Устройство заземления по ПУЭ — это не «контур в земле», а система из трёх частей: заземляющего устройства, защитных проводников до каждого корпуса и уравнивания потенциалов внутри здания. Требования задаёт глава 1.7 Правил устройства электроустановок. Сопротивление заземляющего устройства источника питания должно быть не больше 2, 4 и 8 Ом при линейном напряжении 660, 380 и 220 В в любое время года. Само по себе это число людей не защищает: защита работает, только когда цепь замкнута до конкретного корпуса и металл здания связан на главной заземляющей шине.
- Заземление объекта регулирует глава 1.7 ПУЭ: система заземления, нормы сопротивления, уравнивание потенциалов.
- Заземляющее устройство источника — не более 2, 4 и 8 Ом при 660, 380 и 220 В (п. 1.7.101).
- При удельном сопротивлении грунта выше 100 Ом·м норму можно увеличить в 0,01ρ раз, но не более чем в 10 раз.
- Каждый повторный заземлитель PEN-проводника — не более 15, 30 и 60 Ом, все вместе на линию — не более 5, 10 и 20 Ом (п. 1.7.103).
- Без основной системы уравнивания потенциалов контур в земле защиты не даёт: опасное напряжение возникает между металлическими частями здания.
Зачем объекту заземление?
Заземление — это заранее подготовленный путь для тока замыкания, по которому автомат успевает отключить повреждённую линию раньше, чем человек коснётся корпуса под напряжением.
Представим пробитую изоляцию в насосе: фаза ложится на корпус. Если корпус связан с защитным проводником, ток замыкания получается большим, автомат или УЗО отключают линию за доли секунды, и человек даже не узнает о неисправности. Если связи нет, корпус так и стоит под напряжением до первого прикосновения. Вся инженерия заземления — сопротивление контура, сечения проводников, перемычки — нужна ради одного: чтобы отключение успевало раньше.
У заземления две роли. Защитная бережёт людей. Функциональная нужна технике — серверам, весам, автоматике, связи — для стабильной работы и защиты от помех. Требования у них разные, и общий контур «на всё» без расчёта приводит к тому, что наводки от силовых линий уходят прямо в слаботочные сети.
Какие бывают системы заземления?
ПУЭ называет 5 систем — TN-C, TN-S, TN-C-S, TT и IT; первая буква говорит, как заземлён источник, вторая — как заземлены корпуса электроустановки.
| Система | Как устроена | Где встречается |
|---|---|---|
| TN-C | один совмещённый PEN-проводник от подстанции до потребителя | здания прошлых десятилетий; для нового строительства не годится |
| TN-S | N и PE идут раздельно с самой подстанции | объекты с собственной трансформаторной подстанцией |
| TN-C-S | PEN приходит в здание и делится на N и PE во вводном щите | большинство реконструкций и подключений к городской сети |
| TT | у корпусов свой заземлитель, не связанный с нейтралью источника | отдельные постройки, где сеть питания вызывает сомнения |
| IT | нейтраль источника не соединена с землёй | помещения и процессы, где первое замыкание не должно отключать питание |
Что это значит для вас: от системы зависят схема щитов и способ защиты людей. На реконструкции чаще всего получается TN-C-S, и качество всей электрики здания определяется тем, как выполнена точка разделения PEN-проводника на N и PE.
Какое сопротивление нормирует ПУЭ?
Норма для заземляющего устройства источника — не более 2, 4 и 8 Ом при линейном напряжении 660, 380 и 220 В трёхфазного тока.
Значения заданы в пп. 1.7.101–1.7.103 ПУЭ для электроустановок до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью. Оговорка «в любое время года» существенна: мёрзлый или пересохший грунт даёт худший результат, чем весенний, и замер летом ничего не говорит о январе.
| Что нормируется | 660 В | 380 В | 220 В |
|---|---|---|---|
| Заземляющее устройство источника (п. 1.7.101) | 2 Ом | 4 Ом | 8 Ом |
| Все повторные заземления линии вместе (п. 1.7.103) | 5 Ом | 10 Ом | 20 Ом |
| Каждый отдельный повторный заземлитель (п. 1.7.103) | 15 Ом | 30 Ом | 60 Ом |
Поправка на грунт
Если удельное сопротивление грунта выше 100 Ом·м, нормы разрешено увеличить в 0,01ρ раз, но не более чем в 10 раз. Это не лазейка, а признание физики: в песке и скальном грунте 4 Ом обычным контуром не получить. Вместо забивки десятков электродов делают расчёт с поправкой или ставят глубинные заземлители, которые доходят до влажных слоёв. Для заказчика это значит, что цена контура зависит от грунта, и геология участка нужна до сметы, а не после.
Что такое уравнивание потенциалов?
Уравнивание потенциалов — это электрическое соединение всех металлических частей здания на главной заземляющей шине, чтобы между ними не возникало опасной разности напряжений.
