Здесь снова приходится опустить Инструкцию СО-153-34.21.122-2003, не содержащую никаких конкретных требований к заземлению молниеотводов. В Инструкции РД 34.21.122-87 формально требования сформулированы, но они касаются не величины сопротивления заземления, а конструкции заземляющих устройств. Для отдельно стоящих молниеотводов речь идет о фундаментах опор молниеотводов или о специальном заземлителе, минимальные размеры которого показаны на рис. 7.

Рисунок 7. Минимальные размеры заземлителя из горизонтальной полосы и трех вертикальных стержневых электродов по РД 34.21.122-87

В нормативе нет никаких указаний об изменении размеров электродов в зависимости от удельного сопротивления грунта. Это значит, что по мнению составителей типовая конструкция признается пригодной для любых грунтов. Насколько при этом будет меняться ее сопротивление заземления R gr , можно судить по расчетным данным рис. 8.

Рисунок 8. Расчетное значение сопротивления заземления типового заземлителя из Инструкции РД 34.21.122-87

Изменение значения R gr в пределах почти 2-х порядков величины вряд ли можно расценивать как нормирование. Фактически никаких конкретных требований к величине сопротивления заземления норматив не содержит и этот вопрос безусловно заслуживает специального рассмотрения.

Стандарт ОАО «Транснефть» удивил таблицей нормированных значений сопротивления заземления молниеотводов (рис. 9), которую составители полностью скопировали из последнего издания ПУЭ, где она относится к заземлителям опор ВЛ 110 кВ и выше. Жесткие требования ПУЭ вполне понятны, поскольку сопротивление заземления опоры ВЛ в значительной мере определяет величину грозового перенапряжения на линейной изоляции. Мотивы переноса этих требований на заземления молниеотводов выяснить невозможно, тем более, что в высокоомных грунтах их вообще не удается реализовать при помощи сколько-нибудь разумных конструкций. Чтобы продемонстрировать это, на рис. 10 показаны результаты расчета заземлителя молниеотвода совершенно фантастического исполнения. Он представляет собой полностью металлическую конструкцию квадратного сечения, длина стороны которого указана на оси абсцисс. Рассчитаны два варианта - с глубиной заложения в грунт 3 и 10 м. Легко убедиться, что в грунте с удельным сопротивлением ρ = 5000 Ом м нормированное значение 30 Ом (R З /ρ = 0,006 м -1) потребует заполнить металлом окрестность фундамента молниеотвода более, чем 50х50 м. Не лучше ситуация и с протяженном заземлителем. В тех же условиях для обеспечения требуемого сопротивления заземления нужна горизонтальная шина длиной более 450 м.

Эквивалентное удельное сопротивление грунта ρ, Ом*м	Наибольшее допустимое сопротивление заземления опоры по ПУЭ, Ом
Более 100 до 500
Более 500 до 1000
Более 1000 до 5000

Таблица 9

Рисунок 10. К оценке возможностей выполнения требований стандарта ОАО «Транснефть» при помощи сосредоточенного заземляющего устройства

Требования стандарта ОАО "Газпром" предельно конкретны. Сопротивление заземления отдельно стоящего молниеотвода для I и II уровней защиты должно быть равно 10 Ом в грунтах с ρ ≤ 500 Ом м. В более высокоомных грунтах допускается использовать заземлители, сопротивление которых определяется как

Отдавая себе отчет в сложности изготовления такого относительно низкого сопротивления заземления, стандарт рекомендует химическую обработку или частичную замену грунта. Заслуживает внимания оценка объема рекомендованных работ в конкретных условиях. Ее легко выполнить для простейшей ситуации, ориентируясь на полусферический заземляющий электрод, потенциал которого в двухслойном грунте (независимо от того, что было сделано - химия или механическая замена грунта) согласно рис. 11 равен

Рисунок 11. К оценке сопротивления заземления в двухслойном грунте

Откуда точное значение сопротивления заземления определяется как

В предельном случае, когда химическая обработка или замена грунта оказались столь эффективны, что его удельное сопротивление упали почти до нуля,

Выражение позволяет оценить снизу радиус обработки r 1 . В рассматриваемом примере он оказывается равным приблизительно 40 м, что соответствует объему грунта около 134000 м 3 . Полученное значение заставляет очень серьезно задуматься о реальности намечаемой операции.

Рисунок 12. Сопротивление заземления двухлучевого горизонтального заземлителя в зависимости от толщины верхнего обработанного слоя грунта

К похожему результату приводит оценка и для любой другой практически значимой конфигурации заземляющих электродов, например, для двухлучевого заземлителя из горизонтальных шин длиной по 20 м. Расчетная зависимость на рис. 12 позволяет оценить, как меняется сопротивление заземления такой конструкции при вариации толщины верхнего низкоомного слоя замененного грунта. Требуемое сопротивление заземления в 20 Ом получается здесь при толщине обработанного (или замененного) слоя в 2,5 м. Важно понять, на каком расстоянии от заземлителя можно прекратить обработку. Показателем является потенциал на поверхности земли U(r). Изменение удельного сопротивления перестанет влиять на результат там, где потенциал U(r) станет намного меньше потенциала заземляющего электрода U З = U(r 0).

