Как своими руками сделать заземление в гараже
Гараж – непременный атрибут любого автолюбителя. Используется он не только для парковки автомобиля и его ремонта. В хозяйственных руках гараж служит еще и универсальной мастерской, складским помещением, а при наличии подвала – местом для хранения продовольственных запасов, выращенных на даче. Поэтому оснастить гараж лучше будет металлическими стеллажами, шкафами от http://www.safe24.ru/
Помещение гаража требует полной электрификации с соблюдением всех норм безопасности, поэтому сегодня мы поговорим о том, как сделать заземление в гараже своими руками.
Скептики наверняка зададутся вопросом: а почему об электробезопасности в собственном гараже нужно заботиться самостоятельно? Ведь никто не закапывает свой контур заземления во дворе многоквартирного дома. Почему вдруг он нужен для гаража?
На то есть веские причины.
Зачем контур заземления в гараже?
Современные электроприборы часто требуют подключения к розеткам с заземляющим контактом. Предполагается, что через этот контакт их корпуса соединятся с контуром заземления. Изоляция токоведущих частей внутри прибора может быть повреждена, в него может попасть вода. Не обязательно проливать воду на сварочный аппарат. Тот же эффект получится, если внутрь попадет влажный воздух. При определенных температурных условиях водяной пар конденсируется на металлических деталях корпуса. Вы можете об этом даже не подозревать, а вода совместно с пылью, всегда имеющейся внутри того же сварочника, является проводником электрического тока.
Поэтому наличие заземляющего проводника в электропроводке и розеток с заземляющими контактами является непременным требованием безопасной эксплуатации современного электрооборудования. Отдельный вопрос касается освещения повалов и погребов. Из-за сырости и высокой влажности они относятся к помещениям с повышенной опасностью. Для питания светильников используется сверхнизкое напряжение от разделительных трансформаторов. А корпуса их заземлять обязательно.
Но это еще не все. Есть такое понятие: сторонняя заземляющая часть. Это металлические конструкции, которые не являются частью электроприбора (например, корпусом щитка), но где тоже может оказаться опасный электрический потенциал.
Если корпус гаража металлический, то, несмотря на нахождение его на поверхности земли, на нем тоже может оказаться напряжение. Между корпусом гаража и грунтом устанавливается гидроизоляция, да и сам он частенько стоит на бревнах или шпалах. Поэтому его связь с землей ненадежна.
Прокладка кабелей питания осуществляется самым простым способом: линии крепятся к металлическим тросам или проволоке, закрепляемых на корпусах гаражей сваркой или болтовыми соединениями. Повреждение изоляции кабельной линии приводит к появлению потенциала на тросе, а, следовательно, – на одном или нескольких корпусах. Если повреждение напрямую не контактирует с металлическими частями, находящимися рядом с ним, то во время дождя этот контакт может появиться. Прикасаться к корпусу гаража под напряжением смертельно опасно.
Не стоит ожидать, что питающая линия окажется защищенной УЗО. Это не реальная затея, так как даже при абсолютно исправных кабелях невозможно предугадать, что взбредет в голову владельцам гаражей.
Как защищает контур заземления
Представим ситуацию, когда контура заземления у вас нет, и в распределительной сети гаража отсутствуют устройства защитного отключения. Изоляция фазного проводника внутри сварочного аппарата нарушилась, на его корпусе появился потенциал фазы.
Поскольку нейтраль трансформатора на подстанции, питающей гаражи, глухо заземлена (соединена с контуром заземления подстанции), то разность потенциалов между поверхностью земли и корпусом сварочника составит 220 В. Ваша обувь не является изолятором – ток она проводит. Прикоснувшись к корпусу, вы окажетесь под напряжением. Через тело потечет ток, величина которого зависит от многих факторов, но при напряжении 220 В гарантированно будет выше предела не отпускания – 15 мА. Мышцы сокращаются, вы не сможете разжать руку, держащую опасный предмет. При больших токах рано или поздно наступает смерть, если не удастся вовремя освободиться или отключить питание.
