Заземление в старом доме: варианты решения

В домах старой постройки розетки чаще всего двухпроводные: фаза и ноль, третьего защитного проводника нет. Подключать в такую сеть стиральную машину, духовой шкаф или бойлер можно, но безопасность при этом держится только на удаче. Разберем, какие есть реальные способы получить защиту от поражения током, а какие только имитируют заземление.

Зачем нужно заземление и что происходит без него

Защитный проводник PE нужен для одной задачи: при пробое изоляции на корпус прибора ток должен уйти по надежному пути с малым сопротивлением, а защитный аппарат (автомат или УЗО) должен быстро отключить цепь. Если земли нет, корпус стиральной машины или водонагревателя остается под напряжением, и опасным становится любое одновременное касание корпуса и заземленного предмета: батареи, водопроводной трубы, мокрого пола.

Особенно рискованны помещения с влажной средой: ванная, кухня, санузел. Сопротивление кожи во влажных условиях падает в десятки раз, и ток, который в сухой комнате ощущался бы как легкое покалывание, во влажной становится опасным для жизни. Поэтому в нормативах для таких зон требования к защите заметно жестче.

Отдельная тема: помехозащита и экранирование. Сетевые фильтры, компьютерные блоки питания и многие бытовые приборы с емкостными фильтрами при отсутствии земли выводят на корпус потенциал порядка половины сетевого напряжения. Именно поэтому металлический корпус системного блока иногда «щиплется» при касании. Это не пробой, но признак того, что защитного проводника нет.

Какие системы заземления бывают в старых домах

Чтобы выбрать решение, нужно понять, какая система питания у вашего дома. Это определяется не желанием, а тем, как устроен ввод и что стоит в подстанции.

Система TN-C

В ней нулевой рабочий и нулевой защитный проводники совмещены в один (PEN). Это классика для домов старой постройки: в стояк приходят три провода, фаза и PEN, в квартиру заходит два. Защитного проводника в квартире нет по определению.

Система TN-C-S

Совмещенный проводник PEN делится на PE и N в одной точке, как правило на вводе в здание или в вводно-распределительном устройстве. Дальше по зданию идут отдельные нулевой рабочий и нулевой защитный проводники. Именно к такой схеме следует стремиться при реконструкции.

Система TT

Здание получает от подстанции только фазу и ноль, а защитное заземление выполняется местным заземлителем на участке. Такая схема типична для частных домов, питающихся по воздушным линиям, и для случаев, когда сеть сильно изношена. Для защиты в TT обязательно применяется УЗО.

Чего нельзя делать ни в коем случае

В интернете и на строительных площадках до сих пор встречаются «народные» способы, которые не только не защищают, но и создают опасность.

• Подключать защитный контакт розетки к нулевому рабочему проводнику («занулять» перемычкой в розетке). Если на вводе обрыв нуля или перепутана фаза, на всех корпусах появится опасный потенциал.
• Использовать как заземлитель трубы отопления или водопровода. Они могут иметь пластиковые вставки, а при работах по замене участков труб потенциал на них непредсказуем. Кроме того, ток замыкания пойдет на соседей.
• Подключать землю к металлической арматуре или стояку газовой трубы. Газопровод как заземлитель категорически запрещен.
• Оставлять в розетке с землей «пустую» клемму для красоты. Контакт без проводника не защищает, а создает у пользователя ложную уверенность.

Вариант первый: перевод ввода на TN-C-S

Правильное решение для многоквартирного дома — разделение PEN-проводника в вводном устройстве здания с повторным заземлением. Но выполнить его сами жильцы не могут: это зона ответственности управляющей организации и сетевой компании. Обратитесь с письменным заявлением, укажите, что хотите перейти на трехпроводную схему питания, и попросите провести замеры на вводе.

На практике в старом доме выполняется такая последовательность работ:

1. Обследование стояков и ввода, замеры сопротивления петли «фаза — ноль» и состояния существующего контура.
2. Монтаж главной заземляющей шины (ГЗШ) в вводном устройстве.
3. Прокладка отдельного защитного проводника в поэтажные щитки.
4. Разделение PEN на PE и N на вводе, повторное заземление на вводе.
5. Протоколы испытаний и приемка.

