Заземление и защитные меры электробезопасности в ПУЭ

Строительство жилого дома включает в себя прокладку электропроводки, к которой подключается много приборов различной мощности. Несмотря на их надежность, всегда сохраняется риск пробивания тока на корпус и поражения человека. Кроме этого, велика вероятность попадания в строение молнии, что чревато пожаром и разрушениями. Чтобы сделать жизнь в доме безопасной, нужно обустроить в соответствии с ПУЭ заземление, которое обеспечит поглощение электричества грунтом при возникновении аварийных ситуаций.

Вопросы, затрагиваемые в ПУЭ

Утвержденные Министерством энергетики Российской Федерации Правила устройства электроустановок регламентируют область применения защитного оборудования, правила заземления и порядок его обустройства.

Под этим термином подразумевается совокупность металлических деталей, которые в собранном состоянии обеспечивают электрический контакт между устройствами и грунтом. В документе описываются требования к заземлению оборудования, технические характеристики и нормы.

ПУЭ распространяются на такие объекты:

1. Средства производства. К ним относятся станки, подъемники всех типов для людей и грузов, холодильные установки, генераторы, электродвигатели, обогреватели, транспортеры и прочие изделия, установленные в заводских цехах.
2. Электрические приборы бытового и промышленного назначения. Регламентируется заземление нейтрали трансформатора по ПУЭ, стабилизаторов, КТП, выпрямительных и накопительных устройств.
3. Жилые и частные дома, дачи и коттеджи. В строениях старой постройки проводится только заземление шкафов по ПУЭ. Подключение квартир с выводом на розетки осуществляется индивидуально по инициативе жильцов.
4. Трубопроводы, по которым транспортируются взрывоопасные и горючие материалы — нефть, газ, бензин, дизельное топливо, растворители.
5. Опоры ЛЭП. Заземлять требуется сооружения из металла, который является отличным проводником тока. Также нужно оснащать защитными конструкциями бетонные столбы, высота которых не превышает 6 м.
6. Металлические вышки для прожекторов, антенн и размещения наблюдателей. Кроме этого, строения оснащаются громоотводами.

В соответствии с ПУЭ контур заземления должен обеспечивать гарантированный прием утечки электричества при любых условиях. Для этого разработаны нормативы монтажа в различных типах грунта.

Конструкция контура

Регламентирует видимое заземление оборудования пункт ПУЭ 1.7.139. В соответствии с документом соединение деталей должно отличаться прочностью и надежностью, конструктивно обеспечивающим непрерывность цепи. Для разводки энергии по потребителям устанавливается электрошкаф, который сам повторно оборудуется соответствующей защитой от пробивания на корпус.

Составные части системы заземления согласно ПУЭ следующие:

1. Монтажная плата. Деталь находится в распределительном щите, в который выводятся кабели от заземлённых объектов. Линия к внешним конструкциям крепится гайкой и болтом. Дверь щитка должна быть постоянно закрыта на замок. Как правило, щитовые устанавливаются внутри зданий. В частном секторе допускается установка ящика снаружи, при условии оборудования его навесом.
2. Коммуникация. Предназначена для соединения монтажной коробки с заглубленной в землю конструкцией. Материалом служит медный кабель с бронью и железные рейки, сваренные между собой. Линия пускается под полом помещения, внешним стенам, по лотковому сливу отмостки. По ПУЭ заземление электрооборудования должно проводится кабелем сечением не менее 5 мм.
3. Вертикальные штыри. Предназначены для электрического контакта с грунтом. В зависимости от его типа забиваются на глубину 100-250 см. Штыри изготавливаются из черного железа или нержавеющей стали. Выбор определяется финансовыми возможностями строителя.
4. Контур. Служит обвязкой для заглубленных штырей. В соответствии с ПУЭ заземление металлоконструкций здания должно производиться с помощью контура со стороной не менее 200 см. Частное лицо может заземлить свою недвижимость рамкой, размер которой может составлять 80-100 см. Согласно нормам ПУЭ контур заземления вкапывается на глубину 50-100 см.
5. Соединительный болт. Предназначен для коммуникации металлосвязи и контура. Наружный конец детали должен находиться над почвой на высоте 15-30 см. В целях безопасности и во избежание механических повреждений контакт накрывается кожухом.

