Зачем нужно заземление
Наиболее распространенная система питания потребителей в настоящий момент – TN-C-S. Это система, в которой, начиная с какого-то места существует отдельный нулевой рабочий проводник и нулевой защитный проводник. При этом, нейтраль источника питания (трансформатора) заземлена.
В такой системе одной из основных мер защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции является ЗАЗЕМЛЕНИЕ.
Каким должно быть сопротивление контура заземления
Самый главный российский документ (Правила Устройства Электроустановок) указывает, что сопротивление повторного заземления РЕ и РEN проводников на вводе в электроустановки зданий не нормируется (п. 1.7.61). Однако, далее там же говорится, что на вводах воздушных линий к электроустановкам сопротивление повторных заземлений должно быть не более 30 Ом при напряжении 380/220В (п. 1.7.103).
Такое же значение (30 Ом) требуется согласно Правилам Технической Эксплуатации Электроустановок Потребителей (ПТЭЭП, Приложение 3.1, табл.36). Данные правила распространяются на организации.
Требования требованиями, но величина сопротивления напрямую влияет на безопасность человека.
Наиболее опасная ситуация, при которой значение сопротивления заземления выходит на первый план – это обрыв нулевого проводника (PEN). Произойти это может в любой точке сети до нашей электроустановки. Опасность в том, что ни автоматический выключатель, ни УЗО не отключают электроустановку при таком повреждении.
Если во время обрыва PEN включены однофазные потребители (например, лампочка), то на всех проводниках PE нашей электроустановки появится опасное напряжение прикосновения Uпр (см. рисунок). Величина напряжения прикосновения зависит от мощности однофазной нагрузки и сопротивления заземления.
Например, при мощности нагрузки 3 кВт и сопротивлении заземления 30 Ом, напряжение на PE-проводниках составит 131 В. Безопасным напряжением для человека является 50 В. Выполнив заземление сопротивлением 4 Ом, получим значение напряжение 36 В, что безопасно.
Таким образом, для каждой конкретной электроустановки, с учетом ее мощности, необходимо определить требуемое значение сопротивления заземления для обеспечения безопасности людей при обрыве нулевого проводника в сети.
При повреждении изоляции в электроустановке, величина сопротивления заземления также влияет на то, каким будет напряжение на заземленных элементах, но в данном случае безопасность обеспечивается быстродействующим отключением поврежденного участка с помощью автоматического выключателя или УЗО.
Зачем нужен контур по периметру здания
Задача контура заземления – снижение напряжения прикосновения.
Прокладывая контур заземления на расстоянии шага (0,6 – 1 м.) от стены здания и соединяя его с ГЗШ, мы создаем условия, при которых потенциал земли будет равен потенциалу всех металлических конструкций здания.
В этом случае, даже при появлении опасного потенциала на металлоконструкциях, напряжение прикосновения близко к нулю UПР≈0, то есть безопасно для человека.
Величина сопротивления контура заземления при этом значения не имеет.
Этот пример в частности показывает, что сам по себе контур заземления еще не обеспечивает безопасности, важно выполнить систему уравнивания потенциалов в доме.
Заземление для молниезащиты
Заземление играет также важную роль при выполнении молниезащиты здания – отвести как можно большую часть тока молнии в землю.
Применительно к этой функции величина сопротивления заземления сама по себе значения не имеет, а имеют значение геометрические характеристики заземлителя. Путь тока в землю должен быть наиболее коротким. Предпочтительно создание нескольких параллельных путей.