2.2. С какой целью заземляется молниеотвод

Прошу не считать банальным заголовок раздела. Молниеотводы заземляли всегда, с момента их изобретения, иначе как они могли бы отвести в землю ток молнии. Современные руководства говорят о том, что сопротивление заземления должны обеспечить безопасный отвод тока молнии . О какой опасности и безопасности речь? Здесь не удастся отговориться банальностями. Наверное, стоит еще раз вспомнить о воздушных линиях электропередачи. Там сопротивление заземления определяет резистивную составляющую грозовых перенапряжений которые действуют на гирлянду изоляторов.

Ничего подобного нет у молниеотводов. Их молниеприемник ”без проблем” принимает потенциал заземляющих электродов. Присутствие конечного сопротивления заземления никак не влияет и на способность молниеотвода притягивать к себе молнию. В лаборатории не раз пытались проследить за влиянием сопротивления заземления на этот процесс и каждый раз безрезультатно. Объяснение здесь достаточно простое и очевидное. Молния никогда не ударяет в молниеотвод. Ее встречает и притягивает к себе плазменный канал встречного разряда, который стартует от вершины молниеотвода в электрическом поле грозового облака и заряда уже формирующейся молнии. Этот канал (его называют встречным лидером) развивается при токе не более десятков ампер. Падение напряжения от такого слабого тока на сопротивлении заземления молниеотвода мало значимо по сравнению с потенциалом порядка 10 7 -10 8 В, который несет молния от грозового облака. Действительно, при сопротивлении заземления 10, 20, 100 или 200 Ом напряжение на заземлителе от тока ~ 10 А все равно не превысит даже 10 4 В - величину ничтожно малую по сравнению с тем, чем располагает молния.

Отдельно стоящий молниеотвод, как известно, используют с единственной целью - устранить распространение тока молнии по металлоконструкциям защищаемого объекта. Именно для этого выбираются вполне конкретные расстояния от молниеотвода до объекта по воздуху и по земле. Допустим, что они выбраны верно и действительно исключают искровые перекрытия. Тем не менее, ток в заземлитель объекта попадает и попадает достаточно весомой долей, особенно когда функцию его заземления исполняет достаточно большой по площади фундамент защищаемого сооружения. Расчетные данные на рис. 14 показывают эту долю в зависимости от расстояния между заземлителями. У молниеотвода он выполнен согласно предписанию Инструкции РД 34.21.122-87 в виде горизонтальной полосы длиной 10 м с 3-мя вертикальными стержнями по 3 м каждый; фундамент объекта имеет размеры 50х50 м и заглублен на 3 м. Компьютерные расчеты выполнены для однородного грунта и для случая, когда поверхностный слой основного грунта на глубину до 2,5 м заменен высоко проводящим с удельным сопротивлением, меньшим в 50 раз. Легко убедиться, что изоляционное расстояние в 5 м, предписанное по стандарту ОАО «Транснефть», мало препятствует проникновению тока молнии к объекту через грунта, особенно, если его верхний слой заменен или химически обработан. Даже при расстоянии в 15 м, нормированном стандартом ОАО «Газпром», ток в заземлителе объекта превышает 50%.

Рисунок 14. Доля тока молнии, проникшая в заземлитель объекта через проводящую связь с заземлителем молниеотвода в зависимости от расстояния между ними

Здесь нужно еще раз подчеркнуть, что любая обработка верхнего слоя грунта, снижающая сопротивление заземления, не только не уменьшает кондуктивную связь между молниеотводом и объектом, но заметно осиливает ее, повышая тем самым долю тока молнии, ответвившуюся в объект.

Самое время еще раз поставить вопрос о цели снижения сопротивления заземления. Остается два незатронутых аспекта проблемы - формирование искровых каналов и напряжение шага. Первый вопрос будет рассмотрен ниже в специальном разделе. Что же касается напряжения шага, то оно безусловно зависит от конструкции заземлителя молниеотвода и от его сопротивления заземления. Расчетные кривые на рис. 15 демонстрируют динамику снижения напряжения шага по мере удаления от типового заземлителя молниеотвода, предписанного Инструкцией РД 34.21.122-87 (см. пояснения к рис. 14).

2.3. Как проектировать

В разделе снова ставится задача об удовлетворении требований нормативных документов без неоправданных материальных затрат. Это тем более важно, что на качество внешней молниезащиты величина сопротивления заземления молниеотвода мало влияет. Во всяком случае, с ней не связаны непосредственно те опасные воздействия молнии, которые могут привести к катастрофической ситуации на резервуарном парке или каком-либо другом объекте переработки углеводородного топлива. Главное, очень хотелось бы избежать дорогостоящей химической обработки или замены больших объемов грунта и без них выполнить требования отраслевых нормативов по молниезащите.

