Заземляющие электроды — фундаментный заземлитель, стержневой и контурный заземлители (§542)

УЗО и правильное полное сопротивление петли (см. руководство по измерению полного сопротивления петли Zs) хороши ровно настолько, насколько хорош заземляющий электрод, на который в конечном счёте опирается вся система защиты. NEN 1010 §542.2.1 перечисляет допустимые типы заземляющих электродов и устанавливает требования к их исполнению.

Допустимые типы заземляющих электродов

Согласно §542.2.1, допустимыми, среди прочего, являются:

• Стержневые заземлители и заземляющие трубы — электроды, забиваемые вертикально в грунт.
• Полосовые и проволочные заземляющие проводники — укладываемые горизонтально в грунт.
• Заземляющие пластины.
• Фундаментные заземлители — электрод, встроенный в фундамент здания (обычно замкнутый контур из медного провода или ленты в бетонном теле фундамента).
• Арматура бетонных конструкций в грунте (при соблюдении условий).
• Металлические сети водопровода — только при наличии письменного разрешения от организации, эксплуатирующей сеть, и не как единственное средство заземления.

Материал и исполнение

Норма требует, чтобы заземляющий электрод поддерживал достаточно низкое сопротивление растеканию, в том числе при пересыхании или промерзании грунта, а также чтобы материал и конструкция обладали достаточной стойкостью к коррозии. Распространённые исполнения: сплошная медь (диаметр 15 мм, или 12 мм, если электрод предназначен исключительно для защиты от поражения электрическим током) или сталь горячего цинкования (диаметр 16 мм).

Обратите внимание: точные минимальные размеры и сочетания материалов приведены в норме в виде таблиц и зависят от области применения (только защита от поражения током или полноценная функция заземления) — данная статья даёт обзор типов электродов, а не полную таблицу материалов.

Фундаментный заземлитель как стандартный выбор при новом строительстве

При новом строительстве фундаментный заземлитель сегодня является наиболее распространённым решением: замкнутый контур, который укладывается перед заливкой фундамента, а затем оказывается заключённым в бетоне. Преимущества по сравнению с отдельным стержневым заземлителем:

• Большая площадь контакта с грунтом по всему периметру здания, что, как правило, даёт более низкое и стабильное сопротивление растеканию, чем у одиночного стержневого заземлителя.
• Меньшая чувствительность к пересыханию верхнего слоя грунта, так как контур находится под фундаментом.
• Не требуется дополнительное пространство за пределами здания, в отличие от стержневого или контурного заземлителя вокруг здания.

Контурный заземлитель (контур в грунте вокруг здания, за пределами фундамента) — альтернатива на случай, когда устройство фундаментного заземлителя задним числом уже невозможно, например, в существующей установке, где первоначальное заземляющее устройство оказалось недостаточным.

Практическая значимость

На тепличном предприятии или в производственном здании с системой TT (см. сравнение TN/TT/IT в руководстве по заземлению) качество собственного заземляющего электрода напрямую определяет ток срабатывания УЗО: слишком высокое сопротивление растеканию может привести к тому, что расчётное напряжение прикосновения при замыкании на землю превысит допустимый предел, даже если само УЗО функционирует исправно. Сопротивление растеканию заземлителя периодически проверяют — см. руководство по измерению сопротивления заземления для описания метода измерения.

Частые ошибки

1. Использование металлического водопровода в качестве единственного заземляющего электрода без письменного разрешения организации, эксплуатирующей сеть, — не допускается согласно §542.2.1, а кроме того ненадёжно при последующей замене участков трубопровода на пластиковые.
2. Устройство одиночного короткого стержневого заземлителя в сухом или песчаном грунте без измерения сопротивления растеканию — это может привести к сопротивлению, значительно превышающему требуемое значение, особенно в засушливое лето.
3. Отсутствие учёта коррозии при сочетании разных металлов в заземляющем устройстве (см. также руководство по кабельным наконечникам о гальванической коррозии в соединениях медь-алюминий) — тот же принцип действует и для заземляющих электродов.

Связанные материалы

• Измерение сопротивления заземления
• Заземление — системы TN/TT/IT
• Измерение полного сопротивления петли Zs