Можно ли соединять контур заземления с молниезащитой. Устройство молниезащиты и ее заземления. Исходные данные по оборудованию

Необходимость электрически соединять контур заземления молниезащиты, установленной непосредственно на здании, с контуром заземления для электрических установок, прописана в действующих нормативных документах (ПУЭ). Цитируем дословно: «Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими». Как раз 2-я и 3-я категории являются наиболее распространенными, в 1-ю категорию входят взрывоопасные объекты к молниезащите которых предъявляются повышенные требования. Тем не менее, наличие оборота «как правило» подразумевает возможность наличия исключений.

Современные офисные, а теперь и жилые здания содержат множество инженерных систем жизнеобеспечения. Сложно представить отсутствие систем вентиляции, пожаротушения, видеонаблюдения, контроля доступа и т.д. Естественно, у проектировщиков таких систем есть опасения, что в результате действия молнии “нежная” электроника выйдет из строя. При этом некоторые сомнения у специалистов-практиков вызывает целесообразность соединения контуров двух видов заземлений и возникает желание «в рамках закона» запроектировать электрически не связанные заземления. Возможен ли такой подход и повысит ли он на самом деле безопасность эксплуатации электронных устройств?

Зачем нужно объединение контуров заземления?

При попадании молнии в молниеотвод в последнем возникает короткий электрический импульс напряжением до сотен киловольт. При столь высоком напряжении может произойти пробой промежутка между молниеотводом и металлическими конструкциями дома, в том числе и электрическими кабелями. Последствием этого станет возникновение неконтролируемых токов, которые могут привести к пожару, выходу электроники из строя и даже разрушению элементов инфраструктуры (например, пластиковых водопроводных труб). Опытные электрики говорят: «Дайте молнии дорогу, иначе она найдет ее сама». Вот почему электрическое объединение заземлений обязательно.

По этой же причине ПУЭ рекомендует электрически объединять не только заземления, находящиеся в одном здании, но и заземления территориально сближенных объектов. Под данным понятием подразумеваются объекты, заземления которых настолько сближены, что между ними нет зоны нулевого потенциала. Объединение нескольких заземлений в одно осуществляется, согласно нормам ПУЭ-7, п. 1.7.55, путем соединения заземлителей электрическими проводниками в количестве не менее двух штук. Причем проводники могут быть как естественными (например, металлические элементы конструкции здания), так и искусственными (провода, жесткие шины и т.п.).

Одно общее или отдельные заземляющие устройства?

К заземлителям для электрических установок и молниезащиты предъявляются разные требования, и это обстоятельство может стать источником некоторых проблем. Заземлитель для молниезащиты должен отвести в землю за короткое время большой электрический заряд. При этом согласно «Инструкции по молниезащите РД 34.21.122-87» нормируется конструктив заземлителя. Для молниеотвода, согласно этой инструкции, требуется не менее двух вертикальных, или лучевых горизонтальных, заземлителей, за исключением 1 категории молниезащиты, когда таких штырей нужно три. Вот почему наиболее распространенный вариант заземления для молниеотвода — два или три штыря длиной около 3 м каждый, соединенных металлической полосой, заглубленной не менее чем на 50 см в землю. При использовании деталей производства ZANDZ такой заземлитель получается долговечным и простым в монтаже.

Совсем другое дело — заземление для электрических установок. В обычном случае оно не должно превышать 30 Ом, а для ряда применений, описанных в ведомственных инструкциях, например, для аппаратуры сотовой связи — 4 Ом или еще меньше. Такие заземлители представляют собой штыри длиной более 10 м или даже металлические пластины, помещенные на большую глубину (до 40 м), где даже зимой нет промерзания грунта. Создать такой молниеотвод с заглублением двух и более элементов на десятки метров слишком затратно.

Если параметры грунта и предъявляемые к сопротивлению требования позволяют выполнить единое заземление в здании для молниеотвода и заземления электрических установок, нет никаких препятствий его сделать. В остальных случаях делают различные контуры заземления для молниеотвода и электрических установок, но обязательно соединяют их электрически, желательно, в земле. Исключением является использование некоторого специального оборудования особенно чувствительного к помехам. Например, звукозаписывающая аппаратура. Такое оборудование требует отдельного, так называемого, технологического заземляющего устройства, что прямым образом указывается в инструкциях. В таком случае выполняется отдельное заземляющее устройство, которое соединяется с системой уравнивания потенциалов здания через главную заземляющую шину. А, если такое соединение не предусматривается руководством по эксплуатации аппаратуры, то применяются специальные меры по исключению одновременного прикосновения людей к указанной аппаратуре и металлическим частям здания.