Создавать заземлитель для каждого молниеотвода в отдельности целесообразно только в грунтах с низким удельным сопротивлением, где даже типовая конструкция из РД 34.21.122-87 оказывается вполне дееспособной. Например, при рекомендованной там длине горизонтальной шины в 12 м и 3-х вертикальных стержнях по 5 м сопротивление заземления в грунте удельным сопротивлением ρ равно

Это значит, что при ρ ≤ 300 Ом м расчетное значение не превысит 20 Ом. При более высоком удельном сопротивлении грунта неплохой результат обеспечивают 4 взаимно перпендикулярных луча. При длине по 20 м каждый сопротивление заземления оказывается равным

а установка 5-метровых вертикальных стержней на концах каждого из лучей снижает эту величину до

Проблема становится серьезной, когда удельное сопротивление грунта заметно превышает 1000 Ом*м. Здесь привлекает внимание организация единого контура заземления для всех отдельно стоящих молниеотводов. Стоит еще раз обратиться к рис. 4, где демонстрируется защита резервуарного парка 3-мя тросами длиной по 100 м, при расстоянии между параллельными тросами 50 м. Объединение их опор горизонтальными шинами образует контур заземления с двумя ячейками 100х50 м. Его сопротивление заземления при укладке шин на глубину 0,7 м обеспечивает

что позволяет решить проблему в грунте удельным сопротивлением до 3000 Ом*м, даже руководствуясь предписанием стандарта ОАО "Газпром". Уместно отметить, что дополнительное устройство локального заземлителя у каждого из молниеотводов почти не влияет на сопротивление заземления образованного контура в целом. Так, использование в качестве локального заземлителя каждого молниеотвода стойки его фундамента с металлической арматурой длиной 5 м и эквивалентным радиусом 0,2 м (R gr ≈ 0.1ρ [Ом]) в системе из 6 стоек снизило суммарное сопротивление контура заземления всего на 6%. Причина столь слабого влияния заключена в эффективной экранировке стержней протяженными горизонтальными шинами. Удлиняя горизонтальные шины, связывающие опоры молниеотводов, можно добиться сопротивления заземления порядка 20 Ом и в грунте с удельным сопротивлением 5000 Ом.

Читатель вправе прервать описание столь радужных перспектив, напомнив, что длинная шина медленно вступает в процесс растекания импульсного тока из-за своей индуктивности. Возразить против этого нечего. Но по крайней мере два обстоятельства все-таки действуют в пользу предложенного решения. Во-первых, ни один из упоминавшихся нормативов не требует каких-либо конкретных значений импульсного сопротивления заземления, а во вторых, в высокоомных грунтах скорость проникновения импульсного тока в заземляющую шину достаточно высока и потому текущее значение сопротивления заземления R gr (t) = U gr (t)/i M (t) быстро принимает установившееся значение, контролируемое нормативными требованиями. Как пример на рис. 16 показана расчетная динамика изменения сопротивления заземления шины длиной 200 м между опорами молниеотводов. Принято, что удельное сопротивление грунта равно 5000 Ом*м, а его относительная диэлектрическая проницаемость равна 5 (учет этого параметра важен, когда емкостная утечка в грунт сопоставима с кондуктивной).

Э. М. Базелян , д.т.н., профессор
Энергетический институт имени Г.М. Кржижановского, г. Москва

Полезные материалы :

Загородные коттеджи, дома, а также постройки находящиеся на территории вашего участка по технике безопасности должны быть подключены с системе заземления, системе уравнивания потенциалов. При наличии заземления, удар электротоком можно предотвратить. Здесь нужно правильно рассчитать нагрузку и произвести монтаж заземления руками специалистов вмонтировав систему заземления в землю. Монтаж контура заземления – обязательное условие для безопасности в частном доме и строениях на вашей территории. Согласно ПУЭ (Правилам устройства электроустановок), заземление – это преднамеренно выполненное соединение электроустановок, приборов и оборудования с заземляющей конструкцией.

Заземляющее устройство выполнить в соответствии с главой.1.7 Правил устройства электроустановок и СНиП 3.05.06-85 “Электротехнические устройства”. Горизонтальный заземлитель, присоединить к вертикальным заземлителям с отступлением от верхней кромки заземлителя из стального уголка на 50-60 мм. Заземлители располагают на расстоянии не менее 0,5 м от фундамента здания, в стороне от дверей. Места сварных соединений следует окрашивать устойчивой краской во избежание их коррозии и действия ржавчины. Ввод в здание контура заземления следует выполнить проводником из круглой стали диаметром не менее 6 мм, используя в местах пересечения со строительными конструкциями толстостенные газоводопроводные металлические трубы. Ввод в здание рекомендуется выполнить на высоте 0,5 м от поверхности земли фундамента здания. Если при монтаже заземляющего устройства величина его сопротивления окажется более 10 Ом, то следует смонтировать дополнительные заземлители, доведя сопротивление до нормы Rз < 10 Ом.

Также не стоит пренебрегать безопасностью, и установить систему уравнивания потенциалов в электроустановке здания. Монтаж системы уравнивание потенциалов - это значительное снижение разности потенциалов между доступными одновременному прикосновению открытыми проводящими частями, сторонними проводящими частями, заземляющими и защитными проводниками, а также РЕN - проводниками путём принудительного соединения между собой этих частей.

Уравнивание потенциалов сделает место нахождения, проживания человека, свободной от появления разности потенциалов, и обезопасит проживающих и находящихся в помещении, от удара электрическим током. Буквально все проводящие части электротехнического и не электротехнического оборудования, строительных металлических конструкций должны быть соединены между собой.

