Людина XXI століття настільки звикся з електрикою, що зовсім забуває про небезпеку, яка в ньому таїться. Сучасні електроприлади підвищують її багаторазово. Щоб завжди відчувати себе в безпеці, слід заземлити побутову техніку.
Контур заземлення – як працює і в чому відмінність від занулення
У більшості старих будівель подача напруги в будинок здійснюється по двох проводах, з яких один фазний, а інший – нульовий. Між ними виникає різниця потенціалів, яку називають напругою, і воно зазвичай становить 220 Вольт. Всі електроприлади підключаються до розетки двухконтактной виделкою. Але сучасні прилади на вилці мають ще один контакт, який називається “земля”.
У звичайному будинку з двопровідної системою він марний, а в сучасних квартирах служить для заземлення приладів. З 1997 року у всіх новобудовах застосовується трьохпровідна система з додатковим проводом заземлення. У старих будинках приватного сектора залишається два дроти без заземлення. Але змонтувати його своїми силами зовсім не важко, і тоді можна бути впевненим у власній безпеці.
У ряді випадків виникає ситуація, коли фазна напруга замикає на корпус, і побутовий прилад виявляється під напругою, яка є небезпечною людини. Причому не обов’язково торкатися поверхні, достатньо встати на мокре місце біля бойлера або пральної машини. Особлива небезпека виходить з боку побутової техніки, яка одночасно підключена до мережі водопроводу.
Слід заземлити наступну техніку:
- 1. Пральну машину, яка володіє великою власною електричною ємністю і у вологому приміщенні навіть заземлена через євророзетку може щипатися. Підключена до водопроводу з металевих труб вона представляє підвищену небезпеку. Те ж саме відноситься до бойлера.
- 2. Мікрохвильову піч, в якій використовуються надвисокі частоти. Якщо в розетці погані контакти, вона починає випускати промені на рівні, небезпечному для здоров’я. На багатьох виробах ззаду є спеціальне місце для заземлення.
- 3. Варильні панелі, електроплити, електродуховки. Мають велику потужність, умови роботи внутрішньої проводки вкрай важкі, висока ймовірність пробою.
- 4. Персональний комп’ютер, блок живлення якого дає великий витік. Від цього знижується продуктивність.
Коли прилад заземлений, то в момент торкання до нього людини, він не відчує удару. Призначення заземлення – відвести струм, який пробиває на корпус, в землю. Саме тому при торканні до несправного, але заземленого електроприладу напругу на корпусі не небезпечно для людини. Він не стає єдиним провідником струму, через який той починає стікати в шар землі.
Занулення теж призначений для запобігання ураження людини. Але підключається і воно працює за іншим принципом. Якщо прилад виявляється під напругою, він відключається. Багато залежить від відключення приладів, які застосовуються. Це можуть бути плавкі запобіжники або автоматичний пристрій. У будь-якому випадку вони захистять людину.
Для осіб, які мають поверхневе уявлення про електротехніку, простіше зробити контур заземлення, оскільки для його монтажу потрібно більше навичок слюсаря і зварника, ніж електрика.
Елементи заземлення – використовувані матеріали
Контур заземлення в приватному будинку складається з провідника і заземлювача, який розташований в самій землі. Для провідника заземлення використовується струмопровідна жила, яка з’єднує шину на щитку з заземлювачем. Її перетин залежить від фазного проводу. Якщо він на введенні має переріз до 16 мм2, то заземлюючий повинен бути з таким же перерізом або великим. При великих розмірах фазного проводу, перетин йде на контур заземлення може становити половину. Матеріали обох провідників повинні збігатися.
Від верхньої частини заземлювачів до щитка йде металлосвязь, що заземлює його корпус. Утворюється міцна металева конструкція, яка на щиті кріпиться через болт, а на стрижні зварюванням.
Сам заземлювач має надзвичайно просту конструкцію: горизонтальні провідники, прокладені в землі і вертикальні електроди заземлюючі. Російські і міжнародні вимоги допускають використовувати в якості матеріалу для них сталь, чорну або з різним покриттям, мідь – луджений, оцинкований або без покриття. Стрижні мають не менш ніж на півметра входити в грунт, яка ніколи не промерзає і не пересихає. Щоб вони гарантовано перебували в постійно зволоженою землі, їх довжина повинна складати 2-3 м.
Допускається різна форма елементів: смужка, пруток, куточок, труба. Для кожного з матеріалів існують обмеження щодо мінімального розміру. Наприклад, сталева смуга не може бути тонше 4 мм, незалежно від її ширини. Такі умови диктуються необхідністю протистояння корозії. Монтаж сталевих деталей здійснюється зварюванням, болти швидко руйнуються.
