Как проверить качество заземления в частном доме?

Что такое заземление?

Защитное заземление – это преднамеренное соединение с землёй тех частей электрического оборудования, которые при нормальной работе электросети не находятся под действием напряжения, но могут попасть под его влияние в результате пробоя изоляции. Основной целью заземления является защита людей от действия электрического тока.

Главная составляющая защитного заземления – это контур. Он представляет собой конструкцию естественных или искусственных заземлителей, то есть несколько заземляющих электродов соединяются в единое целое. В качестве электродов чаще всего используют прутья из стали. Медные пруты применяют реже в силу того, что это дорого.

Но если есть финансовые возможности, то имейте в виду, что медь является идеальным вариантом и наилучшим проводником.

По логике понятно, что контур заземления должен располагаться в земле. Так как нас интересует защита дома, то неподалёку от строения и силового щитка выбирается подходящее место с нормальным грунтом. В землю вбиваются три штыря так, чтобы они располагались треугольником, и расстояние между ними было 1,5 м.

Эти электроды необходимо вбить максимально глубоко (их длина должна быть не менее 2 м).

Теперь понадобится сварочный аппарат и металлическая шина, с помощью которых электроды нужно увязать между собой в равносторонний треугольник. Контур готов, теперь к нему нужно закрепить медный проводник, который дальше идёт в щиток и подсоединяется там к заземляющей шинке. А на эту шинку выводятся заземляющие проводники от всех розеток.

Перед использованием необходимо проверить контур на заземляющее сопротивление.

В чём суть работы заземления?

Принцип действия защитного заземления основывается на главном качестве электрического тока – протекать по проводникам, которые обладают наименьшим сопротивлением. На сопротивление человеческого тела оказывают влияние многие факторы, но в среднем оно приравнивается к 1000 Ом.

Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) контур заземления должен иметь сопротивление гораздо меньшее (допускается не более 4 Ом).

А теперь смотрите, в чём заключается принцип действия защитного заземления. Если какой-то электрический прибор неисправен, то есть произошёл пробой изоляции и на его корпусе появился потенциал, и кто-то прикоснулся к нему, то ток с поверхности прибора будет уходить в землю через человека, путь будет выглядеть как «рука-тело-нога». Это смертельная опасность, величина тока 100 мА вызывает необратимые процессы.

Защитное заземление сводит этот риск до минимума. Современные электроприборы имеют внутреннее соединение заземляющего контакта штепсельной вилки с корпусом. Когда прибор посредством вилки включён в розетку и в результате повреждения на его корпусе появляется потенциал, то он уйдёт в землю по заземляющему проводнику с низким сопротивлением. То есть ток не пойдёт через человека с сопротивлением 1000 Ом, а побежит через проводник, у которого эта величина намного меньше.

Вот почему важным этапом в обустройстве электрического хозяйства в наших жилых домах является измерение сопротивления заземления. Нам нужна 100 % уверенность, что эта величина ниже наших человеческих 1000 Ом.

И запомните, что это процедура не разового характера, измеряться сопротивление должно периодически, а сам контур надо постоянно поддерживать в исправном состоянии.

Некоторые основные параметры и правила

Неважно, в какое время года вы будете производить замеры, показания всегда должны соответствовать следующим нормам:

Замеры рекомендуется выполнять при определённых погодных условиях, когда земля считается наиболее плотной.

Идеальное время – это середина лета (когда грунт сухой) и середина зимнего периода (когда земля сильно промёрзшая).

Мокрый грунт сильно повлияет на растекаемость тока, поэтому измерения, проведённые в сырую и влажную погоду в весенний или осенний период, будут искажёнными.

