Архітектура та будівництво

Сучасні архітектурні рішення

Проектування та будівництво

Контур заземлення та система зрівнювання потенціалів в приватному житловому будинку. частина 2

Після виконання робіт, описаних впопередній статті, підключення електрики до будинку має пройти без проблем, так як контур заземлення на вводі в будинок є, і опір контуру заземлення укладається в допустимі норми. У даній статті ми розповімо про те, як забезпечити додатковий захист за допомогою системи зрівнювання потенціалів.

Варто додати, що в разі офіційного виконання робіт (при новому будівництві, при реконструкції електроустановки), в частині, касающейсяустройства заземлення, в міськелектромережа потрібно надати пакет документів.

Документи на заземлення

1. Паспорт заземлювального пристрою.
2. Акт огляду прихованих робіт.
3. Протокол, свідетельстуют про те, що було замереносопротівленіе контуру заземлення.
4. Протокол перевірки стану металевої зв'язку електроустаткування з заземлюючим пристроєм.

З урахуванням важливості питання (безпеку мешканців, будови) має сенс витратити ще трохи сил і часу на те, що б довести роботи по забезпеченню безпеки до сучасних норм і вимог. Приймання виконаних робіт і підключення електрики до будинку зроблять і без цих робіт, але після їх проведення, ви будете почувати себе спокійніше. Для приведення системи електробезпеки в своєму будинку до сучасних нормативних вимог, повинно бути зроблено наступне:

Організовано систему зрівнювання потенціалів

Перетворена система електроживлення будинку Стіпе TN-Cнатіп TN-S.

Система зрівнювання потенціалів

Місце для пристрою контуру повторного заземлення ми вибирали з учётомудобства його монтажу, економії расходаматеріалов, зменшення обсягу робіт і т. Д. Такий підхід:

1. Чи правомірна, так як для електроустановок з робочою напругою до 1000В можна використовувати виносний контур заземлення.
2. Економічно виправданий (опір контуру заземлення має укладатися в норми не залежно від бюджету).

У той же час, контур повторного заземлення, являясьвиносним контуром заземлення, має суттєві, з точки зору забезпечення безпеки, недоліки. Щоб було зрозуміло, про що йде мова, розглянемо малюнок нижче (як приклад наводиться приблизне розташування ділянки, будівель і місця розташування повторного контуру заземлення для свого випадку).

Схема розташування контуру заземлення

Як видно з малюнка, внесений контур заземлення (у нашому випадку, контур повторного заземлення) розташовується поза територією, на якій встановлено електрообладнання. Разместівконтур заземлення таким чином, можна зіткнутися з двома істотними проблемами:

1. З урахуванням кінцівки перетину провідників і в залежності від удаленностіустановленногоелектрооборудованія від місця розташування повторного контуру заземлення, егосопротівленіе буде змінюватися. У цьому випадку, складно забезпечити спрацьовування захисних апаратів по іхвремені спрацьовування (швидкодії), відповідно до нормативних вимог;
2. При несприятливих умовах, наприклад, при коротких замиканнях (КЗ) на землю, при близьких грозових розрядах і т. П. Між відкритими струмопровідними частинами, як самої електроустановки, так і струмопровідних частин будівельних конструкцій, інженерних комунікацій, може виникати різниця потенціалів.

Для того щоб мінімізувати зазначені недоліки, потрібно, щоб прісутствоваласістема зрівнювання потенціалів.

Але, перш ніж перейти до опису робіт, розглянемо деякі базові визначення, без розуміння яких, читач може не вловити суті виконуваних робіт. Отже, розглянемо три важнихопределенія, які, з точки зору виконання робіт, за зовнішніми ознаками виглядають ідентичними, але мають принципово різну суть (цільове призначення):

