4 ома, 10 или 30 ом?

Внимание! При отсутствии специального образования и должного опыта работа с электричеством может быть опасна! Коснусь сегодня этой животрепещущей темы — каково должно быть сопротивление растеканию электрического тока у заземления дачного домика, и в каком месте вообще его надо делать?

По поводу величины сопротивления мнения сильно расходятся, поскольку в ПУЭ именно о заземлителе возле дома не сказано чётко.

Поэтому в этой статье я постараюсь дать исчерпывающую аргументированную конкретику по этому вопросу. Для нетерпеливых скажу сразу — заземлению подлежит шина заземления в домашнем щитке. Сопротивление заземления по нормативам должно быть не более 30 Ом. Ниже будет обоснование со ссылками на пункты нормативов.

Если же перестраховываться, то лучше сделать 10 Ом или меньше, чтобы при повреждённом на вводе в дом PEN существеннее снизить возникшее напряжение на корпусах оборудования, и чтобы при коротком замыкании во внутренней сети смог отключиться автомат на 16А. Что именно и как зазем

Что именно и как заземлять?

Если совсем кратко и упрощенно, то актуальных для нас две системы заземления — ТТ и ТН. Система заземления ТТ представляет собой отдельный близко расположенный к дому заземлитель (уголок или система сваренных уголков, вбитых в землю), который подключается непосредственно к шине заземления (ЗЗ) в экране. Кроме того, от шины проходят только заземляющие жилы внутренних кабелей.

Система заземления TN такая же, только кроме заземления шины РЕ на угол, она заземляется непосредственно на нулевой провод от ЛЭП, идущей от подстанции, заземляется как на самом трансформаторе, так и на некоторых опорах ЛЭП.

Какая система лучше? На какой из них вы должны подать заявку?

Технический циркуляр № 32/2012, в пунктах 3 и 4 уточняет требование к ПУЭ р, допускается только в тех случаях, когда невозможно обеспечить условия электробезопасности в системе TN.»

Согласно разъяснению циркуляра, если магистраль протянута отдельными вышележащими неизолированными проводами, это считается небезопасным для реализации системы TN (высока вероятность отдельного обрыва нулевой жилы, что приводит к появлению опасного напряжения на грозотросе), и в этом случае необходимо временное заземление по системе ТТ при реконструкции автомобильных дорог.

В случае протяжки магистрали проводом SIP необходимо использовать только систему TN. С этим можно спорить, можно не спорить, но давайте все же основываться на консолидированном мнении, которое уже закреплено хоть в каких-то документах.

Итак, поскольку ВЛ в ​​большинстве поселков уже реконструированы и сделаны по SIP, нас будет интересовать только система TN.

Итак, мы выяснили, что заземление загородного дома должно быть следующей конструкции. Главный нулевой проводник (так называемый комбинированный нулевой рабочий и нулевой защитный проводник, ПЭН), заземленный на трансформаторе и повторно на некоторых опорах ВЛ, входит в главный экран заземляющей шины РЕ.

Эта шина заземлена на землю возле дома (собственно еще одно так называемое повторное заземление PEN-проводника). Нейтральная шина (N) находится в том же щите. Шины PE и N соединяются перемычкой (так называемое разделение PEN на PE и N). Все. Вот вам и в щитке и ноль, и заземление.

Почему спорят специалисты?

Наконец, мы подошли к самому главному. Почему спорят специалисты, почему они называют такие разные цифры?

Для начала нужно понять, о каких тестах идет речь. Если речь идет о приемо-сдаточных испытаниях, то ответ следует искать в ПУЭ, глава 1.8, Нормы приемо-сдаточных испытаний, а если речь идет об эксплуатационных испытаниях, то ответ ищем в ПТЭЭП, приложение 3, Нормы испытаний на электрооборудование и электропотребительские установки.

Во-вторых, вам нужно понять назначение контура заземления. Заземляющий контур предназначен для сетевых станций и распределительных пунктов выше 1000 Вольт, воздушных линий до 1000 Вольт и выше 1000 Вольт и электроустановок до 1000 Вольт.

Испытания заземления

По поводу устройства заземления и норм прохождения тока через него много споров. Но в одном специалисты сходятся совершенно единогласно – качество установленной схемы должен проверять специалист. Эта процедура позволит вам быть уверенным в правильности установки заземления в доме и обезопасит себя и своих близких от опасного воздействия электрического тока.

Испытания проводят как в компаниях, где часто работают мощные генераторы и двигатели, так и в частных домах — измерение сопротивления заземления производится одинаково.

