Оглавление
Основные требования к электробезопасности
Главное требование, предъявляемое к бытовым электроприборам – безопасность. В большей мере это касается устройств, которые контактируют с водой, ведь даже незначительный дефект в электропроводке оборудования может стать смертельным для пользователя. Чтобы обезопасить себя и окружающих необходимо содержать электросеть и оборудование в исправном состоянии и регулярно проводить их ревизию. Чтобы исключить вероятность возникновения пожара из-за неисправной проводки и поражение электротоком, необходимо устанавливать защитные устройства (УЗО).
В соответствии с основными правилами электробезопасности:
- Не рекомендовано устройство временных электропроводок.
- Соединение проводов должно выполняться методом сварки, опрессовки, зажимов или клеммных колодок. Регулярно проверяйте качество и прочность соединений проводки.
- В помещениях с высокой влажностью используйте только сертифицированные влагозащищенные устройства.
- Электророзетки и выключатели должны располагаться от труб отопления, газо- и водоснабжения на расстоянии не менее 500 мм.
- Регулярно проверяйте исправность проводки и электрооборудования.
- Нельзя использовать любые виды электрооборудования без защитного кожуха.
- Не используйте самодельные электроприборы и не проводите самостоятельно ремонт неисправного электрооборудования.
Мнение эксперта
Евгений Попов
Электрик, мастер по ремонту
Это только краткий перечень требований по электробезопасности. Более подробно с правилами безопасности можно ознакомиться в различных нормативных актах и специальной литературе по электричеству, которые сейчас легко найти в интернете.
Почему человека бьёт током
Рассмотрим две типовых ситуации, когда вас бьет током:
- Стиральная машинка исправно выполняла свою работы, а когда вы захотели её отключить – почувствовали, что её корпус «щипает» вас. Или еще хуже, когда вы к ней прикоснулись – вас серьезно «дёрнуло».
- Вы решили принять ванну, включили воду, взявшись за кран, вы почувствовали такое же действие электричества – пощипывание или сильный удар.
И та и другая ситуация решается подключением заземления к корпусам приборов и всех металлических частей в ванной комнате и установкой УЗО или дифференциального автомата на вводе электроэнергии в дом или на группу потребителей.
Назначение
Помимо ГЗШ в состав заземляющей системы входит комплект медных соединительных жил, а также специальная конструкция из металлических профилей или арматуры, называемая контуром заземления. Последний вкапывается в землю неподалёку от строения на глубину, обеспечивающую надёжный контакт металла с грунтом.
Основное назначение шины заземления – создать на вводе в сооружение особую зону, имеющую нулевой потенциал по отношению к земле. Кроме того, ГЗШ предназначается для подключения частей электрооборудования, эксплуатируемого в границах данного объекта и нуждающихся в заземлении.
В большинстве случаев заземляющая шина собирает на себе проводники, идущие от следующих конструктивных элементов:
- основной заземляющий контур;
- металлический корпус (корпуса) различного оборудования и трубопроводов;
- система защиты от удара молнии (молниеотвод).
Помимо этого, к главной шине заземления подключается и так называемый «PEN проводник», входящий в состав кабельной подводки питающего напряжения и совмещающий в себе «рабочий ноль» и защитный провод.
На планке ГЗШ заземляющая шина искусственно разделяется на так называемую «нулевую рабочую» (N) и «нулевую защитную» (PE), каждая из которых имеет собственное крепление и используется по своему прямому назначению.
Благодаря такому разделению на стороне потребителя удаётся организовать «повторное» заземление, исключающее опасность поражения током при случайном обрыве PEN проводника.
Отметим также, что обустройство заземления по такой схеме возможно лишь для трансформаторных питающих линий с глухозаземлённой нейтралью.
Установка
Шина заземления может монтироваться на din рейку или в электрический щиток. При этом установка производится открытым или закрытым способом. Первый вариант подойдет для закрытого от посторонних лиц электрического шкафа. Такая часто монтируется, как телекоммуникационная (в серверной комнате, корпусе щитка), т. е. та, к которой будут подключены различные бытовые приборы, скажем, это стиральная машина, компьютер. Закрытая шина используется для оборудования, которое подключается к важным устройствам. Например, силовая розетка для электроплиты, электроинструмент и т. д. Она располагается исключительно под закрытой крышкой. Для подключения шины обязательно используется ВРУ.