Сталеві матеріали повинні відповідати наступним вимогам:
- прутки для стрижнів мати діаметр від 16 мм і вище:
- горизонтальні – не менше 10 мм;
- сталеві труби діаметром 32 мм і більше.
Для надійного заземлення переріз матеріалу повинна постійно збільшуватися вдвічі. Наприклад, якщо пруток від шини до горизонтальних смугах 5 мм2, то вони вже повинні бути 10 мм2, а стрижні – 20 мм2.
Помилки у пристрої – чого не можна робити
Вертикальних стрижнів повинно бути декілька, одного, вбитого в грунт, недостатньо. Опір землі знаходиться в сильній залежності від площі заземлювача, яка контактує з нею. В одного заземлювача вона недостатня для забезпечення надійного захисту. Якщо рознести два і більше стрижня на 1-2 м, між ними виникає потенціал, площа ефективного контакту зростає в сотні разів. Занадто далеко розносити теж не можна: розірветься потенційна поверхня, залишаться просто окремі заземлювачі.
Якщо ВЩ розташований в будинку, і немає можливості підвести до нього сталеву шину, використовується з’єднання мідним провідником. Існує помилкова думка, що достатньо закріпити опрессованный наконечник болтом, покривши захисної струмопровідної мастилом. Вона здатна захистити від корозії тільки в сухому приміщенні. Слід забезпечити захист шини від вологи, розташувавши її на стіни і закривши у металевому ящику.
Зволоження сприяє утворенню гальванічної пари і електрокорозії, яка поширюється і під ізоляцію. В аварійній ситуації відбувається миттєве перегорання контакту, тим більше не можна кріпити заземлюючий провідник безпосередньо до заземлювача і засипати грунтом.
Також неприпустимо послідовне заземлення приладів і підключення декількох заземлюючих провідників до одного контакту заземлювальної шини. Це загрожує тим, що аварія однієї установки викличе ланцюгову реакцію, потягне за собою інші.
Не слід використовувати в якості матеріалу металовироби з зміцненою поверхнею начебто арматури, рейок, швелера. Підвищена щільність їх поверхні перешкоджає створенню хорошого контакту з грунтом. Також не можна фарбувати метал, сподіваючись протистояти корозії. Її, може, й не буде, але втрачається всякий сенс у такому заземленні. Фарба перешкоджає надійного контакту металу із землею.
Найбільший ворог заземлення – корозія, яка іноді через кілька років може звести їх ефективність до нуля. Тому перед вкапыванием сталеві вироби слід покривати спеціальним захисним струмопровідним покриттям.
Установка заземлювальних частин – визначення схеми і складання
Перед початком робіт визначаємося зі схемою. Їх існує досить багато, але найбільш поширених – дві: замкнута і лінійна. Кожен варіант вимагає приблизно однакового витрати матеріалів, вся справа в надійності.
Замкнута схема виконується найчастіше як трикутник, хоча може мати й інший вигляд. Вона надійна у своєму функціонуванні. При пошкодженні однієї перемички між штирями вона продовжує працювати. Для приватного будинку рекомендується використовувати замкнуту схему – трикутник.
При лінійному способі всі стрижні розташовуються по лінії, з’єднуючись послідовно. Недолік в тому, що пошкодження однієї перемички знижує ефективність, а якщо вона перша, то повністю пропадає працездатність.
Для створення контуру заземлення потрібно вбити в грунт вертикально три штиря і з’єднати їх заземлювачами, розташованими горизонтально. Крім того, від заземлювача слід підвести металевий прут або стрічку для з’єднання з електрощитом. Вертикальні заземлювачі виконуємо із сталевих куточків 50×50×5 мм, горизонтальні – з сталевих смуг 40×4 мм, Контур і ввідний щит з’єднуємо прутком не менше 8 мм2. Можна використовувати й інші матеріали, про які розказано вище, але ми покажемо виготовлення на прикладі цих матеріалів.
Відступивши від фундаменту близько одного метра, розмічаємо трикутник, сторони має 1,2 м. По лініях розмітки викопуємо траншею на глибину до 1 м Ширину робимо достатньою для того, щоб займатися зварювальними роботами. Це траншея для горизонтальних ліній заземлення.
Кінці косинців обрізаємо болгаркою під гострим кутом, щоб легше було забивати. Встановлюємо їх з вершин трикутника і б’ємо кувалдою. Йдуть вони досить легко, і через кілька хвилин перший готовий, те ж саме робимо і з іншими двома. Якщо є бур, можна просвердлити колодязь, щоб менше забивати. Над нижнім рівнем траншеї стрижні повинні виступати сантиметрів на 30.
