Цель статьи: рассмотреть, какие объекты и материалы нельзя применять в качестве естественных (земных) заземлителей при организации систем электроустановок, объяснить причины запрета и предложить альтернативные решения, соответствующие требованиям ПУЭ и современным нормативам.
Что такое естественный заземлитель?
Естественный (земной) заземлитель – это любой элемент, находящийся в непосредственном контакте с грунтом и способный обеспечить отвод токов короткого замыкания и защитных токов к земле. К естественным заземлителям обычно относят:
- Грунтовый слой (почва, глина, песок);
- Водоём (река, озеро, колодец);
- Металлические конструкции, непосредственно вросшие в землю (заборы, опоры, колодцы);
- Искусственные заземляющие электроды (медные, оцинкованные стержни, пластины и пр.).
Однако не любой «земляной» объект может заменять специально спроектированный заземлитель. Нормативные документы (ПУЭ, РД 78.145‑93 и др.) чётко ограничивают список допустимых элементов.
Критерии пригодности заземлителя
Для того чтобы объект считался пригодным в качестве естественного заземлителя, он должен отвечать следующим требованиям:
- Электропроводность. Сопротивление заземления должно быть ≤ 10 Ω (для большинства низковольтных сетей) и соответствовать нормативным значениям для конкретного типа установки.
- Коррозионная стойкость. Материал не должен терять проводящие свойства под воздействием влаги, кислорода и агрессивных компонентов грунта.
- Механическая надёжность. Заземлитель должен выдерживать вибрации, нагрузки от землетрясений, осадки грунта и прочие механические воздействия.
- Гарантированный контакт с грунтом. Заземляющий элемент не должен находиться в изоляционном слое (песок с щебнем, строительный мусор и т.п.).
- Соответствие правилам электробезопасности. Элемент не должен создавать опасных токов токов утечки в нормальном режиме работы электроустановки.
Объекты, не допускаемые в качестве естественных заземлителей
Арматура и строительные металлические конструкции
Согласно ПУЭ (глава 1.7) и рекомендациям отраслевых экспертов, арматурные стержни, уголки, профильные пластины, сетка из арматуры не могут использоваться в качестве естественных заземлителей по следующим причинам:
- Низкая коррозионная стойкость – арматура быстро ржавеет, образуя «ржавую труху», теряющую проводимость.
- Неоднородная геометрия и плохой контакт с грунтом (часто покрыты бетоном, штукатуркой).
- Отсутствие сертификатов, подтверждающих электромеханические свойства для электробезопасности.
Металлические заборы, ограждения и опоры
Хотя такие элементы находятся в земле, они не могут использоваться в качестве естественного заземлителя, если:
- Имеют изоляцию (покраска, покрытие лаком, грунтовкой) – разъединяют контакт с грунтом.
- Служат частью защитных контуров (например, заземление кабельных трасс) – в этом случае они могут стать источником токов утечки и создавать опасные токи в случае повреждения изоляции.
- Не обеспечивают достаточного сопротивления (обычно > 10 Ω) из‑за малого сечения и плохой электропроводности используемого металла (оцинкованная сталь).
Трубы из коррозионно‑неустойчивых материалов
Трубы из нержавеющей стали без специального покрытия, медных труб без антикоррозийной защиты, а также трубы из алюминия могут стать причиной:
- Неравномерного распределения тока заземления;
- Увеличения сопротивления из‑за образующейся оксидной пленки;
- Повреждения электроустановки в случае возникновения токов короткого замыкания.
Конструкции, находящиеся в «загрязнённом» грунте
Если заземляющий элемент укладывается в траншею, заполненную щебнём, строительным мусором, гравием или глиняными отложениями, то он не считается естественным заземлителем. Такие материалы ухудшают электропроводность и делают сопротивление заземления непредсказуемым.
Металлические оболочки и бронированные кабели без отдельного заземления
По пункту 14.2 РД 78.145‑93 заземление или зануление технических средств сигнализации не требуется при напряжении до 42 В переменного тока и до 110 В постоянного тока, кроме металлических оболочек и брони контрольных и силовых кабелей, проложенных на общих металлических конструкциях. Такие оболочки не могут считаться естественными заземлителями, так как их назначение – защита кабеля, а не отвод токов заземления.
Почему эти объекты нельзя использовать?
Ниже перечислены основные технические и нормативные причины запрета:
| Причина | Последствия при использовании в качестве заземлителя |
|---|---|
| Коррозионная деградация | Увеличение сопротивления, потеря способности отводить ток, возможные локальные перегревы и возгорания. |
| Низкая электропроводность металла | Недостаточный ток отведения, повышение напряжения на корпусах оборудования, риск поражения электрическим током. |
| Отсутствие контроля и сертификатов | Невозможность доказать соответствие нормативам, затруднения при проверках и обслуживании. |
| Непостоянный контакт с грунтом | Случайные разрывы заземления, возникновение «плавающих» потенциалов. |
| Вмешательство в работу защитных устройств | Нарушение работы автоматических выключателей, предохранителей, РЗИ (устройства защитного отключения). |
Что использовать вместо запрещённых объектов?
Для обеспечения надёжного заземления рекомендуется применять специально разработанные заземляющие изделия:
- Оцинкованные медные стержни (диаметр 16‑25 мм, покрытие минимум 100 мкм) – высокая проводимость и коррозионная стойкость.
- Гальванизированные стальные трубы с защитным покрытием, проверенные в лабораторных испытаниях.
- Гибкие заземляющие ленты из меди или алюминия с полимерным изоляционным покрытием.
- Грунтовые пластины (ширина 300‑500 мм, толщина 10‑12 мм) – позволяют распределять ток по большой площади.
- Система «земля‑провод‑земля» (многоэлементный контур, соединяющий несколько электродов, обеспечивая низкое суммарное сопротивление).
Практические рекомендации по монтажу естественного заземления
- Подготовка участка. Удалить все посторонние материалы (щебень, мусор), обеспечить однородный грунт без крупных камней.
- Выбор электродов. Предпочтительно использовать медные или оцинкованные стальные стержни, проверенные на соответствие ГОСТ 24738‑81.
- Глубина заложения. Стандартная глубина – не менее 2,5 м, в зависимости от типа почвы и уровня грунтовых вод.
- Соединения. Использовать сварку, болтовое соединение с антикоррозийным покрытием, а также специальные клеммные коробки, сертифицированные для наружных условий.
- Контроль сопротивления. После монтажа измерить сопротивление заземления тестером «землепровод». При значениях выше нормативных – добавить дополнительные электроды.
- Регулярный осмотр. Проводить осмотр не реже одного раза в год, проверять состояние покрытий, наличие коррозии и целостность соединений.
Использование в качестве естественного заземлителя элементов, не отвечающих требованиям электробезопасности (арматура, металлические заборы, трубы без надёжного покрытия, конструкции в загрязнённом грунте), может привести к повышенному сопротивлению, коррозии и, как следствие, к угрозе поражения электрическим током, пожарам и отказу защитных устройств.
Для обеспечения надёжной защиты персонала и оборудования необходимо придерживаться нормативных требований ПУЭ и использовать только специально предназначенные заземляющие материалы, прошедшие испытания на прочность, коррозионную стойкость и электропроводность.
Дата публикации: 14:05