Устройство заземления — это ключевой элемент электробезопасности в частном доме, который защищает жильцов от поражения электрическим током при использовании бытовой техники. Перед проведением электромонтажных работ, таких как замена или модернизация проводки, крайне важно разобраться в типе заземляющей системы, применяемой в здании. От правильного выбора и монтажа заземления напрямую зависит не только безопасность людей, но и стабильная работа всего электрооборудования.
Классификация систем заземления
Заземление в частном доме
Существует несколько стандартизированных систем заземления, разработанных Международной электротехнической комиссией (МЭК) и принятых в России. Их полное описание содержится в нормативном документе — «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ). Основные системы можно разделить на три группы:
- Система TN, которая имеет три подвида (TN-C, TN-S, TN-C-S);
- Система ТТ;
- Система IТ.
Различия между ними заключаются в способе заземления источника питания (трансформаторной подстанции) и методах подключения к заземлению открытых токопроводящих частей электроприборов в доме. Обозначения систем формируются из букв, каждая из которых имеет конкретное значение.
Первая буква в аббревиатуре описывает, как заземлен источник питания:
- Т (от фр. Terre — земля) — нейтраль источника питания (ноль) напрямую соединена с землей.
- I (от фр. Isolé — изолированный) — нейтраль изолирована от земли или соединена с ней через большое сопротивление (например, через приборы защиты).
Вторая буква характеризует заземление открытых проводящих частей (корпусов) электроприборов в здании:
- Т — корпуса приборов заземлены независимо от источника питания (имеют собственный заземляющий контур).
- N (от фр. Neutre — нейтраль) — корпуса приборов заземлены через нулевой защитный проводник, идущий от заземленного источника питания.
Дополнительные буквы (C, S) в системах типа TN уточняют, как совмещены или разделены нулевые проводники:
- С — функции нулевого рабочего (N) и нулевого защитного (PE) проводников объединены в одном общем проводнике (PEN).
- S — нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники разделены на всем протяжении системы.
Все системы заземления выполняют две основные функции: рабочую (обеспечение нормальной работы оборудования) и защитную (снижение опасности поражения током при неисправностях). Критическое повышение напряжения в сети может произойти из-за аварий в оборудовании или, например, при ударе молнии в линию электропередач.
Естественные и искусственные заземлители
Естественное заземление – конструкции непосредственно соприкасающиеся с землей
Для создания заземляющего контура можно использовать как естественные, так и искусственные заземлители. Естественные заземлители — это уже существующие металлические конструкции, имеющие надежный контакт с землей. К ним относятся:
- Свинцовые оболочки подземных кабелей, рельсовые пути неэлектрифицированных железных дорог.
- Металлические и железобетонные конструкции фундаментов зданий, контактирующие с грунтом.
- Проложенные в земле металлические водопроводные и канализационные трубы (за исключением трубопроводов с горючими или взрывоопасными веществами).
Искусственное заземление
Искусственные заземлители — это специально изготовленные и смонтированные для этой цели электроды. Чаще всего используются вертикальные стержни (уголок, труба, прут длиной от 1,5-3 метров) и горизонтальные полосы. Их погружают в грунт и сваривают между собой, формируя замкнутый контур заземления вокруг дома.
При проектировании в первую очередь рассматривают возможность использования естественных заземлителей. Это экономит средства и время. Если сопротивление естественного заземлителя соответствует нормам ПУЭ, сооружение искусственного контура может не потребоваться.
Сравнение естественного и искусственного контуров
Трубопроводы, находящиеся в земле, выполняют роль естественного заземлителя
Естественный заземляющий контур формируется из двух и более металлоконструкций, постоянно контактирующих с грунтом. Основные типы:
- Подземные трубопроводы (кроме отопительных, канализационных и покрытых антикором).
- Арматура железобетонных фундаментов, заглубленных в землю.
Такие конструкции должны быть соединены с объектом как минимум в двух разных точках для надежности.
Важно помнить, что нельзя использовать в качестве естественного заземлителя:
- Трубопроводы отопления и канализации.
- Трубы, покрытые изоляционными материалами для защиты от коррозии.
- Магистрали для транспортировки горючих жидкостей, газов или химически агрессивных веществ.
Искусственный заземлитель
Искусственный контур — это специально смонтированная система из металлических электродов. Наиболее распространенные варианты:
- Стальные полосы, уложенные в траншеи на определенной глубине.
