Заземление молниеотвода

Нормы сопротивления заземления молниезащиты

Тема заземления молниезащиты не такая простая, как может показаться на первый взгляд. В нормативных документах встречаются лишь требования по сопротивлению заземлителя, но при этом нет требований по конфигурации заземлителей. Рассмотрим различные ТНПА по данной теме. Не будем углубляться в проблемы заземления, пусть этим занимаются соответствующие специалисты.

Изначально я хотел посвятить тему только заземлению отдельно стоящего молниеприемника, но потом решил вспомнить все требования, предъявляемые к заземлителям молниезащиты. Ну… или почти все

ТНПА РБ:

ТКП 336-2011 (Молниезащита зданий и сооружений и инженерных коммуникаций).

7.2.3 При рассмотрении рассеивания высокочастотного тока молнии в земле и с целью минимизирования любых опасных перенапряжений, конфигурация и размеры системы заземления являются важными критериями. Как правило, рекомендуется низкое сопротивление заземления (не более 10 Ом, измеренное на низкой частоте).

ТКП 339-2011 (Вместо ПУЭ).

6.2.8.5 Защиту от прямых ударов молнии ОРУ следует, по возможности, выполнять отдельно стоящими молниеотводами, установленными по периметру подстанции. Молниеотводы необходимо предусматривать на максимальном удалении от зданий ОПУ, ГЩУ, РЩ. Отдельно стоящие молниеотводы должны иметь обособленные заземлители с сопротивлением не более 80 Ом при импульсном токе 60 кА.

ТКП 181-2009 (02230) (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей).

5.9.1 Электроустановки Потребителей должны иметь защиту от грозовых и внутренних перенапряжений, выполненную в соответствии с требованиями правил устройства электроустановок. Величина сопротивления заземлений молниеотводов, если вблизи них во время грозы могут находиться люди, не должна превышать 10 Ом.

Таблица Б.29.1 Наибольшие допустимые сопротивления заземляющих устройств:

Отдельно стоящий молниеотвод — 80 Ом.

ТНПА РФ:

ПУЭ 7 (Правила устройства электроустановок).

4.2.137. Защиту от прямых ударов молнии ОРУ, на конструкциях которых установка молниеотводов не допускается или нецелесообразна по конструктивным соображениям, следует выполнять отдельно стоящими молниеотводами, имеющими обособленные заземлители с сопротивлением не более 80 Ом при импульсном токе 60 кА.

РД 34.21.122-87 (Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений).

8 … До недавнего времени для заземлителей молниезащиты нормировалось импульсное сопротивление растеканию токов молнии: его максимально допустимое значение было принято равным 10 Ом для зданий и сооружений I и II категорий и 20 Ом для зданий и сооружений III категории. При этом допускалось увеличение импульсного сопротивления до 40 Ом в грунтах с удельным сопротивлением более 500 Ом×м при одновременном удалении молниеотводов от объектов I категории на расстояние, гарантирующее от пробоя по воздуху и в земле. Для наружных установок максимально допустимое импульсное сопротивление заземлителей было принято равным 50 Ом.

РД 34.45-51.300-97 (Объем и нормы испытаний электрооборудования).

Таблица 28.1 — Наибольшие допустимые сопротивления заземляющих устройств:

Отдельно стоящий молниеотвод — 80 Ом.

Вывод: в очередной раз можно убедиться, что нормативные документы в части проектирования электроустановок в РБ и РФ мало чем отличаются.

В чем разница между естественным и искусственным молниеприемником?

В системе внешней молниезащиты ключевым элементом выступает молниеотвод. Этот элемент, именуемый зачастую также громоотводом, служит для обеспечения безопасности сооружений и зданий при угрозе удара молнии. Нахождение объекта в зоне защиты молниеотвода исключает риск повреждений, возникновения возгорания и пожара в случае прямого попадания электрического разряда. Функцию перехвата молнии выполняет неотъемлемая часть молниеотвода – молниеприемник. Он может либо естественным, либо искусственным. Чем отличается один от другого и на каком варианте остановить свой выбор?