Опасность возникает не «от земли», а между металлическими частями, которых человек касается одновременно: корпус щита и водопроводная труба, станок и металлоконструкция. Поэтому во вводном устройстве собирают основную систему уравнивания потенциалов: к главной заземляющей шине присоединяют защитный проводник питающей линии, заземлитель, металлические трубы коммуникаций на вводе в здание, металлический каркас, воздуховоды вентиляции и кондиционирования, заземлитель молниезащиты.
В помещениях с повышенной опасностью — душевых, отдельных производственных зонах — добавляют дополнительное уравнивание: соединяют между собой все доступные одновременному прикосновению металлические части. Это недорогая работа, которая закрывает случаи, когда автоматика физически не успевает отключить линию.
Почему это задача не только электриков
К шине приходят трубы водопровода, воздуховоды, каркас, молниезащита — то есть металл всех инженерных разделов. Значит, уравнивание закладывают в график вместе со смежниками: трубы и воздуховоды должны быть смонтированы, а перемычки к ним — сделаны до того, как раздел закроют отделкой.
«На объекте было много помещений, зон и систем, поэтому основная задача заключалась в управлении большим количеством фронтов работ одновременно. Сложность — синхронизировать людей, материалы, ПТО и смежников.»
Денис Титкин, генеральный директор ГК «ЛЕГИОН»
Для вас это значит: если вентиляцию, водопровод и электрику ведут разные подрядчики, перемычки уравнивания легко «падают между стульями» — каждый считает, что это работа другого. Проверьте, у кого эта работа записана в договоре и в графике.
Из практики ЛЕГИОНА
МФЦ Выхино, 1 500 м²: девять инженерных разделов на одном объекте — слаботочные системы, электрика, вентиляция, водяное, газовое и порошковое тушение, противопожарный водопровод, автоматика, диспетчеризация. Разделы делят одни потолки и шахты, поэтому их свели в единый график и управляемый производственный контур, а участки закрывали последовательно.
Как заземление проверяют и сдают?
Заземление подтверждают 3 измерения и акты скрытых работ: сопротивление заземляющего устройства, металлосвязь до каждого корпуса и сопротивление изоляции.
Первое измерение отвечает за путь тока в землю, второе — за то, что путь не разорван, третье — за причину, по которой ток вообще пойдёт. Результат оформляют протоколом; кто и как его выдаёт и как часто повторять замеры, разобрано в статье про электролабораторию и испытания.
Скрытые работы — контур в траншее, сварные соединения, присоединение арматуры фундамента — закрывают актами до засыпки. Нет акта — доказать наличие и качество контура потом можно только вскрытием. Полный комплект бумаг — в материале о том, что входит в исполнительную документацию.
Какие ошибки встречаются на объектах?
Самая опасная ошибка — повторное соединение N и PE после точки разделения: при обрыве нулевого проводника напряжение выходит на корпуса всего, что подключено ниже.
- Объединение N и PE после точки разделения. Внешне всё работает, пока не оборвётся нулевой проводник.
- Контур «на глаз» без замеров. 4 Ом на бумаге и 40 Ом в песке выглядят одинаково, пока не приедет лаборатория.
- Молниезащита на отдельном контуре. В момент удара между двумя несвязанными заземлителями возникает разность потенциалов, и она идёт через оборудование. Заземлители объединяют на общей шине.
- Болт вместо сварки в земле. Через несколько лет коррозия превращает соединение в разрыв, а контур внешне на месте.
- Забытое уравнивание потенциалов. Контур есть, перемычек к трубам и воздуховодам нет — защита работает только на бумаге.
Что делают на реконструкции
Старое здание почти всегда живёт на TN-C: контур есть, но защитного проводника в розетках нет. Переложить всю проводку разом обычно нельзя — арендаторы работают. Рабочий порядок другой: сначала делят PEN во вводном щите и собирают основное уравнивание потенциалов, потом меняют проводку зона за зоной вместе с ремонтом помещений. Пока часть здания на новой схеме, а часть на старой, границу фиксируют в однолинейной схеме и после каждого этапа делают замеры — ошибка на стыке зон опаснее, чем старая схема целиком.
Нужен контур, который пройдёт замеры?
Рассчитаем заземляющее устройство под грунт, смонтируем контур, главную заземляющую шину и уравнивание потенциалов со всеми инженерными системами, свяжем с молниезащитой и сдадим с протоколами и актами скрытых работ. Электромонтаж — от 1 500 ₽/м². Заземление и молниезащита · все работы по ЭОМ.
Вопросы и ответы
Какое сопротивление заземления считается нормой?
Чем TN-C-S отличается от TN-S?
Можно ли объединить заземление молниезащиты и электроустановки?
Достаточно ли забить в землю уголок у стены здания?
Что делать, если замер показал превышение нормы?
Следующий шаг
Как подтверждают сопротивление контура и как часто повторяют замеры — в статье об электролаборатории и испытаниях. Монтаж контура, уравнивания потенциалов и молниезащиты — на странице «Заземление и молниезащита».
