Заземление и молниезащита Совет Инженера

Наверное, каждый человек, хоть несколько раз в жизни слышал термин «заземление». Однако мало кто представляет, что это такое и зачем оно служит. В данной статье мы постараемся полностью раскрыть суть заземления, его функциональное назначение и способ выполнения своими руками.

Подводя итог всему сказанному, обратим внимание на рекомендации, которыми делятся опытные мастера:

  • Перед началом монтажных работ желательно подготовить чертеж будущей конструкции, который может понадобиться при дальнейшей эксплуатации. При его наличии легче восстановить в памяти схему расположения штырей.
  • Отрезки электродов допускается вбивать не только в угловых точках треугольника. Их можно располагать как в линию, так и по дуге. Главное, чтобы суммарное сопротивление растеканию тока, создаваемое всей цепочкой, не превышало 3-4-х Ом.
  • Если оно больше нормируемого значения, то систему придется доработать, добавив в нее еще пару стержней.
  • При отсутствии опыта самостоятельной проверки сопротивления заземления — лучше всего пригласить специалиста.

После ознакомления со всеми тонкостями процесса сборки и тестирования ЗК, попытаться изготовить его своими руками может каждый желающий.

Защитное глубинное заземление

Защитное глубинное заземление выполняет такие функции:

1) Отводит ток утечки в случае контакта заземляемого проводника и провода фазы. Если система спроектирована правильно, то при возникновении тока утечки немедленно срабатывает УЗО – устройство защитного отключения.

2) снижает значение напряжения шага и прикосновения, которые обусловлены замыканием на корпус или иными причинами, до безопасных значений. Этого удаётся достичь за счёт снижения потенциала оборудования, которое заземлили, а также благодаря выравниванию потенциала основания, служащим для размещения на нем человека, до потенциала заземленного оборудования.

Проводить монтаж системы заземления самостоятельно не рекомендуется. Для этого лучше всего обратиться к специалистам электролаборатории ООО «Элкомэлектро». Если вы своими руками провели монтаж защитного глубинного заземления, то необходимо, чтобы качество работ было проверено специальным высокоточным измерительным оборудованием и подтверждено в официальных документах. В противном случае, контролирующие органы запретят эксплуатацию объекта ввиду его несоответствия требованиям безопасности.

Планирование устройства заземления осуществляется уже на этапе строительства объекта. В типовых проектах устройство заземления обычно рассчитано и спроектировано заранее. О контуре заземления частного дома можете прочесть дополнительно. Одним из наиболее распространенных вариантов устройства заземления является глубинный заземлитель. Он, как правило, устанавливается с достаточным заглублением перпендикулярно поверхности земли.

Также возможно использование кольцевого или фундаментного заземлителя. Первый располагается в грунте в виде кольца вокруг заземляемого здания, второй – устанавливается в фундаменте сооружения и выполняет функцию заземления системы защиты от молний.

Предлагаем дополнительно ознакомиться с чертежом заземлителя здания. (картинка кликабельна)

Контур заземления здания требует проведения своевременного строгого профилактического контроля для поддержания исправности функционирования. Соблюдение ПТЭЭП и ПУЭ – гарантия уверенного прохождения всех проверок и контролей и сохранения максимального уровня безопасности на вверенном Вам объекте. Необходимо периодически контролировать сопротивление растекания тока контура молниезащиты и в случае его завышения, незамедлительно принимать меры.

Читайте также:  Чем лучше покрыть крышу дома? Выбираем правильный материал

Устройство контура заземления

Как работает заземлитель? Преимущественно элементы в заземляемом контуре используются в виде стальных стержней. Они монтируются в почву грунта и соединяются между собой стальной пластиной либо полосой. Полученное сооружение соединяется кабелем либо аналогичной стальной пластиной.

Рис.1 Контур заземления

Глубина залегания металлических стержней напрямую зависит от глубины грунтовых вод. Чем ближе к поверхности будут располагаться грунтовые воды, тем менее глубоко нужно устанавливать стержни.

Основные конструктивные параметры заземленного контура:

  • Столбцы контура заземления, учитывая сопротивление, выполняются различными конфигурациями:
    • трубы;
    • арматуры, имеющую гладкую структуру;
    • двутавры.

Установка стержня в землю происходит, учитывая его форму и мягкости почвы, кроме того, рекомендуемая площадь сечения должна быть не менее 1,5 см2.

  • Стержни размещаются в земле в различных формах, таких как:
    • треугольная схема;
    • в виде прямоугольника;
    • квадратная.

Рис.2 Рекомендуемые размеры заземлителей

Выбор формы монтажа определяет рабочую площадь заземлителя. Существует разновидность заземлительного контура установленному по периметру здания. Хотя самой распространенной является треугольная схема монтажа. Верхние точки электродов сварены с металлической пластиной.

Заземлители можно установить, используя дополнительные приспособления, но в случае заказа специализированного оборудования, можно получить готовый набор всех элементов конструкции. Зачастую такие наборы содержат, заземлительные электроды, выполненные из меди, имеющие длину 1 – 1,5 м. Профессиональные комплекты отличаются своей низкой финансовой затратностью, надежными инструментами и долговечным сроком службы.