Различают два основных вида испытаний: приемочные и эксплуатационные. Первые проводятся в случаях, когда установка (или сетевая часть) уже полностью собрана и готова к непосредственному использованию. Перед измерением сопротивления заземления определяют, готова ли цепь к восприятию токов в случае необходимости и соответствуют ли ее параметры заявленным требованиям.

Помимо прочего, необходимо регулярно проверять, чтобы установленное заземление не теряло со временем своих свойств. Для этого проводятся эксплуатационные испытания – специалист проверяет готовую часть сети, которая уже находится в эксплуатации. Для реализации такой процедуры нужно освободить сеть от потребителей, поэтому весь процесс требует некоторой подготовки.

Чем измеряют заземление

Для измерения этой величины используется омметр – прибор, изменяющий сопротивление. При этом приборы для определения сопротивления заземления должны иметь определенные характеристики. Самое главное: очень низкая входная проводимость.

Диапазон измерения таких приборов крайне мал: обычно он колеблется от 1 до 1000 Ом. Точность измерения в аналоговых приборах не превышает 0,5–1 Ом, а в цифровых — до 0,1 Ом.

Несмотря на широкое распространение китайских и европейских агрегатов, наиболее популярным остается М416, разработанный еще в СССР. Прибор имеет четыре диапазона измерения: от 0 до 10 Ом, от 0,5 до 50, от 2 до 200 и от 100 до 1000. Питание прибора осуществляется от трех батареек типа «АА». Несмотря на это, мобильным его назвать сложно — габариты корпуса не очень удобные.

Более продвинутая версия — F4103 — промышленный омметр с большим входным сопротивлением. Он еще менее портативный, но имеет больший диапазон измерений. Большой плюс такого устройства: работа с большим разнообразием сигналов (от постоянного тока и пульсирующего тока до переменного тока частотой 300 Гц). Пользователя также порадует диапазон рабочих температур: от -25 до 55 градусов Цельсия.

Как нужно измерять сопротивление

Есть два документа, которые регламентируют нормы сопротивления заземления в цепи и другие показатели. Первый – это ПУЭ (Правила устройства электроустановок), в основе которого лежит приемочный контроль. Эксплуатационные замеры должны производиться в соответствии с Правилами технической эксплуатации установок электропотребителей (ПТЭЭП).

В обоих сводах правил есть разделение цепей на несколько типов — их необходимо учитывать перед измерением сопротивления заземления. Они различаются в зависимости от используемого напряжения в сети и типа цепи. Всего существует три типа цепей:

1. Для сетевых станций и распределительных пунктов, где напряжение не превышает 1000 вольт (независимо от того, используется ли в сети переменный или постоянный ток).
2. Для воздушных линий (ЛЭП), передающих ток напряжением менее 1000 вольт.
3. Для электроустановок с тем же максимально допустимым напряжением, что и в промышленных или бытовых применениях.

Нормы для каждого из типов

Чтобы понимать, какие нормативно-эксплуатационные показатели должны быть для каждого вида:

• Для электроустановок. Измерения сопротивления заземления следует проводить в непосредственной близости от подстанции. В зависимости от нагрузки это число может быть 60, 30 или 15 Ом. Также стоит учитывать естественные заземлители – для них эти значения должны быть равны 8, 4 или 2 Ом соответственно.

Все три значения зависят от напряжения в сети. Для однофазной сети 200 вольт допускается 60 и 8 Ом. 30 и 4 Ом – для трехфазных с напряжением 380 вольт. Минимальные значения (15 и 2 Ом) — для 660 вольт. В процессе эксплуатации сопротивление контура заземления также не должно опускаться ниже показателей, описанных в пункте выше.

• Для распределительного пункта или подстанции. Для установок с напряжением выше 100 киловольт (100 тысяч вольт) проводимость грунта при сдаче сети и в процессе эксплуатации также остается неизменной и составляет 0,5 Ом. При этом обязательными требованиями к проверке являются глухой тип заземления и подключение к нулевой цепи.

Существуют также стандарты для менее мощных установок, где напряжение составляет от 3 до 35 киловольт. В этом случае нужно разделить 250 на расчетный ток замыкания на землю – полученное значение и будет требуемым сопротивлением в Омах. Показатель, по ПТЭЭП, все равно не должен превышать 10 Ом.

• Для воздушных линий. Рассчитывается в зависимости от проводимости грунта, на котором стоят опоры ЛЭП:
• для грунта с удельным сопротивлением менее 100 Ом на метр — 10 Ом;
• при удельном сопротивлении 100…500 Ом на метр — 15 Ом;
• при удельном сопротивлении 500…1000 Ом на метр — 20 Ом;
• при удельном сопротивлении 1000…5000 Ом на метр — 30 Ом.

