземлителей.
На рисунке оно показано толстыми красными линиями:
Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с грунтом (ПУЭ 1.7.15).
Проводящая часть — это металлический (токопроводящий) элемент/ электрод любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро
и т.п.), находящийся в грунте и через который в него “стекает” электрический ток от электроустановки.
Конфигурация заземлителя (количество, длина, расположение электродов) зависит от требований, предъявляемых к нему, и способности грунта “впитывать” в себя электрический ток идущий/ “стекающий” от электроустановки через эти электроды.
На рисунке он показан толстыми красными линиями:
Сопротивление заземления — отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю (ПУЭ 1.7.26).
Сопротивление заземления — основной показатель заземляющего устройства, определяющий его способность выполнять свои функции и определяющий его качество в целом.
Сопротивление заземления зависит от площади электрического контакта заземлителя (заземляющих электродов) с грунтом (“стекание” тока) и удельного электрического сопротивления грунта, в котором смонтирован этот заземлитель (“впитывание” тока).
Заземляющий электрод (электрод заземлителя) — проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с локальной землей (ГОСТ Р 50571.21-2000 п. 3.21)
Повторюсь: в качестве проводящей части может выступать металлический (токопроводящий) элемент любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро
На рисунке они показаны толстыми красными линиями:
Далее определения, не встречающиеся или не описанные достаточно точно в стандартах и нормах, поэтому имеющие только мое описание.
Контур заземления — “народное” название заземлителя или заземляющего устройства, состоящего из нескольких заземляющих электродов (группы электродов), соединенных друг с другом и смонтированных вокруг объекта по его периметру/ контуру.
На рисунке объект обозначен серым квадратом в центре,
а контур заземления — толстыми красными линиями:
Удельное электрическое сопротивление грунта — параметр, определяющий собой уровень «электропроводности» грунта как проводника, то есть как хорошо будет растекаться в такой среде электрический ток от заземляющего электрода.
Это измеряемая величина, зависящая от состава грунта, размеров и плотности
прилегания друг к другу его частиц, влажности и температуры, концентрации в нем растворимых химических веществ (солей, кислотных и щелочных остатков).
Б. Назначение (виды) заземления
Заземление делится на два основных вида по выполняемой роли — на рабочее (функциональное) и защитное. Также в различных источниках приводятся дополнительные виды, такие как: “инструментальное”, “измерительное”, “контрольное”, “радио”.
Б1. Рабочее (функциональное) заземление
Это заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности) (ПУЭ 1.7.30).
Рабочее заземление (электрический контакт с грунтом) используется для нормального функционирования электроустановки или оборудования, т.е. для их работы в ОБЫЧНОМ режиме.
Б2. Защитное заземление
Это заземление, выполняемое в целях электробезопасности (ПУЭ 1.7.29).
Защитное заземление обеспечивает защиту электроустановки и оборудования, а также защиту людей от воздействия опасных напряжений и токов, могущих возникнуть при поломках, неправильной эксплуатации техники (т.е. в АВАРИЙНОМ режиме) и при разрядах молний.
Также защитное заземление используется для защиты аппаратуры от помех при коммутациях в питающей сети и интерфейсных цепях, а также от электромагнитных помех, наведенных от работающего рядом оборудования.
- в составе внешней молниезащитной системы в виде заземленного молниеприёмника
- в составе системы защиты от импульсного перенапряжения
- в составе электросети объекта
Б2.1. Заземление в составе молниезащиты
Молния — это разряд или другими словами «пробой», возникающий ОТ облака К земле, при накоплении в облаке заряда критической величины (относительно земли). Примерами этого явления в меньших масштабах является “пробой” (wiki) в конденсаторе и газовый разряд (wiki) в лампе.
Воздух — это среда с очень большим сопротивлением (диэлектрик), но разряд преодолевает его, т.к. обладает большой мощностью. Путь разряда проходит по участкам наименьшего сопротивления, таким как капли воды в воздухе и деревья. Этим объясняется корнеобразная структура молнии в воздухе и частое попадание молнии в деревья и здания (они имеют меньшее сопротивление, чем воздух в этом промежутке).
При попадании в крышу здания, молния продолжает свой путь к земле, также выбирая участки с наименьшим сопротивлением: мокрые стены, провода, трубы, электроприборы — таким образом представляя опасность для человека и оборудования, находящихся в этом здании.
