Заземление газового котла в частном доме: материалы, расчет и монтаж

Заземление газового котла в частном доме необходимо для предотвращения удара током и поломки оборудования. Выполнить работы можно самостоятельно.

Зачем нужно заземлять газовый котел?

Обязательный элемент устройства любого газового котла – металлический кожух, на поверхности которого образуются статические заряды при подключении прибора к сети.

И если не позаботиться о «путях отхода» для электричества, в один неблагоприятный момент может выйти из строя вся электронная составляющая прибора или ее отдельные элементы. Например, плата или система управления.

Чтобы этого не произошло, котел «подстраховывают» заземлением – проводником, который соединяет электроприбор с заземлителем, а последний – непосредственно с грунтом. У земли есть свойство «поглощать» электрический ток, поэтому ее среда и будет являться гарантией безопасности от выхода из строя оборудования при перепадах напряжения или замыканиях в сети.

Заземление необходимо, чтобы:

• Уменьшить взрывоопасность прибора – статическое электричество нередко становится причиной самовозгорания устройств, работающих от газа, да еще и под давлением.
• Исключить вероятность травматизма – металлический корпус иногда «пробивает», и при прикосновении человек может ощутить поражение током от легкого покалывания до мощного заряда с последующим летальным исходом.
• Предупредить поломку автоматики – платы газовых котлов чувствительны к перепадам напряжения, а их замена обойдется минимум в треть стоимости самого оборудования.

Кроме того, к работающему без заземления котлу будет масса вопросов от инспекторов газовой службы, которые могут вылиться в ощутимые штрафы и принудительное отключение прибора. Поэтому оборудовать заземлительный контур стоит в любом случае, ведь речь идет не только об экономических нюансах, а и вашей безопасности.

Зачем нужны заземлители газовой системы

По типу установки газовые отопительные устройства дома могут быть напольными и настенными. Если выбран настенный вариант, можно отапливать лишь дома малой площади. Такое оборудование компактное и включает проточную систему нагрева воды или камеру сгорания.

Газовые агрегаты напольного типа монтируют внутри особых помещений дома (котельных), предназначенных специально для этой цели, их площадь — не менее девяти метров квадратных. Газовый котел закрепляют недалеко от стены на полу. Как и у электрокотлов, в газовых устройствах основные материалы для изготовления — сталь, чугун. Любой котел должен иметь свою систему заземления, которая будет служить и как громоотвод.

Зачем нужно делать заземлитель для такого оборудования? Поскольку котлы выполнены из металла, на их поверхности присутствует статическое электричество. Когда громоотвод отсутствует, электронная система управления устройством (плата) может испортиться. Есть и другие причины необходимости громоотвода и заземлителей:

1. Риск поражения человека. Дотронувшись до оборудования, жильцы дома могут ощутить боль, а порой испытать более неприятное поражение током (например, дети).
2. Опасность взрыва дома. Если заземлители и громоотводы отсутствуют или смонтированы неправильно, статическое электричество может вызвать возгорание, пожар, взрыв.

Смонтированная схема должна соответствовать нормам технического регламента, иначе котел прослужит недолго, быстро испортится, а последствия могут быть тяжелыми.

к содержанию ↑

Правильный выбор заземлителя

Самый простой способ заземлить газовый котел заключается в том, чтобы подсоединить клемму заземления на корпусе отопительной системы к металлической трубе, ведущей в грунт, например, к водопроводу или канализации. В результате, если открыть кран с горячей водой и прикоснуться к струе, то можно получить ощутимый удар током. Такой способ не просто не эффективный, он еще и небезопасен для жильцов.

Самый плохой вариант «земли»

Второй вариант, более распространенный, предполагает подключение заземления двухконтурного газового котла к общей «земле» в частном доме. Получается, что на одной заземляющей шине находятся все электроприборы, начиная от стиральной машины и электрочайника до компьютера и телевизора. В таком случае сильный заброс напряжения только в момент включения холодильника или нагревателя стиралки может запросто вывести из строя электронику газового котла.

