Заземление по ПУЭ — нормы и измерения

Автор статьи: Вячеслав Юрдик, инженер по качеству LK Energy Group.
Приёмка оборудования на производстве (технический контроль качества, ОТК) и технический надзор на объектах электромонтажа.

Краткий ответ

Заземление — это не «штырь в земле», а система: заземлитель в грунте, главная заземляющая шина в здании, защитные PE-проводники до каждого потребителя и уравнивание потенциалов. Норма сопротивления зависит от напряжения и режима нейтрали: для самого распространённого случая — сеть 0,4 кВ с глухозаземлённой нейтралью — заземляющее устройство, к которому присоединена нейтраль источника, должно быть не более 4 Ом [ПУЕ, п. 1.7.92].

Но само по себе сопротивление ничего не гарантирует. Главное требование современных Правил — не «мало омов», а быстрое отключение: в сети 230 В система TN должна отключить повреждённый участок за 0,4 секунды [таблиця 1.7.1]. Поэтому заземление всегда проверяют вместе с защитными аппаратами, а не отдельно.

Из чего состоит заземление

Чтобы дальше числа имели смысл, нужны четыре слова.

Часть	Что это	Где живёт
Заземлитель	то, что контактирует с грунтом: штыри, полоса, естественные заземлители	в земле
Заземляющий проводник	соединяет заземлитель со зданием	от земли до ввода
Главная заземляющая шина (ГЗШ)	точка, где сходится всё: заземляющий проводник, PE, уравнивание потенциалов	во вводном устройстве или рядом
PE-проводник	защитный проводник до каждого потребителя	по всей установке

Заземлители бывают естественные и искусственные. Естественные — это то, что уже есть в земле и пригодно: подземные части железобетонных и металлических опор, фундаменты, металлические трубопроводы в земле, арматура. Искусственные — то, что закладывают специально.

🔴 Чем естественный заземлитель быть НЕ может [п. 1.7.116]: действующие трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей; трубы канализации, отопления и водопровода; железобетонные конструкции с предварительно напряжённой арматурой. Это не значит, что эти трубы игнорируют: присоединить их к основной системе уравнивания потенциалов в установках до 1 кВ всё равно надо — но как часть уравнивания, а не как заземлитель.

Сколько должно быть омов

Сеть 0,4 кВ с глухозаземлённой нейтралью — самый распространённый случай:

Что меряют	690 В	400 В	230 В
Заземляющее устройство, к которому присоединена нейтраль источника	2 Ом	4 Ом	8 Ом
Заземлитель, к которому нейтраль присоединена непосредственно	15 Ом	30 Ом	60 Ом
Суммарное сопротивление всех заземлителей PEN-проводника линии	5 Ом	10 Ом	20 Ом
Каждое отдельное повторное заземление PEN	15 Ом	30 Ом	60 Ом

[пп. 1.7.92 і 1.7.95]

Ещё три числа из той же главы: - 30 Ом — повторное заземление PEN- (PE)-проводника на вводе в здание [п. 1.7.94]; - для установок с изолированной нейтралью расчёт по формуле можно не проверять, если сопротивление не превышает 4 Ом (источник мощнее 100 кВ·А) или 10 Ом (до 100 кВ·А и все установки постоянного тока) [п. 1.7.97]; - в грунтах с удельным сопротивлением более 100 Ом·м нормы разрешено увеличивать в 0,01ρ раз, но не более чем в 10 раз [п. 1.7.96].

🔑 Почему «одна цифра для всех» — миф. Норма зависит от трёх вещей сразу: напряжения, режима нейтрали и того, что именно вы меряете — всё устройство или отдельный заземлитель. Поэтому ответ «должно быть 4 Ом» верен примерно в половине случаев, а во второй половине дорого ошибочен.

И отдельно про грунт. Пункт 1.7.96 — это признание Правилами того, что в песке или скале достичь тех же омов физически труднее. Если вам говорят «у вас 10 Ом вместо 4, всё плохо» — первый вопрос должен быть про удельное сопротивление грунта, а не про количество штырей.

Главное: не омы, а время отключения

Современная логика защиты от поражения током построена не на сопротивлении, а на скорости. Сопротивление — лишь условие, при котором защита успеет сработать.

Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения в конечных цепях с рабочим током до 32 А [таблиця 1.7.1]:

Номинальное напряжение U₀	TN, переменный ток	TT, переменный ток
50 < U₀ ≤ 127 В	0,8 с	0,3 с
127 < U₀ ≤ 230 В	0,4 с	0,2 с
230 < U₀ ≤ 400 В	0,2 с	0,07 с
U₀ > 400 В	0,1 с	0,04 с

Для конечных цепей системы TN с рабочим током более 32 А, питающих только стационарное оборудование, это время разрешено увеличивать, но не более чем до 5 с и только при условиях, приведённых в том же пункте [п. 1.7.82].

🔴 Норма, которую нарушают чаще всего: УЗО (устройство защитного отключения) запрещено применять в электроустановках с системой TN-C [п. 1.7.81]. То есть в старой сети с совмещённым нулевым проводником поставить УЗО «для безопасности» нельзя — сначала надо разделить PEN на PE и N, то есть перейти на TN-C-S. В системе TN-C-S PE-проводник присоединяют к PEN со стороны питания относительно УЗО [там же].

Главная заземляющая шина

ГЗШ предусматривают в каждой электроустановке до 1 кВ, в которой выполняют основную систему уравнивания потенциалов [п. 1.7.126]. Дальше — требования, которые легко проверить глазами на своём объекте:

если здание имеет несколько отдельных вводов — ГЗШ нужна для каждого вводного устройства; при наличии встроенных трансформаторных подстанций — для каждой из них [п. 1.7.127];
материал: медь или латунь, допускается сталь. 🔴 Алюминиевые ГЗШ применять не допускается [п. 1.7.128];
сечение ГЗШ должно обеспечивать проводимость не меньшую, чем у самого проводящего из присоединённых к ней проводников [там же];
конструкция должна позволять индивидуально присоединить и отсоединить каждый проводник, причём только при помощи инструмента [п. 1.7.129];
ГЗШ можно расположить внутри вводного устройства или отдельно рядом; как ГЗШ можно использовать PE-шину вводного устройства [п. 1.7.130];
в местах, доступных посторонним, отдельную ГЗШ устраивать не рекомендовано; если иначе нельзя — в шкафу с дверцами на ключ. Там, где доступ имеют только электротехнические работники, — можно открыто [там же].

Защитные PE-проводники

Что можно использовать как PE [п. 1.7.131]: специально предусмотренные проводники (жилы многожильных кабелей, проводники в общей трубе или лотке с фазными, стационарно проложенные); открытые проводящие части — металлические оболочки и экраны кабелей, металлические оболочки и опорные конструкции комплектных устройств и шинопроводов, металлические короба и лотки (если это допускает документация изготовителя), металлические трубы электропроводок; некоторые сторонние проводящие части — металлические конструкции зданий, стальная арматура железобетона, подкрановые рельсы, галереи.

🔴 Что использовать как PE ЗАПРЕЩЕНО [п. 1.7.133]: - трубы газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ; - трубы водоснабжения, канализации, центрального отопления; - несущие тросы тросовой проводки; - свинцовые оболочки кабелей (исключение — при обоснованном расчёте); - конструктивные части, которые могут подвергаться механическому повреждению в нормальных условиях эксплуатации; - металлические рукава, изоляционные трубки, трубчатые провода.

Минимальное сечение PE-проводника [таблиця 1.7.6]:

Сечение фазных проводников S, мм²	Минимальное сечение PE, мм²
S ≤ 16	S (такое же)
16 < S ≤ 35	16
S > 35	S / 2

Таблица действительна, если PE изготовлен из того же материала, что и фазные; для другого материала сечение должно быть эквивалентным по проводимости [п. 1.7.137].

Ещё два требования, которые на объекте видны сразу: - PE-проводники следует прокладывать в общей оболочке с фазными или рядом с ними; если защита от поражения током выполнена устройствами защиты от сверхтока, это требование обязательно [п. 1.7.136]; - проводники, специально предусмотренные как защитные, нельзя использовать с другой целью [п. 1.7.131].