Молниезащита предназначена для отвода разряда молнии от защищаемого здания/ объекта. Разряд молнии, идущий по пути наименьшего сопротивления попадает в металлический молниеприёмник над объектом, затем по металлическим молниеотводам, расположенным снаружи объекта (например, на стенах), спускается до грунта, где и расходится в нём (напоминаю: грунт является средой, имеющей свойство “впитывать” в себя электрический ток).
Для того, чтобы сделать молниезащиту «привлекательной» для молнии, а также для исключения распространения молниевых токов от деталей молниезащиты (приёмник и отводы) внутрь объекта, её соединение с грунтом производится через заземлитель, имеющий низкое сопротивление заземления.
Заземление в такой системе является обязательным элементом, т.к. именно оно обеспечивает полный и быстрый переход молниевых токов в грунт, не допуская их распространение по объекту.
Б2.2. Заземление в составе системы защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП)
УЗИП предназначено для защиты электронного оборудования от заряда, накопленного на каком-либо участке линии/сети в результате воздействия электромагнитного поля (ЭМП), наведенного от рядом стоящей мощной электроустановки (или высоковольтной линии) или ЭМП, возникшего при близком (до сотен метров) разряде молнии.
Ярким примером этого явления является накопление заряда на медном кабеле домовой сети или на “пробросе” между зданиями во время грозы. В какой-то момент приборы, подключенные к этому кабелю (сетевая карта компьютера или порт коммутатора), не выдерживают «размера» накопившегося заряда и происходит электрический пробой внутри этого прибора, разрушающий его (упрощенно).
Для “стравливания” накопившегося заряда параллельно “нагрузке” на линию перед оборудованием ставит УЗИП.
Классический УЗИП представляет собой газовый разрядник (wiki), рассчитанный на определенный «порог» заряда, который меньше “запаса прочности” защищаемого оборудования. Один из электродов этого разрядника заземляется, а другой — подключается к одному из проводов линии/ кабеля.
При достижении этого порога внутри разрядника возникает разряд между электродами. В результате чего накопленный заряд сбрасывается в грунт (через заземление).
Как и в молниезащите — заземление в такой системе является обязательным элементом, т.к. именно оно обеспечивает своевременное и гарантированное возникновение разряда в УЗИПе, не допуская превышение заряда на линии выше безопасного для защищаемого оборудования уровня.
Б2.3. Заземление в составе электросети
Третий пример защитной роли заземления — это обеспечение безопасности человека и электрооборудования при поломках/ авариях.
Проще всего такая поломка описывается замыканием фазного провода электросети на корпус прибора (замыкание в блоке питания или замыкание в водонагревателе через водную среду). Человек, коснувшийся такого прибора, создаст дополнительную электрическую цепь, через которую побежит ток, вызывающий в теле повреждения внутренних органов — прежде всего нервной системы и сердца.
Для устранения таких последствий используется соединение корпусов с заземлителем (для отвода аварийных токов в грунт) и защитные автоматические устройства, за доли секунды отключающие ток при аварийной ситуации.
Например, заземление всех корпусов, шкафов и стоек телекоммуникационного оборудования.
В. Качество заземления. Сопротивление заземления.
Для корректного выполнения заземлением своих функций оно должно иметь определенные параметры/ характеристики. Одним из главных свойств, определяющих качество заземления, является сопротивление растеканию тока (сопротивление заземления), определяющее способность заземлителя (заземляющих электродов) передавать токи, поступающие на него от оборудования в грунт.
Это сопротивление имеет конечные значения и в идеальном случае представляет собой нулевую величину, что означает отсутствие какого-либо сопротивления при пропускании «вредных» токов (это гарантирует их ПОЛНОЕ поглощение грунтом).
В1. Факторы, влияющие на качество заземления
- площадь ( S ) электрического контакта заземлителя с грунтом
- электрическое сопротивление ( R ) самого грунта, в котором находятся электроды
В1.1. Площадь контакта заземлителя с грунтом.