Поэтому общие требования к обустройству заземления можно сформулировать в двух пунктах:

• Корпус котла должен быть подключен к отдельному контуру заземления, сваренному по правилам ПУЭ и установленному в грунт в непосредственной близости к зданию;
• Сопротивление контура заземления должно соответствовать нормам и не должно меняться, увеличиваться в зависимости от погодных условий и поры года.

Кроме того, желательно оборудовать контур в скрытом варианте, таким образом, чтобы его невозможно было извлечь из земли. Металлические детали зачастую становятся легкой добычей искателей металлолома, поэтому для жильцов квартир и дачных домиков наиболее оптимальным вариантом будет оборудование своими руками контура заземления для газового котла где-нибудь в подвальном помещении.

Тонкости устройства контура

Система заземления может быть естественной или искусственной. К первому варианту относятся конструкции из металла или железобетона, которые напрямую контактируют с грунтом. Это может быть фундамент здания, трубопровод или другие подземные коммуникации.

Но для газового котла естественное заземление предусматривает наличие минимум двух контактов с отдельными частями корпуса, причем трубы канализации, отопления и газопровод в этом случае исключены. Поэтому при монтаже чаще используется искусственная система, организацию которой мы и рассмотрим.

Какой материал выбрать для заземлителей?

Для искусственного заземления проводниками-электродами становятся стержни или трубы, которые соединяются между собой металлическими полосами. Они устанавливаются в толще грунта вертикально, чтобы обеспечить работу системы даже в зимнее время года, когда верхний слой земли промерзает.

Важное условие – металлические элементы не должны быть защищены от коррозии изолирующим материалом.

В продаже можно найти и готовые комплекты для системы заземления, которые состоят из стальных стержней (обычно с медным покрытием) и специальными заостренными наконечниками для грунта различной плотности.

В набор также входит антикоррозийное средство для обработки системы перед монтажом и соединительные элементы – латунные муфты, зажимы. Основное преимущество такого решения – собрать контур можно без сварочных работ и длительной подготовки.

Чтобы собрать систему из подручных материалов, следует учесть несколько важных нюансов:

• Металлоконструкции, предназначенные для установки в грунт, могут быть сделаны из профильной трубы, двутавра, швеллера, уголка.
• Металл заземлителя должен быть защищен от разрушения оцинковкой, омеднением или, на крайний случай, антикоррозийной пастой.
• Площадь поперечного сечения провода, соединяющего нулевую фазу щитка с заземлительным контуром, зависит от разновидности металла, из которого он изготовлен. Для меди оптимальное значение 1 см2, для стали – 7,5 см2, а для алюминия – 16 см2.
• Сопротивление заземлителя для песчаной земли не должно превышать 50 Ом, для глинистого грунта – максимум 10 Ом.
• Материалы для электродов должны выбираться и с учетом сопротивления контура. Оптимальный вариант – двухдюймовые трубы либо уголки длиной от 2 м и площадью поперечного сечения от 5 см2.
• Заземлительная шина выполняется из медной или стальной полосы (алюминий для данного случая использовать запрещено).

Соблюдение этих требований и правильно выполненный монтаж заземляющего контура поможет исключить претензии со стороны инспекторов газовой службы вне зависимости от того, использовали вы готовую модульную систему или собрали ее собственноручно.

Расчет параметров контура

В перечне требований к обустройству заземления есть несколько показателей, алгоритм получения которых может быть непонятен новичку в деле электрики – например, сколько именно электродов потребуется для правильной работы системы или как измерить сопротивление контура. Попробуем прояснить основные принципы определения этих параметров.

Заземление производится после установки газового котла в загородном доме. Физические параметры заземляющего контура подбираются в основном опытным путем. Такой практический способ подойдет для тех, кто боится увязнуть в сложных теоретических расчетах.

Алгоритм выполнения работ такой:

• Возьмем за основу контур в виде равнобедренного треугольника из трех металлических стержней длиной 3 метра.
• Соединяем проводники.
• Берем омметр (прибор для измерения сопротивления) и замеряем показатели для контура. Идеальным считается значение 4 Ом.
• Если полученный результат значительно превышает оптимальный показатель – добавляем к контуру еще один элемент, снова проверяем сопротивление. Продолжаем до тех пор, пока не получим идеальный показатель или хотя бы максимально допустимое для контура котла значение в 10 Ом.