Те элементы, которые по каким-то причинам не могут быть добавлены к общей системе уравнивания потенциалов, обязаны быть изолированы от прочего оснащения таким образом, чтобы они не могли быть доступны для одновременного прикосновения. Возможно, произошло повреждение изоляции. Соответственно возникшие напряжение, на одной из доступных проводящих частей и все доступные одновременному прикосновению проводящие части, должны приобрести то же самое напряжение, для исключения появления разности напряжений, опасной для человека. В том случае, когда одна из доступных частей является землёй, все окружающее оборудование должно быть соединено с землёй через возможно более низкое сопротивление.

Выполнение работ по заземлению состоит из нескольких этапов. Первое, определение места установки контура, избежать возможных пересечений подземных коммуникаций. Выбор материала из которого в будущем будет изготовлен сам контур, металлический или медный стержень, вбиваемый в землю. Ценообразование на монтаж контура заземления может быть различным, все зависит от каждой отдельной взятой ситуации. Начиная от выполнения поставленной задачи собственными силами, просмотрев большое количество информации, не имея знаний и навыка, в достижении стопроцентного правильного результата. Или избавить себя от головной боли и сомнений в правильности проделанной работы, предоставить расчёт и выполнение контура заземления профессиональным электрикам. Вычисления совершены, металлические конструкции установлены в заранее подготовленную траншею, подключить к дому.

Молниезащита.

Природа постоянно поражает человечество удивительными явлениями. Могущество и неконтролируемость молнии, завораживает и одновременно таит в себе ряд опасных для человека вещей. Последствия удара молнии могут быть самыми разнообразными, начиная от обугленного участка земли и заканчивая плачевным исходом. Огромную разрушительную силу несёт в себе молния, которая попадая в дом, оставляет непоправимые последствия. Чтобы обезопасить и исключить повреждения дома и имущества вследствие такой стихии, требуется молниезащита в частном доме. Молния - это природный разряд электричества, который происходит в нижних слоях атмосферы земли, и довольно серьёзно повреждает линии электропередач домов и других строений. Удар молнией происходит очень быстро, молниеносный разряд достигает земли с сумасшедшей скоростью.

Современные строения, а также оборудование, техника, произведённая, по новым технологиям стала, больше привлекать молниеносный разряд. Например, такие предметы как сотовые телефоны, антенны и иное беспроводное оборудование. Однако в настоящие время знания и технологии позволяют противостоять этим явлением и увеличивают шансы на безопасность частных домов и находящихся по близости строений. Молниезащита направлена на обеспечение безопасности зданий и находящихся в них людей от опасного воздействия разряда молнии. В качестве защитной меры применяются молниеотводы. Такие устройства включают в себя несколько основных компонентов. Контур заземления, согласно ПУЭ (Правилам устройства электроустановок), заземление – это преднамеренно выполненное соединение электроустановок, приборов и оборудования с заземляющей конструкцией. Молниеотвод, состоит из стержневого молниеприемника, воспринимающего удар молнии, токоотвода и молниеприемника с заземлителем, который отводит молнию в землю. Молниеприемник-металлический элемент для приема электрических разрядов. Его можно установить на кровле жилого дома. Молниеприемник необходимо закреплять в самой высочайшей точке крыши. Если площадь кровли очень велика или имеет сложную конфигурацию, понадобится установка дополнительных молниеприемников.

1. Согласно инструкции “ По устройству молниезащиты зданий и сооружений “ (№ РД - 34.21.122 - 87) и принимая степень огнестойкости здания - 3 категории, для грозозащиты здания применяем молниеотвод.

2. Молниеотвод состоит из:

• стержневого молниеприемника, воспринимающего удар молнии;
• токоотвода, соединяющего молниеприемник с заземлителем;
• заземлителя, который отводит молнию в землю.

3. Молниеприемники (2 шт.) устанавливаются на существующих кирпичных трубах. Высота молниеприемника по отношению к самой высокой точке крыши должна быть не менее 0,25 м.

4. Молниеприемник соединить с токоотводом и заземлителем способом сварки.

5. Молниеприемники и токоотводы, а также места сварных соединений следует окрашивать устойчивой краской во избежание их коррозии и ржавения.

6. Заземлители располагают на расстоянии не менее 0,5 м от фундамента защищаемого здания, в стороне от дверей.

7. Горизонтальный заземлитель присоединять к вертикальным заземлителям с отступлением от верхней кромки заземлителя и стального уголка на 50,0 - 60,0 мм.

8. Токоотвод прокладывать в плотную к поверхности крыши, стен здания.

9. Ввод в здание от контура заземления к ГЗШ (главной заземляющей шине) следует выполнить проводниками из круглой стали диаметром не менее 6 мм от 2-х противоположных точек соединения на контуре заземления, используя в местах пересечения со строительными конструкциями толстостенные газоводопроводные металлические трубы. Ввод в здание рекомендуется выполнить на высоте 0,5 м от поверхности земли у фундамента здания.

Уважаемые читатели! Инструкция объёмная, поэтому специально для вашего удобства мы сделали навигацию по ее разделам (см. ниже). Если у вас имеются вопросы по выбору, расчетам и проектированию систем заземления и молниезащиты, пожалуйста, напишите или позвоните , они с удовольствием помогут!