Молниезащита

Молниезащита – это мероприятия, проводимые с целью предотвращения прямых ударов молний в здания, а также устранения всех опасных последствий природного явления. Чаще всего молния поражает высокие заземленные объекты. Это приводит к возгораниям, выходу техники из строя и гибели людей. Для защиты дома от мощных электрических разрядов возводят специальные сооружения – молниеотводы.

Проект молниезащиты следует учитывать в графике строительства зданий. Реализация запланированного возведения конструкций осуществляется одновременно с основными электромонтажными работами. Перед началом отделки защитные конструкции вводят в эксплуатацию.

В качестве молниезащиты нередко используют существующие сооружения:

  • водонапорные башни,
  • линии электропередачи,
  • трубы и т. д.

Проект также предполагает создание защиты для электроприборов. Специальное оборудование мгновенно реагирует на перепады напряжения и способствует стабилизации работы сети. Благодаря этому можно предотвратить выход из строя электрического и телефонного оборудования.

Уход за системой

Чтобы молниезащита в частном доме работала эффективно и без сбоев, необходимо выполнять простейшие профилактические операции:

  1. Каждый год перед началом сезона гроз осматриваем все элементы системы. При необходимости выполняем ремонт, замену или обработку противокоррозионными составами.
Уход за системой

Окисленные муфты очищаем или заменяем новыми

  1. Раз в три года выполняем полный цикл профилактических работ: проверяем соединения, при необходимости подтягиваем муфты для восстановления контакта. Очищаем поверхности от окислов. Выполняем замеры электрического сопротивления контуров.

Замер параметров заземления

Уход за системой
  1. Раз в пять-семь лет вскрываем подземную часть заземляющего контура. Осматриваем детали для выявления участков, поврежденных в результате коррозии. Если труба, арматура или полоса проржавели более, чем на 1/3, элемент необходимо заменить.

Элементы контура, варианты заземления и необходимые материалы

Системы защитного заземления (заземляющие устройства) принято делить на следующие элементы:

  • заземлитель (контур заземления); встречается естественный и искусственный вариант;
  • заземляющие проводники.

Согласно ПУЭ предпочтительным будет использование естественного заземлителя (металлический забор или трубопровод), если его сопротивление соответствует установленным нормам. В противном случае разрешено использовать искусственный заземлитель. Для его сооружения необходимы:

  • Металл для заземлителя (труба, гладкая арматура, стальной уголок, прут, лента).
  • Провод из стали, меди или алюминия достаточного сечения.
  • Крепежный материал (металлические уголки, хомуты, муфты).
  • Крепления и изоляция из пластика.
Читайте также:  Как правильно установить водостоки на крыше своими руками

Из чего состоит модульно-штыревое заземление Источник

Модульно-штыревое заземление

Контур заземления загородного дома можно организовать на основе модульно-штыревого способа. Система крайне устойчива к коррозии, при монтаже не используется сварка. Штыревое заземление собирается из стальных стержней длиной до 1,5 м с резьбовым соединением. Омеднённые (или с верхним слоем из нержавеющей стали) штыри забиваются в грунт вибромолотом (перфоратором) со специальной насадкой. Электроды (штыри) монтируются на большую глубину, поэтому параметры контура не зависят от сезонных изменений. Комплект обычно приобретается в готовом виде у организации, которая занимается установкой. Высокая стоимость такого контура оправдана его долговечностью: срок эксплуатации омеднённых стержней достигает 30 лет, из нержавеющей стали – 50 лет.

Комплект модульного заземления Источник

Контур из черного металла

Такая конструкция имеет ограниченный срок службы (5-10 лет, из-за коррозии); с течением времени сопротивление контура значительно ухудшается. Допускается использование черного металлопроката с антикоррозионным покрытием, но надо обращать внимание, чтобы такое покрытие не было диэлектриком.

Устройство молниеотвода

Молниеотвод должен быть оголенным и не окисляться, то есть не подвергаться коррозии. Поэтому его делают из цветных металлов:

  1. медь,
  2. алюминий,
  3. дюралюминий,
  4. оцинкованная сталь.

Большое сечение заземления обязательно, поэтому для его изготовления используют всевозможные профили, полосы или большое количество смешанной проволоки. Предпочтение отдается луженым изделиям, а не покрытых лаком. Ни в коем случае нельзя изолировать или красить молниеотвод.

Специалисты утверждают, что молниеотвод защищает территорию, попадающую в гипотетический конус, с вершиной на конце молниеотвода и боковыми поверхностями под углом сорок пять градусов к самому устройству.

Полученный круг и будет считаться безопасной зоной. Отсюда делаем вывод, что чем выше молниеотвод, тем шире зона безопасности. Можно то же самое объяснить проще.

Высота молниеотвода будет равна двум размерам зоны безопасности.