Чем больше будет площадь соприкосновения заземлителя с грунтом, тем больше площадь для перехода тока от этого заземлителя в грунт (тем более благоприятные условия создаются для перехода тока в грунт). Это можно сравнить с поведением автомобильного колеса на повороте. Узкая покрышка имеет небольшую площадь контакта с асфальтом и легко может начать скользить по нему, “отправив” автомобиль в занос. Широкая покрышка, да еще и немного спущенная, имеет много бОльшую площадь контакта с асфальтом, обеспечивая надежное сцепление с ним и, следовательно, надежный контроль за движением.(Пример оказался неграмотным. Спасибо SVlad — комментарий: habrahabr.ru/post/144464/#comment_4854521)
Увеличить площадь контакта заземлителя с грунтом можно либо увеличив количество электродов, соединив их вместе (сложив площади нескольких электродов), либо увеличив размер электродов. При применении вертикальных заземляющих электродов последний способ очень эффективен, если глубинные слои грунта имеют более низкое электрическое сопротивление, чем верхние.
В1.2. Электрическое сопротивление грунта (удельное)
Напомню: это величина, определяющая — как хорошо грунт проводит ток через себя. Чем меньшее сопротивление будет иметь грунт, тем эффективнее/ легче он будет “впитывать” в себя ток от заземлителя.
Примерами грунтов, хорошо проводящих ток, является солончаки или сильно увлажненная глина. Идеальная природная среда для пропускания тока — морская вода.
Примером “плохого” для заземления грунта является сухой песок.
(Если интересно, можно посмотреть таблицу величин удельного сопротивления грунтов, используемых в расчётах заземляющих устройств).
Возвращаясь к первому фактору и способу уменьшения сопротивления заземления в виде увеличения глубины электрода можно сказать, что на практике более чем в 70% случаев грунт на глубине более 5 метров имеет в разы меньшее удельное электрическое сопротивление, чем у поверхности, за счет большей влажности и плотности. Часто встречаются грунтовые воды, которые обеспечивают грунту очень низкое сопротивление. Заземление в таких случаях получается очень качественным и надежным.
В2. Существующие нормы сопротивления заземления
Так как идеала (нулевого сопротивления растеканию) достигнуть невозможно, все электрооборудование и электронные устройства создаются исходя из некоторых нормированных величин сопротивления заземления, например 0.5, 2, 4, 8, 10, 30 и более Ом.
- для подстанции с напряжением 110 кВ сопротивление растеканию токов должно быть не более 0,5 Ом (ПУЭ 1.7.90)
- при подключении телекоммуникационного оборудования, заземление обычно должно иметь сопротивление не более 2 или 4 Ом
- для уверенного срабатывания газовых разрядников в устройствах защиты воздушных линий связи (например, локальная сеть на основе медного кабеля или радиочастотный кабель) сопротивление заземления, к которому они (разрядники) подключаются должно быть не более 2 Ом. Встречаются экземпляры с требованием в 4 Ом.
- у источника тока (например, трансформаторной подстанции) сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении 380 В источника трехфазного тока или 220 В источника однофазного тока (ПУЭ 1.7.101)
- у заземления, использующегося для подключения молниеприёмников, сопротивление должно быть не более 10 Ом (РД 34.21.122-87, п.
- для частных домов, с подключением к электросети 220 Вольт / 380 Вольт:
- при использовании системы TN-C-S необходимо иметь локальное заземление с рекомендованным сопротивлением не более 30 Ом (ориентируюсь на ПУЭ 1.7.103)
- при использовании системы TT (изолирование заземления от нейтрали источника тока) и применении устройства защитного отключения (УЗО) с током срабатывания 100 мА необходимо иметь локальное заземление с сопротивлением не более 500 Ом (ПУЭ 1.7.59)
В3. Расчёт сопротивления заземления
Для успешного проектирования заземляющего устройства, имеющего необходимое сопротивление заземления, применяются, как правило, типовые конфигурации заземлителя и базовые формулы для расчётов.
Конфигурация заземлителя обычно выбирается инженером на основании его опыта и возможности её (конфигурации) применения на конкретном объекте.
Выбор формул расчёта зависит от выбранной конфигурации заземлителя.
Сами формулы содержат в себе параметры этой конфигурации (например, количество заземляющих электродов, их длину, толщину) и параметры грунта конкретного объекта, где будет размещаться заземлитель. Например, для одиночного вертикального электрода эта формула будет такой:Точность расчёта обычно невысока и зависит опять же от грунта — на практике расхождения практических результатов встречается в почти 100% случаев. Это происходит из-за его (грунта) большой неоднородности: он изменяется не только по глубине, но и по площади — образуя трёхмерную структуру. Имеющиеся формулы расчёта параметров заземления с трудом справляются с одномерной неоднородностью грунта, а расчёт в трёхмерной структуре сопряжен с огромными вычислительными мощностями и требует крайне высокую подготовку оператора.