Для ЛЭП напряжением менее 1000 вольт — до 30 Ом (для опор с молниезащитой). В противном случае сопротивление должно быть 60, 30 или 15 Ом для сетей с напряжением до 660, 380 или 220 вольт соответственно.

Когда заземлять шину повторно не обязательно?

Согласно п. 1.7.61 ПУЭ повторное заземление шины рекомендуется выполнять в любом случае, но такое заземление обязательно только на воздушном вводе («Повторное заземление электроустановок напряжением до 1 кВ, питаемых от воздушных линий , необходимо проводить согласно 1.7.102-1.7.103.»).

При прокладке кабеля от опоры достаточно многократного заземления опор ВЛ. Считается, что вероятность обрыва PEN в кабеле меньше вероятности обрыва PEN на ВЛ СИП. Неоднозначное, на мой взгляд, мнение (а как быть с потенциальными проблемами с PEN-контактом в точке разветвления?), но оно закреплено в ПУЭ.

Подготовка к повторному заземлению ПЭН в измерительных щитах на столбах. Заземление щитов учета улиц не избавляет от необходимости заземления ПЭН на вводе в дом Подготовка к повторному заземлению ПЭН в щитах учета на столбах. Заземление щита учета улиц не избавляет от необходимости заземления PEN на вводе в дом.

Так что там про сопротивление?

ПУЭ

О сопротивлении заземления воздухозаборника в дом читаем в разделах 1.7.102-1.7.103:

«1.7.102. На концах ВЛ или ответвлениях от них протяженностью более 200 м, а также на вводах ВЛ в ​​электроустановки, где в качестве меры защиты при непрямом прикосновении применяется автоматическое отключение тока, заземление PEN-проводника должно быть выполнено…»

«1.7.103. Суммарное сопротивление утечки заземлителей (в том числе естественных) при всех повторных заземлениях PEN-проводника каждой ВЛ в ​​любое время года не должно быть более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях трехфазного источника питания напряжением 660, 380 и 220 В или однофазного источника питания напряжением 380, 220 и 127 В.

При этом дисперсионное сопротивление заземлителя каждого из повторных заземлений не должно быть более 15, 30 и 60 Ом соответственно при том же напряжении.»

То есть, исходя из этих пунктов, самая обычная трехфазная магистральная ВЛ с линейным напряжением 380 вольт должна быть заземлена, как минимум, на конце. Все заземления такой ВЛ должны иметь общее сопротивление не более 10 Ом. То есть, если это только новое заземление, сопротивление не должно быть более 10 Ом.

Если два — каждый не более 20 Ом (всего 10). Если три — каждый не более 30 Ом (всего тоже 10). Но тогда есть ограничение, что сопротивление каждого нового заземления этой линии не должно превышать 30 Ом. То есть их может быть сколько угодно, но сопротивление каждого из них не должно увеличиваться выше 30 Ом.

Итак, мы видим, что в разделе 1.7.103 речь идет о ВЛ в ​​целом, а не о ВЛ. Для сомневающихся приведу терминологию ПУЭ:

«2.4.2. Воздушная линия (ВЛ) для передачи электроэнергии напряжением до 1 кВ — устройство для передачи и распределения электроэнергии по изолированным или неизолированным проводам, расположенным на открытом воздухе и закрепленным линейной арматурой к опорам, изоляторам или кронштейнам, к стенам зданий и к инженерным сооружениям.»

«2.4.3. Автомагистраль ВЛ — часть линии от питающей подстанции до концевой опоры.
Линейные ответвления или ответвления на ввод могут быть присоединены к ВЛ.
Линейная ветка от ВЛ — участок линии, присоединяемый к магистральной линии, имеющий более двух пролетов.

Ответвлением от ВЛ до ввода является участок от основной опоры или линейного ответвления до вывода (вводного изолятора).»

Это означает, что заземление всей линии вместе с заземлением вводов в дома не должно давать в сумме более 10 Ом, а каждое заземление, в том числе и на вводах в дома, должно иметь сопротивление не более 30 Ом.

Технический циркуляр

Еще один аргумент для тех, кто еще сомневается. Уже упомянутый мною выше технический циркуляр № 31/2012 в разделе 2 дает четкое пояснение по поводу сопротивления повторного заземления на вводе в дом:

«При работе от ВЛИ сопротивление повторного заземления потребителя выбирают из условия обеспечения надежной работы УЗО при повреждении изоляции (однофазном замыкании на землю) при отключении проводника ответвления PEN от ВЛИ.