- Вертикально вбитые в землю стальные уголки, трубы, стержни или балки.
Все элементы искусственного контура должны иметь надежное антикоррозийное покрытие (оцинковка, медь) для долговечности.
Типы искусственных систем заземления по ПУЭ
Основным документом, регламентирующим применение различных систем в России, является ПУЭ (глава 1.7). Классификация основана на международных стандартах и использует аббревиатуры из французских терминов:
- Т (Terre) — заземление.
- N (Neutre) — подключение к нейтрали.
- I (Isolé) — изолирование.
- С (Combine) — объединение функций.
- S (Separate) — разделение функций.
Рассмотрим каждую систему подробно, чтобы понять их отличия и область применения в частном домостроении.
Система заземления TN (с глухозаземленной нейтралью)
Это наиболее распространенная группа систем. Их общий принцип — нейтраль трансформатора на подстанции глухо заземлена, а к потребителю приходят фазный провод и нулевой (PEN или раздельные N и PE). Для дома при этом требуется создать собственный контур заземления, который соединяется с входящим нулевым проводником. Контур обычно представляет собой группу вертикальных электродов, заглубленных не менее чем на 2,5 метра и соединенных горизонтальной полосой.
Система TN-C (устаревшая, но встречающаяся)
Это самая простая и экономичная, но наименее безопасная система. В ней по всему пути от подстанции до розетки используется один совмещенный нулевой провод (PEN), который выполняет и рабочую, и защитную функции. Главный недостаток — при обрыве этого PEN-провода на корпусах подключенных электроприборов может появиться опасное напряжение, что создает прямую угрозу жизни и риск пожара. В современных частных домах ее использование не рекомендуется.
Система TN-S (наиболее безопасная)
TN-S
Это современный и самый надежный стандарт. Начиная от трансформаторной подстанции, нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники разделены и идут к потребителю независимо друг от друга. Это полностью исключает появление опасного напряжения на корпусах приборов при обрыве нуля. Единственный относительный минус — более высокая стоимость из-за необходимости прокладки дополнительного провода. Именно эта система закладывается в новые проекты.
Система заземления TN-C-S (компромиссный вариант)
Система заземления TN-C-S
Популярный гибридный вариант. На основном участке от подстанции используется совмещенный PEN-проводник (как в TN-C), но на вводе в дом он разделяется на独立的 N и PE, и дальше по дому разводка идет как в безопасной системе TN-S. Это хорошее решение для модернизации старых сетей без полной их замены. Однако сохраняется риск, присущий TN-C: при обрыве PEN-провода до точки разделения на вводе, опасное напряжение может попасть в дом. Для дополнительной защиты в таких схемах обязательно используют УЗО (устройство защитного отключения) и реле контроля напряжения.
Система заземления ТТ (для частных домов с воздушными линиями)
Эта система применяется в случаях, когда состояние воздушной линии электропередач не позволяет использовать нулевой провод в качестве надежного защитного (например, при ветхих проводах, частых обрывах). Суть системы ТТ в том, что нейтраль источника питания заземлена на подстанции, а в доме создается полностью независимый контур заземления, нигде не связанный с нулевым проводом линии. Все открытые проводящие части в доме подключаются к этому локальному контуру. Обязательное условие для ТТ — установка УЗО с током срабатывания не более 30 мА на вводе, которое обеспечит защиту от поражения током.
Система IT (для специальных объектов)
Эта система не применяется в жилых домах. Ее сфера — объекты с особыми требованиями к бесперебойности и безопасности: медицинские учреждения (операционные), шахты, карьеры, опасные производства. В системе IT нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через высокое сопротивление. В дом приходит только фазные провода, а заземление организуется локально. Она обеспечивает высокий уровень безопасности, так как при первом замыкании на землю система продолжает работать, но требует постоянного контроля изоляции.
Вывод: Главная цель заземления — создать безопасные условия для жизни и сохранить дорогостоящую технику. Для современного частного дома оптимальными считаются системы TN-S или TN-C-S (при качественной модернизации ввода), а в условиях ненадежных воздушных линий — система TT с обязательным УЗО. Пренебрегать правильным выбором и монтажом заземляющей системы — значит подвергать себя и свое имущество неоправданному риску.
