Как правильно проверить контур заземления в частном доме своими руками

Перед тем как проверить заземление в частном доме, нужно принять меры, исключающие поражение током. В некоторых случаях для этого приходится отключать контур. Чтобы точно измерить сопротивление заземлителя, понадобится специальный прибор.

Функционирование заземления

Под заземлением (Protection Earth, или PE) понимают преднамеренное подключение какой-либо части электроустановки к металлической конструкции, врытой в грунт.

Оно бывает 2 видов:

1. Рабочее. Обеспечивает функционирование мощных установок – трансформаторов, разрядников-дугогасителей, генераторов и пр.
2. Защитное. Предотвращает удар током при замыкании фазы на нетоковедущие металлические части, чаще всего корпус.

Принцип работы заземления основан на способности грунта впитывать электрический заряд в неограниченном количестве. Если подключенный к PE-контуру корпус замкнет фазу и к нему прикоснется пользователь, ток потечет по пути наименьшего сопротивления, т.е. в почву. Человек при этом не пострадает. Так работает защитное заземление.

Необходимость проверки работоспособности системы

Исправное заземление обеспечивает безопасность при эксплуатации электроустановок. Без него любая авария, связанная с повреждением изоляции токоведущих частей, способна привести к электротравме с летальным исходом.

В то же время состояние системы PE нельзя определить визуально. Его проверяют специальными методами.

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:

Тип потребителя	Резистивность заземления, Ом
Квартира или частный дом при суммарной мощности одновременно включенных приборов до 100 кВА	10
То же более 100 кВА	4
Молниеотвод	10–20 (зависит от класса объекта по молниезащите)
Телекоммуникационные системы	2
Серверное оборудование	1
Рабочее заземление электроустановок	4–10

Как часто нужно замерять сопротивление контура

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

Потребитель	Максимальный срок между проверками, лет
Частный дом	1
То же, если изоляция проводов, дымовые трубы или электроустановки подвергались ремонту	0,5
Работающие в особо опасных условиях: лифты, прачечные, грузоподъемные машины, бани, столовые	1
Силовые подстанции	6

Что можно использовать для измерения

Наличие заземления и величину его сопротивления можно определить с помощью разных приборов. Простой тестер любой человек способен изготовить своими руками.

Мегаомметр

Для проверки заземления он не годится. Этот прибор предназначен для определения сопротивления изоляции проводов, величина которого измеряется в кило- и мегаомах.

Оценку работоспособности PE-контура проводят с помощью другого устройства – специального омметра.

От простого аналога он отличается следующим:

• особой схемой;
• наличием в комплекте больших электродов для вбивания в грунт и длинных отрезков проводов, намотанных на катушки;
• уличным исполнением, рассчитанным на эксплуатацию на открытом воздухе (диапазон рабочих температур составляет -25…+60°С);
• напряжением источника питания – 4,5–9 В.

Примеры популярных марок:

• М-416;
• ИС-10;
• СА 6412;
• SEW 1820 ER;
• SEW 2705 ER.

Омметры для измерения сопротивления заземления делятся на 3 вида:

1. Стрелочные (аналоговые) с источником питания в виде малогабаритного ручного генератора.
2. То же, но с гальваническими батареями.
3. Электронные с ЖК-дисплеем и памятью для хранения результатов проверок.

Принцип действия прибора основан на законе Ома для участка цепи: R=U/I. Согласно ему, для количественной оценки сопротивления нужно подать на исследуемый проводник известное напряжение и измерить силу протекающего в нем тока.

Порядок работы с прибором полезно рассмотреть на примере классической стрелочной модели М-416:

1. Устанавливают омметр в строго горизонтальное положение и нажимают красную кнопку для калибровки (стрелка должна указать на «0»).
2. Вбивают в землю основной и вспомогательные электроды и подключают их к прибору согласно изображенной на его крышке схеме.
3. Устанавливают переключатель диапазона измерений В1 в положение «х1».
4. Производят замер: нажимают красную кнопку и вращают ручку переменного резистора («Реохорд») до тех пор, пока стрелка не вернется на «0».
5. Рассчитывают результат путем умножения показаний шкалы реохорда на множитель – в данном случае на 1.

Если сопротивление выше 10 Ом, переключатель В1 устанавливают на позицию «х5», «х25» или «х100». После повторения операции показания шкалы реохорда умножают на 5, 25 и 100 соответственно.

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 розетке

Если мультиметр или самодельный индикатор показал отсутствие заземления в электроточке, нужно выяснить причину этого:

• PE-контур подсоединен, но не работает;
• подключения нет совсем.

Действуйте в таком порядке:

1. Отключите автомат на вводе в квартиру.
2. Убедитесь с помощью индикаторной отвертки, что фаза в розетке отсутствует.
3. Снимите декоративную крышку.

Если подведенный к электроточке кабель состоит из 3 жил, значит, заземление есть и нужно восстановить его работоспособность. Наличие только 2 проводников говорит об отсутствии PE-контура. В этом случае применяют другие способы защиты: зануление и УЗО.

Другие измерительные методы

Проводя проверку профессиональным омметром, используют несколько схем. Каждая система определения сопротивления PE-контура имеет свои достоинства и недостатки.

