Сопротивление заземления

Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), нормы сопротивления заземления зависят от напряжения электроустановки и типа(систем) заземления.
Для электроустановок различных видов и характеристик сопротивление заземляющих устройств нормируется.
Электроустановка - любое сочетание взаимосвязанного электрооборудования в пределах данного пространства или помещения.
Требования указываются в нормативных документах и не должны превышать максимально допустимых значений.
Этими документами являются ПУЭ и ПТЭЭП, где техническими формулировками четко прописаны нормы.
При новом строительстве производятся приемо-сдаточные испытания в соответствии с ПУЭ. При проверке сопротивления заземления уже во время эксплуатации электроустановок, руководствуются ПТЭЭП.

Влияния типа грунта на сопротивление заземления

Типы грунта влияют на уменьшение или увеличение сопротивление заземления.
В гунтах большим удельным сопротивлением (например песок) для монтажа потребуется больше материала и трудозатрат в сравнении с территорией где удельное значение мало (например глина).

Сопротивление заземления в частном доме

Каким требованиям должно соответствовть сопротивление заземления в частном доме?
Сопротивление заземления для частного дома 220/380 должно соответствовть требованиям ПУЭ к электроустановкам напряжением до 1кВ (1000 Вольт) с глухозаземленной нейтралью.
Как сопротивление зависит от способов подключения заземляющего устройства (систем заземления) к электросети дома?
Нормы сопротивления заземления зависят от следующих способов подключения к электосети:

Сопротивление до 30 Ом для НЕПОДКЛЮЧЕННЫХ заземляющих устройств к нулевому (нейтральному) проводу * или нулевому защитному (PE) в системах заземления TN, для однофазного 220В и трёхфазного 380В ввода в дом;
Сопротивление до 4 Ом для ПОДКЛЮЧЕННЫХ заземляющих устройств в системе TN.

Система TN в зависимости от устройства нулевого рабочего (N) и нулевого защитного (PE) проводников подразделяется на следующие три типа

TN-C - запрещена для однофазных потребителей в новом строительстве и при реконструкции электросетей зданий (это требование не распространяется на ответвления от ВЛ напряжением до 1 кВ к однофазным потребителям электроэнергии - 1.7.132) ;
TN-C-S; На вводе к электроустановке, при проведении электромонтажных работ, преобразовывается из TN-C
TN-S.

* Для тех, кому не нравится формулировка "нулевой (нейтральный) провод" - он будет PEN, характеристикой взятой из европейской МЭК, как и многое другое.

Сопротивление R_a I_a ≤ 50 B - для заземляющих устройств электрически независимых от нулевого провода источника питания, характеризуется как система ТТ и без УЗО запрещена. Допустимое сопротивления определяется расчётом ПУЭ (п.1.7.59).

Норма сопротивления заземления в системе TN

Норма сопротивления заземления в системе TN зависит от ЛИНЕЙНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАЮЩЕЙ ЛИНИИ, а не от количества фаз на вводе в дом.
Стандартное линейное напряжение питающих линий жилого сектора - 380 Вольт, соответственно фазное 220.
Требования Пуэ (т 1.8.38 ), (п.1.7.101), (п.1.7.103) или ПТЭЭП (таблица 36) в переводе с технического языка трактуются так:
Сопротивление НЕПОДКЛЮЧЁННОГО заземляющего устройства в ситеме TN при линейных напряжениях 380 В не должно превышать 30 Ом [без учёта сезонных и грунтовых коэффициэнтов].
Если сформулироовать технические термины ещё более простыми фразами для потребителя;
- В загородном доме, где контур заземления поключен к нулевому проводу (повторное заземление), сопротивление самого контура не должно быть больше 30 Ом для однофазного 220 и трёхфазного 380 ввода

Сопротивление растеканию тока для независимого заземляющего устройства

Сопротивление растеканию тока для независимого заземляющего устройства (система ТТ) должно быть таким, чтобы стало возможным обеспечить защиту при косвенном прикосновении и его допустимое значение определяется расчётом: R_a I_a ≤ 50 B,
где I_a- ток срабатывания УЗО;
R_a - суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего проводника, при применении УЗО для защиты нескольких электроприемников - заземляющего проводника наиболее удаленного электроприемника (п.1.7.59).

Отметим, что сопротивпение заземляющего устройства для электроустановки загородного дома зависит от правильного выбора типа системы заземления, который напрямую связан с типом питающей электросети (воздушная или кабельная) и её техническим состоянием (отсутствие или наличие повторных заземлений, голых проводов ВЛ), близости к дому трансформаторной подстанции, а ошибка в выборе не позволит в полной мере обеспечить электробезопасность.
Для обеспечения электробезопасности, должен быть выполнен комплекс требований, как к заземлению, так и к электропроводке частного дома, указанных в главах ПУЭ (гл.1.7 и гл.7.1). Эти требования взаимосвязаны и их частичное выполнение может привести неблагоприятным последствиям.