Стоимость и сроки зависят от состояния стояков. Если кабель алюминиевый, сечение мало, а изоляция потрескалась, обычно заодно заменяют и стояк.

Вариант второй: отдельный контур заземления для частного дома

В частном доме все проще: заземлитель можно сделать на своем участке. Классическая схема — три вертикальных стальных электрода длиной около 3 м, забитых по вершинам треугольника с шагом порядка 3 м и соединенных стальной полосой сечением не менее 4×40 мм. Обычно используют уголок 50×50 мм, круглый стержень диаметром не менее 16 мм (оцинкованный) или медненый стержень диаметром 14 мм.

От контура до дома идет полоса, которую заводят на главную заземляющую шину. К ней подключаются нулевой защитный проводник щита, система уравнивания потенциалов, металлические трубы, ванна, каркас газового котла.

Сопротивление растеканию заземлителя нормируется. Для однофазной сети 220 В при TT его ориентировочное значение не более 30 Ом при условии установки УЗО, а при повторном заземлении PEN на вводе обычно требуют не более 30 Ом (если сопротивление источника не нормируется иначе). Для сетей 380 В показатель жестче. Замер выполняет электролаборатория, и без протокола принимать работу нельзя.

Вариант третий: УЗО как основная защита

Если перевести дом на TN-C-S невозможно, самое важное средство защиты в квартире с двухпроводной сетью — устройство защитного отключения. УЗО реагирует на ток утечки, то есть на разницу токов в фазном и нулевом проводниках. Если часть тока уходит по телу человека или по корпусу, разница возникает, и аппарат отключается за доли секунды.

Для бытовых цепей применяют УЗО на дифференциальный ток 30 мА, для групп, где есть мокрые зоны, этот номинал обязателен. Для защиты от возгорания на вводе используют УЗО на 100–300 мА селективного типа.

Важный нюанс: УЗО работает и без заземления. Но для срабатывания нужен путь утечки. Если человек стоит на сухом деревянном полу и держится только за корпус, ток уходит через него в землю не полностью, и УЗО может не успеть. Поэтому УЗО — это защита от поражения, но не полная замена защитному проводнику.

Типы УЗО различаются по реакции на форму тока утечки:

• Тип AC реагирует только на синусоидальный переменный ток. Подходит для простых нагрузок без электроники.
• Тип A реагирует также на пульсирующий постоянный ток. Рекомендуется для стиральных машин, индукционных варочных панелей, приборов с регуляторами.
• Тип B нужен в особых случаях, например для зарядных станций электромобилей.

Для современной кухни и ванной разумно выбирать тип A.

Вариант четвертый: дифференциальные автоматы и разделение групп

В квартире с устаревшей проводкой нередко не хватает места в щите, и вместо связки «автомат + УЗО» ставят дифавтоматы. Они совмещают защиту от перегрузки и от токов утечки в одном модуле шириной два модуля. Для групп мокрых зон (стиральная машина, бойлер, розетки в ванной) дифавтомат на 16 А и 30 мА — оптимальный выбор.

Рекомендуется разделить электропроводку на отдельные группы:

• освещение, с автоматом 10 А;
• розетки комнат, автомат 16 А, УЗО 30 мА;
• кухня, отдельные линии для духовки и варочной панели;
• стиральная и посудомоечная машины, каждая на своей линии с дифавтоматом;
• бойлер, отдельная линия.

Такая схема не только безопаснее, но и удобнее при ремонте: отключая одну группу, вы не обесточиваете всю квартиру.

Система уравнивания потенциалов

Даже без заземления в квартире необходимо сделать уравнивание потенциалов. Основная система выравнивает потенциалы всех открытых проводящих частей: труб, стояков, металлических ванн и вентиляционных коробов, и соединяет их с главной заземляющей шиной здания. Дополнительная система на уровне квартиры соединяет между собой металлические ванну, поддон душа, трубы и корпуса приборов в ванной.