Сопротивление рассчитывается по надежному току срабатывания УЗО, равному 5 IΔn, но не должен превышать 30 Ом. При удельном сопротивлении заземления более 300 Ом·м допускается увеличение сопротивления до 150 Ом.»

То есть, если у вас есть автомат защиты от замыканий на землю с номинальным дифференциальным током отключения 300 мА на вводе, то при повреждении изоляции (однофазное замыкание на землю) заземление должно давать ток утечки 5*IΔn=5* 300 = 1,5 А. Это возможно при сопротивлении ок. 230 В / 1,5 А = 150 Ом.

Это больше установленного предела не более 30 Ом. То есть даже в случае УЗО с таким большим номинальным дифференциальным током отключения сопротивление 30 Ом все равно остается актуальным и не будет уменьшаться.

Читайте также: Чем отличается УЗО от дифавтомата простыми словами

Разработчики ПУЭ

 

При питании электроустановок зданий и сооружений от воздушных линий сопротивление повторного заземлителя на опорах принимают для передачи напряжения по PEN-проводнику при его обрыве, нормируют по 1.7.103 и составляют 30 Ом.

ПТЭЭП

Ну и, наконец, цифра 30 Ом подтверждена ПТЭЭП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей) Приложение 3.1. Таблица 36

Процесс вбивания заземлителя для заземления ПЭН в измерительную плату на столбе. Заземление щита учета улиц не избавляет от необходимости заземлять ПЭН на вводе в дом Процесс вбивания заземлителя для заземления ПЭН в щит учета на столбе. Заземление щита учета улиц не избавляет от необходимости заземления PEN на вводе в дом.

Откуда же вылезло 4 Ома?

Часто люди читают п.1.7.97, и есть ссылка на п.1.7.101, где записано 4 Ом. Но пункт 1.7.97 написан для заземляющих устройств для электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью, которые применяются одновременно для заземления электроустановок напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью.

Сам пункт 1.7.101 нормирует сопротивление заземляющего устройства, к которому подключены нейтрали генератора или трансформатора или выводы однофазного источника питания.

Почему лучше перестраховаться, и вместо 30 Ом сделать всё же 10?

1. Не надейтесь на повторное заземление ВЛ и повторное заземление в подъездах на независимых от вас соседей. Они просто не могут существовать вообще.

2. При повреждении PEN на входе в ваш дом, вы останетесь наедине с заземлением.

Все это будет означать, что если у вас сопротивление заземления 30 Ом, то ток короткого замыкания на землю будет около 230 В/30 Ом = 7,5 А, чего недостаточно для выключения даже 10-амперного выключателя света. И вы хотите свернуть диск…

Кроме того, на крышках с заземленными устройствами появится еще более опасный потенциал, чем при 10 Ом.

Еще один нюанс. При вводе газоснабжения в дом газовики требуют заземления 10 Ом для газового котла, т.к они перестраховываются, и не зависят от часто отсутствующего заземления магистральной воздушной линии.

Повторное заземление можно не делать?

Интересный ответ был дан в журнале «Известия электротехники» № 5 (29) от 2004 г. (Виктор Шатров, сотрудник Департамента государственного энергетического надзора Минэнерго России,
москва; Людмила Казанцева, ведущий специалист ОАО «НИИПроектэлектромонтаж», г. Москва):

Воздушные линии электропередач во многих случаях используются для питания мелких потребителей (повсеместно: сельская местность, пригороды, города), максимальная мощность каждой из них редко превышает 10 кВт. В этом случае достаточно заземлителя ВЛ, если расстояние до него не превышает 100 м. Повторное заземление непосредственно на вводе в здание не требуется.

И его ответ на вопрос: «Куда должен быть подключен заземлитель для повторного заземления индивидуальных домов» (если он есть)?

Для деревянных зданий при отсутствии входящих в здание металлических коммуникаций допускается не выполнять главную заземляющую шину, а присоединять нулевой защитный проводник на вводном изоляторе.

При наличии металлических коммуникаций, входящих в здание из любого материала, необходимо предусмотреть главную заземляющую шину и подключить нулевой защитный проводник (PEN) к питающей линии (отводам), заземлитель для повторного заземления и ввода коммуникаций в здание к Это.

В таких случаях главную заземляющую шину следует располагать рядом с входным блоком таким образом, чтобы она не подвергалась риску механического повреждения.