Но можно определить необходимое количество электродов и при помощи формул, выбрав подходящие варианты для своего случая.

В формулу нужно подставить среднее значение удельного сопротивления, в зависимости от типа грунта, в котором будет находиться заземлитель:

• влажный песок – 500 Ом*м;
• твердая супесь – 300 Ом*м;
• глиняно-песчаная смесь – 150 Ом*м;
• суглинок – 100 Ом*м;
• полутвердая глина и чернозем – 60 Ом*м;
• садовая земля – 40 Ом*м;
• суглинок тугопластичный – 30 Ом*м;
• торф – 25 Ом*м;
• глина пластичная и солончак – 20 Ом*м.

Меньше всего подходят для установки заземлительного контура камень и скалистый грунт. В этом случае придется возводить искусственную насыпь.

Значение сезонного климатического коэффициента сопротивления грунта зависит от местности, где расположен ваш дом. Условно их делят на 4 группы.

Также существуют и более сложные алгоритмы для точного определения параметров электродов и даже специальные программы для их расчетов. Но для корректной работы газового котла будет достаточно следовать общим рекомендациям по обустройству стандартного контура заземления.

Использование заземлителей из омедненной стали позволяет сооружать системы в грунтах с любыми физико-механическими свойствами:

Нормы и требования для заземления газового котла

Основные характеристики и конструктивные особенности контура безопасного заземления написаны в правилах эксплуатации энергоустановок ПУЭ 1.7.59 и 1.7.103. Чтобы излишне не углубляться в изучение нормативных документов, нужно отметить два наиболее важных требования. Во-первых, сопротивление грунта должно быть не более 10 Ом для глины и 50 Ом для песка. На практике делают контур на глубину промерзания грунта, независимо от его состава. Тем более что в чистом виде песок и глину встретить достаточно сложно, поэтому приходится подстраховываться на случай сухого лета.

Металл шины и контура не окрашивают и не обрабатывают антикором

Во-вторых, сечение шины, проложенной от корпуса газового котла к контуру в грунте, должно быть не менее 75 мм2 для стали и 16 мм2 для алюминия. Если вдруг кому-то задумается уложить медную шину, то ее сечение можно уменьшить до 10 мм2.

Проверка

Во время выполнения работ своими руками, нужно обязательно учитывать требования, которые выставляются соответствующими органами:

1. Коэффициент сопротивления. Он может варьироваться от 10 до 50 Ом – все зависит от грунта. В обычной почве контролирующие организации допускают показатель в 10 Ом.
2. Удельная проводимость. Для обычного грунта разрешается не более 50 Ом.

Измерение сопротивления заземления для газового котла производится специальными приборами разных модификаций. Стоят они сравнительно недешево. Если ваша профессия не связана с электричеством, контрольный замер сопротивления лучше поручить профессионалу. Не имеет смысла приобретать и осваивать устройство из-за разовой необходимости.

После того, как прошла установка, подключение и самостоятельная проверка, можно вызывать инспектора для профессиональной диагностики и занесения устройства в реестр. Замечания инспектора обязательны к исполнению и откладывают ввод систему в эксплуатацию до их устранения. Следует помнить, что контролирующее участие инспектора в оценке состояния установленного газового оборудования – прежде всего залог вашей личной безопасности и безопасности окружающих, не говоря уже об обеспечении долговечности дорогостоящей системы отопления.

Способы заземления котлов

Существует несколько способов монтажа заземляющего контура:

• По типу устройства – существует необходимость отдельного заземления газового котла. Бытовая техника: стиральные машинки, холодильники, чайники и т.п., имеют отличия по параметрам и техническим характеристикам от отопительного оборудования.
  ПУЭ предъявляют более высокие требования к подключению газового котла. Поэтому, если планируется установка заземления посредством розетки, ее необходимо подключать не к щитовой, а непосредственно к контуру.
• По особенностям изготовления – подключение выполняется готовым комплектом, специально изготовленным для подключения к газовому котлу, либо с помощью подручных материалов.