Провода для соединений берут медные, сечением не менее 4 мм² в защищенных местах и не менее 6 мм² при открытой прокладке. Подключение к трубам делается специальными хомутами с контактной площадкой, а не просто обмоткой проволокой. Для металлической ванны используется болт заземления на корпусе, который нужно зачистить и смазать техническим вазелином от окисления.

В ванной комнате рядом ставится небольшая коробка ДУП (дополнительное уравнивание потенциалов), и от нее идут провода к каждому проводящему элементу. В квартире без защитного проводника эта коробка соединяется кабелем с главной шиной на этаже или в доме.

Как выполнить розетки при отсутствии земли

Если защитного проводника нет, использовать розетки с заземляющим контактом можно, но подключать «землю» не к чему. Лучше сразу заложить кабель с тремя жилами (ВВГнг-LS 3×2,5 для розеток, 3×1,5 для освещения), оставив третью жилу в коробке и в щитке подключенной к шине PE. Когда дом перейдет на новую схему, останется только соединить шину в вашем щитке с общей.

Такой подход называется «заделом на будущее» и ничего не стоит по деньгам: разница в цене трехжильного и двухжильного кабеля небольшая, а переделывать штробы и подрозетники потом дороже.

Замеры и проверка: как убедиться, что все сделано правильно

После любых работ с заземлением необходимо проверить их результат. Электролаборатория выполняет:

• измерение сопротивления растеканию заземлителя;
• проверку металлосвязи между заземляющим проводником и всеми заземляемыми элементами;
• измерение сопротивления петли «фаза — ноль» для проверки отключающей способности автоматов;
• проверку срабатывания УЗО по току и по времени;
• измерение сопротивления изоляции.

Протокол с результатами нужно хранить вместе с документами на квартиру. Отключающая способность автомата считается достаточной, если ток короткого замыкания в петле превышает номинал, умноженный на коэффициент срабатывания электромагнитного расцепителя. Для характеристики B кратность примерно 3–5, для C примерно 5–10. Например, для автомата C16 ток при коротком замыкании должен быть не менее 160 А, а лучше с запасом.

Домашняя проверка тоже возможна. Недорогой индикатор розетки с тремя светодиодами показывает, правильно ли подключены фаза, ноль и земля. Но он не заменяет замеров и не определяет качество заземления, только факт наличия проводника.

Типичные ошибки при работах

• Заземление на батарею отопления «на скорую руку». Трубы могут быть заменены на полипропиленовые, и контакта не будет.
• Использование одной жилы кабеля и как нуля, и как земли.
• Установка УЗО без проверки схемы: если нейтраль после УЗО соединена с нулем другой группы, аппарат будет срабатывать без причины.
• Подключение стиральной машины через удлинитель без земли.
• Отсутствие замеров после монтажа. Заземление без протокола нельзя считать выполненным.
• Игнорирование сечения. Для защитного проводника он должен быть не меньше сечения фазного при сечении фазного до 16 мм².

Что делать, если ничего из перечисленного нельзя сделать

Бывает, что управляющая организация отказывает, а проект ввода не меняется годами. Тогда безопасность стоит строить на сочетании мер:

1. Поставить УЗО 30 мА на все розеточные группы и на ванную обязательно.
2. Выполнить дополнительное уравнивание потенциалов в ванной.
3. Использовать приборы класса защиты II (с двойной изоляцией), где это возможно.
4. Не пользоваться электроприборами с мокрыми руками и стоя в воде.
5. Периодически проверять УЗО кнопкой «Тест» раз в месяц.

Приборы класса II не требуют заземления и отмечены значком двойного квадрата. Это многие фены, настольные лампы, небольшая техника.

Коротко

Заземление в старом доме решается на двух уровнях: на уровне здания и на уровне квартиры. Лучший результат дает перевод на TN-C-S с разделением PEN на вводе, но требует участия управляющей организации. В частном доме можно сделать собственный контур с замером сопротивления. Если сделать ничего нельзя, основной защитой становится УЗО 30 мА типа A на всех розеточных группах плюс дополнительное уравнивание потенциалов в ванной. Не используйте трубы как заземлители, не соединяйте ноль и землю в розетке, закладывайте трехжильный кабель заранее и всегда требуйте протокол измерений от электролаборатории.