Мини-лекции. Заземление

   То, о чём мы будем говорить есть самое противоречивое понятие. Для простого обывателя это одно, а всяких нехороших документов другое. Любой, на вопрос, что такое заземление сразу выдаст: это железяка в земле и проводок куда-то? А, вот мерзкий документ такой как ПУЭ-7 говорит своё!

   ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК Издание седьмое (ПУЭ-7)

   Глава 1.7

   ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАЩИТНЫЕ МЕРЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ

   1.7.1. Настоящая глава Правил распространяется на все электроустановки переменного и постоянного тока напряжением до 1 кВ и выше и содержит общие требования к их заземлению и защите людей и животных от поражения электрическим током как в нормальном режиме работы электроустановки, так и при повреждении изоляции.

   Дополнительные требования приведены в соответствующих главах ПУЭ-7.

   1.7.2. Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяются на:

электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью;

электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью.

   1.7.3. Для электроустановок напряжением до 1 кВ приняты следующие обозначения:

   система TN - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников; Нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике PEN:

   система TN-С - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике PEN, на всем ее протяжении;

   система TN-S - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении N и PE;

   система TN-C-S - система TN, в которой функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике PEN, в какой-то ее части, начиная от источника питания;

   Ерунда как бы получается, для правой части (потребителю) так и происходит PEN разделяется на N и PE, а для левой почему-то нет? То есть, для правой это система TN-S, а для левой всё ещё та устаревшая TN-C. Ну, если в небе зажигают звёзды, значит это кому-нибудь нужно?! В смысле такая фигня с TN?

   система IT - система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены;

   система ТТ - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника.

   Остался один маленький наивный вопрос: А, система, она система чего? Мне же остаётся в этой путанице лишь добавить (из этого же ПУЭ) некие разъяснения... Вот они ниже.

   Первая буква - состояние нейтрали источника питания относительно земли:

   Т - заземленная нейтраль;

   I - изолированная нейтраль.

   Вторая буква - состояние открытых проводящих частей относительно земли:

   Т - открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;

   N - открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.

   Последующие (после N) буквы - совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:

   S - нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены;

   С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (PEN-проводник);

   N - нулевой рабочий (нейтральный) проводник;

   РЕ - защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов);

   PEN - совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводники. Хотя кое-кто (Харечко Ю. В.) против такого понятия (маразма) как нулевой защитный?! Это значит, если бандит (с большой дороги) воткнёт в землю железяку, то проводник от неё будет бандитский защитный? Ноль (нуль) не причём.

   PE (от английского. Protective Earth) — защитное заземление. Для нас защитный проводник. PEN тоже самое, но совмещено с нейтралью N.

   И раз уж мы ввязались в этот разговор про PE и PEN, то хочу добавить, что кроме этих понятий существуют и ещё: PEL и PEM. Да они в некотором роде аналоги PEN но в отсутствие всяких N! А, это как? В 50-х, когда я жил в Черкессии, у нас в МТС был генератор с газоновским движком. Так он выдавал 220В. (условно). И условно «однофазный» ток, то бишь без каких-то нейтралей и заземления тоже. Вот в таком случае и от одного проводка отпочковывался этот самый PEL! ГОСТ 33542-2015 (IEC 60445:2010). IEC, - Международная Электротехническая Комиссия. Получается, что оба провода с ларца, одинаковых с лица. А, PEM типа от среднего провода в системе питания постоянного тока. Только вот выдумщики ПУЭ похоже не в курсах, судя по картинкам?! В смысле, везде PEN!!!

   И тут как тут вскакивает вопрос, а как же с цветом проводков этих PEN, PEL и PEM? Ну, PEN красят NИТРОэмалью, а PEM МАСЛЯННОЙ краской. PEL вааще не красят?! Я так думаю?! Вот только когда Вас током токнет Вам будет не до цвета?! Я так думаю...:-))

   Возвращаемся к картинкам и ПУЭ-7

   1.7.28. Заземление - преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

   1.7.29. Защитное заземление - заземление, выполняемое в целях электробезопасности.

   1.7.30. Рабочее (функциональное) заземление - заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности).

   А, вот железяка это ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО или ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ + проводок к нему... По другим бумажкам защитное заземление само не защищает, а только участвует, помогает. А защищает системы отключающие данный объект (оборудование) от сети. А как же рабочее? Но, вот так сразу и не скажешь? Ну, скажем в электронике (монтаж, ремонт, измерение). Всякие микро очень боятся, нет не сглазу, а статического электричества! Вот поэтому инструменты да и самих людей заземляют. Наверняка в жизни сталкивались с мини-молниями при снятие рубашки, платья... Вот она опасность. Для Вас неприятное покалывание, а для микро, смерти подобно! А, в случае с молнией? Это рабочее заземление или где? Такое впечатление, что все бумажки пишут от балды и каждый от своей?! В дальнейшем мы столкнёмся со всем этим.

   Ну, хорошо, всё это о непростых отношениях нас с переменным током наших сетей. Это про 220/380 которые. Но не сомневаюсь, что Вы поглядываете на рисунок, чувствуете, что это как-то не в тему? Но ведь у нас общая тема, - ЗАЩИТА! Да защита, и не только 220/380 но и от большего врага, МОЛНИИ! А, это до 200000 А. И это гораздо серьёзнее чем Вы думаете... А посему и должна быть защита и от того и от другого. Вот только для типа зданий и сооружений подход разный. Это я о чём? В общем виде молниезащита и электрозащита как бы две большие разницы. В смысле живут порознь (это про заземление). Но это нам то какое дело? Ведь мы это ЖИЛЫЕ здания. А, вот по этому поводу ПУЭ-7 ниже говорит!