Введение — о роли заземления в частном доме

Дом только что построен или куплен - перед вами именно то заветное жилище, которое вы еще недавно видели на эскизе или фотографии в объявлении. А может быть вы живете в собственном доме уже не первый год, и каждый уголок в нём стал родным. Обладать своим личным домом замечательно, но вместе с ощущением свободы, в довесок вы получаете и ряд обязанностей. И сейчас мы не будем говорить о домашних хлопотах, речь пойдет о такой необходимости, как заземление для частного дома. Любой частный дом включает в себя следующие системы: электрическую сеть, водопровод и канализацию, газовую или электрическую систему обогрева. Дополнительно устанавливаются система охраны и сигнализации, вентиляции, система «умный дом» и др. Благодаря этим элементам, частный дом становится комфортной средой жизни современного человека. Но по-настоящему он оживает благодаря электрической энергии, которая приводит в работу оборудование всех указанных выше систем.

Необходимость заземления

К сожалению, электричество имеет и обратную сторону. У всего оборудования есть срок службы, в каждый прибор заложена определенная надежность, поэтому работать они будут не вечно. Кроме того, при проектировании или монтаже самого дома, электрики, коммуникаций или оборудования также могут быть допущены ошибки, которые способны сказаться на электробезопасности. В силу этих причин часть электрической сети может оказаться поврежденной. Характер аварий бывает разный: могут произойти короткие замыкания, которые отключаются автоматическими выключатели, а могут случиться пробои на корпус. Сложность в том, что проблема пробоя носит скрытый характер. Произошло повреждение проводки, поэтому корпус электрической плиты оказался под напряжением. При неправильных мерах заземления, повреждение никак себя не проявит, пока человек не прикоснется к плите и не получит удар током. Поражение электричеством случится из-за того, что ток ищет путь в землю, а единственным подходящим проводником послужит тело человека. Допускать этого нельзя.

Такие повреждения представляют наибольшую угрозу для безопасности людей, потому что для их раннего обнаружения, а, следовательно, чтобы защититься от них, обязательно нужно иметь заземление. В рамках данной статьи рассматривается, какие действия нужно предпринять по организации заземления для частного дома или дачи.

Необходимость установки заземления в частном доме определяется системой заземления, т.е. режимом нейтрали источника питания и способом прокладки нулевого защитного (PE) и нулевого рабочего (N) проводников. Также может быть важен тип питающей сети - воздушная линия или кабельная. Конструктивные различия систем заземления позволяют выделить три варианта электроснабжения частного дома:

Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП) объединяет все крупные токопроводящие части здания, в обычном состоянии не имеющие электрического потенциала, в единый контур с главной заземляющей шиной. Рассмотрим графический пример выполнения СУП в электроустановке жилого дома.

Вначале рассмотрим самый прогрессивный подход к электрическому питанию дома - систему TN-S. В этой системе PE и N проводники разделены на всем протяжении, и необходимости в установке заземления у потребителя нет. Нужно только завести PE-проводник на главную шину заземления, и далее развести с нее проводники заземления к электроприборам. Реализуется такая система как кабельной, так воздушной линией, в случае последней прокладывается ВЛИ (воздушная линия изолированная) с помощью самонесущих проводов (СИП).

Но такое счастье выпадает далеко не всем потому, что старые воздушные линии передачи используют старую систему заземления - TN-C. В чём же её особенность? В данном случае PE и N на всём протяжении линии прокладываются одним проводником, в котором совмещены функции и нулевого защитного и нулевого рабочего проводников - так называемый PEN-проводник. Если раньше использовать такую систему разрешалось, то с введением в 2002 году ПУЭ 7 изд., а именно пункта 1.7.80 применение УЗО в системе TN-C оказалось под запретом. Без использования УЗО ни о какой электробезопасности не может быть речи. Именно УЗО отключает питание при повреждении изоляции, как только оно произошло, а не в тот момент, когда человек прикоснется к аварийному прибору. Чтобы соблюсти все необходимые требования, систему TN-C необходимо модернизировать до TN-C-S.

В системе TN-C-S по линии так же прокладывается PEN-проводник. Но, теперь уже, пункт 1.7.102 ПУЭ 7 изд. говорит, что на вводах ВЛ к электроустановкам должны быть выполнены повторные заземления PEN-проводника. Выполняются они, как правило, у электрического столба, с которого выполняется ввод. При повторном заземлении производится разделение PEN-проводника на отдельные PE и N, которые и заводятся в дом. Норма повторного заземления содержится в пункте 1.7.103 ПУЭ 7 изд. и составляет 30 Ом, либо 10 Ом (при наличии в доме газового котла). Если заземление у столба не выполнено, необходимо обратиться в Энергосбыт, в чьём ведомстве находится электрический столб, распределительный щит и ввод в дом потребителя, и указать на нарушение, которое должно быть исправлено. Если распределительный щит находится в доме, разделение PEN нужно выполнить в этом щите, а повторное заземление сделать возле дома.