Есть ещё способ производить замеры токоизмерительными клещами, но самым лучшим вариантом будет обращение в специализированную службу. Электротехническая лаборатория произведёт все необходимые измерения и выдаст соответствующий протокол, в котором будут указаны место проведения испытаний, характер и удельное сопротивление грунта, величины замеров с сезонным поправочным коэффициентом

Методики проверок

Существует несколько вариантов, как проверить заземление в квартире. Методы достаточно просты, для чего требуются нехитрые приборы и приспособления. Самый простой из них – это вскрыть розетку и посмотреть, подключен ли к одной из клемм провод желто-зеленого цвета. Если к розетке подключены всего два проводника, то схема PE в вашей квартире или доме отсутствует.

Есть специальная цветовая маркировка проводников, используемая в электроразводке, которая определяет назначение того или иного провода, что облегчает не только монтаж, но и определение жил в схемах подключения.

• Фаза обычно имеет коричневую изоляционную обмотку.
• Нуль синюю.
• Заземляющий провод желто-зеленую.

В электрической разводке квартир старой постройки использовался двойной провод одного цвета, так что здесь определить, какой из них фазный, а какой нулевой чисто визуально нельзя. Как найти их? Для этого придется использовать индикаторную отвертку. Дотроньтесь концом отвертки сначала до одной клеммы розетки, если она не горит, то это ноль. Если загорелась, то это фаза. Нередко в таких квартирах после проведения ремонта устанавливался контур заземления путем прокладки провода до розеток от распределительного щита. Если электрик знает цветовую маркировку проводников, то он уложил на заземление желто-зеленый кабель, что облегчит его определение.

Но даже наличие желто-зеленого проводника не говорит о том, что сам контур PE работает. Поэтому рассмотрим другие варианты, как проверить контур заземления.

Внимание! Можно в розетке встретить установленную перемычку между клеммами ноля и заземления. Таким образом, электрик пытался сделать своеобразный контур PE. Делать этого нельзя, потому что при обрыве нулевого провода (такое иногда случается, и причины могут быть разные) ток потечет по заземляющему контуру. А это обязательно приведет к его нагреву (он меньше в сечении), а здесь и до пожара недалеко.

Зачем нужно проверять заземление и как

Даже если монтаж электросети в доме осуществлялся профессиональными электриками, регулярные проверки необходимы. Причин несколько:

• существующие болтовые соединения с течением времени могут ослабевать: например, в розетках при чрезмерно частом включении/выключении вилок;
• подверженность коррозии элементов заземлителя под слоем грунта: стержней, соединительной полосы, отходящего провода.

Если вы, например, только въехали в квартиру и вас убеждают, что заземление есть и оно работает, неплохо для начала проверить его наличие в принципе. Наличие желтого проводка с зеленой линией, подсоединенного к соответствующему лепестку в розетке – еще не повод говорить, что заземление в доме есть и оно работает. Проверить это несложно, процедура осуществляется несколькими способами.

С помощью тестера

Сначала желательно выяснить, где фазовый контакт с помощью индикатора в виде отвертки с прозрачной ручкой: при касании нужной клеммы щуп засветиться (пометьте или запомните контакт). далее понадобится обычный, можно из разряда недорогих, вольтметр. Поставьте предел измерений в секторе АС (переменный ток) на любое максимальное значение, близкое к 220 вольт, но превышающее его: например, 250 или 500. Один щуп вставьте в фазу розетки, другой в ноль. При исправной сети прибор покажет значение, примерно равное 220. Теперь одним щупом прикоснитесь к лепестку заземления, вторым к фазе. Если тестер покажет 220 или немного меньше, система заземления работает. Если реакция вольтметра отсутствует, значит, нет.

Посредством лампочки

Потребуется патрон с ввернутым и заведомо исправным источником света, изолированный двухжильный провод. Зачистите оба конца от изоляции. Алгоритм действий такой же, что и при проверке тестером. Если при касании заземляющего лепестка и фазы свет горит (свечение может быть немного тусклее), заземление функционирует. Если свет от лампочки становится чрезмерно тусклым, придется проверять все элементы системы заземления. Если лампочка не горит – его нет вообще или на линии обрыв. Бывает и так, что заземлитель свое отслужил – коррозия «съела» стержни в земле или отгнил соединяющий провод, не контачит болтовое соединение. Но если все работает? Проверить все равно надо: на этот раз не напряжение, а сопротивление.