Монтаж системы защиты от утечки тока проводится на расстоянии, величина которого определяется спецификой строения. Для жилых домов оно составляет 50-100 см. Для хозяйственных сооружений допускается удаление контура до 10 м. При этом выполнение соединения должно проводиться медным кабелем.

Влияние почвы на сопротивление

Качество поглощения тока грунтом зависит от его состава, плотности и влажности. Чем эти показатели лучше, тем больше гарантии того, что электричество пройдет не через тело человека, а по пути наименьшего сопротивления.

При напряжении 1000 В сопротивление грунта в ом составляет:

• асфальт — 200;
• вода прудовая — 40;
• вечномерзлый грунт (суглинок) — 2000;
• глина влажная — 20;
• глина полутвердая — 60;
• гнейс разложившийся — 275;
• гравий глинистый неоднородный — 300;
• дресва — 5500;
• зола и пепел — 40;
• ил — 30;
• желтозем — 250;
• песок умеренно влажный — 60;
• супесь (супесок) — 150;
• садовая земля — 40;
• солончак — 20;
• суглинок лесовидный — 100;
• торф — 25;
• чернозем — 60;
• щебень мокрый — 3000;
• щебень сухой — 5000;

Проводимость уменьшается при смачивании грунта. Чтобы этим мероприятием не заниматься постоянно, следует устанавливать контур на северной стороне, куда не попадает солнце. Кроме этого, нужно протягивать кабель с сопротивлением не более 0,4 ом.

Устройство и типы контуров

Согласно определению ПУЭ контур является частью системы заземления предназначенной для обеспечения контакта с грунтом. Металл имеет намного меньшее сопротивление, чем человеческое тело. Изделие притягивает электроны, принимая их в массив, направляя излишки в почву через утопленные в ней штыри.

Обязательным правилом является погружение изделия ниже точки промерзания грунта. Это объясняется тем, что мерзлая земля имеет большое сопротивление, которое превышает проводимость тела человека. Сезонное пучение грунта приводит к деформации фигуры, что чревато разрывом сварочных и болтовых соединений. Кроме этого, глубина вкапывания зависит от уровня грунтовых вод. Рекомендуется опускать рамку на 50 см выше от их верхней точки.

Форма изделия принципиального значения не имеет. Выбор делается исходя из наличия свободного места и особенностей придомовой территории.

Наиболее распространены такие разновидности конфигурации металлических рамок:

• прямоугольник;
• квадрат;
• треугольник;
• линия.

В некоторых случаях принимается решение об установке рамки по периметру строения. Такой проект востребован для обустройства электроустановок большой мощности. Общая площадь, которая отводится под конструкцию, может составлять до 20 кв.м. Размер определяется силой тока и напряжением, которое теоретически может пробить на корпус устройства.

Для небольшого частного дома достаточно внутренней треугольной конструкции с ребром 100-120 см. Для защиты от поражения объекта мощностью от 50 кВт потребуется контур общей длиной не менее 20 м.

Производители предлагают приобрести готовые комплекты, состоящие из деталей с резьбовым соединением и медным покрытием. Стоимость товара довольно высока, но не заоблачна. Изделия имеют отличные электрические показатели, собираются без сварки, отличаются эффективностью и длительным сроком эксплуатации.

Виды материала

Чаще всего для изготовления металлосвязи используется черное железо без какого-либо покрытия. Реже для обустройства применяется нержавеющая сталь, хотя ее контактные свойства сохраняются на протяжении десятилетий. Отличными характеристиками обладает медь и латунь, но эти материалы имеют высокую цену и быстро разрушаются из-за электролитической коррозии. Поэтому железо является наиболее популярным в строительстве металлом.