В таком виде TN-C-S успешно эксплуатируется, но с некоторыми оговорками:

• если состояние ВЛ вызывает серьезные опасения: старые провода находятся не в лучшем состоянии, из-за чего возникает риск обрыва или перегорания PEN-проводника. Это чревато тем, что на заземленных корпусах электроприборов окажется повышенное напряжение, т.к. путь тока в линию через рабочий ноль прервется, и ток вернется с шины, на которой выполнялось разделение, через нулевой защитный проводник на корпус прибора;
• если на линии не выполнены повторные заземления, то есть опасность, что ток повреждения перетечет в единственное повторное заземление, что также приведет к повышению напряжения на корпусе.

В обоих случаях электробезопасность оставляет желать лучшего. Решением этих проблем является система ТТ.

В системе ТТ PEN-проводник линии используется в качестве рабочего нуля, а отдельно выполняется индивидуальное заземление, которое можно установить возле дома. Пункт 1.7.59 ПУЭ 7 изд. оговаривает такой случай, когда невозможно обеспечить электробезопасность, и разрешает использовать систему ТТ. Обязательно должно быть установлено УЗО, а его правильная работа должна обеспечиваться условием Rа*Iа<=50 В (где Iа - ток срабатывания защитного устройства; Ra - суммарное сопротивление заземлителя). «Инструкция по устройству защитного заземления» 1.03-08 уточняет, что для соблюдения этого условия сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 30 Ом, а в грунтах с высоким удельным сопротивлением - не более 300 Ом.

Как сделать заземление дома?

Цель заземления для частного дома состоит в том, чтобы получить необходимое сопротивление заземления. Для этого используются вертикальные и горизонтальные электроды, которые в совокупности должны обеспечить необходимое растекание тока. Вертикальные заземлители подходят для монтажа в мягком грунте, тогда как в каменистом их заглубление связано с большими трудностями. В таком грунте подойдут горизонтальные электроды.

Защитное заземление и заземление молниезащиты выполняются общими, один заземлитель будет универсальным и выполнять оба назначения, об этом говорится в пункте 1.7.55 ПУЭ 7 изд. Поэтому полезно будет узнать, как унифицировать молниезащиту и заземление. Чтобы наглядно увидеть процесс монтажа этих систем, описание процесса заземления для частного дома будет разделено на этапы.

Отдельным пунктом следует выделить защитное заземление в системе TN-S. Исходной точкой для установки заземления будет тип системы питания. Различия систем питания были рассмотрены в предыдущем пункте, поэтому мы знаем, что для системы TN-S заземление монтировать не нужно, нулевой защитный (заземляющий) проводник приходит с линии - требуется только присоединить его к главной заземляющей шине, и в доме будет заземление. Но нельзя говорить, что дому не нужна молниезащита. Значит это лишь то, что мы, не обращая внимание на этапы 1 и 2, сразу можем перейти к этапам 3-5, см. ниже
Системы TN-C и TT всегда требуют установку заземления, поэтому перейдём к самому главному.

Защитное заземление устанавливается у столба, либо у стены дома, в зависимости от того в каком месте выполняется разделение PEN-проводника. Желательно располагать заземлитель в непосредственной близости от главной заземляющей шины. Отличия TN-C от TT лишь в том, что в TN-C место заземления привязано к месту разделения PEN. Сопротивление заземления в обоих случаях должно быть не более 30 Ом в грунте с удельным сопротивлением 100 Ом*м, например суглинке, и 300 Ом в грунте с удельным сопротивлением более 1000 Ом*м. Значения одинаковые, хоть и опираемся мы на разные нормативы: для системы TN-C 1.7.103 ПУЭ 7 изд., а для системы ТТ — на пункт 1.7.59 ПУЭ и 3.4.8. Инструкции И 1.03-08. Так как отличий в необходимых мероприятиях нет, будем рассматривать общие решения для этих двух систем.

Для заземления достаточно забить шестиметровый вертикальный электрод.

(кликните , чтобы увеличить)

Такое заземление получается очень компактным, установить его можно даже в подвале, никакие нормативные документы этому не противоречат. Необходимые действия для заземления описаны для мягкого грунта с удельным сопротивлением 100 Ом*м. Если грунт имеет сопротивление выше, требуются дополнительные расчеты, обратитесь к техническим специалистам ZANDZ.ru за помощью в расчетах и подборе материалов.

Если в доме установлен газовый котел, тогда, газовая служба может потребовать заземление с сопротивлением не более 10 Ом, руководствуясь пунктом 1.7.103 ПУЭ 7 изд. Данное требование должно быть отражено в проекте газификации.
Тогда для достижения нормы необходимо установить 15-ти метровый вертикальный заземлитель, который устанавливается в одну точку.

(кликните , чтобы увеличить)

Установить можно и в несколько точек, например, в две или три, соединив затем горизонтальным электродом в виде полосы вдоль стены дома на расстоянии 1 м и на глубине 0,5-0,7 м. Установка заземлителя в несколько точек послужит также для цели молниезащиты, чтобы понять каким образом, перейдем к её рассмотрению.