Электрическое соединение заземлений

Схема с несколькими заземлениями, соединенными электрически, обеспечивает выполнение разных, подчас противоречивых, требований к заземляющим устройствам. Согласно ПУЭ, заземления, как и многие другие металлические элементы здания, а также аппаратуры, установленной в нем, должны быть соединены системой уравнивания потенциалов. Под уравниванием потенциалов подразумевается электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства потенциалов. Различают основную и дополнительную системы уравнивания потенциалов. Заземления подключаются к основной системе уравнивания потенциалов, то есть соединяются между собой через главную заземляющую шину. Провода, соединяющие заземления с этой шиной, должны подключаться по радиальному принципу, то есть одно ответвление от указанной шины идет только к одному заземлению.

Для того, чтобы обеспечивалась безопасная работа всей системы, очень важно использовать максимально надежное соединение между заземлениями и главной заземляющей шиной, которое не разрушится под действием молнии. Для этого нужно соблюдать нормы ПУЭ и ГОСТ Р 50571.5.54-2013 “Электроустановки низковольтные. Часть 5-54. Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов” относительно сечения проводов системы уравнивания потенциалов и их соединения между собой.

Тем не менее, даже очень качественная система уравнивания потенциалов не может гарантировать отсутствие всплесков напряжения в сети при ударе молнии в здание. Поэтому, наряду с грамотно спроектированными контурами заземлений, от проблем спасут устройства защиты от импульсных помех (УЗИП). Такая защита является многоступенчатой и носит селективный характер. То есть на объект должен быть установлен комплект УЗИП, подборка элементов которого — непростая задача даже для опытного специалиста. К счастью, выпускаются готовые комплекты УЗИП для типовых случаев применения.

Выводы

Рекомендация ПУЭ об электрическом соединении всех контуров заземлений в здании является обоснованной и при правильной реализации не только не создает опасность для сложной электронной аппаратуры, а, наоборот, защищает ее. В том случае, если аппаратура чувствительна к помехам от молний и требует собственного отдельного заземлителя, можно установить отдельное технологическое заземление в соответствии с прилагаемому к аппаратуре руководству. Система уравнивания потенциалов, объединяющая разрозненные контура заземлений, должна обеспечить надежное электрическое соединение и во многом определяет общий уровень электробезопасности на объекте, поэтому ей должно быть уделено особое внимание.

См. также:

Молния всегда считалась неуправляемой стихией, относящейся к наиболее страшным и опасным природным явлениям. Несмотря на то, что прямое поражение объектов случается редко, тяжелые последствия таких ударов заставляют искать эффективные способы защиты. Если рядом с домом расположена ЛЭП или высокая башня с молниеотводом, в этом случае можно считать, что опасность значительно снизилась. Если же загородный дом представляет собой одиноко стоящее здание, вдобавок расположенное на возвышенности и возле водоема, то не стоит рисковать, а выполнить такие мероприятия, как молниезащита и заземление.

Их устройство должно быть запланировано еще на стадии проектирования, тогда по окончании строительства сам объект и его защита будут представлять собой единое целое.

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:

Пассивная включает в себя традиционные элементы - молниеприемник, токоотвод и . После удара молнии электрический заряд уходит в землю по всей этой цепочке. Подобные системы не подходят для металлических кровель, что является единственным серьезным ограничением.
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.

Устройство сетей заземления и молниезащиты

Рассмотрев в общих чертах значение молниезащиты для частного дома, следует более подробно остановиться на отдельных элементах системы и особенностях монтажа. Прежде всего, еще до начала работ по устройству заземления, необходимо определиться, будет ли обеспечиваться защита в том числе и от молнии. Дело в том, что для выполнения своих обычных функций может использоваться любая конфигурация заземлителя, а устройство заземления и молниезащиты предполагает использование строго определенного типа конструкции.

В этом случае должно быть установлено не менее двух вертикальных электродов длиной 3 метра. Они объединяются с помощью общего горизонтального электрода. Расстояние между штырями должно быть не менее 5 метров. Такое заземление монтируется вдоль одной стены, соединяя в земле токоотводы, спущенные с крыши. В случае использования сразу нескольких токоотводов, контур заземления молниезащиты прокладывается на расстоянии одного метра от стен и располагается на глубине 50-70 см. Сам токоотвод соединяется с вертикальным электродом длиной 3 метра.

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 . 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.

Абсолютно любой загородный частный дом должен иметь контур заземления для защиты человека от поражения электрическим током. Самую большую опасность представляют такие приборы – где совмещены электричество и вода. На вашей даче это бойлер из которого вы принимаете душ, стиральная машина, чайник, насос, септик, посудомоечная машина: всем этими вы пользуетесь ежедневно и даже не задумываетесь, насколько это опасно без заземления. Если в ваш дом заведено 380 вольт, то повторное заземление просто обязательно!