   1.7.55. Для заземления в электроустановках разных назначений и напряжений, ТЕРРИТОРИАЛЬНО СБЛИЖЕННЫХ, следует, как правило, применять ОДНО ОБЩЕЕ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО.

   В первую очередь должны быть соблюдены требования, предъявляемые к ЗАЩИТНОМУ заземлению.

   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. А, как раз 3-я категория это мы... И вот на картинке рис.1 это и видно, Заземление одно и тоже. Так, что если талдычат про заземление частного дома это и молниезащита и электрозащита и они совмещены. Хотя в рассуждениях тот же бардак! Но об этом потом, в следующих мини-лекциях.

   Поговорили о плохом, теперь о хорошем, о заземлении, точнее о заземлителях. И, чё?! Железяка она и Африке железяка?! Конечно! Если от неё ничего не зависит... А, у нас? Конечно зависит. В смысле заземлитель должен хорошо контактировать с землёй. И не столько механически сколько в большей степени электрически (хотя это взаимосвязано). А вот тут-то и начинается... В общем виде, климатические зоны страны (стран) разные, а это?.. Почвы разные, электропроводность разная. При всём в «северных» районах страны имеет значения и глубина промерзания грунта, в смысле разная. А, лёд плохой проводник, скорее хреновый диэлектрик. Но нам-то от этого не легче.

   С точки зрения глубины промерзания заземлитель по понятиям должен заглублен более глубины промерзания. Та же проблема в засушливых районах, добраться до воды. Существует в интернете как карта, так и более подробно таблица областей (районов) с глубинами промерзания. Так в моём городе (северо-запад) глубина промерзания для разных почв колеблется от 124 до 183 см. Так, что рассчитывая по максимуму и при длине рабочего заземлителя 3м., общая длина заземлителя будет равна 483 см. или грубо, 5м. Конторы занимающиеся заземлениями (за деньги) предлагают заземлители состоящие из отрезков-стержней, от двух и более... Попадалась мне информация, что где-то заземлители делали в 30 м. длиной! Где??? Особая головная боль в районах вечной мерзлоты.

   Получается, что заземлитель не такая простая задача? Это сто лет тому назад, в эпоху развития радиовещания для детекторных приёмников, хватало куска трубы и всё! Заземление готово. А как же сейчас когда столько угроз... Вот на рис.1а, и рис.2,3 наиболее ходовые схемы заземлителей. Первое для не особо озабоченных. Три штыря по три метра и перекладины в 1,2 м. В правилах ещё намекают, что вершины сооружения должны быть углублены от поверхности на глубину не менее 0,5 м. Есть вариант, типа забора из заземлителей. Но это так на любителя...

   На рис.2 так называемое кольцевое заземление. Это полоса размером 40X4 мм. Такое заземление иногда называют поверхностным. А, теперь очередной маразм. На этот раз от конторы занимающейся всеми этими заземляющимися штучками, пояснение: «Такой заземлитель представляет собой замкнутую металлическую кольцевую заземляющую шину, проложенную по периметру постройки. Не менее 80% его длины должно контактировать с грунтом. Как правило, заземляющий контур прокладывают НИЖЕ ТОЧКИ ПРОМЕРЗАНИЯ земляного грунта (ОКОЛО 0,5 МЕТРА), на расстоянии от защищаемого объекта не меньше 1 метра». Это для кого пишут? И, что по их мнению ТОЧКА ПРОМЕРЗАНИЯ? Глубина промерзания, это понятно. И, что заземлители должны быть на глубине более чем это самое промерзание... На рис.3 то, что и называют глубинный заземлитель. Это стержни (точки чёрного цвета [a]), погруженные на глубину и соединённые кольцевой шиной. В оригинале рис.1 всё было, но не было кольцевания. Автор показывал только глубинные заземлители... Так, для справки, ГЗШ, - Главная Заземляющая Шина. Это относится ко всем картинкам!

   А, теперь познакомимся с ещё одним сумасшедшим документом, и?

   ИНСТРУКЦИЯ ПО УСТРОЙСТВУ МОЛНИЕЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ И ПРОМЫШЛЕННЫХ КОММУНИКАЦИЙ

   СО 153-34.21.122-2003

   3. ЗАЩИТА ОТ ПРЯМЫХ УДАРОВ МОЛНИИ

   3.1. КОМПЛЕКС СРЕДСТВ МОЛНИЕЗАЩИТЫ

   Комплекс средств молниезащиты зданий или сооружений включает в себя устройства защиты от прямых ударов молнии (внешняя молниезащитная система - МЗС) и устройства защиты от вторичных воздействий молнии (внутренняя МЗС).

   3.2. ВНЕШНЯЯ МОЛНИЕЗАЩИТНАЯ СИСТЕМА

   Внешняя МЗС в общем случае состоит из молниеприемников, токоотводов и заземлителей.

   Итак, состав: молниеприёмники; токоотводы; заземлители. А, теперь рис.1. Вот молниеприёмники. Вот глубинные заземлители. А, где же токоотводы? Да, я обозначил их, но? А, то, что по крыше проходит, это что? Вопрос? Допустим, что это токоотвод. Но ведь существует один из (распространённых) вариантов молниезащиты, СЕТЧАТЫЙ. Чем он отличается от нашего, что на рис.1? Одной поперечной перекладиной в районе трубы. А, получившаяся сетка, это молниеприёмник получается? Вопрос повис..! Так, что защитный нулевой проводник такой же маразм как и вопрос о токоотводах... Типа не заморачивайтесь, молния сама разберётся по понятиям...

   С внешней МолниеЗащитной Системой мы почти разобрались... Осталось разобраться с внутренней... Вот только с ней оказалось гораздо сложнее чем предполагали!