Заземляющее устройство — это совокупность проводящих элементов, обеспечивающих преднамеренное электрическое соединение оборудования с землёй. Цель — ограничить напряжение прикосновения, обеспечить путь для токов замыкания и выровнять потенциалы. В логике ПУЭ и правил охраны труда такая система — базовый барьер против поражения электрическим током и скрытых отказов изоляции. Она работает в связке с автоматикой отключения питания, УЗО/диффзащитой, молниезащитой и уравниванием потенциалов.
Из чего состоит заземляющее устройство (заземлители, соединители, проводники)
Архитектура включает:
- Заземлители. Погружённые в грунт электроды: вертикальные стержни/трубы, горизонтальные ленты, кольца, пластины, фундаментные арматурные каркасы (естественные заземлители).
- Соединители. Сварные или болтовые узлы, клеммы, муфты, обеспечивающие непрерывность цепи и коррозионную стойкость.
- Проводники. Полосовая сталь, круглая сталь, медные шины, кабель PE/РЕN, «спуски» от молниеотводов, магистрали главной/дополнительной системы уравнивания потенциалов (GEB/EBB).
Материалы подбирают по механической прочности, стойкости к коррозии и условиям эксплуатации (оцинкованная сталь, медь, сталь с медным покрытием, нержавеющая сталь, бетонная арматура как естественный электрод).
Читайте также: Виды и системы заземления
Контур заземления
Контур заземления это: назначение и принцип
Контур — это конфигурация заземлителей, объединённых в единую сеть. Принцип прост: чем ниже суммарное сопротивление растеканию тока и чем равномернее распределён потенциал, тем безопаснее объект. Кольцевая топология вокруг здания дополнительно снижает градиенты напряжения на поверхности грунта и стабилизирует параметры в сезонные периоды.
Контур выполняет три функции:
- Защита людей. Снижение напряжений прикосновения/шага до безопасных значений.
- Селективность защиты. Обеспечение достаточного тока КЗ для срабатывания автоматических выключателей/предохранителей, корректная работа УЗО в системах TT.
- Качество и надёжность. Отвод помех, молниевых токов, статических зарядов, выравнивание потенциалов между металлическими частями.
Устройство контура заземления (ГОСТ и строительные нормы)
Проект строится на данных об удельном сопротивлении грунта, геологии и инженерных коммуникациях. Типовые решения:
- Вертикальные электроды (длинные стержни, забиваемые на глубину ниже зоны сезонного промерзания).
- Горизонтальные соединители (полосы/пруток), связывающие электроды в треугольник, прямоугольник, кольцо.
- Фундаментное заземление (арматура фундаментов как естественный электрод при соблюдении технологических требований).
- Выводы к главной заземляющей шине (ГЗШ), от которой питаются PE-проводники, металлоконструкции, водопровод, отопление и др. в рамках уравнивания потенциалов.
Нормативные требования сводятся к: непрерывности проводящего контура, достаточному сечению, коррозионной защите, механической прочности, контролепригодности (наличие измерительных вставок/окошек), и обеспечению расчётного сопротивления растеканию, согласованного с системой электроснабжения (TN, TT, IT). Точные численные нормы определяются проектом по действующим стандартам и типу объекта.
Полезно прочесть: Что такое защитное заземление и зануление?
Элементы заземляющего устройства
Заземлитель: определение и виды
Заземлитель — проводник, контактирующий с грунтом для отвода токов. Основные виды:
- Вертикальные стержневые. Наиболее эффективны по «цена/сопротивление». Могут наращиваться муфтами.
- Горизонтальные ленточные. Полоса, уложенная в траншею, формирует связь между электродами и снижает сопротивление.
- Пластинчатые/контурные. Используются при особых грунтах и тесной застройке.
- Естественные. Арматура, металлические сваи, трубопроводы (кроме газопроводов и элементов, запрещённых к использованию). Применяются при документальном подтверждении электрической непрерывности и долговечности.
Устройство для заземления и его функции
В «надземной» части система включает:
- ГЗШ/PE-шины. Точка сборки всех защитных проводников и уравнивания потенциалов.
- Соединения с металлическими коммуникациями. Водопровод, отопление, кабельные экраны — через зажимы с надёжным контактом.