Приборы для тестирования работоспособности заземления

Сегодня рынок представляет достаточное количество моделей, предназначенных для работы в определенных условиях или универсальных. Условно стоит выделить несколько больших групп изделий, используемых наиболее часто:

1. Стрелочные омметры, используемые совместно с ручными генераторами. Чтобы получить измерения, их нужно крутить вручную: зато никакие химические источники питания не требуются.
2. Тоже стрелочные приборы, получающие энергию от обычных гальванических батареек.
3. Цифровые омметры. Результаты измерений выводятся на дисплей, в комплекте имеются бесконтактные клещи. Питание – от обычных низковольтных элементов.

Несмотря на развитие технологий в сфере измерительных приборов, наиболее простые из них, благодаря своей надежности, до сих пор пользуются популярностью. Поэтому работу с омметром стоит рассмотреть на примере оного из таких изделий – М416, хорошо известным профессионалам со стажем. В основе конструкции – стрелочный индикатор с несколькими пределами измерений, для питания используются три элемента напряжением по 1,5 вольта.

Проверка заземления прибором М416

Омметр установите на строго горизонтальную поверхность, при необходимости поменяйте батарейки. Прибор нужно располагать максимально близко к измеряемым точкам, чтобы длина щупов как можно меньше влияла на результаты исследований. Дальнейшие действия:

• Калибровка. Переключатель диапазонов измерений установите в положение «Контроль 5 Ом». Нажмите красную кнопку и, вращая реохорд, поставьте стрелку как можно точнее в положение «0». Отпустите кнопку: шкала будет показывать 5 Ом, что означает готовность прибора к работе.
• Замеры производятся в соответствии со схемами, нанесенными на внутреннюю часть крышки омметра.

Максимальное значение для частного дома – 30 Ом (на практике должно быть гораздо меньше). Если вы покупали комплект для заземления, более точные значения ищите в инструкции к нему.

Чтобы произвести измерения, нужно вкопать дополнительный заземляющий штырь на глубину 50 см и расстоянии 5-10 м от заземлителя: как минимум, в 5 раз больше длины стальной ленты, соединяющей стержни (стороны треугольника, если такая форма конструкции). На одинаковом расстоянии от дополнительно стержня и заземлителя установите потенциальный зонд-электрод для снятия напряжения (глубина 50 см). Теперь нужно собрать электрическую цепочку:

• между вспомогательным контрольным и штатным стержнем заземлителя последовательно включите источник переменного напряжения: например, вторичную понижающую обмотку трансформатора от сварочного аппарата;
• в разрыв провода, идущего к вкопанному заземлителю, тоже последовательно, включите амперметр;
• между заглубленной штатной конструкцией, к этой же точке, подсоедините вольтметр, второй его контакт – к зонду-электроду.

Переставьте зонд в другое место, третье и снова повторите операцию. Правильным будет считаться худший результат. Вычисление сопротивления производится по закону Ома: R=U/I. Трансформатор нужно достаточно мощный, чтобы он хоть примерно имитировал энергопотребление дома. Такой способ измерения сопротивления наилучшим образом подходит для частного дома.

Другие способы проверки приборами

Есть и более простой метод, заключающийся в использовании токовых клещей. Они представляют собой инструмент-трансформатор с амперметром, в котором уже есть первичная обмотка, а роль вторичной играет измеряемый проводник (например, стальная полоса от заземлителя). Остается заранее измерить напряжение и разделить его на полученную при помощи клещей силу тока, согласно закона Ома. Метод привлекателен тем, что для проведения измерений не нужно отключать заземлитель от оборудования (домашней сети).

