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.

Загородные коттеджи, дома, а также постройки находящиеся на территории вашего участка по технике безопасности должны быть подключены с системе заземления, системе уравнивания потенциалов. При наличии заземления, удар электротоком можно предотвратить. Здесь нужно правильно рассчитать нагрузку и произвести монтаж заземления руками специалистов вмонтировав систему заземления в землю. Монтаж контура заземления – обязательное условие для безопасности в частном доме и строениях на вашей территории. Согласно ПУЭ (Правилам устройства электроустановок), заземление – это преднамеренно выполненное соединение электроустановок, приборов и оборудования с заземляющей конструкцией.

Заземляющее устройство выполнить в соответствии с главой.1.7 Правил устройства электроустановок и СНиП 3.05.06-85 “Электротехнические устройства”. Горизонтальный заземлитель, присоединить к вертикальным заземлителям с отступлением от верхней кромки заземлителя из стального уголка на 50-60 мм. Заземлители располагают на расстоянии не менее 0,5 м от фундамента здания, в стороне от дверей. Места сварных соединений следует окрашивать устойчивой краской во избежание их коррозии и действия ржавчины. Ввод в здание контура заземления следует выполнить проводником из круглой стали диаметром не менее 6 мм, используя в местах пересечения со строительными конструкциями толстостенные газоводопроводные металлические трубы. Ввод в здание рекомендуется выполнить на высоте 0,5 м от поверхности земли фундамента здания. Если при монтаже заземляющего устройства величина его сопротивления окажется более 10 Ом, то следует смонтировать дополнительные заземлители, доведя сопротивление до нормы Rз < 10 Ом.

Также не стоит пренебрегать безопасностью, и установить систему уравнивания потенциалов в электроустановке здания. Монтаж системы уравнивание потенциалов - это значительное снижение разности потенциалов между доступными одновременному прикосновению открытыми проводящими частями, сторонними проводящими частями, заземляющими и защитными проводниками, а также РЕN - проводниками путём принудительного соединения между собой этих частей.

Уравнивание потенциалов сделает место нахождения, проживания человека, свободной от появления разности потенциалов, и обезопасит проживающих и находящихся в помещении, от удара электрическим током. Буквально все проводящие части электротехнического и не электротехнического оборудования, строительных металлических конструкций должны быть соединены между собой.

Те элементы, которые по каким-то причинам не могут быть добавлены к общей системе уравнивания потенциалов, обязаны быть изолированы от прочего оснащения таким образом, чтобы они не могли быть доступны для одновременного прикосновения. Возможно, произошло повреждение изоляции. Соответственно возникшие напряжение, на одной из доступных проводящих частей и все доступные одновременному прикосновению проводящие части, должны приобрести то же самое напряжение, для исключения появления разности напряжений, опасной для человека. В том случае, когда одна из доступных частей является землёй, все окружающее оборудование должно быть соединено с землёй через возможно более низкое сопротивление.

Выполнение работ по заземлению состоит из нескольких этапов. Первое, определение места установки контура, избежать возможных пересечений подземных коммуникаций. Выбор материала из которого в будущем будет изготовлен сам контур, металлический или медный стержень, вбиваемый в землю. Ценообразование на монтаж контура заземления может быть различным, все зависит от каждой отдельной взятой ситуации. Начиная от выполнения поставленной задачи собственными силами, просмотрев большое количество информации, не имея знаний и навыка, в достижении стопроцентного правильного результата. Или избавить себя от головной боли и сомнений в правильности проделанной работы, предоставить расчёт и выполнение контура заземления профессиональным электрикам. Вычисления совершены, металлические конструкции установлены в заранее подготовленную траншею, подключить к дому.

Молниезащита.

Природа постоянно поражает человечество удивительными явлениями. Могущество и неконтролируемость молнии, завораживает и одновременно таит в себе ряд опасных для человека вещей. Последствия удара молнии могут быть самыми разнообразными, начиная от обугленного участка земли и заканчивая плачевным исходом. Огромную разрушительную силу несёт в себе молния, которая попадая в дом, оставляет непоправимые последствия. Чтобы обезопасить и исключить повреждения дома и имущества вследствие такой стихии, требуется молниезащита в частном доме. Молния - это природный разряд электричества, который происходит в нижних слоях атмосферы земли, и довольно серьёзно повреждает линии электропередач домов и других строений. Удар молнией происходит очень быстро, молниеносный разряд достигает земли с сумасшедшей скоростью.