Теперь соединим корпус с контуром заземления. Снова представим ситуацию, когда повредилась изоляция фазного проводника внутри него.
Теперь защита работает, и происходит это поэтапно. Первый этап называют защитным отключением. Если контуры гаража и подстанции электрически связаны между собой, то через фазный проводник пойдет ток короткого замыкания. Автоматический выключатель или предохранитель, защищающий ввод гаража или отходящую линию в нем, отключит поврежденное электрооборудование за незначительное время. Если даже вы держались при этом за корпус, то времени воздействия тока на ваш организм не хватит, чтобы причинить ему вред.
Если контуры между собой не связаны или эта связь не обеспечивает возникновения тока, достаточного для срабатывания защиты, потребуется установка УЗО для защиты отходящих линий. Тогда определяющим фактором для защитного отключения будет не ток короткого замыкания (хотя он все равно возникнет), а ток утечки на землю через контур заземления гаража. Почувствовав его, УЗО сработает и отключит линию.
Если не произойдет ни того, ни другого, вы все равно будете защищены. Вы стоите на поверхности земли, а сопротивление вашего тела между точкой прикосновения к корпусу и ногами – сотни килоом. Сопротивление же заземляющего проводника между корпусом и контуром заземления составляет доли Ома. Сопротивление контура заземления – единицы или десятки Ом.
Получаем два параллельно соединенных эквивалентных сопротивления: вашего тела и заземляющего контура. Большая часть тока пойдет по пути наименьшего сопротивления, то есть – в контур. На вашу долю останется незначительная величина, ниже порога не отпускания.
Системы заземления
В сетях с глухозаземленной нейтралью существует три вида систем подключения рабочих и заземляющих проводников. Рабочими являются нулевые проводники, по которым протекает ток нагрузки, защитные же служат только для доставки потребителю потенциала земли от заземляющих устройств. Рассмотрим их особенности, и как будет делаться заземление для разных систем.
Система TN-C
Все сети, созданные более десятилетия назад, собраны по системе TN-C. Узнать об этом можно, подсчитав количество проводов в питающем кабеле: их будет только два. Один из них – фазный, другой – нулевой совмещенный (PEN). Совмещенным он называется потому, что по нему протекает рабочий ток, и он же соединен с контуром заземления питающей линии.
Использовать нулевой проводник при такой организации в качестве заземляющего нельзя. Если его подключить к заземляющим контактам розеток, есть риск внезапно оказаться под напряжением при исправных электроприборах.
Во-первых, в этом будет виноват вероятный обрыв проводника PEN. Это вполне ожидаемое событие для старых электросетей, контактные соединения которых находятся в плачевном состоянии, особенно в гаражах. В результате перераспределения токов по фазам в нулевом проводе возникнет потенциал в диапазоне 0 – 220 В. Все заземляющие контакты розеток окажутся под напряжением, а вместе с ними – и корпуса электроприборов.
Но в гаражах даже не потребуется ждать обрыва нулевого провода, чтобы получить потенциал на PEN-проводнике. Электропроводка имеет незначительное сечение (кто-то сэкономил), а расстояние до подстанции значительно. Если вы замечали, что при сварочных работах в соседних гаражах у вас свет может не только тускнеть, но и становиться ярче, то это – результат повышенного сопротивления электропроводки. В эти моменты на нулевом проводнике относительно земли гарантированно появляется потенциал.
Даже если вы устроите у себя контур заземления и подключите его к PEN-проводнику, его все равно нельзя использовать в качестве заземляющего.
Система TN-S
Если ваш питающий кабель имеет три жилы, а в щитке установлены две нулевых шинки – вам повезло. Это признаки наличия системы заземления TN-S. В ней функции защитного и рабочего нулевого проводника разделены. Вне зависимости от нагрузки в гаражах и обрывов нулевых рабочих проводов (N) на защитном (РЕ) не будет опасного потенциала.