Фото — медные пластины
Монтаж шины для частного дома с внутренним заземляющим контуром:
- Для начала нужно изготовить шины. Вам понадобится оцинкованная сталь шириной до 8 мм и толщиной до 3. Иногда полоса неудобна в личном использовании, поэтому можно применять круглый арматурный прут, но его сечение обязательно должно быть до 5,5 мм. Помимо этого можно купить готовый отвод, подойдет классическая гладкая или более удобная и долговечная плетеная;
- Настенная шина может устанавливаться непосредственно по стене, но на высоте от 40 мм до 60 мм от земли – это необходимо для защиты от коррозии;
- Если на пути проведения заземления есть дверь или другое отверстие, то полоса проводится в защитном корпусе. Это может быть труба или любое другое приспособление;
- В качестве заземлителей для различных кабелей можно использовать трубы коммуникаций, проложенные в земле, различные металлические конструкции и т. д.;
- Все места стыков соединяются не клеммами, а свариванием, иначе контур может разъединиться. Для дополнительной защиты полоса устанавливается на изоляторах;
- Если в некоторых местах контура нужно поднять ГЗШ выше выбранного уровня, то используются стойки. Они также выполняются из металла и обязательно монтируются в землю для обеспечения нужного заземления.
Фото — принцип проводки внутренней земли Окрашивать полосы и пруты рекомендуется только в черный цвет, но допускается и изменение оттенка системы с целью поддержания дизайна. Тогда контур на каждых полутора метрах помечается двумя полосками фиолетового цвета.
Намного чаще гибкая шина заземления устанавливается в качестве внешнего контура.
- По периметру здания прокладывается контур. Его нужно устанавливать в виде равнобедренного треугольника, между отдельными точками которого равное расстояние;
- К стойкам нужно приварить ленту, которая соединит все отдельные столбцы между собой. Они крепятся исключительно сваркой;
- После этого к полученному контуру подводится провод заземления;
- Его отвод устанавливается в щит. Такая схема является наиболее практичной для частых домов.
Её окраска также может производиться в любые произвольные цвета (не запрещенные ГОСТ), но отмечать контур все же придется. Это делается аналогично внутреннему, только рекомендованное расстояние между отметками – 200 мм.
Фото — элемент для парных плитов
Конструкция
Нулевая шина с заземлением может размещаться как внутри вводного устройства (ВРУ), так и отдельно от него. В первом случае в качестве ГЗШ допускается использовать искусственно организованную шину РЕ, имеющую непосредственный электрический контакт с корпусом распределительного шкафа.
При размещении вне границ вводного устройства эта сборно-распределяющая конструкция должна находиться неподалёку от него (в удобном для обслуживания и доступном для специалистов месте).
Для ограничения доступа посторонних лиц открытые шины заземления могут укрываться в запирающемся на замок ящике, дверца которого помечается специальным знаком.
Для выпускаемых промышленностью типовых изделий ГЗШ ХХ-УХЛ4 ТВС, например, эти размеры строго нормируются и выбираются из следующего ряда: 3х30, 3х40, 4х40 миллиметров. При этом подходящую рейку выбирают исходя из нормированного количества отверстий под крепление проводников (10, 15 или 20).
Перечисленные выше размеры у разных производителей могут отличаться по своей величине, однако все они должны рассматриваться в качестве параметров ГЗШ, дополняющих уже приведённые ранее характеристики.
Обращаем особое внимание на тот факт, что применение алюминия для изготовления распределительных полос не допускается. Кроме того, при выборе изделия с заданными параметрами всегда следует иметь в виду, что габариты ГЗШ не могут быть менее чем сечение РЕ-шины, организуемой в границах ВРУ
К этому нужно добавить, что конструкцией реек должна предусматриваться возможность подключения к ним дополнительных проводников с помощью подходящего инструмента (ключа под болтовое соединение, например).
При наличии в здании нескольких вводов линии питания, шина заземления обустраивается на каждом из них. Образующееся при этом соединение шин должно быть подключено к уравнителям потенциала.
И, наконец, при организации системы заземления не следует путать ГЗШ с РЕ-шиной, организуемой с целью получения повторного заземления на приёмной стороне. Хотя они и имеют электрический контакт, но назначение у них разное.
