Заземлення — одна з ключових умов безпечної роботи електроустановки. Без нього металевий корпус пральної машини, холодильника або бойлера може опинитися під напругою, і доторкання до нього призведе до ураження струмом. У цій статті розбираємо, як влаштоване заземлення, чим відрізняються системи TN-S і TT, як перевірити заземлення у квартирі та правильно облаштувати захисний контур для приватного будинку.
Навіщо потрібне заземлення
Захисне заземлення виконує кілька критично важливих функцій. По-перше, воно забезпечує безпечний шлях для струму замикання: при пробої ізоляції всередині приладу струм відводиться на землю, минаючи людину. По-друге, достатній струм замикання дає змогу автоматичному вимикачу або ПЗВ миттєво спрацювати й відключити ушкоджену ділянку. По-третє, заземлення захищає чутливу електроніку від статичного заряду та перешкод.
Без захисного провідника PE навіть справний прилад може стати небезпечним: при поступовому старінні ізоляції або механічному пошкодженні дроту напруга потрапляє на корпус. Якщо PE відсутній, ця напруга нікуди не стікає — автоматичний вимикач не спрацює, ПЗВ не відреагує, доки людина не замкне ланцюг своїм тілом.
Подивіться на розетку: наявність третього контакту — ще не гарантія справного заземлення. Нерідко в старих будинках контакт PE в розетці просто не підключений або з'єднаний з нулем (занулення), що небезпечно при обриві нейтралі.
Системи заземлення: TN-S, TN-C-S, TT
Стандарт МЕК 60364 та ПУЕ розрізняють кілька систем заземлення залежно від того, як організовані нейтральний (N) і захисний (PE) провідники від підстанції до споживача:
| Система | Опис | Де застосовується | ПЗВ обов'язкове? |
|---|---|---|---|
| TN-C | N і PE об'єднані в один провідник PEN | Радянська проводка 1960–1990-х (2 дроти) | Ненадійне |
| TN-S | N і PE — окремі від підстанції | Нові будинки, кабельні лінії 4–5 жил | Рекомендується |
| TN-C-S | PEN розділяється на N і PE у ГРЩ будинку | Більшість сучасних багатоповерхівок України | Рекомендується |
| TT | PE підключається до власного місцевого заземлювача | Приватні будинки, повітряні лінії | Обов'язкове |
У більшості квартир України, збудованих після 1995–2000 року, є система TN-C-S: у головному розподільному щиті будинку провідник PEN розщеплюється на окремі шини N та PE, від яких трипровідні кабелі йдуть до кожної квартири. У будинках радянської будови із системою TN-C захисного провідника PE взагалі немає — тільки фаза і нуль.
Для приватних будинків, підключених через повітряну лінію, нормативно застосовується система TT: PE не тягнеться від підстанції, а підключається до власного контуру заземлення на ділянці. У такій системі обов'язково встановлюють ПЗВ (пристрій захисного відключення) на 30 мА.
Заземлення у квартирі: як перевірити
Спосіб 1: Огляд щитка
Відкрийте квартирний або поверховий щиток. Наявність окремої шини PE (позначена зелено-жовтим кольором або значком ⏚) і трипровідних кабелів до розеток — хороший знак. Якщо вся проводка двопровідна і шини PE немає — заземлення відсутнє.
Спосіб 2: Вимірювання мультиметром
Виміряйте змінну напругу між контактами розетки:
- L–N: має бути 220–230 В — це норма.
- L–PE: теж має бути 220–230 В. Якщо показує 0 — PE не підключений.
- N–PE: має бути менше 5 В. Якщо показує більше — є проблема з заземленням або перекос напруги.
Спосіб 3: Вимірювання опору контуру
Точний результат дає тільки вимірювач опору заземлення (наприклад, Fluke 1621 або UT521) методом «амперметр-вольтметр» з допоміжними електродами. Нормативне значення — не більше 4 Ом для загального контуру підстанції (ПУЕ 1.7.101).
У старих будинках із системою TN-C категорично заборонено «заземлювати» корпуси приладів або контакт PE розетки на нульовий провідник. При відгорянні нуля в щитку на корпусі кожного підключеного приладу з'явиться фазна напруга 220 В.
Контур заземлення для приватного будинку
Якщо будинок підключено через повітряну лінію (система TT), необхідний власний контур заземлення. Найпоширеніший варіант — трикутний контур із трьох вертикальних електродів, з'єднаних горизонтальною смугою.