В ПУЭ, касающихся заземления, описаны нормы, запрещающие использовать водопроводную, канализационную или газовую трубу, как заземление при подключении котла.

Подбор материалов для заземлителя

Для устройства заземлителей для газового котла в частном доме, как и для громоотвода, стержни, трубы, горизонтальные проводники соединяют между собой железными полосами в толще земли. Работать система обязана даже в самые сильные морозы.

Все изделия следует защищать от коррозии, но не при помощи изоляции. Лучше выбирать электроды из нержавейки, меди (готовые системы для дома обычно выполнены из меди). Провода от щитка к контуру делают из меди или алюминия, соединительные детали (в готовых комплектах, которые не требуют сварки) выполнены из латуни.

Особенности схем заземления 220 и 380 В

Подключение в каждом из случаев особенное. Единственное, что остается неизменным – внешний контур. Конструкция может быть любой (замкнутой, линейной). А вот с момента ввода в дом нужно учитывать некоторые нюансы. То же касается устройства проводки. Напряжение в 220 Вольт требует двухпроводной линии. При этом один придется расщепить на «землю» и «нейтраль». Другой монтируется по изоляторам.

380 В – это электросеть, для которой используется четырехпроводная система. Одна из жил подлежит расщеплению, как и в предыдущем случае. Остальные монтируются через изоляторы, не контактируя между собой. Еще одна особенность такого способа монтажа – необходимость использования дополнительных средств защиты. Это УЗО и дифференциальные автоматы. К ним подводят «нейтральный» проводник.

Акт на заземление газового котла: что это такое и как его получить

Когда работники газовых служб приходят проверить правильность монтажа газового котла и подключить его к газовой магистрали, им необходимо удостовериться, что эксплуатация котлоагрегата безопасна. Для этого они могут потребовать акт на заземление газового котла, он же протокол проверки сопротивлений заземлителей и заземляющих устройств.

Образец документа.

Выдают его компании, зарегистрированные в Ростехнадзоре как электролаборатории, например, в Москве и МО это противопожарный сервис «Кит», ООО «КЭП» или Enerdgy-systems. Работники газовых служб, как правило, в заземляющих конструкциях не разбираются, да и не должны. Стоимость выезда специалиста и выдачи на руки заключения – 1 300-4 500 тыс. руб.

Согласно официально процедуре необходимо 2 экземпляра заключения, одни остается у хозяина, второй – предоставляется газовой службе для подтверждения безопасности проводимых работ.

Стоимость работы специалистов

Цены на сборку, монтаж и подключение заземляющего контура зависят от специалиста или компании, региона, типа грунта на участке. В Москве и Подмосковье стоимость работ порядка 4 500-6 000 руб., в Санкт-Петербурге – 3 900-5 500 руб., в регионах – в среднем от 3 000 до 4 000 руб. Учтите, что в стоимость не входит цена комплекта заземления (еще 6-10 тыс.).

Большинство компаний производит монтаж «под ключ» и указывает цены с учетом стоимости готового заземляющего комплекта.

Дополнительные защиты газового оборудования

• Кроме защитного заземления и установки УЗО, все металлические трубы газопровода подсоединяются к системе уравнивания потенциалов дома (СУП). Здесь нужен медный провод сечением 6 мм2.
• Также нельзя забывать о заземлении домового регуляторного газового пункта (ДРП) или регуляторного пункта установленного отдельно на вашем участке в шкафу (ГРПЩ).

Правила заземления трубопроводов

В процессе прокладки трубопроводов любого предназначения необходимо позаботиться о безопасности их эксплуатации. Важно предотвратить негативное воздействие сильного электрического разряда как на сам трубопровод, так и на вещества, которые транспортируются по нему. Специально для этого важно установить заземление.

Главные особенности

При обустройстве системы заземления необходимо соединение с грозозащитой здания. С ее помощью полностью исключается возможное воздействие на сырье, транспортируемое внутри. Это особенно актуально в случаях, когда внутри находится взрывоопасное вещество – газ, нефть, спирт и другие легковоспламеняющиеся материалы.