Заземление отдельных бытовых приборов и оборудования

Часто бывает, что владельцы частных домов (особенно дачных), не видят смысла монтировать полноценное заземление. Оправдывать или осуждать мы никого не можем, а значит рассмотреть этот вариант так же стоит. Разберемся, как заземлить водонагреватель в частном доме, не монтируя при этом всей системы защиты.

Знак заземления ГОСТ-21130

Сделать это довольно просто, используя естественный заземлитель. От  него нужно проложить кабель непосредственно к прибору или к розетке, от которой устройство питается. Часто, таким образом, производится заземление газового котла в частном доме, но можно так защитить и любой другой бытовой прибор.

Встречаются «электромонтеры», которые на вопрос, как заземлить розетку в частном доме, советуют бросить перемычку от нулевого контакта на заземляющий. Прислушиваться к подобным советам явно не стоит – это чревато проблемами. О подобных ошибках мы обязательно сегодня поговорим. А сейчас стоит подробнее остановиться на том, как проверить готовый контур заземления, соответствует ли он необходимым требованиям.

Швы соединения на шинах должны быть качественно проварены

Преимущества заземленной кровли

Несмотря на некоторые отличия в назначении системы молниезащиты и устройства заземления, обоснование необходимости монтажа одно — обеспечение надлежащего уровня электрической и пожарной безопасности объекта.

Зачастую производится заземление крыши именно из металлочерепицы. Обоснована необходимость организации таких работ следующими аспектами:

1. За счет конструктивной многослойности металлочерепица выступает в роли конденсатора. Устройство способствует накоплению статического электричества.
2. Гидроизоляция листов. Под кровельные листы такого материала применяют рубероид или толь. Гидроизоляционные материалы изолируют металлическую кровлю от земли, являясь диалектиками.

Совокупность вышепредставленных факторов способствует концентрации на скатах электрического заряда. Последствиями от сосредоточения заряженных частиц в зависимости от их величины могут быть следующие аварийные ситуации:

1. Пожар. Все зависит от конструкции здания. Если в конструктивных частях дома используются дополнительные металлические элементы, между этими частями и крышей возникнет высокий показатель температуры электрической дуги. Такой высокотемпературный вид электрического разряда может привести к возгоранию посредством возникновения искры.
2. Поражение током человека. Например: произошел «пробой фазы», в это время люди работают на строительных лесах рядом с крышей. При одновременном касании железного листа кровли и лесов бьет током. Величина удара может достигать 100 Вольт — такой показатель опасен для человека.
3. Различные сбои в работе электрооборудования. Частой причиной преждевременного эксплуатационного изнашивания приборов выступает влияние импульсного перенапряжения на их компоненты.

Любой владелец в состоянии предотвратить большинство аварийных ситуаций, стоит лишь организовать защитную систему своему дому.

В зависимости от эксплуатационных характеристик здания и его конструктивных особенностей подбирается наиболее подходящий вариант монтажа заземляющего устройства.

Нужно ли заземление в частном доме

Нужно ли заземление в частном доме? Обязательно. Суть системы – обеспечить электрическому заряду кратчайший путь для разрядки в грунт. Согласно законам физики, он будет искать проводник, обладающий минимальным сопротивлением. И контур, о котором пойдет речь далее, является именно таким. И даже если «доза» будет настолько велика, что заземлитель не сможет отвести ее полностью, через человеческое тело пройдет лишь малая часть, которая не причинит вреда. Разве что, возможно, вы почувствуете легкую кратковременную дрожь. Отсюда видно, что правильное заземление – гарантия электробезопасности.

Согласно ГОСТ, СНиП и ПУЭ каждое жилое сооружение в обязательном порядке оснащается такой системой защиты от замыкания и блуждающих токов. В нормативных документах в частности говорится, что заземление для дома монтируется, если проектная напряжение в цепи электроснабжения с переменным током от 100 В превышает отметку в 40 Вт. Еще одной задачей, которая решается при помощи заземлителя, является обеспечение пожарной безопасности. В результате замыканий часто происходит возгорание, затем пожар, и тогда затраты на восстановление (если таковое возможно) несоизмеримо больше со стоимостью монтажа контура заземления.