Коли вони всі опиняться в землі, приступаємо до з’єднання горизонтальними смугами, щоб створити замкнутий контур. Застосовуючи звичайну зварювання, приварюємо смуги до куточків. Використовуємо саме зварювання, тому що болтове з’єднання в землі швидко зруйнується. Втрата контакту призведе до втрати заземленням своєї функціональності.
Якщо немає ніякої можливості застосувати зварювання, можна використовувати болти, але тільки над поверхнею грунту. Їх обробляють струмопровідної мастилом, періодично підтягують і знову змащують.
Зібраний контур з’єднуємо з щитком. Приварюємо до куточка дріт зі сталі, прокладаємо по дну траншеї до електрощитка. На іншому кінці приварюють шайбу для створення надійного контакту в місці з’єднання з ВЩ. Якщо немає прута відповідного перерізу, використовуємо таку ж смугу, що і для горизонтальних перемичок. Вона навіть краще, з землею у неї велика площа контакту, але з нею важче працювати. В крайньому випадку, якщо не вдається зігнути полосу під потрібним кутом, розрізаємо її на частини і зварює з окремих елементів.
Готовий контур заземлення обробляємо антикорозійним складом, після чого можна засипати землею. Виготовлена таким способом конструкція прослужить десятки років.
Підключення споживачів – зміни в схемі проведення
Одним монтажем зовнішнього заземлюючого пристрою справа не обмежується. Якщо в будинку є три дроти, то проблем ніяких не виникає. Але зі старою двопровідною схемою доведеться повозитися. Адже вона не передбачена для підключення заземлення.
Існує кілька варіантів, з яких можна вибрати найбільш підходящий:
- 1. Встановлюємо нові євророзетки, проводимо від них до щитка окремі заземлюючі проводи. Через електрощит підключаємо їх на шину заземлення.
- 2. Повністю відключаємо стару проводку. Від’єднуємо її від електрощита і залишаємо в стіні, а нову прокладаємо поверх неї в пластикових кожухах. Для розеток і вимикачів використовуємо старі гнізда.
- 3. Міняємо двопровідну схему на трехпроводную. Стару можна не видаляти, а залишити для освітлення і підключення малопотужних приладів. Трехпроводную монтуємо окремо після установки нового щита.
Але на вводі у нас залишилося два дроти, з підключенням по системі TN-C. На трансформаторній підстанції нейтраль заземлена, по повітрю підходить фаза L і інша жила, яка поєднує в собі нульовий захист з робочим проводом, позначається на схемах PEN. Власний контур заземлення тепер слід підключити до домашньої мережі. Для цього існує два способи:
- переробити систему з TN-C на TN-C-S;
- підключити по системі ТТ.
У двопровідній системі TN-C немає окремого захисного провідника. Щоб переробити її на TN-C-S, застосовуємо поділ суміщеного PEN проводу на два окремих: захисний РЕ і робочий N. Для його визначення скористаємося індикатором: на фазному він буде світитися, а на потрібному нам PEN світіння відсутня.
В електричному ввідному щиті встановлюємо шину, металево пов’язану з його корпусом. Вона буде служити шиною заземлення РЕ, підключаємо до неї провід PEN, який йде з вулиці. Встановлюємо в щиті ще дві шини, ізольовані від корпусу. До однієї з них робимо перемичку, це буде шина нульового робочого проводу N. На другу ізольовану шину підключаємо фазу L.
Застосування системи ТТ не вимагає розділення PEN провідника. При такій схемі між контуром заземлення і PEN провідником відсутня електрична зв’язок. Два дроти входять у будинок через шини, ізольовані від корпусу ВЩ. Заземлюється сам електрощит.
ТТ має переваги перед TN-C-S системою, яка вимагає розділення PEN провідника. Якщо отгорит нуль з боку входу в системі TN-C-S, всі прилади виявляться заземленими на контур, що за деяких обставин може викликати негативні наслідки. При системі ТТ у дроти PEN відсутній будь-який зв’язок з домашнім заземленням, на корпусах приладів гарантовано не буде напруги.
Застосування схеми ТТ вимагає обов’язкової наявності УЗО – пристроїв захисного відключення. Незайвими вони будуть і в системі TN-C-S. Особливо корисними опиняться в ситуації, коли спостерігається нерівномірне навантаження фаз, і на нульовому провіднику з’являється невелика напруга. Коли мережа електрично пов’язана з захисним провідником, воно може з’явитися і на корпусі приладу. Саме тоді має спрацювати захист.
З розглянутого вище робимо висновок, що для будинку зі старою проводкою найкращим варіантом є застосування схеми ТТ, а всередині краще змонтувати окремі підводи для заземлення потужних приладів.