Контур заземления загородного дома мы выполняем следующим образом: сначала выкапывается траншея шириной в один штык в виде равностороннего треугольника на глубину 0,5 м. Длина граней треугольника – 1,5 метра. По краям треугольника забиваются вертикальные заземлители выполненные из стального уголка 50х50х5 на глубину более двух метров. Конструкция обваривается горизонтальными заземлителями в виде стальной полосы 40х4, которая выводится из контура и закрепляется на фасаде здания. На краю полосы приваривается болт М8 через который, с помощью специального кабельного соединительного наконечника, методом опрессовки происходит переход на медный провод ПВ-1 (ПВ-3 или ПУГВ) сечения не менее 10 квадратных миллиметров. Все соединения делаются только сваркой, и обрабатываются мастикой от коррозии. Такое заземление прослужит Вам не один десяток лет. В конечном счете, заземляющий провод заводится на главную заземляющую шину (ГЗШ). Далее наступает следующий ответственный момент – работа по подключению заземления в щитке. Нужно выбрать правильную систему заземления электроустановки. В настоящее время применяются следующие системы: TN (с подсистемами TN-C, TN-S, TN-C-S) и TT. Обращайтесь к нам, и мы профессионально подберем для вашего дома самую подходящую систему заземления.

В случае, если ваш дом находится в зоне риска попадания молнии, то и его мы сможем защитить. В наше время используются две системы молниезащиты – активная и пассивная. Чаще всего применяется вторая. Мы производим монтаж молниезащитных систем на любой тип кровли: металлочерепицу, ондулин, шифер, черепицу, мягкую кровлю и железо. Мы также осуществляем монтаж готовых комплектов молниезащиты ведущих мировых производителей.

В пассивной системе молниезащиты на коньке крыши монтируется специальный стержневой молниеприемник. Спуск с кровли по фасаду осуществляется стальным оцинкованным проводником на специальных выносных кронштейнах. По токоотводу молния попадает в заземляющий контур и в земле на глубине происходит погашение заряда. В активной системе молниезащиты разные производители используют различные принципы работы: например используются активные молниеприемники с электронными устройствами, которые излучают высоковольтный импульс определенной частоты и амплитуды направленный навстречу молнии. Захватив разряд молнии он также направляется в землю через токоотвод

Мы также настоятельно рекомендуем установить устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) чтобы защитить вашу электропроводку и дорогостоящую технику от попадания молнии в электросеть или наводок возникших в результате этого природного явления.

Заземление — это соединения части электросети или оборудования с заземляющим устройством. Заземляющее устройство представляет собой заземлитель — проводящую часть, находящуюся в контакте с землей. Заземлитель может быть в виде металлических элементов сложной формы.

Качество заземления определяется значением сопротивления заземляющего устройства, которое можно снизить, увеличивая площадь заземлителей или проводимость среды. Электрическое сопротивление заземляющего устройства предусматривается в проекте согласно требованиям Правил устройства электроустановок.

Такой контур заземления устанавливается в свободной от застройки зоне участка. Заземлению подлежат:

бытовые электрические приборы единичной мощностью свыше 1,3 кВт;
металлические корпуса ванн и душевых поддонов (они должны быть соединены металлическими проводниками с трубами водопровода);
металлические корпуса сетильников, встраиваемых или устанавливаемых в подвесные потолки, выполненные с применением металла;
металлические корпуса бытовых кондиционеров воздуха.

Заземлители устанавливаются до начала электромонтажных работ. Соединение арматуры фундаментов с арматурой стен должна выполнять строительная организация. Заземлители присоединяются к трубопроводам с помощью сварки либо хомута. Если невозможно использовать естественные заземлители, применяются заземлители искусственные. К ним относятся заземляющий контур, который создаётся как для заземления жлектроприборов, так и для молниезащиты.

Молниезащита — это система устройств, обеспечивающая безопасность здания при электрических разрядах в атмосфере. Её основная задача — изменение траектории разрядов молнии и гашение её энергии. Молниезащита включает:

молниеприемник — устройство, принимающее разряд молнии;
токоотвод — элементы распределения электрического разряда;
заземлитель — устройство гашения электрического разряда.

Существует несколько схем молниезащиты. Схема на основе стержневого молниеотвода включает металлический стержень, соединенный кабелями с заземлителем. Молниеотвод на основе «пространственной сетки» устанавливается на крыше дома. Он распределяет и гасит разряд в случае прямого попадания. Схема на основе натяжных систем аналогична схеме стержневого молниеотвода, но при этом проводники натянуты по периметру защищаемой зоны.

Все вышеуказанные конструкции изготавливаются из стальных стержней, канатов или стальных сеток (диаметром не менее 6 мм). Элементы в узлах соединяются сваркой. Наиболее распространена конструкция стержневых молниеотводов поскольку они наиболее просты в изготовлении и обеспечиваются надежность системы.

Молниеотводы на основе натяжных систем используют при устройстве кровель сложной формы. Пространственая сетка требует большего расхода материалов и сложнее в установке. Такой вид молниеотвода целесообразен, если крыша дома выше остальных объектов, находящихся в радиусе 50 м.