Как правильно сделать заземление в частном доме спрашивают и те, кто столкнулся с проблемой плохого сигнала. Если недалеко находится мощный излучатель, помехи при использовании телефона, телевизора, компьютера, радиоприемника неизбежны. Но если защитить здание, принимаемый сигнал всегда будет отличным. Но только не путайте эту систему с громоотводом. В последнем случае целевое назначение одно – отвод разряда молнии. При замыкании молниеотвод никак не сможет защитить людей от поражения, а приборы от перегорания. Однако общий принцип действия в обоих случаях идентичен.

При монтаже ни в коем случае не соединяют контуры громоотвода в доме с заземлением. Каждая из систем работает независимо. Тогда в случае попадания молнии скачка напряжения не случится. Если же случится эффект индукции, заземлитель «выведет» ток из цепи, чем обеспечит безопасность. Причем у каждой системы безопасности есть подземная часть. Она может быть общей только при достаточном сечении. Разводка всегда обособленная. Наличие одного средства защиты не исключает необходимость установки другой.

Принцип действия

Заземляющий контур электрической цепи – система проводов, соединяющая каждого потребителя, в обслуживаемой цепи, со специальным заземляющим контуром здания. При пробое на корпус прибора или утечке тока с поврежденной проводки, ток проходит по проводам к заземлителю.

Сопротивление заземления, как правило, выполняется меньше, чем сопротивление всей цепи. Поэтому ток течет по «легкому» пути и отводится с корпусов оборудования.

Занулением называется выполнение электрического соединения токопроводящих корпусов приборов с глухозаземленной нейтралью. При возникновении пиковых значений тока, его потенциал отводится, с помощью шины зануления, в специальную щитовую или на трансформаторную будку.

Главное его назначение – в случаях пробоев и утечек напряжения на корпус оборудования, вызывается короткое замыкание, сгорают предохранители или срабатывают автоматические размыкатели цепи.

Разберем подробнее работу систем защиты от воздействия электрического тока.

Заземление и молниезащита в частном доме

Удары молнии могут привести к серьезным негативным последствиям. Чаще всего повреждается кровля и несущие конструкции, выходит из строя внешнее и внутреннее электроснабжение, возникают пожары. Наиболее тяжелыми из них считаются травмы различной степени тяжести, получаемые людьми и животными. Всего этого поможет избежать монтаж молниезащиты и заземления, обязательные для установки в частных домах. Они создаются в индивидуальном порядке, в соответствии с регионом, климатическим поясом, типом жилья и другими факторами.

Для определения объемов работ выполняются предварительные расчеты. Все это отражается в документации, включающей исполнительную схему, расчет высоты молниеотвода, смета на строительно-монтажные работы и ведомость затрачиваемых ресурсов. Если проектирование осуществлялось сторонней организацией, по окончании работ проводятся испытания и замеры, подтверждающие соответствие системы проектно-сметной документации. Эта процедура завершается актом приемки, в котором отражаются результаты проведенных мероприятий.Молниезащита подразделяется на два основных вида:

1. Пассивная включает в себя традиционные элементы – молниеприемник, токоотвод и заземляющий контур. После удара молнии электрический заряд уходит в землю по всей этой цепочке. Подобные системы не подходят для металлических кровель, что является единственным серьезным ограничением.
2. Активная молниезащита работает на основе заранее подготовленного ионизированного воздуха, перехватывающего разряды молний. Данная система обладает большим радиусом действия, охватывая не только сам дом, но и другие объекты, расположенные рядом.

Конструкция типовой системы молниезащиты и заземления состоит из нескольких основных элементов:

• Молниеприемник. Его высота всегда превышает на 2-3 метра самую высокую часть здания. Он не должен располагаться еще выше, поскольку молнии будут ударять гораздо чаще. Изготавливается в виде металлического штыря или троса, натягиваемого над объектом.
• Токоотвод. Соединяет между собой молниеотвод и систему заземления. Изготавливается из металлической арматуры сечением не ниже 6 мм2, обеспечивающей свободный путь разряда в землю.
• Заземлитель. Изготавливается так же, как и обычный заземляющий контур. Состоит из двух частей – подземной и наземной.

