Заземление газового котла в частном доме проводится в целях безопасности. Конечно, почти любой прибор (если он не имеет специальной защиты) может работать без заземления, но это не означает, что им нужно пренебрегать. К газовым котлам это относится в полной мере, так как соединение их корпуса с землей важно для исправной работы систем автоматики, отвода статического потенциала, отвода атмосферных токов, наведенных по газовой магистрали.
Нужно ли заземлять газовый котел
Несмотря на то, что газовая магистраль сама по себе заземлена, заземления газовой трубы недостаточно. Необходимо предусмотреть дополнительную систему. Делается она не просто «на авось», а по типовым примерам конструкций, которые довольно просты. Рассмотрим их подробнее.
Выбор заземлителя
Под заземлителем подразумевают проводник, имеющий контакт с землей. Главная особенность его конструкции — как можно большая площадь соприкосновения с землей. Почва хоть и является проводником, но очень плохим. Именно поэтому, чтобы обеспечить низкое сопротивление заземления (требования нормативов по эксплуатации газовых котлов), необходима большая площадь соприкосновения заземлителя с грунтом. Заземление газовой трубы не является заземлением котла, для него необходим отдельный заземляющий контур.
Предложено множество вариантов конструкции заземлителей, как промышленных (например, для подстанций), так и для частного применения. Главная характеристика для выбора — максимальный ток, который необходимо отвести в землю при полном пробое, то есть то значение, на которое установлена защитная автоматика.
Перед тем, как сделать заземление для газового котла в частном доме, учитывайте, что конструкция заземлителей, проводов, контактных соединений будет проверяться аттестованными специалистами и на основе полученных данных будет составлен «Протокол проверки заземлителей и заземляющих устройств».
На объекте, где сделано заземление котла, проводятся измерения сопротивления растеканию тока контура заземления. Эта процедура позволяет получить объективные данные о качестве заземлителей, которые давно скрыты под землей. Именно поэтому не стоит пытаться сделать схему заземления на непроверенные объекты неизвестной конфигурации: водопровод, арматуру, газопроводы, канализацию. В этом есть риск, что вам не удастся получить акт о заземлении газового котла, и все придется переделывать заново. Нормы на заземление газовых котлов и газопроводов выработаны ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок). Они устанавливают характеристики заземления: сопротивление, сечение проводников, используемые материалы и технологии.
Наиболее распространены столбчатые заземлители. Это любой металлопрокат: трубы, уголки, швеллер, двутавры. Необходимое условие — достаточная жесткость используемых элементов, чтобы их можно было вбить в землю. Если используется ямобур, то соблюдать это требование необязательно. Столбики ставят по треугольнику, что делается для ограничения габаритов места на участке.
Готовые комплекты заземлителей имеют довольно высокую стоимость, поэтому используются редко. Они имеют точно такую же столбчатую конструкцию. Их преимущество — возможность сборки без сварочного аппарата (с латунными соединяющими втулками), однако, такое соединение менее надежно.
Столбчатые заземлители для газового котла в частном доме используют только по той причине, что их можно вбить в землю на значительную глубину. На самом деле, это далеко не лучшая конструкция, потому, что надежный электрический контакт может быть только во влажной почве, в последней четверти заглубленной части столба. Если на участке не каменистый и не скальный грунт, то можно выкопать траншею глубиной около 1 м и длиной 3 м и более (длиннее — лучше). В нее укладывается металлический проводник, который тоже может быть сделан из любого черного или цветного проката. Однако, эта схема не является классической, но тоже вполне может пройти аттестацию.
Подбор материалов для заземлителя
Заземление может быть сделано только из металлических элементов. Все другие материалы проводниками не являются. Теоретически, его можно было бы изготовить из графитовых или угольных стержней, но это тоже не вариант из-за слишком большого их сопротивления. Сухой грунт ток не проводит. Проводимость почвы зависит от ее влажности, когда в ней образуются растворы солей (электролиты), очень хорошо проводящие электрический ток.
Самым лучшим из возможных материалов для заземлителя является медь и нержавеющая сталь. Применяют и обычную сталь, но нужно учитывать, что срок службы такой конструкции будет напрямую зависеть от ее объемов, т.е. металл коррозируется с определенной скоростью (мм и доли мм в год). Стальные детали заземлителя должны иметь большое сечение: толстые арматурные стержни, трубы и любой металлопрокат. Если вы выберите нержавеющую сталь, то уже можно использовать тонкие уголки. Они обеспечат даже еще большую эффективность, чем массивные стальные детали.
Расчет параметров заземляющего устройства
Бытовые газовые котлы (одноконтурные и двухконтурные) подключаются к заземляющей конструкции в виде треугольника со стороной 2,5 и более м. Глубина стержней по углам — 2,5-3 м. Рекомендуется использовать именно эту конструкцию, так как она обеспечивает экономию материалов при значительной площади контакта с грунтом, является типовой и легко проходит аттестацию при проверке экспертами. Ту же схему используют и при монтаже другого газового оборудования, например, бойлера. Ему, так же как и котлу, требуется заземление.
Расчет элементов контура заземления можно произвести с помощью нашего калькулятора расчета сопротивления заземления.
Сечение стальных горизонтальных перемычек не должно быть меньше 48 мм2. Чем больше оно — тем лучше, заземляющий контур будет иметь меньшее сопротивление, что обязательно будет отмечено экспертами при прохождении проверки. В схеме треугольника контакт с землей имеют не только вертикальные стержни, но и горизонтальные. Их засыпают на 20-30 см. Глубже — лучше, но на практике сложно копать глубокую траншею.