Современные строения, а также оборудование, техника, произведённая, по новым технологиям стала, больше привлекать молниеносный разряд. Например, такие предметы как сотовые телефоны, антенны и иное беспроводное оборудование. Однако в настоящие время знания и технологии позволяют противостоять этим явлением и увеличивают шансы на безопасность частных домов и находящихся по близости строений. Молниезащита направлена на обеспечение безопасности зданий и находящихся в них людей от опасного воздействия разряда молнии. В качестве защитной меры применяются молниеотводы. Такие устройства включают в себя несколько основных компонентов. Контур заземления, согласно ПУЭ (Правилам устройства электроустановок), заземление – это преднамеренно выполненное соединение электроустановок, приборов и оборудования с заземляющей конструкцией. Молниеотвод, состоит из стержневого молниеприемника, воспринимающего удар молнии, токоотвода и молниеприемника с заземлителем, который отводит молнию в землю. Молниеприемник-металлический элемент для приема электрических разрядов. Его можно установить на кровле жилого дома. Молниеприемник необходимо закреплять в самой высочайшей точке крыши. Если площадь кровли очень велика или имеет сложную конфигурацию, понадобится установка дополнительных молниеприемников.

1. Согласно инструкции “ По устройству молниезащиты зданий и сооружений “ (№ РД - 34.21.122 - 87) и принимая степень огнестойкости здания - 3 категории, для грозозащиты здания применяем молниеотвод.

2. Молниеотвод состоит из:

• стержневого молниеприемника, воспринимающего удар молнии;
• токоотвода, соединяющего молниеприемник с заземлителем;
• заземлителя, который отводит молнию в землю.

3. Молниеприемники (2 шт.) устанавливаются на существующих кирпичных трубах. Высота молниеприемника по отношению к самой высокой точке крыши должна быть не менее 0,25 м.

4. Молниеприемник соединить с токоотводом и заземлителем способом сварки.

5. Молниеприемники и токоотводы, а также места сварных соединений следует окрашивать устойчивой краской во избежание их коррозии и ржавения.

6. Заземлители располагают на расстоянии не менее 0,5 м от фундамента защищаемого здания, в стороне от дверей.

7. Горизонтальный заземлитель присоединять к вертикальным заземлителям с отступлением от верхней кромки заземлителя и стального уголка на 50,0 - 60,0 мм.

8. Токоотвод прокладывать в плотную к поверхности крыши, стен здания.

9. Ввод в здание от контура заземления к ГЗШ (главной заземляющей шине) следует выполнить проводниками из круглой стали диаметром не менее 6 мм от 2-х противоположных точек соединения на контуре заземления, используя в местах пересечения со строительными конструкциями толстостенные газоводопроводные металлические трубы. Ввод в здание рекомендуется выполнить на высоте 0,5 м от поверхности земли у фундамента здания.

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.

Контур молниезащиты — это комплексная система защиты объекта от прямых ударов молнии: молниеприемник, токоотвод, заземление. Классическая схема, предложенная Бенджамином Франклином еще в далеком 1752 году, лежит в основе всех современных систем молниезащиты. Проверенная технология в сочетании с новейшим оборудованием, профессиональным проектированием и монтажом дают практически стопроцентную защиту от поражения молнии!

Контур молниезащиты зданий и сооружений

Молниеприемники

• Стержневый молниеприемник . Металлические стержни устанавливаются на крыше или в самых высоких точках. Для увеличения высоты конструкции используются специальные металлические мачты. Для крупных объектов рекомендуется устраивать несколько отдельно стоящих стержней по периметру с автономными токоотводами.
• Тросовый молниеприемник . Молния ударяет в трос, натянутый между опорами. Технология уместна для протяженных объектов. Типичный пример — линии электропередач, которые защищают именно тросовыми громоотводами.
• Молниеприемная сетка . Система используется преимущественно на плоских кровлях: по всей площади устраивается металлическая сетка с шагом до 5х5 м. Стоит отметить, что сетка не защищает выступающие объекты, например, антенны или дымоходы. Именно поэтому в схему молниезащиты также включают стержни, включая их в общую цепь.