Как сделать монтаж контура заземления

Сначала требуется выбрать место для монтажа. Желательно отступить от дома 2 метра, при этом разместить контур со стороны электрического щитка для сокращения трассы заземления здания. При этом нужно учитывать следующее:

• лучше размещать контур на влажном участке;
• лучше размещать его в глине или суглинке, чем в песке;
• лучше разместить контур чуть дальше, но в более благоприятных условиях.

Затем выполняются земляные работы. Подготавливается траншея выбранной геометрии. Низ стержней заостряют для лучшего проникновения в землю. Стержни погружают до требуемой глубины. Над землей металлические элементы должны выступать на 20 см для монтажа горизонтальных заземлителей.

После этого выполняется сборка металлоконструкций. Полосы из металла привариваются к вертикальным элементам контура, одна полоса подводится к зданию. Сварные швы обрабатывают с помощью антикоррозийного состава, грунтуют и обмазывают мастикой. Котлован засыпают грунтом.

Выполняют ввод сети в здание. Полоса заводится на дом и крепится на стене с помощью болта. Соединяется с заземляющим проводником, ведущим из щитка к главной шине. Используется кабель желто-зеленого цвета, для загородных домов подходят медные провода сечением 6 мм.

После окончания монтажа следует проверить работоспособность системы. Кроме того, контроль исправности сети требуется контролировать каждые 12 лет.

В каких случаях необходимо проверять контур заземления?

Если Вы выполняете устройство заземления в частном доме или на даче, то проверку можно выполнить и обычной контрольной лампочкой (как было описано выше), если же Вас необходимо вводить объект в эксплуатацию, легализировать изменение в схеме электроснабжения или же заключать договор на электроснабжения со специализированной организацией, тогда вам будет необходим протокол испытания контура заземления.

Данный документ имеет право выдать только сертифицированная лаборатория, которая выполнит замеры. При этом подрядная организация, которая выполняла монтаж контура заземления обязана предоставить Вам паспорт на контур заземления с актами на скрытые работы.

Конфигурация заземлителя.

Зависит напрямую сопротивление заземления от площади электрического контакта электродов заземлителя с грунтом, которая необходима быть как можно большей, потому что чем площадь поверхности заземлителя больше, тем сопротивление заземления меньше.

В роли заземлителя, чаще всего, из-за простоты выполнения монтажа используется вертикальный электрод, который имеет вид стержня, уголка или трубы.

Чтобы максимально увеличить площадь контакта заземлителя с грунтом, необходимо провести следующие мероприятия:

• Увеличить длину (глубину) электрода.
• Использовать несколько коротких электродов соединенных вместе и размещенных на небольшом расстоянии друг от друга (контур заземления).

Площади единичных электродов в таком случае просто складываются вместе.

Заземление и молниезащита в частном доме

Удары молнии могут привести к серьезным негативным последствиям. Чаще всего повреждается кровля и несущие конструкции, выходит из строя внешнее и внутреннее электроснабжение, возникают пожары. Наиболее тяжелыми из них считаются травмы различной степени тяжести, получаемые людьми и животными. Всего этого поможет избежать монтаж молниезащиты и заземления, обязательные для установки в частных домах. Они создаются в индивидуальном порядке, в соответствии с регионом, климатическим поясом, типом жилья и другими факторами.

Для определения объемов работ выполняются предварительные расчеты. Все это отражается в документации, включающей исполнительную схему, расчет высоты молниеотвода, смета на строительно-монтажные работы и ведомость затрачиваемых ресурсов. Если проектирование осуществлялось сторонней организацией, по окончании работ проводятся испытания и замеры, подтверждающие соответствие системы проектно-сметной документации. Эта процедура завершается актом приемки, в котором отражаются результаты проведенных мероприятий.

Молниезащита подразделяется на два основных вида:

1. Пассивная включает в себя традиционные элементы – молниеприемник, токоотвод и заземляющий контур. После удара молнии электрический заряд уходит в землю по всей этой цепочке. Подобные системы не подходят для металлических кровель, что является единственным серьезным ограничением.
2. Активная молниезащита работает на основе заранее подготовленного ионизированного воздуха, перехватывающего разряды молний. Данная система обладает большим радиусом действия, охватывая не только сам дом, но и другие объекты, расположенные рядом.