- Спуски молниезащиты. Подключаются к контуру отдельно либо к той же ГЗШ, с учётом мер электромагнитной совместимости (минимизация петель, радиусов изгиба, равномерность распределения токов).
- Измерительные вставки. Разъёмные участки для периодических испытаний без повреждения сварных швов.
Будет интересно: Заземление: что это простыми словами и зачем оно нужно
Применение и требования
Контур заземления зданий
Для жилых, общественных, коммерческих объектов обычно реализуют:
- Кольцевой контур по периметру фундамента плюс выводы к ГЗШ.
- Фундаментное заземление как приоритетное решение на этапе строительства — долговечный контакт с грунтом, равномерное распределение потенциалов.
- Система уравнивания потенциалов. Подключение всех доступных металлических частей, эквипотенциальные шины в санузлах, машинных помещениях, техподпольях.
- Совместимость с системой электрораспределения. В TN — обеспечение автоматического отключения при КЗ (низкая петля «фаза-PE»), в TT — связка «сопротивление заземления × ток утечки УЗО ≤ безопасного напряжения прикосновения», в IT — контроль изоляции и управляемый отвод неисправностей.
Практические акценты: минимизация сварных соединений в грунте, горячее цинкование/меднение электродов, защита от блуждающих токов, документирование трассы (исполнительная схема) и наличие ревизионных точек.
Контур заземления на производстве (электробезопасность, техника безопасности)
Промышленные площадки предъявляют повышенные требования:
- Категории помещений и внешних воздействий. Влажность, химически активные среды, взрывоопасность — отдельные меры (искробезопасные соединения, антикоррозийные покрытия, разнесение молниеспусков и силовых кабелей).
- Тяжёлые токи КЗ. Расчёт термической стойкости проводников и узлов, проверка на электродинамические усилия.
- Технологическое заземление. Статическое электричество, частотные приводы, ИБП, серверные — требуются низкоимпедансные шины, радиальная схема, контроль ВЧ-импеданса.
- Молниезащита. Координация классов LPS, защита от импульсных перенапряжений (SPD), равномерное распределение токов молнии через несколько параллельных спусков.
- Периодические испытания. План-график сезонных измерений сопротивления растеканию, проверки целостности PE, протоколы для службы охраны труда/энергонадзора.
Контур заземления как гарантия защиты человека и оборудования
Грамотно спроектированный и поддерживаемый контур заземления снижает риски поражения, обеспечивает корректную работу защитных аппаратов, стабилизирует электромагнитную обстановку и продлевает ресурс электроустановок. Ключ к результату — профессиональные изыскания грунта, корректные расчёты, технологичная реализация и регулярные проверки.
Практический чек-лист проектировщика и эксплуатанта
- Провести измерение удельного сопротивления грунта (многозондовые методики), учесть сезонный коэффициент.
- Выбрать топологию (кольцо/радиал) и материалы с подтверждённой коррозионной стойкостью.
- Обеспечить непрерывность PE-цепи, минимизировать разъёмные соединения в земле; предусмотреть ревизию.
- Согласовать схему с типом системы (TN/TT/IT), проверить условия автоматического отключения/работы УЗО.
- Реализовать главную и дополнительную систему уравнивания потенциалов.
- Оформить исполнительную документацию: планы, схемы, акты скрытых работ, протоколы измерений.
- Организовать периодические испытания и визуальные осмотры, оперативный ремонт при коррозии/механических повреждениях.
Частые ошибки и как их избежать
- Слепое копирование типового решения. Грунты разные — без измерений результат непредсказуем.
- Пренебрежение уравниванием потенциалов. Даже «низкое» сопротивление контура не спасает от локальных перепадов.
- Слабая коррозионная защита. Быстрое вырождение электродов → рост сопротивления → отказ защиты.
- Случайные контуры через коммуникации. Газопроводы, тонкостенные трубопроводы — под запрет; нужны изолирующие вставки и согласованные перемычки.
- Отсутствие ревизии. Нет измерительных вставок — нет контроля, повышается операционный риск.
Заземляющее устройство — не «обязательная галочка», а инженерная система, на которой держится электробезопасность и устойчивость эксплуатации. Правильный выбор конфигурации, материалов и методов контроля превращает контур заземления в надежный страховочный слой для человека, техники и инфраструктуры.