Можно ознакомиться с рисунком, на котором приводится внешний вид и обозначение ГЗШ.
В следующих разделах на конкретных примерах будут рассмотрены возможные места монтажа шины заземления с учётом удобства организации заземления и обслуживания всей системы в целом.
Система IT
Схема заземления IТ
IT отличается изолированной нейтралью. Она не соединяется с землей, или же заземляется через специальное устройство, обладающее большим сопротивлением. Открытые токопроводящие детали электрических установок заземляются через отдельные контуры. Конструкция практически исключает недостатки в виде появления нежелательных вихревых токов либо магнитных полей.
Существует два вида схем IT. В стандартном варианте проводник N отсутствует. Во второй схеме он предусмотрен, а вместе с ним применяются устройства контроля изоляции. В итоге к потребителю может приходить три или четыре (3 фазы + рабочий ноль) проводника от трансформаторной подстанции.
Плюсы:
- повышенная безопасность для потребителя;
- максимальная защита оборудования;
- простой монтаж;
- надежная защита от межфазных замыканий при работе с большими токами.
Минусы:
сложная схема контроля токов утечки, требующая вмешательств потребителя.
IT используется в лабораториях, промышленных предприятиях, больницах.
Что такое шина заземления
Даже далекие от электрики люди сейчас знают, что заземление является обязательным требованием для оборудования в домах самого различного назначения. И нужно оно не только на специальных установках, но также и для бытовых приборов.
Вначале мы напомним нашему читателю, что такое само заземление. А служит оно для электрического соединения различных приборов непосредственно с землей. Эта конструкция принимает на себя отведенные токоотводом от молниеприемника удары молнии и рассеивает в грунте.
Неправильно спроектированная, эта система способна нанести колоссальный ущерб вашему имуществу, потому оборудовать ее следует непременно с соблюдением всех существующих правил.
Шина заземления – это тот элемент, который в обязательном порядке располагается в каждом электрическом щитке и соединяется с контуром действующего заземления. Иными словами она выступает проводником между штекером технической установки и самой системой заземления.
Таким образом, для того, чтобы она успешно выполняла свое назначение, а также не перегорела в случае короткого замыкания, ее необходимо закрепить правильным образом в распределительном щитке.
Итак, этот элемент устанавливается в электрощитке, где его и закрепляют. Далее к нему присоединяют рабочие нулевые и защитные провода.
При всем, обратите внимание, что если предусматривается подключение к устройству нескольких многожильных проводков (из меди), то рекомендуется на их концы надеть специальные металлические наконечники либо гильзы
Основные требования
Внутри устройств ввода чаще всего берут шины типа РЕ. При этом проводник заземления должен иметь соответствующее сечение, а именно:
- Для вариантов из меди он должен быть не менее 11 мм;
- Из алюминия – около 17 мм и более;
- Для стальных проводников – начиная от 75 мм.
Сечение же самой шины не должно быть меньше сечения проводника у линии питания. Изготовляется шина чаще всего из меди. Но иногда допускаются и стальные ее аналоги. Стоит сделать акцент на том, что устройство не должно изготавливаться из алюминия.
Наконец, главные требования, которые выдвигаются к этому устройству следующие:
- В тех местах, доступ к которым имеют лишь квалифицированные сотрудники соответствующих служб, эти установки должны устанавливаться открыто;
- В противном случае, если электрощиток расположен в общественно доступном месте, например в подвале дома, он должен иметь предусмотренную защиту и закрываться на ключ. На сам шкаф наносится знак опасности.
Таким образом, шина заземления может быть двух видов: нулевая рабочая и защитная типа РЕ. Однако, установку и обслуживание этого устройства все же необходимо доверить специалистам, чтобы не подвергать свою жизнь опасности.
Что такое заземление
Это комплекс, состоящий из металлических конструкций и проводников, который обеспечивает электрический контакт корпуса электроустановки с физической землей, то есть с грунтом. Система начинается с заземлителя: металлического электрода, заземленного в грунт. Эти элементы не могут быть одиночными, для надежности они объединяются в заземляющий контур.
