Заземление в частном доме собирают из трёх разных по назначению проводников, и требования к ним в ПУЭ тоже разные. Путаница между ними — причина большинства ошибок: контур из полосы 40х4 соединяют с щитом проводом 6 мм², а на выходе получают систему, у которой самое слабое звено находится не там, где его искали.
Разберём каждый элемент по ПУЭ гл. 1.7 с конкретными пунктами, а расчёт сечения под свою фазу можно сразу сделать в калькуляторе Сечение заземления.
1. Три проводника, которые называют «заземлением»
| Элемент | Что это | Где нормируется |
|---|---|---|
| Заземлитель | Электроды в грунте: вертикальные штыри и горизонтальная связь между ними | ПУЭ 1.7.111, табл. 1.7.4 |
| Заземляющий проводник | Соединяет заземлитель с главной заземляющей шиной (ГЗШ) | ПУЭ 1.7.113, 1.7.117, табл. 1.7.4 |
| Защитный проводник PE | Идёт от ГЗШ и щита к открытым проводящим частям электроприёмников | ПУЭ 1.7.126–1.7.127, табл. 1.7.5 |
К этому добавляется система уравнивания потенциалов — основная (ПУЭ 1.7.137) и дополнительная (ПУЭ 1.7.138).
Кабельным изделием в привычном смысле является только PE-проводник. Заземлитель — это сталь или медь заданного профиля, а не кабель.
2. Сечение PE-проводника: таблица 1.7.5
Основное правило — п. 1.7.126 ПУЭ, таблица 1.7.5:
| Сечение фазного проводника S, мм² | Наименьшее сечение PE, мм² |
|---|---|
| S ≤ 16 | S |
| 16 < S ≤ 35 | 16 |
| S > 35 | S/2 |
Важная оговорка самого стандарта: площади сечений приведены для случая, когда защитные проводники изготовлены из того же материала, что и фазные. Сечения защитных проводников из других материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведённым. То есть медный PE при алюминиевой фазе считается не по таблице напрямую, а через пересчёт проводимости.
Практические значения для бытовых сечений:
| Фаза, мм² | PE, мм² | Комментарий |
|---|---|---|
| 1,5 | 1,5 | Обычная линия освещения |
| 2,5 | 2,5 | Розеточная группа |
| 4 | 4 | Мощная розеточная линия |
| 6 | 6 | Электроплита, ввод в квартиру |
| 10 | 10 | Ввод в дом малой мощности |
| 16 | 16 | Ввод, граница правила S = PE |
| 25 | 16 | Работает правило «16» |
| 35 | 16 | Работает правило «16» |
| 50 | 25 | Работает правило S/2 |
| 95 | 50 | Работает правило S/2 |
Скачок на 25 и 35 мм² выглядит нелогично, но объясняется физикой: ток короткого замыкания в PE равен фазному, однако он кратковременный, и термической стойкости меньшего сечения при исправной защите достаточно.
3. Отдельно проложенный PE: минимумы п. 1.7.127
Если защитный проводник не входит в состав кабеля и не проложен с фазными в общей оболочке, трубе, коробе или на одном лотке, добавляются абсолютные минимумы:
| Материал и условия | Минимальное сечение |
|---|---|
| Медь при наличии механической защиты | 2,5 мм² |
| Медь при отсутствии механической защиты | 4 мм² |
| Алюминий, отдельная прокладка | 16 мм² |
Механическая защита — это гофра, труба, короб или прокладка в конструкции. Открыто проложенный по стене одиночный медный PE меньше 4 мм² требованию не отвечает.
Именно этот пункт объясняет, почему при разводке трёхжильным кабелем PE 1,5 мм² законен (он в составе кабеля и защищён его оболочкой), а тот же проводник, брошенный отдельно вдоль стены, — нет.
4. Заземляющий проводник от контура до ГЗШ
Пункт 1.7.113 отсылает к тем же требованиям 1.7.126, а для участков, проложенных в земле, — к таблице 1.7.4. Плюс прямой запрет: прокладка в земле алюминиевых неизолированных проводников не допускается.
