Заземлення - це технічна система або комплекс заходів, що представляють собою навмисне з'єднання будівель і електроустановок із землею або її еквівалентом. Воно призначене для зниження електричної напруги дотику до значення, безпечного для людини. Головна мета пристрою - захистити людей від ураження електричним струмом, а електроустановки від пошкодження. Заходи щодо захисту будівель, промислового та побутового електричного обладнання робляться в обов'язковому порядку. Захисне заземлення дозволяє виключити або знизити до мінімуму небезпеку травм і аварій.
Захисне заземлення будівель багатоповерхових будинків, громадських, офісних і виробничих будівель має складний пристрій в силу їх великого обсягу і розподіленості електричної схеми, оснащеності електроприладами і числа користувачів. Додатковий фактор даного виду будівництва полягає в тому, що будинки схильні до впливу атмосферної електрики. У них необхідно провести монтаж заземлення, щоб убезпечити від прямого попадання або вторинного впливу блискавок. У таких випадках мова йде про контури заземлення як частини системи блискавкозахисту.
Призначення
Основне призначення - відведення електричного струму за допомогою заземлюючих шин і електродів оптимального перетину, перерозподіл його в земляному ґрунті. Заземлювальна схема здійснює вирівнювання потенціалів між встановленими струмовідводами і управління ними на територіях, де присутні люди. Захисне заземлення є серйозним фактором безпеки в побуті та на виробництві.
Основні показники
Головний показник, що визначає здатність заземлювального пристрою виконувати свої функції - опір розтіканню. Максимально допустимі значення питомих опорів для влаштування та перетину його елементів прописані в нормативні документації. Параметри заземлюючих елементів не повинні порушуватися при проектуванні, виборі матеріалу для провідників (електродів) і подальшому монтажі. Вибір заземлюючих матеріалів і схеми монтажу залежить від ряду параметрів, в тому числі від опору грунту.
Проектування
Грамотні захисні заходи починаються з якісного проекту. Проект повинен враховувати особливості побудови будинку і відповідати нормативним документам. Оптимальний варіант - коли заземлюючі конструкції закладаються в момент загального проектування будинку або дачі. Тоді можна використовувати внутрішні елементи споруди в якості складових захисної заземляючої системи - це знизить вартість монтажу заземлення.
Типи
Заземлення будівель і електроустановок різної напруги споруджують по одному з трьох типів: кільцевому, глибинному або фундаментні. Вибір виду контуру і матеріалів для заземлювача, для конкретної будови, проводиться з урахуванням його розмірів і призначення, можливостей і обмежень монтажу, ступеня насиченості електрообладнанням і ряду інших причин. При необхідності можна поєднувати між собою кілька систем заземлення (з урахуванням ризику виникнення корозії). Будь-яке заземлення будівель необхідно з'єднати з шиною зрівнювання потенціалів.
Кільцеве ЗАЗЕМЛЕННЯ БУДИНКУ
Кільцевій тип заземлювача інакше називають поверхневим. Такий заземлювач являє собою замкнуту металеву кільцеву заземлювальну шину, прокладену по периметру будівлі. Не менш 80% його довжини повинно контактувати з грунтом. Як правило, заземлюючий контур прокладають нижче точки промерзання земляного грунту (близько 0,5 метра), на відстані від об'єкта, що захищається не менш 1 метра. Монтаж заземлення в районах з високою ймовірністю виникнення корозії вимагає використання заземлювача кільцевого типу з нержавіючої сталі. У таких випадках від корозії повинні бути захищені також наріжні сполучення елементів, розташовані нижче поверхні землі.
Шини кільцевого заземлювача виготовляються з наступних матеріалів:
- Гарячеоцинкована або нержавіюча сталь,
- плоский провідник, розмір 40х4 мм,
- круглий провідник, перерізом 10 мм,
- Мідь, круглий провідник, діаметром 8 мм.
Кільцевий заземлення будівель є одним з найефективніших видів пристрою. Таким методом можна обладнати дачі або заміські будинки. Кільцевій контур з металу рівномірно розподіляє струм по периметру будівлі, а між струмовідводами утворюється рівна напруга. До недоліків можна віднести тільки тривалий і трудомісткий процес монтажу.
Глибинний заземлювач
Даний вид являє собою корпус-контур з кількох металевих стержнів, вертикально занурених в грунт на певну глибину і з'єднаних між собою. Розрахунок заземлення та заглиблення проводиться методом визначення величини опору.