  • захисне занулення
  • захисне заземлення
  • система зрівнювання потенціалів

Захисне занулення схема

В даному випадку, провідник N (в сучасній термінології - провідник PEN) виконує одночасно дві функції. N - какрабочій нульовий провідник, забезпечує роботу (доставку електроенергії) дляелектропотребітелей. PE - як захисний провідник, забезпечує отключеніеелектрооборудованія при однофазних коротких замикань, і відключення електрообладнання при попаданні фазної напруги на корпус прібора.Смисл роботи захисного занулення полягає в наступному. Наприклад, при попаданні фазної напруги на корпус приладу (електроплити) при пошкодженні ізоляції фазного провідника, утворюється електричний ланцюг струму короткого замикання (так як корпус приладу, через клему 3 приєднаний до провідника N). Струм короткого замикання (який багаторазово перевищує нормальний робочий струм) призводить до спрацьовування захисного автомата в ланцюзі живлення електроустановки, і установка обесточівается.Но у захисного зануленіяесть цілий спектрнедостатков, з яких Найбільш важливий:

1. По-перше, захисне занулення використовується тільки в 4-проводнойтрёхфазной системі електропостачання (TN-C), яка до прімененіювнутріжілих строенійзапрещена сучасними нормативними документами. (Основні поняття, властивості і особливості системи TN-C розглянемо докладніше пізніше);
2. Через неможливість повноцінного використання в даній системі пристроїв захисного відключення (УЗО), захисне занулення не дозволяє забезпечити гарантованої безпеки людини від ураження електрострумом, так само, як і забезпечити пожежну безпеку будівлі;
3. При захисному зануленні, використовувати систему зрівнювання потенціалів, як елемента безпеки людини, не тільки можна, але й небезпечно.

Захисне заземлення малюнок

У разі захисного заземлення, використання отдельногозащітного провідника (РЕ) дозволяє забезпечити, за рахунок використання в схемі електроживлення установкіустройств захисного відключення (УЗО) і системи зрівнювання потенціалів, повний захист людини від ураження електрострумом і захист будови від загоряння пріаваріі в електроустановке.В даному випадку, провідник (PE) теж виконує дві функції:

1. Функцію захисного провідника (при попаданні фазної напруги на відкриті струмопровідні частини електроустановки і при виникненні струмів витоку при пошкодженні ізоляції).
2. Функцію зрівняльного провідника (провідника, яка урівнює потенціал відкритих струмопровідних частин електроустаткування всередині приміщень).

Більш докладно про використання УЗО можна подивитися в одній з попередніх моїх статей.

Говорячи про систему зрівнювання потенціалів, для наочності, скористаємося фото нижче, на которойпоказан фрагмент типової ванної кімнати.

Заземлення ванна картинка

Уявімо собі людину, яка приймає ванну. Близько розташовані до ванною обичнотруби (гарячої й холодної води, каналізації), полотенцесушитель і т. Д., Їх складно віднести до споживачів (і тим більше до джерел) електроенергії. Тому говорити про захисному зануленні або захисному заземленні даного обладнання (ванна, труби і т. П.) Неправильно. Але реаліітакови, що випадки загибелі людей у ​​ванній відбуваються із завидною регулярностью.Почему люди гинуть, стикаючись з предметами, на які електроенергія не подається? Причин може бути багато, але їх суть - одна. Виникнення різниці потенціалів між окремими (гальванічне не пов'язаними між собою) будівельними конструкціями, інженерними комунікаціями і т. Д.В залежності від конкретної ситуації різниця потенціалів може становити від одиниць вольт, до декількох десятків ідаже сотень вольт. Для того щоб убезпечити людину в схожих ситуаціях, необхідно пристрій системи зрівнювання потенціалів. Суть якої полягає в тому, що необхідно все струмопровідні частини будівлі, інженерних комунікацій (т. Е. Не тільки струмопровідні частини електрообладнання) об'єднати між собою металевим зв'язком, з подальшим приєднанням до заземлювального пристрою.

Послідовність і порядок виконання робіт

Як природні заземлітелейдля системи зрівнювання потенціалів на ділянці я використовував металоконструкції гаража, майстерні, критого навісу для зберігання матеріалові критого крильця (на вході в житловий будинок). На фото нижче показані металеві стійки критого навісу, які були використані в якості природних заземлювачів. До речі, глибина закладення цих труб не дуже велика, приблизно, 1м 20 см, між собою з'єднані такий же трубою.

Система зрівнювання потенціалів фото

Для з'єднання природних заземлювачів між собою я використовував сталеву смугу розміром в перерізі 25? 4 мм. Попередньо сталеву смугу очищав від іржі (використовував дриль з насадкою). Це необхідно як для якісного зварювання, так і для подальшої захисного фарбування. Кріплення смуги до стін будівлі здійснював механічним способом з інтервалом приблизно 1 м. Смуги між собою для зварювального з'єднання з'єднував внахлест, приблизно (80-100) мм. Нижче на фото показані фрагменти виконання робіт.