Еще можно «прозвонить» самые проблемные места: соединения. Это называется «измерение переходных сопротивлений». Например, между отводом, идущим от заземлителя (уже на поверхности) и проводом, идущим к лепестку в ближайшей к нему розетке. Т. е. измерения производятся вокруг соединения. Предварительно зачистите поверхность металлической полосы до блеска металла. Если сопротивление больше 0,05 Ом, проверьте, нормально ли закручена гайка на болте: подкрутите ее. При внешних проявлениях коррозии раскрутите соединение, зачистите отдельно гайку, болт, пластину и соедините вновь. На заключительно этапе все обработайте антикоррозийным составом. У полосы можно покрасить только видимую часть: не забывайте, что ток идет только по поверхности проводника.

Необходимость регулярных проверок

Грунт и человек, коснувшийся корпуса прибора под напряжением, представляют собой 2 параллельно подключенных проводника.

Сила тока в них подчиняется закону:

I1/I2=R2/R1, где:

• I1 и I2 – ампераж в теле пользователя и PE-контуре соответственно, А;
• R1 и R2 – величины их электрического сопротивления, Ом.

Из формулы следует, что I1 тем меньше, чем ниже R2. Если же сопротивление заземления окажется большим, защитную функцию оно выполнять не будет.

Данный параметр зависит от ряда факторов:

• состояния металла в местах соединения отдельных компонентов системы;
• наличия ржавчины на электродах (врытых в землю стержнях);
• сопротивления растеканию заряда в грунте.

Со временем резистивность PE-контура может вырасти. Например, изменилась влажность грунта или концентрация солей в нем, электроды покрылись ржавчиной и т.д. Поэтому данный параметр периодически проверяют.

Если он окажется выше нормативных значений, принимают соответствующие меры.

Максимально допустимая величина сопротивления PE-системы прописана в ПУЭ:

Как часто нужно замерять сопротивление контура

Периодичность проверок зависит от вида объекта и условий эксплуатации электросети.
Данные сведены в таблицу:

Мегаомметр лучше использовать для оценки иных факторов безопасности

Например, сопротивления изоляции. Речь пойдет не о прямой опасности. То есть, если вы схватитесь рукой за провод, в котором диэлектрические свойства изоляции в норме, вы не получите поражение электротоком.

Но есть и дополнительная опасность: пробой изоляции под нагрузкой. Этот неприятный факт приводит к сбоям в работе, и что более страшно — к возгораниям электроцепи.

Мегаомметр для измерения сопротивления изоляции представляет собой генератор напряжения и точный прибор в одном корпусе.

Классический вариант (с успехом применяется и сейчас), вырабатывает напряжение до 2500 вольт. Не стоит бояться, токи при работе мизерные. Но держаться нужно только за изолированные рукояти измерительных кабелей.

Высокий потенциал напряжения легко выявляет изъяны в изоляции, и стрелка прибора показывает истинное сопротивление. Перед началом работ следует отключить все подающие напряжение автоматы, и избавиться от остаточного потенциала: заземлить провод.

Для измерения пробоя между проводами в одном кабеле используются два провода. Они подсоединяются к жилам отключенного кабеля, и проводится замер. Если сопротивление ниже нормы, кабель отбраковывается. Никто не знает, когда место потенциального пробоя принесет неприятности.

Для измерения утечки на землю, один провод соединяется с защитным заземлением (в зоне прокладки тестируемого кабеля), а второй к центральной жиле. Напряжение для тестирования должно быть выше. Если провод невозможно приложить к «земле», измерение проводится при помощи прикладывания второго электрода к внешней поверхности изоляции.

При наличии экрана (бронировки кабеля), применяется трехпроводная система замеров. третий провод соединяется с экраном тестируемого кабеля.

Общая схема именно такая, но каждая модель прибора имеет собственную инструкцию. В современных мегаомметрах с цифровым дисплеем, разобраться еще проще, чем в старых стрелочных.