Из чего делают заземлители

Материал [п. 1.7.117]: чёрная сталь без покрытия или с покрытием, нержавеющая сталь, медь. В сильноагрессивной среде чёрную сталь, как правило, не применяют — рекомендованы медные заземлители или сталь с медным гальваническим покрытием.

🔴 Искусственные заземлители не следует красить [там же]. Краска — это изоляция, а задача заземлителя противоположна.

Минимальные размеры [таблиця 1.7.5]:

Материал	Тип	Диаметр, мм	Сечение, мм²	Толщина стенки, мм	Покрытие, мкм
Сталь чёрная без покрытия	вертикальный круглый	16	–	–	–
	горизонтальный круглый	10	–	–	–
	горизонтальная полоса	–	100	4	–
	профиль	–	100	4	–
Сталь горячеоцинкованная	вертикальный круглый	16	–	–	70
	горизонтальный круглый	10	–	–	50
	горизонтальная полоса	–	90	3	70
Сталь с гальваническим медным покрытием	вертикальный круглый	14	–	–	250
	горизонтальный круглый	10	–	–	250
Нержавеющая сталь	—	так же, как для горячеоцинкованной
Медь	круглый	12	–	–	–
	полоса	–	50	2	–
	труба	20	–	2	–
	канат многопроволочный	1,8 на каждую проволоку	35	–	–

Для установок более 1 кВ сечение горизонтальных заземлителей выбирают ещё и по термической стойкости — с допустимой температурой нагрева 400 °C [п. 1.7.118].

🔑 Как этим пользоваться при приёмке работ. Эти цифры — как раз то, на чём экономят незаметно: вместо полосы 4 мм кладут 3 мм, вместо оцинковки 70 мкм — «оцинковку вообще». Проверить можно рулеткой и накладной, и сделать это надо до засыпки траншеи — потом придётся откапывать.

Как часто проверять — и это уже не ПУЭ

🔴 Периодичность измерений устанавливают не ПУЭ, а ПТЭЭС. ПУЭ говорят, сколько должно быть; ПТЭЭС — как часто это подтверждать. Коротко:

Что	Как часто
Визуальный осмотр видимой части	раз в год
Измерение сопротивления (обычные установки, кроме ВЛ)	после монтажа, переоборудования, ремонтов, но не реже чем раз в 12 лет
То же в особо опасных условиях (лифты, прачечные, бани, грузоподъёмные машины)	раз в год
Переходные сопротивления соединений, устройства до 25 лет / более 25 лет	раз в 12 лет / раз в 6 лет

[ПТЕЕС, додаток 1, таблиця 25]

Норматив, который стоит помнить: переходное сопротивление контактного соединения — не более 0,1 Ом при текущей эксплуатации. И отдельное требование, которое почти никогда не выполняют: осмотр заземляющего устройства проводят также после короткого замыкания или грозовых разрядов.

Подробнее — на странице о ПТЭЭС.

Частые вопросы

Какая норма сопротивления контура заземления?

Для сети 0,4 кВ с глухозаземлённой нейтралью: заземляющее устройство, к которому присоединена нейтраль источника, — 2, 4 и 8 Ом соответственно для 690, 400 и 230 В; заземлитель, к которому нейтраль присоединена непосредственно, — 15, 30 и 60 Ом [ПУЕ, п. 1.7.92]. «Одной цифры для всех» не существует: значение зависит от напряжения, режима нейтрали и от того, что именно вы меряете.

Откуда взялась цифра 4 Ом, которую все называют?

Это норма для заземляющего устройства с присоединённой нейтралью при линейном напряжении 400 В — то есть для обычной трёхфазной сети 0,4 кВ. Именно поэтому она самая известная. Но для 690 В это уже 2 Ом, а для 230 В — 8 Ом [п. 1.7.92].

Что делать, если грунт плохой и 4 Ом не выходит?

Правила это предусматривают: в грунтах с удельным сопротивлением более 100 Ом·м нормы разрешено увеличивать в 0,01ρ раз, но не более чем в 10 раз [п. 1.7.96]. То есть прежде чем забивать дополнительные штыри, надо знать удельное сопротивление грунта.

Что такое заземляющее устройство?