По трем точкам

Трехточечный метод получил наибольшее распространение. Он дает приемлемую точность и при этом не является особо сложным.

Используют 1 электрод и 2 зонда. Их устанавливают в соответствии со схемой, изображенной на рисунке.

Далее действуют в таком порядке:

1. Измеряют величину напряжения U между электродом Э1 и зондом Э2.
2. Определяют силу тока I на участке между стержнями Э1 и Э3.
3. Рассчитывают сопротивление заземления по формуле R=U/I.

Чтобы точность была выше, зонд Э3 устанавливают за пределами зоны эффективного сопротивления штырей Э1 и Э2.

Перед тем как замерить резистивность заземлителя, тот отключают от оборудования. Сотрудник рискует получить электротравму, если во время проведения исследований произойдет авария и PE-контур окажется под напряжением.

62 процента

Вариант трехточечного метода для участков с однородным грунтом.

Стержни расставляют так, чтобы соблюдалось правило:

(L1/L2)*100% = 62%, где:

• L1 – расстояние от основного электрода до зонда Э1;
• L2 – дистанция от главного стержня до штыря Э2.

Рекомендуемые значения L1 и L2 зависят от глубины погружения основного электрода.

Данные отображены в таблице:

Глубина электрода, м	L1, м	L2, м
1,8	13,7	21,9
2,4	15,25	24,4
3	16,75	26,8
3,6	18,3	29,25
5,5	21,6	35
6	22,5	36,6
9	26,2	42,65

Двухточечный способ

Будучи упрощенным, он дает низкую точность, но зато позволяет провести измерения в стесненных условиях, например в городской застройке.

Вместо 1 вспомогательного электрода (зонда) используют расположенный поблизости контур заземления. Его подключают последовательно с рассматриваемой конструкцией.

Метод показывает суммарное сопротивление обоих устройств, поэтому нужно, чтобы вспомогательный заземлитель имел высокое качество. Это позволит не учитывать его резистивность.

На завершающем этапе определяют сопротивление заземляющей шины и вычитают его из общего результата. Так получают искомую величину.

По четырем точкам

Эта методика является самой сложной, но зато имеет 2 существенных преимущества:

• обеспечивает наивысшую точность;
• в некоторых случаях позволяет обойтись без отсоединения PE-контура от обслуживаемого оборудования.

В землю вбивают 4 электрода в линию и с равным шагом, как показано на рисунке. Затем их подключают к гнездам омметра в соответствии с изображенной на его крышке схемой.

Прибор подает напряжение на 2 крайних стержня и определяет протекающий в цепи ток. Для 2 других (внутренних) омметр измеряет падение потенциала.

Далее он автоматически рассчитывает результат и отображает его на дисплее.

4-точечную схему поддерживают только некоторые устройства. К их числу относится, например, омметр ИС-4500.

Также с его помощью вычисляют напряжение прикосновения, для чего действуют в такой последовательности:

1. Запускают специальную функцию для генерации напряжения в грунте (имитация повреждения изоляции кабеля).
2. Снимают показания с дисплея: прибор отображает силу тока, протекающего в цепи заземления.
3. Умножают эту величину на предполагаемый ампераж в земле.

Пример:

• максимальный ожидаемый ток на аварийном участке составляет 3900 А;
• на дисплее омметра отобразилась величина 0,100.

Напряжение прикосновения составит: 3900*0,100=390 В.

Лампочкой

Чтобы проверить работу заземлителя, его подключают через светильник к фазной клемме. Если прибор горит ярко – контур функционирует исправно. Если свечения не наблюдается, значит, контакта с заземлителем нет либо его резистивность крайне высока.

Этот метод, в отличие от 2-, 3- и 4-точечного, не позволяет точно вычислить величину сопротивления системы PE, поэтому не может служить основанием для составления протокола испытаний и выдачи разрешения на ввод заземлителя в эксплуатацию.

С помощью лампочки владелец дома или квартиры проверяет общее состояние PE-контура.

Токовыми клещами

Приборы, оснащенные токоизмерительными клещами, способны определять сопротивление заземления без отсоединения контура от обслуживаемого оборудования. К таковым относится, например, омметр С.А6415 и его модификации – 6410 и 6412.

Другое преимущество таких устройств – учет резистивности не только самого заземлителя, но и всех соединений в системе.

Последовательность действий:

1. Тщательно зачистив участок PE-системы, к нему подключают прибор с помощью разъема типа «крокодил».
2. С шины заземления снимают защитный кожух, чтобы получить к ней доступ.
3. Обхватывают оголившийся проводник токоизмерительными клещами.
4. Переключают прибор в режим измерения силы тока.
5. Нажимают кнопку подачи напряжения в цепь.
6. Переключают омметр в режим вычисления сопротивления.
7. Снимают показания с дисплея.

Результат относится ко всей системе, т.е. учитывает резистивность:

• заземлителя;
• шины;
• грунта;
• соединений между оборудованием и шиной, а также между шиной и заземлителем.

Предел измерений по току для С.А6415 составляет 30 А. Если ампераж оказался более высоким и прибор зашкаливает, нужно прервать процесс и установить клещи в другой точке.