С помощью мегаомметра можно тестировать еще и обмотки двигателей. Но это отдельная тема. Информация для тех, кто думает, что все эти приборы узкопрофильные: с помощью системы шунтов, можно превратить мегаомметр в прецизионный омметр или вольтметр.

Мультиметр

Домашний тестер уступает по функциональным возможностям профессиональным омметрам. С его помощью можно только проверить наличие контакта с заземлителем и примерно оценить, насколько тот работоспособен. Но зато мультиметр дешев и имеется в каждом домашнем хозяйстве.

Порядок действий:

1. Установите переключатель прибора в сектор «~V» (ACV) на позицию 600 В или 700 В (зависит от модели).
2. Коснитесь одним щупом фазной клеммы, другим – нулевой.
3. Снимите показания и мысленно зафиксируйте их (на индикаторе должно отобразиться «220» или около того).
4. Не меняя положения первого щупа, отнимите второй от нулевой клеммы и коснитесь им контакта заземления.
5. Снимите показания и сравните с первым результатом.

Возможны следующие варианты:

• второй результат лишь немногим меньше первого: заземление исправно;
• выявлена большая разница между показаниями: контакт есть, но слабый;
• во второй раз прибор показал «0»: PE-контур не работает.

Самодельный тестер

При отсутствии мультиметра можно изготовить самодельный индикатор.

Порядок действий:

1. К контактам патрона припаяйте 2 провода.
2. Зачистите их концы.
3. Вкрутите в патрон лампочку.

Для проверки коснитесь концами проводов фазной и нулевой клемм. Если самодельный тестер загорелся, переместите «щуп» от нейтрали к контакту заземления.

Возможны такие варианты:

• индикатор не горит – заземление отсутствует;
• наблюдается тусклое свечение – контакт есть, но слабый;
• лампочка светит почти так же ярко, как при проверке, – PE-контур исправен.

Проверка заземления в квартире и частном доме

Итак, при самостоятельной проверке заземления в квартире, начнём с визуального осмотра. Для этих целей потребуется снять одну из декоративных крышек на розетке, после чего произвести тщательный осмотр её внутренних элементов.

Если к розетке подключено два провода (синий и коричневый), то, ни о каком заземлении в квартире, речи идти не может. Заземление принято подключать третьим проводом, который имеет жёлто-зелёный цвет.

В том случае, если при визуальном осмотре, к розетке подведены три провода, и один из них в жёлто-зелёной изоляции, то это уже о чем-то говорит. Однако даже наличие подведённого жёлто-зелёного провода, еще не значит, что заземление в квартире есть, поэтому потребуется его дальнейшая проверка.

Последующая проверка заземления должна проводиться при помощи обычного мультиметра. Осуществлять такую проверку можно как в квартире, так и в частном доме.

Для этого осуществите ряд следующих манипуляций:

• Включите мультиметр на измерение напряжения;
• Произведите замеры напряжения в розетке (электричество должно быть включено на щитке);
• Сначала проверьте напряжение между нулём и фазой, как положено, а затем, между заземлением (землёй) и фазой.

Если и в том и в другом случае мультиметр показывает наличие напряжения в розетке, то, заземление есть. Когда же мультиметр не показывает напряжение между землёй и фазой, то, заземление отсутствует. Даже если жёлто-зелёный провод подключён к розетке, он может быть не подключённым к заземляющей шине в электрощитовой.

Как измерить сопротивление заземления в домашних условиях?

Наиболее эффективные способы проверки заземления осуществляются с помощью обычного мультиметра и лампочки.
В первом случае получится определить, рабочий ли контур заземления, а во втором, насколько он хорош под нагрузкой, то есть, его сопротивление.

Полезные советы и общие рекомендации

Работы проводите летом, в устоявшуюся сухую погоду. В такие периоды сопротивление контура является максимальным.

Измерительный прибор аналогового типа держите строго горизонтально, чтобы исключить отклонение стрелки под собственным весом.

Перед работами не забудьте проверить уровень заряда в батарейках (аккумуляторах).