Отдельный минимум задаёт п. 1.7.117 — для заземляющего проводника, присоединяющего заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках до 1 кВ:
| Материал | Минимальное сечение |
|---|---|
| Медь | 10 мм² |
| Алюминий | 16 мм² |
| Сталь | 75 мм² |
На практике из дома к контуру чаще всего выводят стальную полосу 40х4 мм (160 мм² — с запасом относительно 75 мм²), а внутри дома от неё переходят на медный проводник сечением 10–16 мм² с жёлто-зелёной изоляцией.
5. Заземлители в грунте: таблица 1.7.4
По п. 1.7.111 искусственные заземлители могут быть из чёрной или оцинкованной стали либо медными, и они не должны иметь окраски — краска изолирует электрод от грунта.
Наименьшие размеры по таблице 1.7.4:
| Материал | Профиль | Диаметр, мм | Сечение, мм² | Толщина стенки, мм |
|---|---|---|---|---|
| Сталь чёрная | Круглый, вертикальный заземлитель | 16 | — | — |
| Сталь чёрная | Круглый, горизонтальный заземлитель | 10 | — | — |
| Сталь чёрная | Прямоугольный | — | 100 | 4 |
| Сталь чёрная | Угловой | — | 100 | 4 |
| Сталь чёрная | Трубный | 32 | — | 3,5 |
| Сталь оцинкованная | Круглый, вертикальный | 12 | — | — |
| Сталь оцинкованная | Круглый, горизонтальный | 10 | — | — |
| Сталь оцинкованная | Прямоугольный | — | 75 | 3 |
| Сталь оцинкованная | Трубный | 25 | — | 2 |
| Медь | Круглый | 12 | — | — |
| Медь | Прямоугольный | — | 50 | 2 |
| Медь | Трубный | 20 | — | 2 |
| Медь | Канат многопроволочный | 1,8 (каждая проволока) | 35 | — |
Отсюда типовые решения: вертикальные штыри из чёрного круга 16 мм или оцинкованного 12 мм, горизонтальная связь полосой 40х4 мм (чёрная сталь, 160 мм² при толщине 4 мм). Уголок 50х50х5 мм тоже проходит по требованию 100 мм² и 4 мм.
Отдельно п. 1.7.112 указывает: при опасности коррозии следует либо увеличить сечения заземлителей с учётом расчётного срока службы, либо применить заземлители с гальваническим покрытием или медные. Траншеи заполняют однородным грунтом без щебня и строительного мусора, а сами заземлители не размещают там, где земля подсушивается теплом трубопроводов.
6. Естественные заземлители: что можно и что нельзя
Прежде чем забивать штыри, ПУЭ предлагает посмотреть, нет ли на объекте уже готового заземлителя. Пункт 1.7.109 разрешает использовать в качестве естественных заземлителей:
- металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землёй, включая железобетонные фундаменты с защитными гидроизоляционными покрытиями в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;
- металлические трубы водопровода, проложенные в земле;
- обсадные трубы буровых скважин;
- металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов;
- рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренных перемычек между рельсами;
- другие находящиеся в земле металлические конструкции сооружения.
Пункт 1.7.110 задаёт запреты. Не допускается использовать в качестве заземлителей:
- трубопроводы горючих жидкостей;
- трубопроводы горючих или взрывоопасных газов и смесей;
- трубопроводы канализации и центрального отопления.
Оговорка стандарта важна: эти ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству для уравнивания потенциалов. То есть газовую трубу нельзя использовать как заземлитель, но подключить её к системе уравнивания потенциалов нужно.
Отдельно: не следует использовать железобетонные конструкции с предварительно напряжённой арматурой (ограничение не распространяется на опоры ВЛ и опорные конструкции ОРУ).
