Сопротивление заземления — это противодействие грунта (земли) растеканию по нему электрического тока, поступающему через заземлители.
Как мы знаем из курса физики, сопротивление измеряется в Ом и чем оно меньше, тем лучше. Идеальный вариант — это нулевое значение, означающее отсутствие вообще какого-либо сопротивления.
Такого идеала в природе не существует, поэтому все электрооборудование и электроника нормируются величинами сопротивления заземления в 60, 30, 15, 10, 8, 4, 2, 1 и 0,5 Ом.
При подключении локального заземления к нейтрали трансформатора / генератора в системе TN суммарное сопротивление заземления (локального + всех повторных + заземления трансформатора / генератора) должно быть не более 4 Ом (ПУЭ 1.7.101). Данное условие выполняется без каких-либо дополнительных мероприятий при правильном заземлении источника тока (трансформатора либо генератора).
Что касается частных домов, имеющих электрическую сеть на 220/380 Вольт, то величина сопротивления заземления не должна превышать значение в 30 Ом.
Если к частному дому подключен газопровод, то сопротивление заземления должно быть не более 10 Ом, так как используется опасное оборудование.
Заземление, используемое для подключения молниеприемников, обязано иметь сопротивление не более 10 Ом.
Для источника тока (генератора или трансформатора) сопротивление заземления 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 (ПУЭ 1.7.101)
Для уверенного срабатывания газовых разрядников в устройствах защиты воздушных линий связи (например, локальная сеть на основе медного кабеля или радиочастотный кабель) сопротивление заземления, к которому они (разрядники) подключаются должно быть не более 2 Ом. Встречаются экземпляры с требованием в 4 Ом.
При подключении телекоммуникационного оборудования, заземление обычно должно иметь сопротивление не более 2 или 4 Ом.
Для подстанции 110 кВ сопротивление растеканию токов должно быть не более 0,5 Ом (ПУЭ 1.7.90).
Приведенные выше нормы сопротивления заземления справедливы для нормальных грунтов с удельным электрическим сопротивлением не более 100 Ом*м (например, глина / суглинки).
Если грунт имеет более высокое удельное электрическое сопротивление — то часто (но не всегда) минимальные значения сопротивление заземления повышаются на величину 0,01 от удельного сопротивления грунта.
Например, при песчаных грунтах с удельным сопротивлением 500 Ом*м минимальное сопротивление локального заземления дома с системой TN-C-S повышается в 5 раз — до 150 Ом (вместо 30 Ом).
Качество заземления
Сопротивление заземления является основным качественным показателем заземлителя и напрямую зависит от:
- удельного сопротивления грунта;
- конфигурации заземлителя, в частности: площади электрического контакта электродов заземлителя с грунтом.
Удельное сопротивление грунта
Параметр определяет собой уровень «электропроводности» земли как проводника — как хорошо будет растекаться в такой среде электрический ток, поступающий от заземлителя. Чем меньший размер будет иметь эта величина, тем меньше будет сопротивление заземления.
Удельное электрическое сопротивление грунта (Ом*м) — это измеряемая величина, зависящая от состава грунта, размеров и плотности прилегания друг к другу его частиц, его влажности и температуры, концентрации в нем растворимых химических веществ (солей, кислотных и щелочных остатков).
Обычно используется таблица ориентировочных величин «удельное сопротивление грунта», т.к. его точное измерение возможно только в ходе проведения специальных геологических изыскательных работ.
Конфигурация заземлителя
Сопротивление заземления напрямую зависит от площади электрического контакта электродов заземлителя с грунтом, которая должна быть как можно большей. Чем больше площадь поверхности заземлителя, тем меньше сопротивление заземления.
Чаще всего, из-за наименьшей сложности монтажа, в роли заземлителя используется вертикальный электрод в виде стержня/трубы/уголка.
Для увеличения площади контакта заземлителя с грунтом:
• увеличивается длина (глубина) электрода;
• используется несколько соединенных вместе коротких электродов, размещенных на некотором расстоянии друг от друга (контур заземления). В таком случае площади единичных электродов просто складываются вместе, что подробно описано на отдельной странице о расчете заземления.