От чего зависит сопротивление заземления

Как было сказано выше, ток выполняет важную функцию — он протекает по той части цепи, которая меньше всего ему сопротивляется. Сама величина сопротивления зависит от многих факторов:

• Материал. Ряд материалов имеет особое (атомарное) строение, что предполагает наличие большого количества свободных электронов. Если такие материалы подвергнуты воздействию любого магнитного поля или подключены к источнику тока, они легко проводят электричество. По большей части это утверждение относится к металлам.

Другие материалы не имеют свободных электронов и их электрическое сопротивление чрезвычайно велико. Если напряжение (сила, «выталкивающая» электроны) ниже допустимого значения, проводимость будет равна нулю или крайне малым значениям.

При превышении показателя произойдет пробой и образовавшаяся сажа будет иметь свойства проводника. Логично, что материалом для заземления могут быть только представители первой группы материалов – именно эта группа обеспечивает минимальное сопротивление.

• Его температура. Температура определяет скорость движения электронов в материале. Следовательно, чем ниже она у проводника, тем лучше он проводит заряд. Обратная зависимость также имеет характер прямой пропорциональности – после увеличения сопротивление будет падать. Расчет сопротивления заземления необходимо производить с учетом этого параметра.
• Наличие примесей. Основная часть проводников изготовлена ​​из меди. Старые провода были из алюминия, но у таких решений сразу несколько недостатков. К сожалению, кабели и провода из этого материала быстрее перегреваются и плавятся, а сопротивление промышленно добытого алюминия ниже, чем у меди.

Химически чистый металл является лучшим проводником, превосходящим по проводимости даже серебро. Дело в примесях: у них значения сопротивления намного выше. Этот же момент следует учитывать при расчете заземления.

Понятно, что в идеале сопротивление должно быть минимальным — для этого нужно использовать большой медный контур. Но дело в том, что медь быстро окисляется, и затраты на такое решение будут чрезвычайно высоки.

Поэтому были разработаны стандарты минимального предела заземления. Этот показатель не нужно превышать, чтобы цепь в нужный момент под нагрузкой выполняла возложенную на нее функцию и отводила заряд на землю.

Формула расчета

Формула для расчета сопротивления заземления одиночного вертикального заземлителя:

куда:
ρ — сопротивление заземления на единицу длины (Ом×м)
L — длина заземляющего электрода (в метрах)
d — ширина заземлителя (в метрах)
T — расстояние от поверхности земли до центра заземляющего электрода (в метрах)

Для электролитического заземления:

Формула расчета сопротивления заземления одиночного горизонтального электрода с добавлением поправочного коэффициента:

куда:

ρ – сопротивление земли на единицу длины (Ом×м);
L – длина заземлителя (в метрах);
d — ширина заземлителя (в метрах);
Т — расстояние от поверхности земли до центра заземлителя (в метрах);
C – относительное содержание электролитов в окружающей почве.

Коэффициент С варьируется от 0,5 до 0,05. Со временем она уменьшается, так как электролит проникает в почву в большем объеме, при этом увеличивается его концентрация. Как правило, она составляет 0,125 через 6 мес промывки электродных солей в плотном грунте и через 0,5–1 мес промывки электродных солей в рыхлом грунте. Процесс можно ускорить, добавив воду в электрод во время установки.

Расчетное удельное электрическое сопротивление земли (Ом×м) — параметр, определяющий уровень «электропроводности» земли как проводника, то есть насколько хорошо будет распространяться электрический ток от заземлителя в такой среде.

Это измеряемая величина, которая зависит от состава почвы, размера и плотности частиц, влажности и температуры, концентрации в ней растворимых химических веществ (солей, кислотных и щелочных остатков).

Подведём итог

Для электриков, работающих в сетях напряжением ниже 1000 вольт:

Сопротивление утечки заземляющего контура на вновь сооружаемой электроустановке должно быть 15, 30 или 60 Ом или 2, 4 и 8 Ом, измеренное с присоединенными естественными заземлителями и повторными заземлителями отходящих линий для напряжения сети 660-380, 380 В. -220 или 220-127 Вольт (трехфазная/однофазная сеть) соответственно.

Рассеянное сопротивление контура заземления на уже работающей электроустановке, также 15, 30 и 60 Ом или 2, 4, 8 Ом, измеренное с подключенными естественными и повторными заземлителями на напряжение сети 660-380, 380-220 и 220-127 Вольт (трехфазная/однофазная сеть) соответственно.

Как видите, значения сопротивления контура заземления одинаковы, независимо от типа проверки, но разные в зависимости от назначения контура заземления!