Помимо классических решений, используются активные молниеприемники. Устройства ионизируют воздух, провоцируют удар молнии. Благодаря этому допускается уменьшение количества молниеотводов и общей высоты контура молниезащиты.

Токоотводы

Алюминиевый или стальной проводник, основная задача которого — передать ток от молниеприемника к заземлителю. Как правило, на зданиях устраиваются внешние токоотводы, но в некоторых случаях, согласно инструкции РД, допускается использование строительных конструкций, например, арматуры в железобетонных блоках. Однако это недопустимо, при наличии высокочувствительной электроники: создаваемое электромагнитное поле при прохождении разряда может вывести из строя оборудование.

Для токоотвода используется проводник сечением 6 мм, все соединения — сварные. В местах, где возможен контакт с человеком, трос необходимо изолировать. Кроме того, должен быть прямой доступ к токоотводу для регулярных осмотров.

Заземление

Итак, молниеприемник принял разряд и передал его по токоотводу к заземлителю или контуру заземления — несколько вертикальных электродов, установленных в грунте и соединенных между собой горизонтальным проводником. Единственная цель заземляющего устройства — рассеять полученный ток в земле. Для экономии пространства контур обычно формируется по периметру объекта, но не ближе 1 м к фундаменту. Инструкция РД требует наличие не менее 3 электродов в контуре, однако, современные технологии предлагают наиболее эффективное решение: монтаж составного глубинного электрода. Благодаря погружению на глубину до 30 метров для достижения необходимого порога сопротивления достаточно установки одного заземлителя.

Расчет контура молниезащиты

Правильно рассчитать и спроектировать молниезащиту — ключевые задачи для обеспечения безопасности здания от прямых попаданий молнии. Для сложных объектов, а также систем, превышающих 150 м в высоту, расчет выполняется с помощью специальных компьютерных программ. Для всех прочих зданий и сооружений в инструкции СО 153-34.21.122-2003 приведены стандартные формулы для расчетов.

Зона защиты для контура со стержневыми молниеприемниками — это конус, в котором наивысшая точка совпадает с вершиной молниеприемника. Подзащитный объект должен полностью умещаться в защитный конус. Таким образом, зона защиты может быть увеличена при подъеме молниеприемника или установке дополнительных стержней.

По схожему принципу рассчитывается и контур тросовой молниезащиты. В этом случае получается защитная трапеция, высота которой — расстояние между тросом и землей.

Сопротивление контура заземления

Сопротивление заземления измеряется в Ом, и в идеальном случае должно равняться 0. Однако на практике значение недостижимо, поэтому для молниезащиты установлен максимальный порог — не более 10 Ом. Однако величина зависит от удельного сопротивления почвы, поэтому для песчаных грунтов, где этот параметр достигает 500 Ом/м, сопротивление увеличивается до 40 Ом.

Объединение контура заземления и молниезащиты

В соответствии с пунктом 1.7.55 ПУЭ для оборудования и молниезащиты зданий II и III категории в большинстве случаев устраивается общий контур заземления. Однако следует различать виды заземления:

• Защитное — для электробезопасности оборудования.
• Функциональное — необходимое условие для корректной работы спецоборудования.

Запрещено совмещать функциональное заземление с защитным или заземлителем молниеприемника: есть риск заноса высоких потенциалов и выхода из строя чувствительного оборудования.

При этом можно объединять заземление для молниеприемника и защиты электрооборудования или устраивать отдельно, но соединять между собой через специальный зажим для уравнивания потенциалов.

Проектирование молниезащиты — задача ответственная и сложная. Доверьте профессионалам защиту вашего дома или офиса, обращайтесь к опытным специалистам нашей компании! Получить консультации можно на сайте или по телефону.