Наиболее часто встречается глинистый грунт. Он хорошо держит влагу и легко разрабатывается. Заземление в нем делается просто, а благодаря высокому показателю проводимости, оно еще и эффективно. В бытовых условиях сложно получить данные об удельном сопротивлении грунта, поэтому пользуются усредненными значениями.
Чтобы пройти проверку, главное не брать элементы погружения меньше стандартных. Металл не настолько дорог, чтобы экономить на длине стержней. Просто сделайте глубину погружения стержней не менее 2,5 м и сторону треугольника не менее 2,5 м и заземление гарантированно заработает и почти со 100% вы получите акт на заземление газового котла.
Монтаж заземления
Самое сложное в монтаже заземления — земляные работы. Глубина погружения стержней — 2,5-3 м. Это не означает, что надо копать трехметровую яму. Вполне достаточно пройти половину глубины, а остальное получить забиванием стержней в почву. Здесь многое определяется наличием камней в грунте. В каменистых грунтах такой метод погружения невозможен вовсе.
Сначала на участке размечают треугольник со сторонами около 3 м. Располагать его желательно с той стороны дома, где установлено котел, но это необязательно. Гораздо важнее, чтобы это место не было проходным. Нахождение людей в зоне растекания тока в случае срабатывания нежелательно.
По сторонам треугольника копается траншея, а по углам — ямы, в которые потом будут погружены стержни заземления. Здесь можно использовать любой инструмент. Наиболее практичен ямобур, пусть и ручной, или бензиновый. В аренду берется та же модель, которая используется для бурения под легкие винтовые сваи.
В выкопанную яму сложной треугольной формы погружается заземляющая конструкция. Сначала забивают стойки по углам треугольника, После того, как они будут погружены ниже уровня земли (их длина должна составлять 1,5-3 м при вертикальном погружении) к ним привариваются горизонтальные проводники. Сечение горизонтальных проводников должно быть не меньше, чем вертикальных стоек.
Готовые комплекты заземления газового котла часто сделаны под болтовые соединения. Сварное соединение лучше болтового. Это особенно актуально, так как в условиях постоянной почвенной влаги развивается интенсивная коррозия, и место соединения может перестать проводить электрический ток. Эффективность заземления снизится, а внешне это заметно не будет. Таким образом, плохо сделанные соединения в будущем могут спровоцировать аварийную ситуацию, когда сопротивление заземления вдруг окажется слишком большим, чтобы эффективно отвести ток от пробоя.
Если при копании ямы были крупные изъяты камни, то их не надо использовать при засыпке, так как камень ток не проводит. Подсыпается другой мелкозернистый грунт, который впитает почвенную влагу и станет проводником. Грунт уплотняется вровень с землей.
Место залегания заземляющего треугольника удобно сделать под водосточной трубой. Там грунт более влажный и проводимость его более высокая, поэтому заземление газового котла будет работать эффективно при том же количестве использованных материалов.
Подключение контура заземления
Заземляющая петля подключается медным многожильным проводом большого сечения. Лучше всего использовать специальный провод с желто-зеленой изоляцией, который продается именно для заземления и имеет соответствующую цветовую маркировку. Сечение провода заземления должно быть больше всех остальных проводов (фазного и нулевого), которые использовались для подключения котла. Это необходимо для минимального сопротивления в случае срабатывания.
Под подключение контура заземления на котле специально предусмотрена мощная резьбовая клемма с соответствующим символом. Подключение необходимо именно к этой точке, а не к другим, даже если они находятся на общем корпусе.
Проверка работы
Проверке необходимо уделить особое внимание. Сделанное заземление газового котла проверяется экспертами, чтобы получить соответствующий акт. Вызов экспертов платный, поэтому, чтобы пройти проверку наверняка, необходимо систему заземления проверить самостоятельно несколько раз. Сделать это можно как с помощью специальных приборов, так и без них.
Сначала рассмотрим интересную методику проверки с помощью тестера и сети 220 вольт. Метод состоит в том, что вы подключаете нагрузку, например, электрическую лампочку 100 Вт к фазе и нейтрали. Затем измеряется потребляемый ток. Потом, нейтраль отключается, а к свободному концу провода подключают имеющееся заземление. Ток замеряется вновь, и он всегда будет меньше первоначального значения. Чем меньше такое отклонение между токами — тем более качественно сделано заземление газового котла. Высчитав разницу тока по закону Ома находим сопротивление заземления.
Различные методы измерения параметров заземляющих устройств подробно рассмотрены в статье «Как произвести замер сопротивления заземления».
Описанный метод имеет два недостатка. Это необходимость измерения токов с опасным для жизни напряжением, а второе — погрешность, так как к сопротивлению вашей конструкции добавляется еще и сопротивление почвы до подстанции (или другого места, где нейтраль соединена с землей). Поэтому, рассмотрим другой способ. Для него необходимо, чтобы в доме уже было сделано какое-либо заземление, например, металлические водопроводные трубы.
К имеющемуся заземлению подключается низковольтная цепь, например, от автомобильного аккумулятора с какой-либо нагрузкой. Разрыв цепи должен быть между заземлением и новым заземление газового котла, к которому подключают щуп амперметра. Зная ток при нулевом сопротивлении проводов, его сравнивают со значением, полученным через заземление.
Наконец, есть третий способ поверки заземления котла с помощью специальных приборов. Они позволяют замерять токи растекания в почве, удельное сопротивление грунта. Ими пользуются эксперты. На бытовом уровне такое оборудование недоступно, но и более простые способы измерения сопротивления заземления дают достоверный результат.
Познавательное видео-заземления.
Спасибо.