Для мешканців приватного сектора безпека електромережі особливо актуальна, адже електрика до приватних будинків подається, як правило, по повітряній лінії, на якій нерідко трапляються обриви під час сильного вітру. Так, при обриві захисного проводу захист домашньої електромережі не буде працювати. «Масла у вогонь» підливає те, що стан повітряних ліній в нашій країні залишає бажати кращого. Повітряні лінії мають багато «скруток» від колишніх розривів і гілок дерев, які можуть пошкодити дроти.
Виходить, для мешканців приватних будинків надія на надійну роботу існуючої системи захисту на старій, зношеній повітряної лінії, аналогічна грі в «російську рулетку». Для тих домовласників, хто не любить ризикувати, можна власними силами поліпшити безпеку електропроводки свого будинку — зробити захисне заземлення будинку своїми руками.
Робота такої системи захисту не залежить від обривів на лінії до будинку. Тому індивідуальне заземлення будинку разом з використанням в мережі ПЗВ (пристрій захисного відключення) стали найбільш популярними варіантом захисту від ураження електричним струмом в приватних будинках.
Робота системи захисного заземлення будинку
У статті описано облаштування заземлення для свого будинку. Монтаж же електропроводки слід довірити досвідченому електрику!
На рис. 1 зображена спрощена схема звичайної системи електромережі будинку. Як правило, до приватного будинку по повітряній лінії підводиться лише два дроти, один з них фазний провід (червоний на малюнку), а інший робочий нуль (синій). Синій провід приєднується до заземлення зазвичай близько підстанції або, висловлюючись спеціальними термінами, є поєднаним нульовим захисним і робочим провідником, який позначається абревіатурою PEN. У електропроводці будинку від цього провідника перед вимикаючим автоматом робиться відгалуження для захисного провідника (зелений провід, позначається PE).
Така схема захисту в спеціальній літературі позначається як TN-CS і працює наступним чином: захисний провідник повинен бути підключений до корпусу потенційно небезпечного електроприладу через розетку з трьома контактами. Особливо небезпечними є електричні водонагрівачі, електричні печі, електричні водяні насоси, старі холодильники.
Якщо відбудеться пробій в електропроводці приладу і червоний фазний провід з'єднатися з корпусом (на рис. 1 це корпус холодильника), то між зеленим захисним провідником і фазним проводом (який замкнув на корпус) відбудеться коротке замикання. Якщо сила струму в колі при замиканні перевищить допустиму силу струму автомата виключення (АВ), то АВ відключить ділянку ланцюга з небезпечним приладом.
Тепер давайте розглянемо випадок, зображений на рис. 2, коли на повітряній лінії, припустимо через ураганний вітер, стався обрив синього робочого нуля (і одночасно захисного провідника), а червоний фазний провід залишився цілим.
У цьому випадку при замиканні червоного фазного проводу на корпус приладу, автомат вимикання не роз'єднає ланцюг з небезпечним приладом, адже робочий нуль, який в даному випадку є одночасно і захисним провідником, обірвався на лінії по дорозі в будинок і короткого замикання не відбудеться.
Значить, корпус несправного холодильника буде перебувати під небезпечною напругою і чекати свою жертву, якою може стати людина, що доторкнеться корпусу. Сила удару струмом буде залежати від того, наскільки добрий зв'язок має людина з землею, а саме, чим краще людина контактує з землею, тим сильніше удар струмом.
Враження струмом може стати смертельним, якщо людина одночасно торкнеться добре заземленого приладу. Наприклад, удар струмом від несправного електробойлера або насоса, коли людина заземлюється через водопровід або коли людина торкається корпусу несправного приладу під напругою, стоячи босоніж на бетонній підлозі. Також дуже небезпечними в плані електробезпеки є відкриті приміщення, де люди контактують вологою взуттям з грунтом. Наприклад, може статися удар струмом від несправного перемикача вуличного освітлення при сирій погоді.
Електробезпеку можна значно підвищити, порівняно з попереднім варіантом, якщо використовувати в домашній електромережі пристрій захисного відключення (ПЗВ). Цей прилад розмикає електромережу, якщо десь відбувається витік струму. Як саме станеться витік струму, питання інше — може через тіло людини (найгірший випадок), а може через заземлений корпус приладу (безпечний випадок). Випадок, коли витік струму відбувається через тіло людини, зображений на рис. 3.