Как это работает
Внешний контур заземления (который находится непосредственно в грунте), соединяется с помощью надежного проводника с внутренним контуром в помещении, или с щитком заземления. Далее, с помощью внутренней сети защитных проводников, производится подключение к корпусам электроустановок, и контактам заземления на коммутационных устройствах (распределительные щитки, коробки, розетки и прочее).
Устройства, генерирующие электроэнергию, также имеют систему заземления, с которой соединяется нулевая шина. При возникновении аварийной ситуации (фаза соединилась с корпусом электроустановки), возникает электрическая цепь между фазным проводником и нулевой шиной по линии заземления. Сила тока в аварийной цепи спонтанно возрастает, срабатывает устройство защитного отключения (автоматический выключатель) или перегорает предохранительная вставка.
Сопротивление тела человека в десятки раз выше, чем сопротивление заземления. Поэтому сила тока (при наличии фазы на корпусе электроустановки) не достигнет опасной для жизни величины.
Выбор места для монтажа ГЗШ
На столбе воздушной линии
Если на участке подводки питающей линии к основному ВРУ, расположенному на обслуживаемом объекте, имеется дополнительное вводное устройство (на столбе, например), то ГЗШ может монтироваться непосредственно на нём.
Требования действующих нормативов (того же ПУЭ, например), обязывают соединять смонтированную на столбе заземляющую шину с основной распределительной планкой, располагаемой во внутреннем вводном устройстве.
Также не следует забывать об организации повторного заземления PEN проводника на столбе посредством выделения из него отдельной шины заземления PE. Последнее означает, что указанный конструктивный элемент должен электрически соединяться с ещё одним заземляющим контуром, обустраиваемым непосредственно под опорой.
В шкафу ВРУ
Шкаф со смонтированной в нём главной шиной может размещаться непосредственно на фасаде дома в заранее предусмотренном для этого месте. На объектах производственного назначения и в зданиях различных организаций установка ВРУ, как правило, предполагает использование для этих целей специальной щитовой комнаты.
При наружном (уличном) расположении распределительного устройства корпус шкафа должен иметь индекс IP, соответствующий условиям его эксплуатации.
Монтаж элементов конструкции, реализующих шину функционального (рабочего) заземления, предполагает целый набор специальных операций, при проведении которых необходимо учитывать следующие моменты:
- для удобства монтажа главная шина фиксируется болтами на стальном корпусе шкафа;
- при монтаже шина заземления должна соединяться с «нулевой» рейкой посредством стальной (медной) перемычки;
- её размеры должны быть сравнимы с сечением защитного и нулевого рабочих проводников;
- их размещение относительно друг друга никак не оговаривается действующими нормативами.
Сечение заземляющей пластины РЕ должно быть не менее 10 мм2 (в том случае, когда она изготовлена из меди). Для стального проводника это значение не может быть менее75 мм2.
Установка вне шкафа
Вне шкафа планка главной шины заземления должна устанавливаться в местах, защищённых от постороннего доступа и вмешательства.
Она фиксируется в границах твёрдой плоской поверхности на изоляторах из достаточно прочного материала. В качестве примера открытого размещения ГЗШ рассмотрим монтаж типовой пластины на19 дюймов торговой марки «TLK».
Широко распространенные в электротехнике заземляющие шины TLK-ERH-CU – это сертифицированный продукт от «TLK», соответствующий всем оговоренным ранее требованиям. При их изготовлении на медную рейку с типоразмером 19 дюймов (19”) размещают от 14-ти до 18-ти крепёжных болтов для подключения подводящих проводников.
Дополнительная информация. Используемый для размещения 19-дюймовой рейки шкаф имеет соответствующее обозначение – «№19».
Ещё одним вариантом обустройства шины заземления является использование для этих целей специальных DIN реек, относящихся в категории типовых электротехнических изделий, объединяемых в одном шкафу.
Согласно действующим стандартам (ГОСТ, в частности) комплект из таких DIN реек может предназначаться и для других целей (они могут использоваться в качестве планок для подключения фазных и нулевых проводников).
Из чего состоит заземление
В состав заземляющей системы согласно ее определению (смотрите ПУЭ) входят такие обязательные элементы, как:
- Сам ЗК, обустраиваемый на основе металлических уголков площадью поперечного сечения не менее 100 мм квадратных или отдельных штырей диаметром порядка 20 мм.