Перед тем как монтировать заземление, нужно сразу решить, будет ли выполняться защита дома от молнии. Так, если конфигурация заземлителя для защитного заземления может быть любой, то заземление для молниезащиты должно быть определенного типа. Устанавливаются минимум 2 вертикальных электрода длиной 3 метра, объединённые горизонтальным электродом такой длины, чтобы между штырями было не менее 5 метров. Данное требование содержится в пункте 2.26 РД 34.21.122-87. Монтироваться такое заземление должно вдоль одной из стен дома, оно будет являться своего рода соединением в земле двух спущенных с крыши токоотводов. Если токоотводов несколько, правильным решением выглядит прокладка контура заземления для дома на расстоянии 1 м от стен на глубине 0,5-0,7 м, а в месте соединения с токоотводом установка вертикального электрода длиной 3 м.

(кликните , чтобы увеличить)

Теперь настало время узнать, как сделать молниезащиту частного дома. Состоит она из двух частей: внешней и внутренней.

Выполняется в соответствии СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (далее СО) и РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (далее РД).

Защита зданий от разрядов молнии осуществляется с помощью молниеотводов. Молниеотвод представляет собой возвышающееся над защищаемым объектом устройство, через которое ток молнии, минуя защищаемый объект, отводится в землю. Оно состоит из молниеприёмника, непосредственно воспринимающего на себя разряд молнии, токоотвода и заземлителя.

Молниеотводы устанавливаются на кровлю таким образом, чтобы обеспечивалась надежность защиты более 0,9 по СО, т.е. вероятность прорыва через молниеприёмную систему должна быть не более 10%. Более подробно о том, что такое надежность защиты читайте в статье «Молниезащита частного дома» . Как правило, они устанавливаются по краям конька кровли, если крыша двускатная. Когда крыша мансардная, четырехскатная или еще боле сложной формы, молниеприёмники могут быть закреплены на дымовых трубах.
Все молниеприёмники соединяются между собой токоотводами, спуски токоотводов выполняются к заземляющему устройству, которое у нас уже имеется.

(кликните , чтобы увеличить)

Установка всех этих элементов обеспечит защиту дома от молнии, а точнее от опасности, которую несет её прямой удар.

Защита дома от перенапряжений выполняется с помощью УЗИП. Для их установки необходимо заземление, потому что ток отводится в землю с помощью нулевых защитных проводников, присоединяемых к контактам этих устройств. Варианты установки зависят от наличия или отсутствия внешней молниезащиты.

1. Имеется внешняя молниезащита
   В таком случае устанавливается классический защитный каскад из расположенных последовательно устройств классов 1, 2 и 3. УЗИП класса 1 монтируется на вводе и ограничивает ток прямого удара молнии. УЗИП класса 2 устанавливается либо также в вводном щитке, либо в распределительном, если дом большой, и расстояние между щитами больше 10 м. Предназначен он для защиты от наведенных перенапряжений, их он ограничивает до уровня 2500 В. Если в доме есть чувствительная электроника, то желательно установить и УЗИП класса 3, ограничивающий перенапряжения до уровня 1500 В, такое напряжение может выдержать большинство устройств. Устанавливается УЗИП класса 3 непосредственно у таких приборов.
2. Внешняя молниезащита отсутствует
   Прямое попадание молнии в дом не берется в расчет, поэтому необходимости в УЗИП класса 1 нет. Остальные УЗИП устанавливаются так же, как описано в пункте 1. Выбор УЗИП также зависит от системы заземления, чтобы быть уверенным в правильности выбора, обратитесь за помощью к техническим специалистам ZANDZ.ru .

На рисунке показан дом с установленными защитным заземлением, системой внешней молниезащиты и и комбинированным УЗИП класса 1+2+3, предназначенным для установки в системе ТТ.

Комплексная защита дома: защитное заземление, система внешней молниезащиты и
комбинированное УЗИП класса 1+2+3, предназначенное для установки в системе ТТ
(кликните , чтобы увеличить)

Увеличенное изображение щита с установленным УЗИП для дома
(кликните , чтобы увеличить)

№ п/п	Рис	Артикул	Изделие	Кол-во
Система молниезащиты
1		ZANDZ Молниеприемник-мачта вертикальный 4 м (нерж. сталь)	2
2		GALMAR Держатель для молниеприёмника - мачты ZZ-201-004 к дымоходу (нержавеющая сталь)	2
3		GALMAR Зажим к молниеприёмнику - мачте GL-21105G для токоотводов (нержавеющая сталь)	2
4		GALMAR Проволока омедненная стальная (D8 мм; бухта 50 метров)	1
5		GALMAR Проволока омедненная стальная (D8 мм; бухта 10 метров)	1
6		GALMAR Зажим на водосточную трубу для токоотвода (луженная медь + луженная латунь)	18
7		GALMAR Зажим на кровлю универсальный для токоотвода (высота до 15 мм; оцинк. сталь с покраской)	38
8		GALMAR Зажим к фасаду/стене для токоотвода с возвышением (высота 15 мм; оцинк. сталь с покраской)	5
9

Заземление — это соединения части электросети или оборудования с заземляющим устройством. Заземляющее устройство представляет собой заземлитель — проводящую часть, находящуюся в контакте с землей. Заземлитель может быть в виде металлических элементов сложной формы.

Качество заземления определяется значением сопротивления заземляющего устройства, которое можно снизить, увеличивая площадь заземлителей или проводимость среды. Электрическое сопротивление заземляющего устройства предусматривается в проекте согласно требованиям Правил устройства электроустановок.