Для изготовления погружных электродов обычно используется арматура диаметром 16 мм. Эти изделия отличаются достаточной прочностью, долговечностью и проводимостью.

Для сборки рамки можно применять такие виды металлического проката:

• лента 12-30 х 4 мм;
• уголок 30-40 х 4 мм;
• круглая труба со стенками 4-5 мм;
• тавр или двутавр толщиной от 4 мм;
• профильная труба 20 х 40 мм;
• монолитный штырь от 10 мм.

Каких-либо жестких требований к форме профилей не предъявляется. Главным условием является их целостность и качественное соединение.

Поскольку металл склонен к окислению, качество контактов постепенно ухудшается. Кроме этого имеется вероятность нарушения целостности продольных деталей, если они долго находятся в щелочном или кислотном грунте. Состояние металлосвязей должно проверяться с периодичностью, которая соответствует химическому составу почвы. Полученная информация поможет провести своевременный ремонт, свести к нулю риск поражения людей и порчи бытовой техники.

Защитные меры электробезопасности

Поскольку металлосвязь в любой момент может стать проводником тока высокого напряжения, вся система нуждается в защите от нежелательного контакта.

Следует соблюдать следующие меры электробезопасности:

• ограждать изделия от случайного прикосновения;
• выставлять заборы и ограды;
• прокладывать пластины и открытые кабели в пластиковом коробе или гофрированной трубке;
• место соединения жилы и контура закрывать герметичной коробкой;
• устанавливать в цепь устройства защитного отключения с порогом срабатывания 30 мА;
• предусматривать автоматическое отключение электричества;
• внедрять устройства уравнивания и выравнивания потенциалов.

При проведении установок приборов и приспособлений нужно следить, чтобы они не оказывали взаимного влияния, которое может негативно сказаться на работе остальных опций.

Самостоятельное изготовление

Самостоятельное изготовление заземления представляет собой последовательный процесс, состоящий из нескольких этапов, каждый из которых имеет свои особенности. Для этого не нужна кипа бумаг, так как в частном строительстве разрешение не требуется. Монтаж следует осуществлять в теплое время года, когда грунт оттаял, просох и осел.

Для работы потребуется:

• сварочный аппарат;
• болгарка, перфоратор;
• уровень, рулетка;
• плоскогубцы;
• лопата, кувалда;
• кисточка, краска;
• гофрированная трубка;
• алюминиевый скотч.

Работа выполняется в такой последовательности:

1. Составление проекта. На его основании проводится расчет материалов и оборудования. Следует делать небольшой запас, так как в процессе работы возможны ошибки.
2. Проведение разметки. Аккуратно снимается дерновый слой, затем отрывается котлован заданной формы. Вынутый материал нужно сохранить, так как он пойдет на обратную засыпку.
3. От середины одной стороны или от угла прокапывается ровная траншея к зданию. Она нужна для укладки кабеля или другого проводника тока между рамкой и электрическим щитом.
4. Выпиливаются электроды. Их концы заостряются для более простого погружения в почву. После этого штыри забиваются в грунт по углам траншеи. Если используется уголок, предварительно бурятся отверстия, а проемы заполняются смесью земли и соли.
5. Выпиливаются стороны контура. Проводится их соединение с электродами и между собой. Места сварки закрашиваются.
6. Возле канавы к дому к рамке приваривается болт. К нему прикручивается кабель. Стык закрывается пластиковой бутылкой, горлышко которой герметизируется алюминиевым скотчем.
7. Ввод в дом делается в цоколе. Чтобы предотвратить перетирание изоляции кабеля, в отверстие вставляется гибкая стальная трубка. Кабель протягивается в нее и подключается к щиту.
8. Заключительным этапом является заполнение канав грунтом, его выравнивание и трамбовка.

В процессе эксплуатации необходимо регулярно поливать место расположения контура соленой водой. Особенно часто это нужно делать в засушливое время.