[ads-pc-1][ads-mob-1]
Если ваш гараж находится недалеко от подстанции, а проводник РЕ начинается не в соседнем щитке, а на ней самой, то сделанный своими руками контур заземления вам не очень то и нужен. Но если до подстанции далеко, то лишним он не будет.
Вывод от собственного контура подключается к шине РЕ в распределительном (вводном) щитке.
Система TN-C-S
Это гибридная система, при выполнении которой осуществляется переход от TN-C к TN-S. На каком-то участке сети совмещенный нулевой проводник разделяется на рабочий и защитный. В этой точке устраивается контур повторного заземления. Далее потребителям отправляется уже три проводника по системе TN-S.
Сконструировать такой переход можно и у себя в гараже. Но в этом есть один подвох, опять же связанный с возможностью обрыва совмещенного нулевого проводника в сети до вашего гаража. Если при появлении на нем опасного для жизни потенциала ток, проходящий через ваш контур заземления, сможет вызвать срабатывание вашего вводного автомата, то собрать такую систему можно. Если нет – опять же, возникает определенный риск. В этом случае групповые линии лучше дополнительно защитить УЗО.
Система ТТ
Это – то же самое, что и TN-C, но контур заземления не подключается к PEN-проводнику. Он остается независимым и соединяется только с корпусами и металлическими оболочками, заземляющими контактами розеток. Все отходящие от щитка линии в обязательном порядке защищаются УЗО на ток, не более 30 мА.
Недостаток системы в том, что она не спасает от повреждения питающего кабеля, если потенциал фазы от него попадет на металлический корпус гаража.
Устройство контура заземления
Мы выяснили, зачем нужно заземлять электрооборудование, теперь выясним, как правильно сделать контур заземления.
Контур состоит из горизонтального и вертикальных заземлителей. Их задача: обеспечить максимально возможную площадь соприкосновения с грунтом. Чем эта площадь больше, тем меньшее сопротивление будет у устройства в целом.
Вертикальные заземлители: стальные уголки со стороной не менее 50 мм или трубы диаметром не менее 32 мм, забитые вертикально в землю. Толщина стенок труб — не менее 3,5 мм. Длина их зависит от ваших возможностей и вида грунта. Профессионально изготавливаемые контуры содержат заземлители длиной до 2 – 3 м. Заглубляют их с применением вспомогательных механизмов. Если грунт состоит из камней, щебенки, то забить кувалдой трехметровую трубу будет непросто.
Вкапывать вертикальные заземлители нельзя – только забивать. Иначе их связь с землей будет неэффективной. Расстояние между ними – 1,5 – 2,5 м. Перед тем, как забивать заземлители, по периметру будущего контура выкапывают траншею глубиной не менее 0,5 м. Заземлители забивают в нее до самого дна.
https://youtu.be/OWmyC8hspOs
Располагать заземлители можно в линию, в вершинах равностороннего треугольника, по периметру гаража. Все зависит от наличия свободного пространства, чего в гаражах обычно не хватает. Количество заземлителей – от 3 до 9 штук. При уменьшении длины заземлителей их количество придется увеличить.
Вертикальные заземлители у поверхности дна траншеи соединяют между собой горизонтальным. Они выполняются из стальной полосы сечением не менее 100 мм2 или прутка диаметром не менее 10 мм. Толщина стенки полосы не должна быть менее 4 мм. Соединение выполняют сваркой. Сварочные швы обязательно красят – в земле их разрушает коррозия.
Горизонтальный заземлитель выводится на поверхность земли. К нему приваривают болт, к которому подключают при помощи болтового соединения медный провод с наконечником сечением не менее 6 мм2. Второй конец провода подключают к шине РЕ распределительного щитка. Затем траншею зарывают рыхлым грунтом без камней и строительного мусора. Не используйте для этого песок – он имеет высокое сопротивление.