Якщо людина торкнеться корпусу приладу під напругою, який не заземлений, то, як тільки електричний струм почне протікати через тіло людини від корпусу приладу в землю, ПЗВ зафіксує цей витік і відключить електромережу з несправним приладом. У цьому випадку людина отримає короткочасний удар струмом, тривалість якого дорівнює часу спрацьовування ПЗВ. Зазвичай це не більше декількох десятих часток секунди. Такий нетривалий удар струмом, як правило, не є смертельним, і все закінчиться для людини лише неприємними відчуттями і переляком.
Але такий варіант захисту за допомогою тільки УЗО є недостатньо ефективним. Недоліки використання УЗО:
— незаземлений прилад буде залишатися під напругою, оскільки без заземлення корпусу приладу ПЗВ не може зафіксувати витік, тобто те, що прилад несправний;
— ПЗВ є складним електронним приладом, тому завжди є ймовірність, що захист за допомогою ПЗВ без заземлення приладів може спрацювати занадто пізно;
— через високу ціну пристрою захисного відключення найчастіше встановлюється лише один ПЗВ на весь будинок, причому той, який подешевше і сумнівної якості. У цьому випадку ризик відмови ПЗВ зростає ще більше.
Як же можна зробити електромережу свого будинку максимально безпечною і не залежною від аварій на повітряній лінії до дому? Спрощена схема такої електропроводки зображена на рис. 4. Цю схему захисту від ураження електричним струмом називають ТТ. Головна перевага такої системи в тому, що будинок має свій власний контур заземлення. Тому обрив захисного проводу на повітряній лінії будинку ніяк не вплине на її роботу.
Ця система працює так: якщо фазний провід замкне на заземлений корпус несправного приладу, то струм потече в землю. Далі ПЗВ зафіксує витік струму і відключить ділянка мережі відразу ж, після появи несправності в приладі або пробою ізоляції.
Важливо розуміти, що навіть якщо у електропроводки будинку є своє індивідуальне заземлення, то все одно слід обов'язково використовувати ПЗВ, оскільки воно зможе зафіксувати навіть невеликі витоку струму. При цьому автомат вимикання, який відключить ланцюг, тільки якщо струм витоку (струм при замиканні на землю) стане більше, ніж номінал автомата. Це досить велике значення сили струму, набагато більше смертельного для людини.
Що можна і що не можна використовувати як заземлення будинку?
У ПУЕ (правила улаштування електроустановок) вказано, що не допускається (строго кажучи, забороняється) використовувати як захисні заземлювачі:
— газопроводи;
— трубопроводи каналізації;
— труби центрального опалення.
Що стосується металевого водопроводу, прокладеного в землі (із з'єднанням швів зварюванням), то ПУЕ не виключає його використання як природного заземлювача. Але використання підземного водопроводу як заземлення не рекомендується нікому з таких причин:
— трубопровід може мати ізоляційні вставки, які встановлюються в місцях підключення приладів, наприклад, крана або водяного лічильника. Найчастіше це тефлонова стрічка, яка використовується при ущільненні різьбових з'єднань. Такі ізоляційні вставки сильно підвищують опір трубопроводу і роблять його непридатним для заземлення;
— навіть дуже невеликі струми витоку, які є завжди і менше порога спрацьовування ПЗВ, знижують термін служби сталевих трубопроводів;
— трубопровід може бути розібраний під час проведення ремонтних або профілактичних робіт.
Як захисне заземлення будинку можуть використовуватися сталеві каркаси підземних бетонних споруд. Але таке фундаментне заземлення підходить лише для промислових будівель, де фундамент заглиблений на велику глибину, має більшу поверхню. При цьому всі сталеві елементи, до яких приєднується шина заземлення, розраховані за нормами ПУЕ і з'єднані між собою зварюванням, а не дротами, як часто буває при будівництві фундаментів приватними забудовниками.
Таким чином, для індивідуального будинку практично єдиним підходящим варіантом є використання як заземлення штучного глибинного контуру заземлення з металевих стержнів. Деталі по конструкції заземлення наведені в статті Констркція заземлення будинку.
Ігорь Соларов, спеціально для iBud.ua