Практический вывод для частного дома: фундаментный заземлитель — самый долговечный вариант, но закладывается он на этапе армирования, а не после сдачи дома. Металлический водопровод в качестве естественного заземлителя сегодня почти не работает: вводы массово заменены на полипропилен, и участок трубы в земле оказывается электрически отрезан. Поэтому в подавляющем большинстве случаев на участке делают искусственный контур по табл. 1.7.4.
7. Уравнивание потенциалов
Основная система (п. 1.7.137). Сечение — не менее половины наибольшего сечения защитного проводника электроустановки, при этом не более 25 мм² по меди или равноценного из других материалов. Абсолютные минимумы: медь 6 мм², алюминий 16 мм², сталь 50 мм².
Пример: наибольший PE в доме — 16 мм². Половина — 8 мм², округляем вверх до стандартного 10 мм². Минимум 6 мм² соблюдён, потолок 25 мм² не превышен.
Дополнительная система (п. 1.7.138). При соединении двух открытых проводящих частей — сечение не меньше меньшего из подключённых к ним защитных проводников. При соединении открытой и сторонней проводящей части — не меньше половины PE, подключённого к открытой части. Проводники, не входящие в состав кабеля, дополнительно подчиняются минимумам 1.7.127 (2,5 или 4 мм² по меди).
Практический вывод для ванной комнаты: шина уравнивания потенциалов с подключением ванны, полотенцесушителя, металлических труб и корпусов — проводником 4 мм² медь при PE линии 2,5 мм². Это и минимум 1.7.127 без механической защиты, и половина от 2,5 с округлением вверх.
8. Какие изделия применяют
| Участок | Что применяют |
|---|---|
| Вертикальные и горизонтальные заземлители | Круг, полоса, уголок, труба из чёрной или оцинкованной стали по табл. 1.7.4 |
| Ввод от контура в дом | Стальная полоса 40х4 мм либо медь от 10 мм² |
| От ГЗШ по щиту | Провод ПуВ или ПуГВ жёлто-зелёный 6–16 мм² |
| Групповые линии | PE-жила в составе трёхжильного кабеля: ВВГнг(А)-LS, NYM |
| Отдельно проложенный PE | Медь от 4 мм² без механической защиты, от 2,5 мм² в гофре или трубе |
| Уравнивание потенциалов в санузле | Медь 4–6 мм², жёлто-зелёная изоляция |
Отдельный кабель для заземления в бытовой электроустановке нужен редко: в системе TN-S PE идёт третьей жилой в составе линии — ВВГнг(А)-LS 3х2,5, 3х1,5 и так далее. Требование трёхпроводности групповых линий — ПУЭ 7.1.36.
Жёлто-зелёная маркировка обязательна: по ГОСТ 31996-2012 изоляция жилы заземления должна быть двухцветной, зелёно-жёлтой, причём один из цветов покрывает не менее 30 % и не более 70 % поверхности.
9. Соединения и коррозия
Пункт 1.7.139 задаёт три требования к соединениям заземляющих, защитных проводников и проводников уравнивания потенциалов:
- соединения должны быть надёжными и обеспечивать непрерывность электрической цепи;
- соединения стальных проводников рекомендуется выполнять сваркой; допускаются другие способы, обеспечивающие требования ГОСТ 10434 ко 2-му классу соединений — в помещениях и в наружных установках без агрессивных сред;
- соединения должны быть защищены от коррозии и механических повреждений, а для болтовых предусмотрены меры против ослабления контакта.
Практика, вытекающая из этого: подземная часть контура сваривается, а не собирается на болтах; сварной шов после зачистки покрывается битумной мастикой; болтовое соединение допускается только выше уровня земли, в доступном для осмотра месте, с гроверной шайбой и с последующей протяжкой.
Разъёмное соединение на вводе (обычно болт на полосе у стены дома) нужно оставлять доступным — иначе контур не измерить.