Сопротивление заземления 4 Ом

Часто задают вопрос: Как сделать для дачи, частного дома сопротивление 4 Ом?
Если душа требует можно сделать и до 4 Ом - хуже не будет, но для ответа на вопрос нужно обратиться к нормативам: - смотри либо ПУЭ, либо ПТЭЭП, результат один и тот же: цифра 30.
Если трудно разобраться самостоятельно в этих документах, лучше по этому поводу не заморачиваться.
Можно ниже ознакомиться с ПУЭ (1.8.38) или ПТЭЭП (таблица 36), которые информируют, что норма сопротивления для заземляющего устройства частного дома 220/380 в системе TN-C-S не должна превышать 30 Ом, а после подключения заземляющего устройства к нулевому (нейтральному) проводу (pen) общее измеренное сопротивление согласно ПУЭ не должно превышать 4 Ома.
Если снова сформулировать более простыми фразами для потребителя, то для системы TN-C-S, на первом этапе нужно сделать заземлитель+заземляющий проводник с сопротивлением растеканиЮ тока не более 30 Ом.
Второй этап состоит из поключения этой конструкции к нулевому (нейтральному) проводу питающей линии (повторное заземление), а после измеренное значение не должно превышать цифру 4.
Как отмечалось раньше, для тех, кому не нравится формулировка "нулевой провод" - он будет PEN, характеристикой взаимствованной из европейской МЭК (Международная электротехническая комиссия), как и многое другое.

Пуэ таблица 1.8.38
Нормы приемосдаточных испытаний.
Наибольшие допустимые значения сопротивлений заземляющего устройства

Вид электроустановки	Характеристика электроустановки	Сопротивление, Ом
1. Подстанции и распределительные пункты напряжением выше 1 кВ	Электроустановки электрических сетей с глухозаземленной и эффективно заземленной нейтралью.	0,5
	Электроустановки электрических сетей с изолированной нейтралью, с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор.	250/Ip*
2. Воздушные линии электропередачи напряжением выше 1кВ	Заземляющие устройства опор ВЛ (см. также 2.5.129-2.5.131) при удельном сопротивлении грунта, r, Ом·м:
	- до 100	10
	- более 100 до 500	15
	- более 500 до 1000	20
	- более 1000 до 5000	30
	- более 5000	r·6 10-3
	Заземляющие устройства опор ВЛ с разрядниками на подходах к распределительным устройствам с вращающимися машинами	см. главу 4.2
3. Электроустановки напряжением до 1 кВ	Электроустановки с источниками питания в электрических сетях с глухозаземленной нейтралью (или средней точкой) источника питания (система TN)
	- в непосредственной близости от нейтрали	15/30/60**
	с учетом естественных заземлителей и повторных заземлителей отходящих линий	2/4/8**
	Электроустановки в электрических сетях с изолированной нейтралью (или средней точкой) источника питания (система IT)	50/I***, более 4 Ом не требуется
4. Воздушные линии электропередачи напряжением до 1 кВ	Заземляющие устройства опор ВЛ с повторными заземлителями PEN (РЕ) - проводника	30

I_p* - расчетный ток замыкания на землю;
** - соответственно при линейных напряжениях 660, 380, 220 В;
I*** - полный ток замыкания на землю.

ПТЭЭП таблица 36
Наибольшие допустимые значения сопротивлений заземляющих устройств электроустановок

Характеристика объекта	Удельное сопротивление грунта, ро, Ом.м	Сопротивление, Ом
Электроустановки напряжением 110 кВ и выше сетей с эффективным заземлением нейтрали, выполненные по нормам на сопротивление	до 500 более 500	0,5 0,002.0,5ро
Электроустановки 3 - 35 кВ сетей с изолированной нейтралью	до 500 более 500	250/Ip <*>, но не более 10 Ом 0,002ро.250/Ip
Электроустановки сетей напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью напряжением:
660/380 В 380/220 В 220/127 В	до 100 (более 100)	15 <> (15.0,01ро) 30 <> (30.0,01ро) 60 <**> (60.0,01ро)
Электроустановки сетей напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью при мощности источника питания:
более 100 кВА до 100 кВА	до 500 более 500	50/Iр <>, но не более 4 Ом 50/Iр <>, но не более 10 Ом

<**> Сопротивление заземляющего устройства с учетом повторных заземлений нулевого провода должно быть не более 2, 4 и 8 Ом при линейных напряжениях соответственно 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока и напряжениях 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.

