210Организуя электроснабжение своего дома, многие просто забывают о заземлении. Кто-то не делает его сознательно, рассчитывая на «более современные» устройства защиты электрических сетей. Часто индивидуальные застройщики просто не знают, для чего нужно заземление в частном доме и зачем его делать. А у него ведь есть определенное назначение – обеспечить безопасность эксплуатации электроустановки.
Что такое электрическое заземление в частном доме
Заземление представляет собой соединение электроустановки с заземляющим контуром, находящимся в грунте. Ну а чтобы было понятнее, электрическое заземление в частном доме – это соединение всех токоведущих частей электрической сети с землей. Для этого используют проводник с минимальным сопротивлением. Делается это для того, чтобы уравнять электрический потенциал на токопроводящих элементах с землей. Если ток попадает на корпус прибора, он становится практически неопасным.
В современном строительстве заземление обязательно даже для частных домов. Отсутствие его может стать причиной для отказа в выдаче акта о вводе здания в эксплуатацию. Без заземления никакая электрическая сеть не может считаться безопасной.
Под электроустановкой здесь понимается совокупность электрооборудования, электроприборов, кабелей, проводов, которые позволяют передавать по сети и использовать по назначению электроэнергию, получаемую из линий электропередач.
Дело в том, что сейчас наличие заземления стало нормой, регламентированной Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Обязательно устройство заземления не только при строительстве новых зданий, но и при капитальном ремонте старых.
Раньше почти все сети в частных домах были однофазными. По старым нормам заземление в зданиях не делали, а соединяли все токопроводящие части с нулевой жилой. Это – так называемое зануление. Принцип защиты по такой схеме основан на том, что при «падении» фазы на корпус прибора происходит короткое замыкание. При этом автоматический выключатель просто отключает питание прибора.
По сравнению с заземлением, зануление менее эффективно, так как не выравнивает электрические потенциалы. Да и вероятность поражения током зависит от исправности и чувствительности автоматического выключателя. Современные виды заземления позволяют повысить надежность и безопасность эксплуатации электросетей.
Для чего нужно заземление в частном доме или квартире
Чтобы понять, для чего нужно заземление в частном доме или квартире, можно рассмотреть несколько ситуаций, которые могут возникнуть, если отсутствует правильно выполненное заземление.
Ситуация 1
В стоящем в небольшой кухне стареньком холодильнике со временем протерлась изоляция на одном из проводов и линейный (он же фазный) провод замкнулся на металлический корпус. Если при этом с нейтральным проводом все в порядке, на работе холодильника это не отразится. Он по-прежнему будет исправно работать.
Ничего не произойдет во время пользования агрегатом, если не касаться металлического корпуса. И даже коснувшись корпуса в тот период, когда компрессор выключен, неисправность, скорее всего никак себя не проявит. При отсутствии нагрузки ток в цепи очень мал.
Когда же компрессор холодильника работает, то при касании корпуса, если при этом тело человека никак не связано с землей, можно почувствовать иногда слабое пощипывание, которое не всякий и заметит. А вот если одновременно коснуться холодильника и, например, радиатора отопления, можно получить достаточно сильное поражение электрическим током. Разность потенциалов между корпусом холодильника и радиатором составит около 220 В. Такое напряжение присутствует между фазным проводником и землей. Если электрический ток «найдет» проводник с относительно небольшим сопротивлением – человеческое тело, он начнет уходить через него в землю, стремясь уравнять разность потенциалов.
Ситуация 2
В накопительном водонагревателе, от длительного использования «прохудился» корпус ТЭНа, и теперь вода контактирует с нагревательным элементом. Нагрев осуществляется при прохождении электрического тока по нагревательному элементу. Так как вода является проводником, ток будет проходить и через нее.
При открывании крана между струей воды и металлической ванной, соединенной с землей канализационными трубами, возникнет разность потенциалов. Напряжение может достигать 220 В. Человек, находящийся в ванне и коснувшийся водяной струи, получит удар током.
Ситуация 3
В частном доме для защиты от поражения электрическим током применено зануление электрических приборов. В случае «пробоя» фазы произойдет короткое замыкание. Автомат, конечно, выключит прибор, но даже небольшого промежутка времени, которое потребуется для срабатывания выключателя, может оказаться достаточно, чтобы вывести из строя новейшие высокоточные устройства. А в некоторых случаях возможно и возгорание при коротком замыкании.
Элементы заземления частного дома
Основным элементом заземления является непосредственно заземляющий контур, или заземлитель. Заземлители условно разделяются на естественные или искусственные.
В ПУЭ под естественными понимаются элементы и устройства, которые не создаются специально для подключения заземляющих проводников. В частном домостроительстве в качестве таких элементов могут быть использованы:
- металлические или железобетонные конструкции дома, которые расположены ниже уровня грунта и соприкасаются с землей, это может быть и железобетонный фундамент дома в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах, даже если он имеет защитное гидроизоляционное покрытие;
- трубы водопровода или канализации, изготовленные из металла и проложенные в земле;
- оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле, если они изготовлены не из алюминия;
- обсадные трубы скважин;
- другие, находящиеся в земле металлические конструкции сооружения.