Кроме того, для создания точной карты грунта необходимо произвести большой объем геологических работ (например, для площади 10*10 метров необходимо сделать и проанализировать около 100 шурфов длиной до 10 метров), что вызывает значительное увеличение стоимости проекта и чаще всего не возможно.В свете вышесказанного почти всегда расчёт является обязательной, но ориентировочной мерой и обычно ведётся по принципу достижения сопротивления заземления “не более, чем”. В формулы подставляются усредненные значения удельного сопротивления грунта, либо их наибольшие величины. Это обеспечивает “запас прочности” и на практике выражается в заведомо более низких (ниже — значит лучше) значениях сопротивления заземления, чем ожидалось при проектировании.
Строительство заземлителей
При строительстве заземлителей чаще всего применяются вертикальные заземляющие электроды. Это связано с тем, что горизонтальные электроды трудно заглубить на большую глубину, а при малой глубине таких электродов — у них очень сильно увеличивается сопротивление заземления (ухудшение основной характеристики) в зимний период из-за замерзания верхнего слоя грунта, приводящее к большому увеличению его удельного электрического сопротивления.
В качества вертикальных электродов почти всегда выбирают стальные трубы, штыри/ стержни, уголки и т.п. стандартную прокатную продукцию, имеющую большую длину (более 1 метра) при сравнительно малых поперечных размерах. Этот выбор связан с возможностью легкого заглубления таких элементов в грунт в отличии, например, от плоского листа.
Все про провод для заземления: цвет, марки, сечение, как подключить и где лучше использовать
Провод для заземления — неизменный атрибут проводки в домах и квартирах, предназначенный для защиты человека от попадания под действие электрического тока.
Отказ применения заземлителей несет серьезные риски. В случае пробоя изоляции и попадания фазы на металлические элементы человек может оказаться под напряжением. Результатом может стать серьезная травма или даже смерть.
Ниже рассмотрим, как с умом выбрать цвет, тип и сечение провода заземления. Поговорим о принципах подбора изделия для монтажа в частном доме, ванной или квартире.
Основные термины
Для лучшего понимания разберемся с основными терминами, ведь это важно для правильного выбора и монтажа заземляющего проводника.
Рассмотрим базовые определения:
- Заземление — соединение металлических деталей электрической установки или оборудования с заземляющим устройством. Иными словами, это комплекс мероприятий, направленных на повышение безопасности человека при пользовании электрическими приборами.
- Заземляющее устройство представляет собой группу элементов, обеспечивающих отвод напряжения (потенциала) в землю для защиты человека от негативного действия электрического тока. В его состав входит заземлитель и провод или шинка, соединяющая с нетоковедущей частью.
- Заземлитель — конструкция, представляющая собой несколько сваренных металлических шинок, погруженных в землю на определенную глубину для обеспечения быстрого отвода потенциала. Главной характеристикой заземлителя является сопротивление, которое не должно превышать 4 Ом.
- Заземляющий провод — изделие, соединяющее металлическую нетоковедущую часть оборудования с заземлителем. Фиксируется с помощью сварки или болтового соединения. От правильности выбора этой части конструкции напрямую зависит степень безопасности.
- Заземляющая шина — элемент распределительных щитов, предназначенный для подключения PE-проводников, нулевого рабочего провода и заземлителя. Главным отличием от провода являются конструктивные особенности, позволяющие крепить к шине другие заземляющие провода.
Сегодня часто встречается такой термин, как контур заземления. Это название заземлителя, используемое в обиходе. Здесь также подразумевается конструкция, состояния из нескольких электродов или металлических уголков, находящихся в земле и смонтированных в форме треугольника. Именно к этой конструкции подключается заземляющая шинка.
Типы и особенности заземления
При покупке провода для соединения с заземляющим устройством важно знать виды заземления и его назначение.
Всего выделяется два вида:
- Рабочее. Назначение — обеспечить нормальную работу электроустановки. Без выполнения этого условия функционирование сети было бы невозможным по различным причинам. Иными словами, это нормальный режим функционирования оборудования. Пример — заземление нейтрали силовых трансформаторов, чтобы увеличить ток короткого замыкания и повысить чувствительность релейной защиты.
