В современном мире большое количество электрических приборов, которые нас окружают и которыми мы пользуемся. Это стиральные машины, холодильники, микроволновые печи (СВЧ), электрические плиты, ручные электроинструменты (работающие от сети) и так далее. Все эти перечисленные приборы могут представлять для нас (потребителей) – опасность, в случае повреждения электрической части.
Например, холодильники, стиральные машины, микроволновые печи, имеют, как правило металлические корпуса, которые могут оказаться под напряжением, в случае повреждения изоляций токоведущих частей (проводов). Если в этот момент, когда произошел пробой изоляции, Вы просто коснулись корпуса рукой прибора, неизбежно получите удар электрическим током. Для того, чтобы избежать этого удара необходимо металлические части (нетоковедущие) приборов заземлить. Для этого всего и производится монтаж системы заземления.
Принцип работы системы заземления
Электрический ток, протекающий по цепи (участку цепи) всегда выбирает участок с наименьшим сопротивлением (согласно закону Ома). На этом простом принципе основана работа системы заземления. Более подробно это рассмотрим при помощи рисунка (1).
Рисунок 1 Рисунок 2
На рисунке 1 изображён наш прибор (например СВЧ), который подключен к сети 220В, имеет металлический корпус, который заземлен (соединяется с системой заземления) и которого касается человек.
На рисунке 2 схематически изображен пробой нетоковедущей части нашего прибора (корпуса), при этом будем считать, что сопротивление кожи (сухой) человека находится в пределах 2000 Ом. Сопротивление заземление – в пределах 4-10 Ом. В случаи пробоя тока на корпус прибора, ток пойдет по пути наименьшего сопротивления (в направлении сопротивления 4-10 Ом), а не через человека (его сопротивление много выше 10 Ом).
При исправной системе заземления человек не получит удара электрическим током, так как весь ток пробоя рассеется в земле.
Устройства, работающие в составе комплекса по системе заземления.
- Устройства защитного отключения (УЗО) — это устройство, которое постоянно сравнивает ток, который протекает к электроприбору с током, который протекает от электроприбора и учитывает разницу между входящим и выходящим токами. Когда разность токов достигает установленного значения ( 30мА, 10мА), то УЗО отключает нагрузку. Следовательно, ток утечки, который течет через поврежденную изоляцию прибора или тело человека не успевает причинить вред, ток УЗО очень быстро отключает нагрузку (время срабатывания примерно 1мс). УЗО не имеет защиту от короткого замыкания и перегрузок, как автоматический выключатель.
- Дифференциальный автомат (ДиФ)— это устройство, которое совмещает в себе свойства УЗО и автоматического выключателя. Автоматический выключатель имеет защиту от короткого замыкания и перегрузок. На сегодняшний день ДиФ является самым распространённым устройством, которые применяются для защиты электропроводок, так и человека.
- Разрядники и ограничители перенапряжения (ОПН) – эти устройства не являются коммутационной аппаратурой (УЗО, ДиФ, АВ), а предназначены для защиты от перенапряжений как атмосферных (при грозах) так и при коммутациях.
Разрядник — это устройство, которое изменяет свое сопротивление в зависимости от уровня напряжения, приложенного к нему. При нормальном его рабочем напряжении (220В) его сопротивление имеет большое значение (МОм). При увеличении этого напряжения в разряднике происходит пробой, и он становится проводником.
Разрядники и ОПН применяются в составе систем молниезащиты и заземления. Разрядки и ОПН с одной стороны подключаются к фазным клеммам, а с другой – к заземлению. В случае удара молнии возникает огромное перенапряжение (ток), разрядник становится проводником, и весь ток удара молнии входит в землю, тем самым защищая электросеть дома от выхода ее из строя.
Ограничители перенапряжения (ОПН) имеют лучшее грозозащитные характеристики по сравнению с разрядником. Имеют возможность монтажа на дин-рейку, что упрощает их монтаж в распределительные шкафы. ОПН широко применяются в составе устройств, обеспечивающих защиту сети от гроз, перенапряжений.
Физический смысл системы заземления
Система заземления заключается в преднамеренном соединение нетоковедущих частей оборудования (корпусов) с грунтом (землей). Система заземления состоит из двух основных частей:
- Вертикальный металлический штырь (заземлитель) как правило это арматура, металлический уголок иди труба вбитые в грунт, обычно, их несколько (от 3-х до расчетного значения). Длина вертикального заземления находится в пределах от 2 до 3-х метров, в зависимости от грунта. Вертикальные заземлители монтируются на расстоянии 2-2,5 метра друг от друга.
- Горизонтальная металлическая полоса (заземлитель), которая обеспечивает связь между вертикальными заземлителями. Эту полосу еще называют металлосвязь. В качестве горизонтального заземлителя используется металлическая полоса, арматура, стальная проволока. Соединение между вертикальными и горизонтальными заземлителями происходит путем сварки. Именно горизонтальный заземлитель (полоса) монтируется в доме. Заземление переносится на шину заземления (которая смонтирована в распределительном щите), с которой при помощи заземляющего проводника соединяются наши электроприборы (электроустановки). Существуют несколько вариантов реализации контура заземления. Конкретный вариант зависит в основном от грунта на участке дома.
Порядок монтажа системы заземления
Рассмотрим по пунктам как выполняется монтаж системы заземления и какие предварительные работы необходимо произвести:
- проектируем контур заземления (рассчитываем его). Определяем сопротивление грунта на участке дома. Каждый типовой грунт имеет свое значение сопротивления, это справочная информация, она есть в литературе или в интернете. Для расчета используются расчетные формулы, что довольно хлопотно и долго. Второй способ расчета — это программы для расчета контура заземления.
- определяем место монтажа контура заземления. Как правило, это место, где не предусмотрены земляные работы. Контур должен размещается минимум 1 метр от фундамента дома. Заготавливаем вертикальные заземлители (их количество и тип согласно расчету).
- вырываем необходимую траншею, глубиной от 0,6- до 1м , шириной, удобной для производства сварных работ.
- вбиваем вертикальный заземлители в землю при помощи кувалды.
- привариваем горизонтальные заземлители к вертикальным (свариваем контур). Проверяем качество сварных соединений. Обрабатываем их антикоррозийным составом (грунтовка). Дотягиваем горизонтальный заземлитель в дом к электрощиту.
Если, не получается (по техническим причинам) завести заземлитель (горизонтальную полосу) в дом, то подсоединяем к заземлителю медный провод, сечения не менее 10 мм. и его заводим в дом. Крепим провод и заземлитель с помощью болта с гайкой, место соединения обрабатываем антикоррозийным составом.
- зарываем траншею, исключаем попадания в нее строительного мусора.
Проверка заземления после монтажа
Так, как контур заземления нужен как для безопасной работы оборудования, так и для Вашей безопасности, то после монтажа, его следует обязательно проверить.
Проводится измерение сопротивление контура заземления, его значение должно быть в пределах 10 Ом.
Измерение производится прибором Омметр, в состав которого входят измерительные электроды. Электроды располагаются на расстоянии 10-15м от горизонтального заземлителя По сути мы измеряем сопротивление заземления относительно земли.
Контур заземления является важной составляющей при монтаже новой электропроводки, поэтому, необходимо качественно проводить его монтаж.