Довжина контуру також залежить від характеристик грунту. Рекомендується до кожного окремого струмовідводу заземлюючого контуру приєднувати один глибинний заземлювач довжиною не менше 9 метрів, що прокладається на відстані не менше 1 метра від об'єкта, що захищається. За DIN V VDE V 0185 для категорій блискавкозахисту III і IV довжина заземлювача повинна становити мінімум 2,5 метра. Монтаж заземлення проводиться за допомогою бензо-, електро- або Пневмомолота (в залежності від конкретного типу грунту). При обладнанні захисту в приватному будинку можлива установка заземлюючих стержнів вручну. З'єднання, розташовані в земляному ґрунті, необхідно убезпечити від корозії і під'єднати до шини зрівнювання потенціалів.
Матеріали для виготовлення кільцевого контуру:
- оцинкована або нержавіюча сталь,
- плоский провідник, розмір 40х4 мм,
- круглий провідник, діаметр 20 мм,
- оцинкована сталь, труба, перетином 25 мм,
Важливим елементом глибинного заземлення є модульно-штирьова система. При цьому монтаж модульних заземлювачів здійснюється штирями (стержнями), заглибленими один за іншим за допомогою ударного інструменту. В окремих випадках в процесі установки це дозволяє досягати глибини більше 30 метрів. Основний фактор, що впливає на глибину укладання і кількість систем заземлення - питомий опір ґрунту. Професійний розрахунок заземлення дозволить визначити всі параметри системи максимально точно.
З'єднання між стержнями і шиною може бути різьбове або безрізьбове. Площа, яку займають елементи схеми при виконанні робіт по влаштуванню модульно-стержневого контуру, мінімальна. Це дозволяє виеонувати монтаж заземлення навіть в підвалах будівель.
Модульний принцип пристрою заземлення є альтернативою класичній схемі. Пристрій за класичним принципом заснований на тому, що вертикальні стержні-заземлювачі порівняно невеликої довжини забиваються один за одним по прямій лінії або хаотично, з урахуванням відстані для зниження екранування.
Вимірювання опору розтікання бажано робити по ходу роботи, після кожного вбитого стержневого елемента. На жаль, при самостійному спорудженні заземлювача в заміському котеджі або на дачі апаратура для вимірювання опору розтікання, як правило, відсутня, і заземлювальна конструкція робиться "на око". У загальному випадку число вертикальних заземлювачів і довжина горизонтального провідника залежать від бажаного результату. При цьому необхідно знати питомий опір ґрунту. Відповідно, для грунту з великим питомим опором знадобиться в кілька разів більше заземлювачів.
Найважливіша перевага глибинної системи - її доступність і простота установки. Монтаж такого контуру можна здійснити самостійно. Заземлення будівель дачного типу найчастіше роблять саме таким способом. До недоліків цього варіанту можна віднести кілька меншу, в порівнянні з іншими типами заземлювачів, ефективність пристрою під час обслуговування електроустановок.
Фундаментні заземлювачі
Фундаментний заземлювач розташовується в залізобетонному фундаменті споруди. Цей тип контуру задіюється в тих випадках, коли з фундаменту виведені арматурні стержні для приєднання струмовідводів. Електроди при монтажі пристрою з'єднують з арматурою, найчастіше різьбовими з'єднаннями або муфтою, на відстані близько 3 метрів. При цьому забороняється використовувати в грунті клиноподібні затискачі. Для пристрою фундаментного контуру найкраще застосовувати стрічкові утримувачі, встановлені з інтервалом в 2 метри. При монтажі заземляючого обладнання в районах з високою ймовірністю виникнення корозії необхідно встановлювати фундаментний заземлювач з нержавіючої сталі.
Матеріали для виготовлення фундаментних заземлювачів:
- гарячеоцинкована або нержавіюча сталь,
- плоский провідник, розмір 40х4 мм,
- круглий провідник, перерізом 10 мм,
- мідь, круглий провідник, діаметр 8 мм.
До переваг фундаментного контуру відноситься висока економічність і простота реалізації, мінімальне заглиблення, відсутність необхідності укладання додаткових заземлюючих шин. На жаль, на етапі заливки залізобетонного фундаменту будівельники дуже часто забувають як про блискавкозахисту, так і про захисне заземлення в цілому. З цієї причини фундаментне заземлення будівель використовується рідше за інші види.
При виборі варіанта реалізації для промислової будівлі, багатоповерхового будинку, заміського котеджу, дачі або іншого будівельного об'єкту, включаючи покрівлю, з будь-якими значеннями напруги, необхідно зробити точний розрахунок заземлення і правильно підібрати матеріали. Найкраще довірити роботу з вибору, розрахунку та монтажу систем електробезпеки грамотним фахівцім, які мають відповідну освіту і досвід роботи.