- Защитное. Задача — гарантия безопасности людей от попадания под действие электрического тока в быту или при обслуживании оборудования на ВЛ, подстанция или в других электроустановках. В зависимости о ситуации может предусматриваться для защиты от молнии, импульсного перенапряжения и потенциала, который может появиться на корпусе бытовой или другой техники.
В квартирах и частных коттеджах применяется заземление защитного типа, на котором мы остановимся более подробно.
Принцип построения и назначение защитного заземления
Если говорить простыми словами, защитное заземление формируется следующим образом. Заземляющий провод подключается к нетоковедущей металлической части.
На следующем этапе «земля», подключенная к оборудованию, объединяется, а далее идет отдельным проводом или шинкой к заземляющему устройству.
В случае пробоя напряжения на металлический корпус и прикосновения к нему человека потенциал идет через землю, а не через тело. Благодаря низкому сопротивлению, быстрее срабатывает защит и УЗО.
Для сравнения R заземляющего контура всего 4 Ом или меньше, а человека — более 1000 Ом. По закону Ома мы знаем, что ток всегда идет по пути наименьшего сопротивления.
Таким образом, защитное заземление предназначено для решения таких задач:
- уменьшение разницы потенциалов между заземляемым устройством и иными предметами и защита жизни человека;
- отвод тока в землю и повышение его значений для срабатывания защитных устройств (УЗО, автоматов).
Следовательно, при прокладывании проводника для заземления важно позаботиться о наличии защитных устройств. Последние должны быстро реагировать на утечку или высокие токи, отсекая поврежденный участок. Чем быстрее это произойдет, тем лучше.
Требования к сечению у заземления
Многие собственники домов и квартир сталкиваются с необходимостью самостоятельно делать заземление. Это объясняется тем, что в старых зданиях до 1998 годов постройки заземлений и, соответственно, шинок для подключения не было вовсе.
Даже если в доме уже есть заземлитель, при выборе провода необходимо выяснить тип системы.
С учетом ПУЭ выделяется четыре схемы заземления:
- TN-S — применение нейтрали и отдельного проводника. Схема актуально для переменного напряжения.
- TN-C — объединение «0» и земли общим проводом. В такой схеме нейтраль идет отдельно, что характерно для старых построек.
- TT — прямая земля на электрооборудование.
- IT — соединение с корпусом с применением сопротивления или изолированием токоведущих проводников.
Больше про системы заземлений https://elektrikexpert.ru/sistemy-zazemlenij.html, их преимущества и недостатки.
Чтобы выбрать корректное сечение, важно учесть еще один момент — тип заземления.
- стационарным (делается без необходимости перемещения, на постоянной основе);
- переносным (можно снимать при необходимости перемещать на другой объект).
В бытовых целях, как правило, применяется первый вариант. Именно на него и будем ориентироваться при выборе сечения (S).
Во избежание ошибок придерживайтесь следующих простых правил:
- Для фазы S до 16 кв. мм заземляющий проводник подбирается аналогичной величины.
- При S у фазы от 16 до 35 кв. мм сечение «земельного» проводника подбирается на 16 кв. мм.
- Если S фазного провода свыше 35 кв. мм, заземлитель должен иметь толщину не меньше половины этого показателя.
Чаще всего в доме или квартире примеряются медные провода с S равным 4 кв. мм. При таких обстоятельствах S заземляющего провода подбирается с таким же параметром.
Если, например, толщина фазы, подходящей к шкафу, составляет 25 кв. мм, оптимальный параметр S — 16 кв. мм. Здесь все просто, поэтому путаницы возникнуть не должно.
Важно запомнить еще ряд правил:
- Для TN-C и TN-C-S нижний порог сечения составляет 10 кв. мм для медного и 16 кв. мм для алюминиевого проводника.
- В квартире или доме достаточно провода с одной жилой.
- Требования к цвету — желто зеленый.
Иногда при расчете сечения заземления применяется специальная формула. В ней учитывается ток КЗ, время срабатывания защиты, вид изоляции, тип прокладки и другие особенности. На практике такой метод применяется редко.
Цвет провода заземления и особенности подключения
Во избежание путаницы важно понимать, какие обозначения необходимо предусмотреть для таких проводов.
На сегодня применяются следующие виды маркировок:
- PE — 0-ые защитные провода и шинки, имеющие расцветку в виде переплетающегося желто зеленого оттенков.
- N — 0-ые провода, обозначаемые голубым цветом (нейтраль).