Конструкция типовой системы молниезащиты и заземления состоит из нескольких основных элементов:

• Молниеприемник. Его высота всегда превышает на 2-3 метра самую высокую часть здания. Он не должен располагаться еще выше, поскольку молнии будут ударять гораздо чаще. Изготавливается в виде металлического штыря или троса, натягиваемого над объектом.
• Токоотвод. Соединяет между собой молниеотвод и систему заземления. Изготавливается из металлической арматуры сечением не ниже 6 мм2, обеспечивающей свободный путь разряда в землю.
• Заземлитель. Изготавливается так же, как и обычный заземляющий контур. Состоит из двух частей – подземной и наземной.

Чем отличается заземление от зануления?

Отличие заземления от зануления более чем очевидно. Если обустроено заземление, мы получаем быстрое снижение напряжения тока до безопасного минимума для человека. Напомним, что не наносит вред напряжение со значением до 50 Вольт.

Если установлено зануление, из-за пробоя тока происходит обесточивание определённого участка цепи, и переход короткого замыкания в другую часть или на корпус электроприбора. Во всяком случае есть высокий риск попадания человека под опасный разряд.

Посмотрите схему, в которой обозначено заземление и зануление.

Мы с вами разобрались, как отличить ноль от заземления, теперь ответим на ряд вопросов, которые задают начинающие электрики.

Технические нормативы

К перечню рабочих документов, регламентирующих чисто технические вопросы устройства молниезащиты, относятся различные стандарты, нормативы и поправки, оформленные в виде свода специальных рекомендаций.

За образец таких поправок и специальных замечаний может быть принят целый ряд стандартов, входящих в нормативную базу и перечисленных во втором разделе статьи.

Последнее замечание касается строительных норм и правил, а также ряда ГОСТов и стандартов, имеющих отношение к разработке и эксплуатации современных средств защиты от молний.

В заключении следует отметить, что все рассмотренные документы естественно дополняют друг друга, охватывая полный перечень вопросов, касающихся обустройства и обслуживания систем защиты от разряда природного электричества.

Что такое заземление и его особенности

Заземляющее устройство представляет собой — конструкцию из металла, снижающую уровень напряжения до минимального значения, которое безопасно для человека в случае прикосновения.

Важно! Заземление устанавливается только в тех местах, где предусматривается изоляция нейтрального проводника. Помимо защитной функции установки, можно выделить еще увеличение аварийного тока замыкания. Если в подобной ситуации электрическая цепь обладает высоким сопротивлением, тогда риск поражения электрическим током для человека и домашних животных увеличивается

Также использование контура заземления сосредоточено в молниезащитных установках. Здесь защитное заземление играет роль комплекта проводников, принимающих высоковольтное напряжение и передающее его глубоко в грунт. По назначению заземлители подразделяют на три класса:

Если в подобной ситуации электрическая цепь обладает высоким сопротивлением, тогда риск поражения электрическим током для человека и домашних животных увеличивается. Также использование контура заземления сосредоточено в молниезащитных установках. Здесь защитное заземление играет роль комплекта проводников, принимающих высоковольтное напряжение и передающее его глубоко в грунт. По назначению заземлители подразделяют на три класса:

Помимо защитной функции установки, можно выделить еще увеличение аварийного тока замыкания. Если в подобной ситуации электрическая цепь обладает высоким сопротивлением, тогда риск поражения электрическим током для человека и домашних животных увеличивается. Также использование контура заземления сосредоточено в молниезащитных установках. Здесь защитное заземление играет роль комплекта проводников, принимающих высоковольтное напряжение и передающее его глубоко в грунт. По назначению заземлители подразделяют на три класса:

• грозозащитный. Специализируется на отводе молниеносного напряжения, используется для разрядников;
• рабочий. Поддерживает оптимальную работоспособность электрических установок в любых условиях, включительно аварийных;
• защитный. Предупреждает поражения живых организмов высоким пробойным напряжением.

Заземление в частном доме схема

Некоторые электрики с большим опытом за плечами утверждают, что заземление и зануление не имеют масштабных отличий. Полагают, что зануление является неотъемлемой частью заземления в определенных условиях.