- Комплект специальных проводников (медных шин), позволяющих в жилых домах заземлять электрические приборы.
В зависимости от своего расположения относительно здания защитные конструкции могут быть внешними и внутренними. Рассмотрим как нужно обустраивать каждый из представленных видов контуров, чтобы добиться наилучших результатов.
Внешний контур
При обустройстве наружного контура заземления необходимо учитывать качество и состав грунта в месте расположения его элементов. Хозяева самостоятельно отстроенного дома обычно знают, на какой почве он стоит, и сразу могут определить, как она влияет на проводимость. В противном случае потребуется помощь специалистов по геодезии.
При самостоятельном проведении работ важно знать, что грунты бывают:
- чисто глинистыми;
- суглинистыми;
- торфяными;
- черноземными;
- гравийными и скалистыми.
В реальных условиях в пределах домашнего участка чаще всего встречаются первые два класса почв или их разновидности (суглинок пластичный, глинистые сланцы и подобные им). Для различных типов грунтов их удельные сопротивления имеют следующие значения:
- Глина пластичная и мягкий торф – 20-30 Ом·/метр.
- Для суглинка с содержанием золы и пепла, а также простой садовой земли этот показатель составляет 30-40 Ом/метр.
- Черноземные земли и глинистые сланцы, а также глина полутвердая имеют сопротивление, близкое к значениям 50-60 Ом/метр.
С точки зрения организации внешнего контура заземления эти почвы – самые подходящие, поскольку в них сопротивление растеканию имеет небольшую величину.
Грунты с большими значениями сопротивлений представлены такими видами, как:
- Полутвердый суглинок, иногда определяемый как смесь глины и песка, а также так называемая «влажная супесь», имеющая средний показатель 100-150 Ом/·метр.
- Содержащий глину гравий и влажный песок – 300-500 Ом/·метр.
А такие «жесткие» грунты, как скала, гравий и сухой песок совершенно неспособны обеспечить надежное заземление. В этих условиях принимаются специальные меры, позволяющие понизить сопротивление заземляющих контуров в месте расположения штырей.
Дополнительная информация: Они чаще всего сводятся к искусственному изменению состава почвы. Как пример – добавление в нее раствора поваренной соли.
Еще один вариант, позволяющий найти выход из сложившейся ситуации – обустройство глубинных заземлителей, достающих до слоев более «легкого» состава. Но этот подход к тому, как обустроить наружное заземление, достаточно трудоемок и обойдется недешево.
Контур заземления внутри объекта
При расчете элементов внутреннего контура заземления необходимо учитывать, что смонтированная внутри здания токопроводящая полоса должна охватывать периметр каждого из имеющихся в нем помещений. К открыто проложенной вдоль стен и вблизи от пола заземляющей шине подсоединяются все установленные в них электроустановки и приборы.
Заземляющая шина в распределительном шите
В этих условиях особое внимание уделяется таким составляющим, как заземляющие проводники (соединители, предназначенные для подключения бытовых приборов и ванны непосредственно к заземлению). Отдельный контакт щитка (планка заземления) соединяется либо с обустроенным в пределах строения внутренним контуром, либо посредством длинного медного проводника – с внешней системой заземления (как это изображено на первом фото данной статьи)
Прямо от него медные шины в виде проводников отводятся в сторону различных защищаемых электроустановок и приборов. Нередко вместо полноценного щитка применяется отдельная контактная планка «PE», оборудованная непосредственно на входе в частный дом (рейка ГЗШ приведена на фото ниже)
Отдельный контакт щитка (планка заземления) соединяется либо с обустроенным в пределах строения внутренним контуром, либо посредством длинного медного проводника – с внешней системой заземления (как это изображено на первом фото данной статьи). Прямо от него медные шины в виде проводников отводятся в сторону различных защищаемых электроустановок и приборов. Нередко вместо полноценного щитка применяется отдельная контактная планка «PE», оборудованная непосредственно на входе в частный дом (рейка ГЗШ приведена на фото ниже).
Главная заземляющая шина
Порядок монтажа защитного заземления
Защитное заземление – система преднамеренного соединения с землей железных частей электрической установки в целях повышения безопасности ее эксплуатации. Металлические составляющие конструкции под напряжением находиться не должны.