Нужна ли проверка сопротивления заземляющего устройства

Проверка сопротивления один из ключевых этапов контроля качества заземляющего устройства и она нужна в обязательном порядке.
Точное значение сопротивления возможно определить только после измерений прибором в процессе монтажа или проверки существующего з.у.

Проверка должна проводиться, как при вводе в объектов эксплуатацию, так и в установленные сроки в процессе эксплуатации.

Сопротивление функционального заземления

Сопротивление функционального заземления зависит от требований к заземляемому оборудованию, которые указываются непосредственно производителями.
Кроме требования к сопротивлению функционального (рабочего) заземления, следует руководствоваться пунктом (1.7.55) Правил устройства электроустановок- "При выполнении отдельного (независимого) заземлителя для рабочего заземления по условиям работы информационного или другого чувствительного к воздействию помех оборудования должны быть приняты специальные меры защиты от поражения электрическим током, исключающие одновременное прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной разностью потенциалов при повреждении изоляции."

Общие сведения ПУЭ о сопротивлении заземления электроустановок.

Сопротивлениях заземляющих устройств электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью:

1.7.59. Питание электроустановок напряжением до 1 кВ от источника с глухозаземленной нейтралью и с заземлением открытых проводящих частей при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система ТТ), допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены. Для защиты при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО. При этом должно быть соблюдено условие:
R_a I_a ≤ 50 B, где I_a - ток срабатывания защитного устройства; R_a - суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего проводника, при применении УЗО для защиты нескольких электроприемников - заземляющего проводника наиболее удаленного электроприемника.

1.7.101. Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора или выводы источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений PEN- или PE-проводника ВЛ напряжением до 1 кВ при количестве отходящих линий не менее двух. Сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора или вывода источника однофазного тока, должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При удельном сопротивлении земли r > 100 Ом*м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01r раз, но не более десятикратного.

1.7.103. Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях. При удельном сопротивлении земли r > 100 Ом м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01r раз, но не более десятикратного.

Сопротивление заземляющих устройств электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью:

1.7.104. Сопротивление заземляющего устройства, используемого для защитного заземления открытых проводящих частей, в системе IT должно соответствовать условию:

Как правило, не требуется принимать значение сопротивления заземляющего устройства менее 4 Ом. Допускается сопротивление заземляющего устройства до 10 Ом, если соблюдено приведенное выше условие, а мощность генераторов или трансформаторов не превышает 100 кВА, в том числе суммарная мощность генераторов или трансформаторов, работающих параллельно.

Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью:

1.7.96. В электроустановках напряжением выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства при прохождении расчетного тока замыкания на землю в любое время года с учетом сопротивления естественных заземлителей должно быть

но не более 10 Ом, где I - расчетный ток замыкания на землю, А.
В качестве расчетного тока принимается:
1) в сетях без компенсации емкостных токов - ток замыкания на землю;
2) в сетях с компенсацией емкостных токов:
для заземляющих устройств, к которым присоединены компенсирующие аппараты, - ток, равный 125 % номинального тока наиболее мощного из этих аппаратов;
для заземляющих устройств, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, — ток замыкания на землю, проходящий в данной сети при отключении наиболее мощного из компенсирующих аппаратов.
Расчетный ток замыкания на землю должен быть определен для той из возможных в эксплуатации схем сети, при которой этот ток имеет наибольшее значение.
1.7.97. При использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью должны быть выполнены условия 1.7.104.
При использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства должно быть не более указанного в 1.7.101 либо к заземляющему устройству должны быть присоединены оболочки и броня не менее двух кабелей на напряжение до или выше 1 кВ или обоих напряжений, при общей протяженности этих кабелей не менее 1 км.
1.7.98. Для подстанций напряжением 6-10/0,4 кВ должно быть выполнено одно общее заземляющее устройство, к которому должны быть присоединены:
1) нейтраль трансформатора на стороне напряжением до 1 кВ;
2) корпус трансформатора;
3) металлические оболочки и броня кабелей напряжением до 1 кВ и выше;
4) открытые проводящие части электроустановок напряжением до 1 кВ и выше;
5) сторонние проводящие части.
Вокруг площади, занимаемой подстанцией, на глубине не менее 0,5 м и на расстоянии не более 1 м от края фундамента здания подстанции или от края фундаментов открыто установленного оборудования должен быть проложен замкнутый горизонтальный заземлитель (контур), присоединенный к заземляющему устройству.
1.7.99. Заземляющее устройство сети напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью, объединенное с заземляющим устройством сети напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью в одно общее заземляющее устройство, должно удовлетворять также требованиям 1.7.89-1.7.90.