Матеріали та розміри
| Елемент | Матеріал | Розміри |
|---|---|---|
| Вертикальний електрод | Кутова сталь або стержень | Довжина ≥3 м, кут 50×50×5 мм або ∅16 мм |
| Горизонтальна смуга | Сталева смуга | 40×4 мм, глибина залягання 0,5–0,7 м |
| Провідник до щитка | Мідний кабель ПВ-3 або смуга | ≥16 мм² мідь або 25 мм² алюміній |
| Альтернатива | Нержавіюча сталь AISI 304/316 | Стержень ∅16 мм, термін служби 50+ років |
Послідовність монтажу
1. Вибір місця: бажано з вологим ґрунтом, у тіні дерев, на відстані не менше 1 м від фундаменту та 3 м від входу в будинок.
2. Риття траншеї трикутником 1×1 м завглибшки 0,6–0,7 м.
3. Забивання вертикальних електродів у кутах траншеї — вони мають виступати з дна траншеї на 0,2–0,3 м для приварювання.
4. З'єднання електродів горизонтальною смугою зварним швом завдовжки не менше 6 діаметрів прутка або 2 ширини смуги.
5. Прокладання провідника від контуру до ГРЩ будинку у захисній трубі.
6. Засипання траншеї однорідним ґрунтом без будівельного сміття.
7. Вимірювання опору: для системи TT — не більше 30 Ом при ПЗВ 30 мА (за формулою R ≤ 50 В / I_Δn), бажано — ≤10 Ом.
Усі з'єднання в землі виконуються виключно зварюванням — болтові з'єднання кородують, і через 3–5 років опір заземлення зростає до неприйнятних значень. Зварний шов після засипання варто обробити бітумом або цинкнаповненою фарбою.
ПЗВ у системі TT — обов'язково
Навіть при справному контурі з опором 4–10 Ом струм однофазного замикання на корпус у системі TT може бути недостатнім для спрацювання автоматичного вимикача (особливо при великій відстані до підстанції). Тому ПУЕ та ДСТУ EN 61140 вимагають обов'язкового встановлення ПЗВ з уставкою 30 мА. Воно спрацює за 40–50 мс при струмі всього 15–30 мА — набагато раніше, ніж виникне фібриляція серця. Диференційні автомати та ПЗВ в асортименті нашого магазину.
Типові помилки при заземленні
- Заземлення на трубу водопроводу або батарею опалення. Категорично заборонено. Небезпечна напруга потрапить на всі металеві труби будинку та сусідів.
- Занулення — з'єднання PE з N у розетці. У системі TN-C при обриві нуля на вводі всі корпуси приладів виявляться під фазою 220 В.
- Болтові з'єднання в землі. Корозія і ненадійний контакт — через кілька років опір зростає.
- Занадто тонкий PE. За ПУЕ 1.7.130, переріз PE має бути ≥2,5 мм² мідь при кабелі ≤16 мм², і рівним перерізу фазного провідника при ≥16 мм².
- Відсутність перевірки після монтажу. Навіть ідеально зроблений контур потребує вимірювання опору і повторної перевірки через 3–5 років.
Матеріали для монтажу контуру заземлення та системи блискавкозахисту: заземлення, блискавкозахист і заземлення.
Часті запитання
- Чи обов'язкове заземлення у квартирі за законом?
- Так. ПУЕ (п. 1.7.50), ДСТУ IEC 60364-4-41 і ДБН В.2.5-23:2010 вимагають захисного заземлення PE у всіх нових і реконструйованих електроустановках. При капітальній заміні проводки в квартирі необхідно прокласти трипровідний кабель з PE.
- Який опір заземлення вважається нормальним?
- Для загального контуру заземлення підстанції — не більше 4 Ом (ПУЕ 1.7.101). Для власного контуру приватного будинку при ПЗВ 30 мА достатньо 30 Ом, але рекомендується менше 10 Ом для надійності. Вимірюють спеціальним приладом методом компенсації або «три полюси».
- Чому не можна з'єднувати PE і N в розетці?
- У системі TN-C нейтраль і захисний провідник суміщені. При відгорянні або обриві нуля в щитку всі з'єднані з нулем корпуси приладів отримають фазну напругу. Це особлива небезпека у ванних кімнатах і на кухні.
- Як довго служить контур заземлення?
- Чорна сталь без покриття — 15–20 років залежно від хімічного складу ґрунту. Нержавіюча сталь AISI 304 або AISI 316 — 40–50 років. Рекомендується перевіряти опір контуру щонайменше раз на 3 роки або після тривалих посух.
- Чи потрібне ПЗВ, якщо є справне заземлення?
- Так, і це різні засоби захисту. Заземлення забезпечує шлях для струму замикання і спрацювання автомата. ПЗВ захищає від прямого дотику до провідника під напругою — навіть при справному заземленні. У системі TT ПЗВ є обов'язковим за нормативами.
- Чи можна зробити заземлення самостійно?
- Монтаж контуру заземлення власноруч не забороняється, але обов'язкова перевірка опору вимірювальним приладом і документування результату. У багатоквартирному будинку підключення до системи PE виконує тільки електрик обслуговуючої організації.