- установка заземлителей;
- прокладка заземляющих проводниковых частей;
- соединение заземляющих проводников – между собой, электрическим оборудованием.
Вертикальные стальные угловые заземлители, отбракованные трубы в грунт погружают и фиксируют путем забивки либо вдавливания. Круглые стальные части в землю по знаку места заземления вдавливают либо вворачивают. Для выполнения работ применяются особые приспособления, машины – сверлилки, копры, ПЗД-12. Чаще всего для устройства системы применяют электрические заглубители со стандартными редуктором и сверлилкой. Это способствует снижению частоты вращений менее 100 оборотов за минуту и увеличению крутящего момента на вкручиваемом электроде. К концу электрода приваривают забурниковый наконечник, который обеспечивает нормальное погружение рабочей части, рыхлит грунт. Заводской электрод имеет вид полосы 4х40 мм или других размеров. Полоса заземления заострена на конце, имеет винтовой изгиб. Другие типы наконечников для электродов также применяются, для фиксации используют зажимы заземления.
Вертикальные заземлители закладываются на 0.5-0.6 м от планировочной отметки, со дна траншеи выступают до 0.2 м
Важно соблюдать правильные интервалы между электродами – это от 2.5 до 3 м. Горизонтальные медные ленты для заземления и соединения укладываются в траншеи на 0.7 м в глубину от отметки планирования на грунте
Если струбцины, клеммники, болты, тросы, скобы для крепления использовать нельзя, делается сварка внахлест. Стыки покрываются слоем битума – она защитит детали от коррозии. Ширина траншеи составляет 0.5 м, глубина 0.7 м.
Внешний заземляющий контур, прокладка внутренней сети делают по проектным рабочим чертежам. Каждая клемма заземления должна давать корректные показания. Зажимы заземления устанавливайте по схеме. Вводы в здание проводников делайте как минимум в паре мест. После завершения работ готовится акт, на чертежах размечаются привязки на местности – где проходит каждая полоса заземления.
Магистральная полоса заземления прокладывается на удалении 0.5-0.1 м от поверхностей вдоль стен, расстояние от пола 0.4-0.6 м. Между точками крепления выдерживайте интервал 0.6-1.0 м. В сухих помещениях при условии отсутствия химически активных сред допустима прокладка заземлителей прямо к стене.
Стержни крепят к стенам дюбелями – с применением дополнительных комплектующих либо без них. Широко используют закладные детали, колодки, к которым привариваются полосы. Пистолетом изделия пристреливаются в кирпичные, бетонные основания. В помещениях с высоким уровнем влажности, особенно едкими токсичными испарениями, проводники привариваются к установленным с применением дюбелей-гвоздей опорам. Для зазоров используют стальной полосный держатель штампованного типа, кронштейн. Длина нахлестки в ходе сварки равняется двойному показателю ширины полосы, если она прямоугольная, и шести диаметрам, если используется круглая сталь.
Шина заземления на din рейку может крепиться задвижками, болтовыми фланцевыми соединителями, обходными перемычками. Отдельные ответвления использовать тоже можно. Стальные заземляющие присоединяются сварным способом к металлическим конструкциям, для оборудования предпочтительно крепление на болты, гайки. Другие варианты – пайка и бандаж.
Когда шина заземления будет установлена, клемма заземления, другие составляющие системы протестированы, вокруг станции можно будет делать контур. К контуру сваркой крепятся заземляющие для внутренних частей подстанций. Отдельно взятые элементы соединяются с проводникам в параллельном, а не последовательном направлении. Изолятор для шины заземления нужно использовать обязательно. Предохранители, рассчитанные на 6-10 кВ, заземляются путем прикрепления проводника к фланцевым частям опорных изоляторов, металлической конструкции, раме.
Зажим заземления, шина и другие детали в домах крепятся на фасадах, размещаются в щитовых комнатах. Для уличного монтажа нужно подбирать шкаф с заданным IP корпуса.
Источник electry.ru
Заземление электроустановок в производственных и жилых помещениях является обязательным условием. В совокупности с автоматическими отключающими устройствами оно снижает вероятность пожаров при коротком замыкании и травматизма людей. Расскажем в статье, что такое главная заземляющая шина, где и когда она используется.