10. Что нормируется по сопротивлению
Для повторных заземлений PEN-проводника воздушной линии п. 1.7.103 задаёт:
| Линейное напряжение источника | Общее сопротивление всех повторных заземлений | Каждое отдельное |
|---|---|---|
| 660 В (трёхфазный) / 380 В (однофазный) | 5 Ом | 15 Ом |
| 380 В (трёхфазный) / 220 В (однофазный) | 10 Ом | 30 Ом |
| 220 В (трёхфазный) / 127 В (однофазный) | 20 Ом | 60 Ом |
При удельном сопротивлении грунта выше 100 Ом·м нормы допускается увеличивать в 0,01ρ раз, но не более чем десятикратно.
Отсюда привычная цифра «30 Ом» для частного дома с вводом 380/220 В: это норма на отдельное повторное заземление PEN-проводника. Измеряется она прибором для контроля сопротивления заземляющих устройств, а не мультиметром, и результат зависит от сезона — измерения принято относить к периоду наибольшего сопротивления грунта.
11. Частые ошибки
- PE тоньше требуемого таблицей 1.7.5. Особенно на вводных линиях 25–35 мм², где действует правило «не менее 16».
- Отдельно брошенный медный PE 1,5–2,5 мм² без защиты. Минимум по п. 1.7.127 — 4 мм².
- Алюминий в грунте. Прямо запрещён п. 1.7.113.
- Окрашенный заземлитель. По п. 1.7.111 искусственные заземлители не должны иметь окраски; краска против коррозии здесь работает против проводимости.
- Болтовое соединение под землёй. Требование п. 1.7.139 — сварка для стальных проводников; болт в грунте разрушается за несколько сезонов.
- Заземлитель в подсушенном грунте. П. 1.7.112 прямо не рекомендует размещать заземлители там, где земля подсушивается теплом трубопроводов.
- Траншея, засыпанная строительным мусором. Щебень и обломки бетона резко ухудшают контакт полосы с грунтом.
- Отсутствие разъёма для измерений. Контур, который нельзя отсоединить от ГЗШ, нельзя и измерить.
- Соединение PE-проводников «пачкой» под один винт. Каждый защитный проводник заводится на свою клемму шины: отключение одного не должно разрывать цепь остальных.
- Использование газопровода, канализации или трубопровода отопления как заземлителя. Прямой запрет п. 1.7.110; при этом присоединять такие трубопроводы к заземляющему устройству для уравнивания потенциалов по-прежнему нужно.
12. Связанные материалы
Расчёт сечения PE под конкретное фазное — калькулятор Сечение заземления, а фазного под нагрузку — Расчёт сечения. Требования ПУЭ к жилым домам в целом — ПУЭ для частного дома. Подбор дифференциальной защиты, которая работает только при исправном PE, — Подбор УЗО и гайд автомат, кабель и УЗО. Прокладка подземных участков — прокладка кабеля в земле. Переход между разнородными металлами на вводе — соединение меди и алюминия. Ввод от воздушной линии, где повторное заземление PEN обязательно, — ввод СИП от столба к дому.
13. Заключение
Сечение защитного проводника определяется таблицей 1.7.5 ПУЭ: до 16 мм² — как фаза, от 16 до 35 — фиксированные 16, свыше 35 — половина фазы, с пересчётом по проводимости при другом материале. Отдельно проложенный медный PE — не менее 2,5 мм² под механической защитой и не менее 4 мм² без неё, алюминиевый — не менее 16 мм².
Заземляющий проводник к ГЗШ подчиняется тем же правилам плюс минимумам п. 1.7.117: медь 10, алюминий 16, сталь 75 мм². Подземная часть — по таблице 1.7.4: чёрный круг 16 мм на вертикальные электроды, 10 мм на горизонтальные, полоса 100 мм² при толщине 4 мм. Алюминий в земле запрещён.
Соединения стальных элементов контура выполняются сваркой и защищаются от коррозии, а разъём для измерения сопротивления оставляется доступным. Норматив на отдельное повторное заземление PEN при 380/220 В — 30 Ом.