Зрівнювання потенціалів картинка

Після з'єднання всіх природних заземлювачів сталева смуга повинна бути в обов'язковому порядку захищена. В даному випадку сталеву смугу пофарбував чорною фарбою для зовнішніх робіт, що показано на фото нижче.

Контур заземлення зображення

При виконанні робіт по влаштуванню системи зрівнювання потенціалів виникла невелика проблема.

Вести заземлювальний провідник між хозпостройками і житловим будинком було не по чому, так як на даній ділянці була відсутня будівельна частина. Як вирішив проблему, показано на фото нижче, пояснень начебто не потрібно. Єдине, що необхідно відзначити (фото нижче праворуч). В якості додаткового елементу при установці сталевої штаби, використовував додатковий вертикальний заземлювач. Робити це було не обов'язково, але додаткове зниження омічного опору заземлювача не завадить, тим більше глибина закладення природних заземлітетелй не дуже велика.

Траншея для заземлення фото

Після обв'язки (з'єднання між собою) всіх природних заземлювачів на ділянці, такий же сталевий смугою, підключаємо їх до повторного контуру заземлення на вводі в будинок (показано на фото нижче). Якщо читач пам'ятає по попередній статті, висновок контуру повторного заземлення був приєднаний за допомогою зварювання до сталевої конструкції вхідних дверей із зовнішнього боку дверей (фото нижче зліва). Тепер ми підключаємо сталеву смугу від системи зрівнювання потенціалів, до тієї ж сталевої конструкції дверного отвору, але з внутрішньої сторони (фото нижче праворуч). Що власне і показано на двох фото нижче.

Заземлення сталева смуга

Таким чином, ми «замкнули» систему зрівнювання потенціалу на наш контур заземлення.

Наступний важливий момент полягає в тому, що до виконаної системи зрівнювання потенціалу необхідно підключити всі струмопровідні конструктивні частини в самому будинку (зазвичай це труби (металеві) опалення, що входять в будинок труби водопостачання, газопостачання, струмопровідні частини будівельних конструкцій і т. Д.).

Природні заземлювачі на ділянці були з'єднані сметалліческімі стійками навісу ганку на вході в будинок. Використовуючи сталеву смугу (перетином 25? 4) по будівельній конструкції ганку і сталевий пруток (? 12 мм) для проходу через стіну, я завів провідник від системи зрівнювання потенціалу внутрьдома.Ніже на фото показано виконання робіт (мітками позначені: 1-1 введення провідника з вулиці, 1-2 висновок провідника всередині будинку).

Заземлення та вирівнювання потенціалів

Аналогічним чином виконуємо роботи посоедіненію природних заземлювачів всередині будинку, які також необхідно підключити до нашої системи зрівнювання потенціалів. Я, наприклад, всередині будинку включив до загального буд заземлення заземлюючих пристроїв в котельні і металоконструкцію для санвузла. Щоб не захаращувати статтю зайвими текстом і фото, і не витрачати час, своє і читача, рекомендую подивитися мої попередні статті, зокрема:"Котельня своїми руками: безпека понад усе" і " Пристрій душа в приватному будинку «, Після прочитання, яких стане зрозуміло, що можна і потрібно заземлювати внутрідома.

Додаткові заходи щодо забезпечення надійності заземлювального пристрою

Від якості та надійності виконаних робіт по устройствузаземляющего пристрою залежить безпека споживачів, тому в нормативних документах пред'являються особливі вимоги до виконання даних робіт. Відзначимо основні вимоги:

  • Вибір матеріалів для заземлюючого пристрою (допускається сталь, мідь, забороняється використовувати алюміній, арматуру)
  • Захист провідників заземлювального пристрою (сталь оцинкована, обміднений, для чорної сталі обов'язкове фарбування), механічний захист від пошкоджень і т. Д.
  • Вибір перерізу провідника (для різних матеріалів і профілю рекомендовані відповідні розміри в перерізі)
  • Надійність контактних з'єднань (в землі допускається тільки зварювання, на поверхні допускається зварювання і з'єднання під болт і т.д.