Приведем пример, высота мачты молниеотвода равна 10 метрам, значит, в каждую сторону от нее зона безопасности так же будет равна 10 метрам. Из этого расчета и устанавливается молниеотвод и выбирается его высота, чтобы охватить всю территорию дома. Если возле вашего дачного дома растет высокое дерево, то его можно приспособить под мачту молниеотвода.

Его необходимо прикрепить к длинному шесту и при помощи синтетических веревок приспособить в вершине дерева. Ни в коем случае не прикрепляйте молниеотвод гвоздями или металлическими хомутами, можно повредить само дерево. Рассчитайте так, чтобы ваш дом и хозяйственные постройки попадали под защитный конус, о котором мы рассказывали выше.

Если дерево на вашем земельном участке отсутствует, то вместо мачты можно использовать телевизионную антенну. Обратите внимание, чтобы она была металлической и не крашеной. Если она так же закреплена на деревянном шесте, то рекомендуется соединить молниеотвод с заземлением оголенной проволокой, лучше всего чтобы их было несколько штук.

Пассивная система являет собой традиционную систему защиты, которая состоит из самого молниеприемника, токоотвода, также заземления. У нее довольной простой принцип действия: заряд ловится молниеотводом, потом направляется в сторону заземлителя с помощью токоотвода, а заземлитель в земле гасит его. Следует учесть материал кровли, а также вид крыши для того, дабы исходя из этих особенностей верно выбрать необходимый тип молниезащиты при обеспечении ее максимальной надежности.

Читайте также:  Монтаж мягкой черепицы: пошаговая инструкция

Активная молниезащита по принципу своего действия работает таким образом: воздух ионизируется молниеприемником, перехватывая таким образом разряд молнии.

Другие элементы в активной системе молниезащиты аналогичны тем, которые имеются в пассивной системе молниезащиты, но радиус действия такой системы значительно больше — до сотни метров. В конкретном случае будет защищен не только здание, но также и близлежащие строения. Такого рода молниезащита загородного домика является довольно распространенной в большом количестве стран. Но стоимость ее, конечно же, намного выше, нежели у пассивной системы.

Молниезащита представляет собой защитную меру, которая обеспечивает безопасность жилых зданий и жизни человека, проживающего в них, от разрушительной силы удара молнии. Как молниезащиту здания используют молниеотводы.

В состав молниеотвода входит три основных элемента:

  • Молниеприемник;
  • Токоотвод;
  • Контур заземления.

Виды контуров заземления

Для быстрого «стекания» тока в землю наружная подсистема перераспределяет его на несколько электродов, расположенных в определенном порядке для увеличения площади рассеивания. Выделяются 2 основных вида соединения в контур.

Треугольник – замкнутый контур

Этот случай предусматривает использование 3-х штырей, соединенных полосами в равнобедренный треугольник. Расстояние между электродами выбирается по такому принципу: минимальное расстояние – длина подземной части электрода (глубина), максимум – 2 глубины. Например, для стандартного заглубления 2,5 м сторона треугольника выбирается в пределах 2,5-5 м.

Линейный

Такой вариант составляется из нескольких электродов, расположенных в линию или полукругом. Используется разомкнутый контур в тех случаях, когда сформировать замкнутую геометрическую фигуру не позволяет площадь участка. Расстояние между штырями выбирается в пределах 1-1,5 глубины. Недостаток способа – увеличение количества электродов.

Указанные виды наиболее часто используются при обустройстве заземления частного дома. В принципе, замкнутый контур можно сформировать в форме прямоугольника, многоугольника или круга, но потребуется большее количество штырей. Главное преимущество замкнутых систем – продолжение функционирования в полном объеме при разрыве связки между электродами.

Важно! Линейный контур работает по принципу гирлянды и повреждение перемычки выводит из эксплуатации определенный его участок.

Металлические части подлежащие заземлению

При выполнении монтажных работ по электробезопасности внутри здания заземляются следующие металлические части:

  • Металлические корпуса распределительных устройств;
  • Поверхность оболочек кабелей;
  • Трубы отопления, канализации, газоснабжения и водопровода, если они сделаны из металла;
  • Металлические ванны в квартирах;
  • Корпуса и металлические рамы трансформаторов; осветительных приборов, электромеханических устройств и их приводов;
  • Выступающие части арматуры внутри сооружений из железобетона;
  • Несущий металлический каркас здания;
  • Вентиляционные металлические каналы и воздуховоды;
  • Системы молниезащиты.

При монтаже электрического оборудования на открытом воздухе заземляются следующие элементы:

Металлические части подлежащие заземлению
  • Железобетонные и стальные опоры ЛЭП;
  • Трансформаторные будки;
  • Металлические каркасы, на которых устанавливаются электрощиты, коробки с предохранителями, реле и рубильниками;
  • Стальные ворота с электромеханическим приводом;
  • Металлические и железобетонные стойки уличных осветительных фонарей.

С заземлением нельзя соединять следующие элементы:

  • Электросчётчики, электроизмерительную аппаратуру и реле, включая их корпуса;
  • Подвижные части электроустановок, если они смонтированы на заземлённой токопроводящей раме.