- PEN — объединение нуля и заземления. Главная часть голубая, на краях совмещение желто-зеленого цвета.
В нашем случае применяется обозначение с соответствующим цветовым исполнением (желтый и зеленый). Таким же образом он обозначается и в трехжильном проводе.
Если под рукой нет провода с необходимым цветом, можно использовать обычную изоленту желтого и зеленого цвета. Все, что требуется — сделать отметки на концах провода.
Заземление (PE) выводится и подключается к заземляющей шине, корпусу или металлической дверце щитка. Нулевой провод (N) соединяется с шинкой нейтрали.
Подробнее про заземление и зануление https://elektrikexpert.ru/zazemlenie-i-zanulenie.html, в чем разница между ними.
Маркировка
Для лучшего понимания поднимем вопрос маркировки изоляции применяемых проводников.
В названии провода могут использоваться следующие обозначения:
- А — алюминиевый сердечник (при отсутствии буквы — медный);
- АС — наличие оплетки из свинца;
- АА — многожильный провод, имеющий алюминиевый сердечник и оплетку из этого же материала;
- Б — защита от коррозии, выполнена из двуслойной стали;
- Г — без оболочки;
- Бн — защита от влаги и стойкость к огню;
- НП — негорючий материал;
- Р — резиновая оболочка;
- В — оболочка из поливинилхлорида;
- К — контрольный кабель и т. д.
На указанную выше маркировку необходимо обращать внимание при выборе провода для заземления в привязке с его сечением (об этом упоминалось выше).
Марки и требования
При покупке кабеля для заземления необходимо всесторонне его изучить на возможность применения в доме, квартире или специальном помещении (к примеру, ванной, сауне и т. д).
Заземляющий проводник может быть с одной жилой или многожильным. Здесь нужно ориентироваться на место монтажа и удобство применения.
Приведем несколько примеров:
- При соединении корпуса с дверцей шкафа необходимо сохранить подвижность, поэтому лучше использовать многожильное изделие. Если установить одножильный проводник, из-за частых сгибаний он быстро повредится.
- Для соединения корпуса электрического мотора, где не нужна подвижность, пригодятся жесткие жилы. Здесь особых требований к гибкости не предъявляется.
- При обустройстве заземления в квартире или доме можно использовать любой из типов проводов с учетом риска его повреждения и удобства прокладки.
В зависимости от типа заземляющая жила может быть из алюминия и меди, идти в качестве отдельного изделия или в составе бухты кабеля, быть с изоляцией или без нее.
Сегодня выделяется несколько основных марок проводов.
Изделие с медной жилой, промежуточной оболочкой зелено-желтого цвета. Отличается удобством монтажа, применяется для напряжения до 660 В. Рабочая частота 50 Гц.
Количество проводников может быть от одного до пяти с сечением от 1,5 до 6 кв. мм. Номинальный ток определяется рабочим сечением проводника.
Температурный режим работы от -50 до +50 градусов Цельсия. Радиус изгиба не более четырех диаметров кабеля.
Плюсы — стойкость к влаге и огню, гибкость и большой выбор вариантов исполнения.
Минусы — высокая цена и боязнь прямых солнечных лучей.
Кабель с поливинилхлоридной изоляцией, наружной ПВХ-оболочкой и без специального защитного слоя (брони). Бывает одно- или многожильным.
В 3-х, 4-х и 5-ти жильных кабелях может предусматриваться заземление и нейтраль.
Разрешено использование в качестве заземляющего проводника при напряжении до 600 В.
Некоторые типы кабеля предусмотрены для работы на 1000-2500 В. температурный режим работы от -50 до +50 градусов Цельсия.
Провод медный с поливинилхлоридной изоляцией. Отличается высокой гибкостью, что позволяет применять его для заземления разных устройств и механизмов (в том числе в быту).
Изделие устойчиво к влиянию влаги и способно работать в температурном режиме от +60 до -70 градусов Цельсия. Следовательно, его можно применять даже в экстремальных условиях — банях, ванных комнатах и на улице.
ПВ3 не боится плесени и не подвержен огню. При воздействии высокой температуры происходит обычное оплавление оболочки.
Надежное изделие, применяемое для прокладки токоведущих частей и заземления. Во время использования важно избегать попадания прямых лучей солнца и высокой температуры.
Жилы изделия состоят из меди, бывают монопроволочными или многопроволочными. Рабочее напряжение до 1000 В.