Такой контур заземления устанавливается в свободной от застройки зоне участка. Заземлению подлежат:

• бытовые электрические приборы единичной мощностью свыше 1,3 кВт;
• металлические корпуса ванн и душевых поддонов (они должны быть соединены металлическими проводниками с трубами водопровода);
• металлические корпуса сетильников, встраиваемых или устанавливаемых в подвесные потолки, выполненные с применением металла;
• металлические корпуса бытовых кондиционеров воздуха.

Заземлители устанавливаются до начала электромонтажных работ. Соединение арматуры фундаментов с арматурой стен должна выполнять строительная организация. Заземлители присоединяются к трубопроводам с помощью сварки либо хомута. Если невозможно использовать естественные заземлители, применяются заземлители искусственные. К ним относятся заземляющий контур, который создаётся как для заземления жлектроприборов, так и для молниезащиты.

Молниезащита — это система устройств, обеспечивающая безопасность здания при электрических разрядах в атмосфере. Её основная задача — изменение траектории разрядов молнии и гашение её энергии. Молниезащита включает:

• молниеприемник — устройство, принимающее разряд молнии;
• токоотвод — элементы распределения электрического разряда;
• заземлитель — устройство гашения электрического разряда.

Существует несколько схем молниезащиты. Схема на основе стержневого молниеотвода включает металлический стержень, соединенный кабелями с заземлителем. Молниеотвод на основе «пространственной сетки» устанавливается на крыше дома. Он распределяет и гасит разряд в случае прямого попадания. Схема на основе натяжных систем аналогична схеме стержневого молниеотвода, но при этом проводники натянуты по периметру защищаемой зоны.

Все вышеуказанные конструкции изготавливаются из стальных стержней, канатов или стальных сеток (диаметром не менее 6 мм). Элементы в узлах соединяются сваркой. Наиболее распространена конструкция стержневых молниеотводов поскольку они наиболее просты в изготовлении и обеспечиваются надежность системы.

Молниеотводы на основе натяжных систем используют при устройстве кровель сложной формы. Пространственая сетка требует большего расхода материалов и сложнее в установке. Такой вид молниеотвода целесообразен, если крыша дома выше остальных объектов, находящихся в радиусе 50 м.

Абсолютно любой загородный частный дом должен иметь контур заземления для защиты человека от поражения электрическим током. Самую большую опасность представляют такие приборы – где совмещены электричество и вода. На вашей даче это бойлер из которого вы принимаете душ, стиральная машина, чайник, насос, септик, посудомоечная машина: всем этими вы пользуетесь ежедневно и даже не задумываетесь, насколько это опасно без заземления. Если в ваш дом заведено 380 вольт, то повторное заземление просто обязательно!

Контур заземления загородного дома мы выполняем следующим образом: сначала выкапывается траншея шириной в один штык в виде равностороннего треугольника на глубину 0,5 м. Длина граней треугольника – 1,5 метра. По краям треугольника забиваются вертикальные заземлители выполненные из стального уголка 50х50х5 на глубину более двух метров. Конструкция обваривается горизонтальными заземлителями в виде стальной полосы 40х4, которая выводится из контура и закрепляется на фасаде здания. На краю полосы приваривается болт М8 через который, с помощью специального кабельного соединительного наконечника, методом опрессовки происходит переход на медный провод ПВ-1 (ПВ-3 или ПУГВ) сечения не менее 10 квадратных миллиметров. Все соединения делаются только сваркой, и обрабатываются мастикой от коррозии. Такое заземление прослужит Вам не один десяток лет. В конечном счете, заземляющий провод заводится на главную заземляющую шину (ГЗШ). Далее наступает следующий ответственный момент – работа по подключению заземления в щитке. Нужно выбрать правильную систему заземления электроустановки. В настоящее время применяются следующие системы: TN (с подсистемами TN-C, TN-S, TN-C-S) и TT. Обращайтесь к нам, и мы профессионально подберем для вашего дома самую подходящую систему заземления.

В случае, если ваш дом находится в зоне риска попадания молнии, то и его мы сможем защитить. В наше время используются две системы молниезащиты – активная и пассивная. Чаще всего применяется вторая. Мы производим монтаж молниезащитных систем на любой тип кровли: металлочерепицу, ондулин, шифер, черепицу, мягкую кровлю и железо. Мы также осуществляем монтаж готовых комплектов молниезащиты ведущих мировых производителей.

В пассивной системе молниезащиты на коньке крыши монтируется специальный стержневой молниеприемник. Спуск с кровли по фасаду осуществляется стальным оцинкованным проводником на специальных выносных кронштейнах. По токоотводу молния попадает в заземляющий контур и в земле на глубине происходит погашение заряда. В активной системе молниезащиты разные производители используют различные принципы работы: например используются активные молниеприемники с электронными устройствами, которые излучают высоковольтный импульс определенной частоты и амплитуды направленный навстречу молнии. Захватив разряд молнии он также направляется в землю через токоотвод

Мы также настоятельно рекомендуем установить устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) чтобы защитить вашу электропроводку и дорогостоящую технику от попадания молнии в электросеть или наводок возникших в результате этого природного явления.