Не допускается использовать в качестве заземлителей трубопроводы для перемещения горючих жидкостей или взрывоопасных газов. Однако сами трубопроводы должны быть обязательно подключены к заземлению с целью уравнивания потенциалов.
Искусственные заземлители изготавливают, если ни один из естественных заземлителей не обеспечивает безопасное использование электроустановки.
Искусственные заземлители необходимо изготавливать из черной, оцинкованной или омедненной стали, либо из меди. Их части, которые должны соприкасаться с землей, не должны быть окрашены. Сейчас можно купить готовые комплекты заземления, но стоимость их достаточно велика. При наличии некоторых знаний можно рассчитать и сделать заземление своими руками.
Как работает заземление в частном доме
В многоквартирных домах заземление устраивают в процессе строительства здания. Для каждой квартиры предусмотрено заземление водопровода, газопровода, ванны. В зданиях, построенных в последние годы, электропроводка выполняется с заземляющей жилой. Использование электросетей становится безопасным.
При строительстве частного дома необходимо также учитывать все требования ПУЭ, чтобы исключить случайные поражения электрическим током. Проще всего сделать это, выполнив электропроводку дома заземленной. Для этого используют кабель, в котором кроме фазного и нейтрального проводника существует еще одна жила. Она обычно маркируется изоляцией желтого цвета с зеленой полосой.
Все розетки в доме также должны иметь заземляющий контакт. К нему и подключают соответствующую жилу кабеля. В конструкции современных электроприборов и оборудования обязательно предусматривается соединение корпуса и металлических элементов с заземляющим контактом питающего шнура. В результате при включении прибора в сеть, он оказывается заземленным.
Чтобы окончательно понимать, как работает заземление в частном доме, остается выяснить, куда присоединять заземляющую жилу электропроводки. Чаще всего ее подключают к корпусу вводного устройства, а корпус, в свою очередь, заземляют на контур, находящийся в грунте.
Иногда в качестве контура заземления применяют стальную полосу, по периметру здания прикрепленную к фундаменту ниже уровня грунта. В таких случаях проводку делают кабелем без заземляющей жилы, а каждую розетку подключают к контуру-полосе. Однако такая система заземления менее эффективна, а также затратна и в изготовлении, и в обслуживании.
Какой провод нужен для заземления частного дома
В качестве проводника, соединяющего заземляющие элементы электроустановки с контуром, может использоваться провод или кабель определенного сечения. Расчет производится по величине тока, возникающего в цепи. Если площадь сечения заземляющего провода будет недостаточна, он может оплавится и перегореть при прохождении тока. В этом случае система останется незаземленной.
Для больших зданий, в которых располагают оборудование, потребляющее высокий ток, неправильный расчет может повлечь за собой возникновение неисправностей в проводке или необоснованный перерасход кабеля.
В индивидуальном жилищном строительстве протяженность электросетей невелика. Поэтому, решая, какой провод нужен для заземления, можно руководствоваться упрощенным расчетом сечения. Чтобы правильно назначить его, необходимо знать сечение самого толстого провода в заземляемой линии:
- при сечении самого толстого фазного провода менее 16 кв. мм, сечение заземляющего провода выбирается такой же величины;
- если сечение фазного (линейного) провода 16-32 кв. мм, сечение заземляющего проводника нужно выбирать равным 16 кв.мм;
- при проводке толщиной более 32 кв. мм сечение заземляющего провода должно составлять не менее половины площади сечения фазного.
При соблюдении этих правил будет обеспечена защита электроприборов и человека от поражения электрическим током. Перерасход провода для заземления при этом будет незначительным.
Как связаны системы молниезащиты и заземления
Изготавливая заземление в частном доме, не стоит забывать и про молниезащиту. Пренебрегать ей недопустимо. Устройство сетей заземления и молниезащиты должны проводиться одновременно, так как здание, имеющее заземляющий контур наиболее уязвимо для удара молнии.
Дело в том, что молния бьет в места, где существует наилучшая проводимость для тока. Электрический разряд молнии стремится уйти в землю по кратчайшему пути. Если здание заземлено, то вероятность поражения его при грозе увеличивается в несколько раз. Разумеется, если постройка выполнена из горючих материалов, то и пожар, как следствие, обеспечен.
Интересно. В старину из-за ударов молнии выгорали целые населенные пункты – деревни или села. Если выяснялось, что молния попадала в дом, который имеет заземление и не оборудован молниезащитой, хозяина ждало суровое наказание.
Система молниезащиты обязательно включает в конструкцию молниеотвод, напрямую соединенный с контуром заземления. Чтобы уменьшить сопротивление, лучше применять для этого стальную проволоку. Электрический разряд, угодив в молниеотвод, быстро попадает через заземление в грунт, обойдя конструкции дома.
Обязательно требуется устройство молниеотвода, если рядом с домом есть естественный заземлитель – озеро, река или пруд. Поскольку эти водоемы могут быть естественными заземлителями, здание может оказаться под ударом молнии гораздо чаще. Правильный и своевременный монтаж систем заземления и молниезащиты позволит избежать многих неприятностей.