Одним словом, сенс всіх вимог - забезпечити надійне і безперервне з'єднання струмопровідних частин електроустановок (електроустаткування) і струмопровідних частин будівельних конструкцій до заземлювального пристрою, за будь-яких обставин і катаклізмах.

У процесі виконання робіт ми практично використовували весь рекомендований арсенал (зварювання, фарбування, вибір матеріалів і перерізу провідників і т. Д.). В якості додаткової міри по забезпеченню надійності приєднання споживачів до заземлювального пристрою, в обліково-распреділітельном шафі всередині домая використовував додатковий (дублюючий) провідник заземлення.

Типовий варіант приєднання заземлювального пристрою всередині будинку показаний нижче. Заземлювальний провідник від контуру заземлення заводиться в шафу на фасаді будинку (фото нижче зліва), де він з'єднується з корпусом шафи і з проводнікомN (PEN) і далі за допомогою силового кабелю (ВВГ 4? 10) заводиться (фото нижче праворуч) в прибудовах будинку, а потім в обліково-розподільний шафа.

Підключення заземлення зображення

В обліково-розподільній шафі (див. Фото нижче) провідник PEN підключається під болт у верхній частині шафи (ділянка підключення показаний контуром 1).

Заземлення електричний шафа

Додатковий варіант. Користуючись тим, що всередині самої будови також є заземлюючих пристроїв, поєднане з контуром повторного заземлення через систему зрівнювання потенціалу, я приєднав додатковим мідним багатожильним проводом перетином 10 мм 2 корпус обліково-розподільчої шафи в нижній частині шафи, також під болт. Таким чином, в результаті дубльованого підключення корпусу шафи до заземлювального пристрою, ми практично виключаємо, з високою ймовірністю, випадок, коли електрообладнання будинку виявиться без зв'язку із заземлювальним пристроєм, що і показано на фото нижче.

Електрична шафа

Після того як ми з'єднали все струмопровідні частини (будівельних конструкцій, інженерних комунікацій) на ділянці і в будинку, і приєднали їх до заземлювального пристрою на вводі в будинок, можна говорити про те, що ми завершили перший етап робіт по влаштуванню системи зрівнювання потенціалів - т . е. ми виконали основну систему зрівнювання потенціалів.

Подивимося, чого ми добилися і що отримали в результаті виконаних робіт. Нижче на фото показані результати повторного виміру опору заземлювального пристрою до і після влаштування системи зрівнювання потенціалів.

Система вирівнювання потенціалів результат

По-перше, за рахунок використання природних заземлювачів на ділянці і в будинку, ми отримали, майже п'ятикратне (2,4 / 0,5) зменшення опору заземлюючих пристроїв, якi івосьмікратное по відношенню до нормативного вимогу (4 / 0,5) = 8. Природно, читача цікавить, що стоїть за цими цифрами?

З точки зору електробезпеки, все електроустановки ділять на установки з робочою напругою до 1000 Вольт і вище 1000 вольт. Зрозуміло, що при більш високій напрузі вимоги за умовами безпеки жорсткіші. Для електроустановок напругою понад 1000 В - допустимий опір заземлення повинен бути не більше 0,5 Ом. Тобто ми отримали більш ніж прийнятний результат (для електроустановки з напругою 0,4 кВ), який з високим ступенем повинен забезпечити правильну, надійну роботу захисного обладнання електроустановки житлового будинку і мінімальну необхідну час її спрацьовування.

З точки зору «вередливість» до допустимого опору заземлення в якості самого вимогливого можна відзначити пристрій блискавкозахисту (захисту від прямого попадання блискавки), яке вимагає, щоб опір заземлювального пристрою було не більше 0,2 Ом. Я такого результату досягти не зміг, але я іспользовалв системі електропостачання будинку грозозахист, для якої досягнутий результат (0,5 Ом) також цілком прийнятний.

Оскільки завершальний етап роботи по влаштуванню додаткової системи зрівнювання потенціалів всередині будинку, тісно пов'язаний з виконанням робіт по перетворенню системи (TN-C) в систему (TN-S), а також в силу великого обсягу, розглянемо виконання даних робіт в наступній частині статті.