Внешняя и внутренняя молниезащита

После заземления можно приступать к непосредственному устройству молниезащиты, разделяющейся на две части – внешнюю и внутреннюю. Внешняя защита, состоящая из молниеприемника и токоотвода, уже рассматривалась, поэтому стоит более подробно остановиться на внутренней защите здания от воздействия молнии.

Ее основной задачей является защита оборудования и бытовой техники, установленных внутри здания. Они также могут серьезно пострадать от удара молнии. Поэтому защитные мероприятия выполняются с помощью УЗИП – устройства для защиты от импульсных перенапряжений. В его состав входят нелинейные элементы в количестве одного или нескольких единиц.

Внутренние компоненты защитного устройства могут подключаться не только в определенных комбинациях, но и различными способами: фаза-земля, фаза-фаза, фаза-ноль и ноль-земля. Согласно нормативов, определенных в ПУЭ, все УЗИП, использующиеся для защиты электрических сетей частных домов, должны устанавливаться только за вводным автоматическим выключателем.

Варианты установки внутренних защитных устройств зависят от того, имеется или отсутствует в доме внешняя молниезащита. При ее наличии выполняется установка классического защитного каскада, состоящего из устройств классов 1, 2, 3, расположенных последовательно. УЗИП 1-го класса устанавливается на вводе и ограничивает ток при прямом ударе молнии. Прибор 2-го класса также может устанавливаться внутри вводного или распределительного щитка в большом здании, при расстоянии между щитами свыше 10 м. Второй класс защищает от наведенных напряжений и ограничивает ток в пределах 2500 В. При наличии в доме чувствительной электроники дополнительно устанавливается УЗИП 3-го класса с ограничением напряжением да 1500 В.

При отсутствии внешней молниезащиты УЗИП 1-го класса уже не требуется, поскольку прямого попадания молнии уже не будет. Остальные защитные устройства устанавливаются по предыдущей схеме с внешней защитой.

Что такое молниезащита зданий и сооружений

Коротко это комплекс действий и мероприятий, а также различные защитные приспособления для предотвращения аварий и возгораний в зданиях и сооружениях жилого и промышленного назначения при попадании в них молний.

Мероприятия по молниезащите подразделяются на внешние и внутренние. Внешняя защита состоит из устройств, которые перехватывают электрозаряд от молнии и направляют его в землю по специальным токоотводным каналам. Такие конструкции, смонтированные в соответствии с обязательными техническими правилами по молниезащите, надежно предохраняют строения и людей внутри них от поражения.

Внешние мероприятия по молниезащите зданий и сооружений делятся на активные и пассивные.

Пассивная защита представлена в следующих вариантах

молниеприемная сетка из стальных прутков или катанки, ее применение разрешают все нормативы по молниезащите, хотя при малых превышениях сетка не в состоянии защитить поверхность кровли достаточно надежно;

Пространственная сетка на крыше здания

• металлические прутья (от одного до нескольких штук) для приема разрядов молний, специальный кабель связывает их и заземляющие контуры- молниеотводы;
• молниепринимающие металлические тросы.

Все приспособления внешней молниезащиты имеют один стандарт и состоят из трех основных частей: перехватчика электроразряда из грозового облака – молниеприёмника; конструктивной части, проводящей электричество на заземлители, и заземляющего элемента, который выводит молниевый заряд в почву.

Внутренний комплекс мероприятий по молниезащите направлен на предотвращение вреда, который может получить электрооборудование от резкого скачка напряжения в сети в результате удара молнии. Исполнение внутренней молниезащиты представлено двумя типами: 1 – противостояние прямому удару молнии, 2 – противостояние непрямому удару, прошедшему вблизи зданий/сооружений.

Со вторичным воздействием молниевого разряда в виде высоких потенциалов внутри строений борются с помощью грамотной организации заземления. Электромагнитную индукцию в длинных железных конструкциях снимают с помощью установки перемычек из металла. Занос высоких электропотенциалов через вводы для коммуникаций предотвращают вентильными разрядниками и специальными искровыми прерывателями, которые срабатывают при резком скачке напряжения.

Вентильный разрядник РВН 0,5

Также проблема решается запрещением ввода воздушных линий для некоторых категорий сооружений и заменой их подземными кабельными вводами.