Благодаря применению прозрачного пластика, удобнее контролировать исправность устройства.
Цвета исполнения могут быть различными, поэтому выполнять цветовую маркировку необходимо самостоятельно. Для этого можно использовать подход, который упоминался выше — маркировка с помощью желтой и зеленой изоленты.
Медный заземляющий кабель с высокой степенью гибкости. Жила изготовлена из тонких проводов. Сверху предусмотрена оплетка высокой прочности. При изготовлении не применяется кремнийорганическая резина.
Изделие имеет высокую стойкость к морозам, прозрачную оболочку и температурный режим работы от -40 до +70 градусов Цельсия.
Выше рассмотрены наиболее популярные марки проводов/кабелей для заземления, но можно задействовать и иные варианты. Главное, чтобы проводник удовлетворял требованиям гибкости и сечения.
Провода для заземления 380 Вольт
При выборе заземляющего провода на 380 В важно придерживаться тех же требований, что рассмотрены выше. Обращайте внимание на тип изоляции, сечение, гибкость, температурный режим работы и другие параметры. Каких-то особых отличий по требованиям между заземлением на 220 или 380 В не предусмотрено.
Если говорить о типе применяемых проводов, рекомендуется применять уже рассмотренные выше марки.
К ним можно добавить провод ПВС 5х6 в двойной круглой изоляции с пятью жилами. Подходит для питания и заземления оборудования напряжением до 660 В.
Что такое наконечники НШВИ для обжима проводов: размеры, виды, как опрессовать, другие типы ТМЛ, НВИ и НКИ
Несмотря на общие подходы к выбору проводника, некоторые отличия в заземлении между сетями на 220 и 380 В имеются.
В первом случае используется однофазная сеть, а во втором — трехфазная. Следовательно, для сети на 220 В подойдет кабель с тремя проводами (земля, фаза и ноль), а на 380 В — с пятью (три фазы, ноль и заземление).
Что лучше купить для частного дома и ванной
Теперь рассмотрим, как выбрать провод для заземления применительно к конкретному месту установки.
Для дома
При монтаже заземляющей конструкции в частном доме учтите сечение проводки и наличие заземляющего контура. Если заземлитель вкопан в землю, а шинка выведена, остается подобрать правильный кабель.
Обратите внимание на следующие моменты:
- Сечение. Должно подбираться с учетом условий эксплуатации. В большинстве случаев для дома можно использовать провод от 4 кв. мм и толще.
- Если применяется провод сечением 6 кв. мм без изоляции, необходимо отдать предпочтение многожильному проводнику.
- В роли заземлителей рекомендуется использовать стальную арматуру, имеющую диаметр от 16 кв. мм. Допускается применение стального уголка на 50 мм и более.
- После окончания работ важно измерить сопротивление, которое не должно превышать 4 Ом.
При выборе кабеля можно использовать любой из предложенных выше — ВВГ, ПВ-6, NYM, ESUY, ППВ и другие.
Для ванной
Если речь идет о ванной комнате, важно заземлить все металлические элементы. В эту категорию входит корпус металлической ванны, трубопроводы горячего и холодного водоснабжения и другие металлические элементы.
Сечение провода заземления должно быть не менее 2,5 кв. мм, но при использовании более толстого фазного провода необходимо использовать и «землю» на 4 кв. мм.
Провода, которые подключены к металлических элементам, можно вывести на общую шинку, а оттуда направить провод в щиток или к автоматам (должен быть заземляющий провод под болтовое соединение).
Используемый проводник может быть гибким или одножильным в зависимости от особенностей прокладки. Здесь решение принимается на месте.
Важный момент — требование к стойкости кабеля по температуре и влаги. Указанные выше марки проводов в полной мере соответствуют необходимым характеристикам.
Итоги
Теперь вы знаете почти все о проводах для заземления, для чего они используются, как их подбирать и каким кабелям отдать предпочтение.
Помните, что от правильности выбора земельного проводника зависит здоровье и даже жизнь. Ошибки в выборе могут привести к повреждению «земельного» провода и его неспособности выполнить свои функции по отводу тока.
Источник https://220.guru/electroprovodka/zazemlenie-molniezashhita/zazemlyayushhij-provodnik.html
Источник https://habr.com/ru/post/144464/
Источник https://elektrikexpert.ru/provod-dlya-zazemleniya-cvet-marki.html