Это совокупность заземлителя (того, что в грунте) и заземляющих проводников, которые соединяют его с установкой. Именно к устройству в целом, а не к отдельному штырю, применяют норму сопротивления — и это разные числа: для устройства 4 Ом, для отдельного заземлителя с непосредственно присоединённой нейтралью — 30 Ом [п. 1.7.92].

Чем меряют сопротивление заземления?

Специализированным прибором — измерителем сопротивления заземления (методом амперметра-вольтметра со вспомогательными электродами или клещами). Главное не марка прибора, а кто меряет: по ПТЭЭС измерение проводит аттестованная лаборатория, и результат оформляют протоколом, который хранят вместе с паспортами оборудования.

Как часто надо мерить заземление?

Для обычной установки — после монтажа, переоборудования и ремонтов, но не реже чем раз в 12 лет; ежегодно проводят визуальный осмотр, а не измерение. Раз в год меряют в особо опасных условиях и для грузоподъёмных машин [ПТЕЕС, додаток 1, таблиця 25]. Это норма ПТЭЭС, а не ПУЭ.

Какой минимальный размер заземлителя?

Для чёрной стали без покрытия: вертикальный круглый — 16 мм диаметром, горизонтальный круглый — 10 мм, полоса — 100 мм² сечения при толщине 4 мм. Для горячеоцинкованной стали полоса — 90 мм² при толщине 3 мм и покрытии 70 мкм. Медная полоса — 50 мм² при толщине 2 мм [таблиця 1.7.5].

Какое сечение должно быть у защитного проводника?

До 16 мм² фазного — такое же, как фазный; от 16 до 35 мм² — 16 мм²; более 35 мм² — половина фазного [таблиця 1.7.6]. Это для случая, когда PE из того же материала, что и фазные проводники.

Можно ли заземляться на трубы водопровода или отопления?

Нет. Трубы водоснабжения, канализации и центрального отопления нельзя использовать ни как естественные заземлители [п. 1.7.116], ни как защитные проводники [п. 1.7.133]. Но присоединить их к основной системе уравнивания потенциалов в установках до 1 кВ надо — это другая функция.

Можно ли ставить УЗО в старой сети?

В системе TN-C — запрещено [п. 1.7.81]. Сначала нужно разделить PEN-проводник на PE и N, то есть перейти на TN-C-S, и уже тогда ставить УЗО, присоединив PE к PEN со стороны питания относительно УЗО.

Что такое ГЗШ и обязательна ли она?

Главная заземляющая шина — точка, где сходятся заземляющий проводник, PE и проводники уравнивания потенциалов. Она обязательна в каждой электроустановке до 1 кВ, где выполняют основную систему уравнивания потенциалов; при нескольких вводах — для каждого ввода, а при наличии встроенных трансформаторных подстанций — для каждой из них [пп. 1.7.126 і 1.7.127].

Из чего должна быть сделана ГЗШ?

Из меди или латуни, допускается сталь. Алюминиевая ГЗШ не допускается [п. 1.7.128]. Сечение должно обеспечивать проводимость не меньшую, чем у самого проводящего из присоединённых к ней проводников.

Можно ли красить заземлители?

Нет. Искусственные заземлители не следует красить [п. 1.7.117] — краска работает как изоляция. Защиту от коррозии обеспечивают материалом и покрытием: горячим цинкованием или медным гальваническим покрытием, толщина которых нормирована таблицей 1.7.5.

Главное в заземлении — это низкое сопротивление?

Нет, главное — быстрое отключение. В сети 230 В система TN должна отключить повреждённый участок за 0,4 с, система TT — за 0,2 с [таблиця 1.7.1]. Сопротивление заземления — условие, при котором защита успевает сработать, а не самоцель. Поэтому заземление проверяют вместе с защитными аппаратами.

Проверим заземление вместе со щитовой частью

LK Energy проектирует и изготавливает щитовое оборудование 0,4–35 кВ и выполняет электромонтаж. Если нужно рассчитать заземляющее устройство под ваш объект или проверить существующее — пришлите однолинейную схему или опросный лист.

Материал имеет информационный характер и не является офертой или юридической консультацией. Полный текст Правил мы не публикуем — приводим только цитаты с номерами пунктов; официальный текст берите в источнике, указанном выше.

Заполнить опросный лист →

Заземление по ПУЭ: нормы, измерения, периодичность