Чтобы заземлить трубопровод, необходимо присоединить токоотводящую полосу к заземленному металлическому предмету. Для этого применяется медная проволока, поскольку медь считается отличным проводником. На каждые двадцать метров делают как минимум одно заземление.

Если магистраль собрали из бумажно-металлической трубы, металлические оболочки надо соединить между собой, а также с корпусами ящиков, электроприемников или коробок. При выполнении работ потребуются перемычки, выполненные из голого медного проводника с хорошим запасом гибкости.

Специалисты рекомендуют пользоваться проводниками, сечение которых составляет минимум 2,5 м кв. Причем экономить в этом отношении нельзя, даже обращая внимание на высокую стоимость меди. Достаточно закрепить его на каждом конце труб посредством проволочного бандажа, либо припаяв отвод к корпусу и самой трубе с помощью паяльника.

Важно помнить о том, что для полноценного заземления следует устанавливать металлические детали через каждые 20 метров. В данном случае их также придется постоянно подключать с помощью отвода.

Медная проволока

Практика показывает, что наиболее популярным методом, с помощью которого проводится заземление трубопроводов, является применение медной проволоки. Рекомендуется пользоваться проволокой диаметром от 1…1,5 мм. Ее проводят как с внутренней, так и с наружной стороны, скрепляя между собой в местах соединений посредством проволочной перемычки. Для присоединения используется метод холодной пайки. Наружная проволока, установленная в конечной точке, нуждается в тщательном заземлении.

Заземление трубопровода является самым простым, но при этом обязательным методом отвода скопившихся статических зарядов электричества. В качестве основной меры, которая предотвращает появление разрядов, сопровождаемых искрой, является заземление с полноценным шунтированием кранов и муфт.
Операция выполняется с применением медного провода.

Стоит отметить, что использование технологии заземления в водопроводных трубах позволяет значительно уменьшить потенциал между стенками и самой жидкостью, которая передается по нему. Тем не менее, ни одна система заземления не может полностью ликвидировать электризацию жидких веществ.

Основные правила

Заземлять трубопровод необходимо в обязательном порядке – данное требование прописано в ПУЭ. Хотя на первый взгляд трубопровод и электроустановки имеют мало общего, однако будучи металлической конструкцией, он может пропускать ток и представлять опасность. Использование заземления дает возможность существенно увеличить уровень безопасности во время прокладки или ремонта. При эксплуатации трубной системы передаваемому веществу свойственно генерировать статическое электричество. Кроме того, никто не исключает вероятность прямого попадания молниевого разряда в трубу.

Согласно действующим правилам, заземлению подлежат не только внешние трубопроводы, но и внутренние. К последним относятся коммуникационные и технологические.

ПУЭ регламентирует главные особенности обустройства заземления трубопроводов:

• трубчатая система должна являть собой непрерывную сеть, которая соединяется в единый контур;
• трубопровод должен подключаться к заземлению минимум в 2-х точках. Их количество напрямую зависит от протяженности магистрали, технических особенностей и так далее.

Что касается первого правила, это еще не повод полагать, что трубопроводная система всегда должна иметь непрерывную структуру. В данном случае нужно помнить о том, что следует соединить отдельные трубопроводы или участки в одну сеть. Для выполнения этой задачи потребуется межфланцевая перемычка.

Количество опять-таки зависит от особенностей конструкции. Зафиксировать перемычки к трубопроводу можно посредством болтового соединения, сварки или установки специального хомута, который обеспечивает качественное заземление металлических труб. Межфланцевой перемычкой является провод, изготовленный из меди, имеющий маркировку ПуГВ или ПВЗ.

Касательно второго правила, специалисты рекомендуют отказываться от разброса заземления по всей технологической линии. Можно обойтись соединением в конце и начале отдельно взятого или единого контура.

Трубостойки

Чтобы установить устройство ввода в коммерческое здание или загородный дом, необходимо использовать трубостойку. Главной ее задачей является фиксация провода питания, который ведет к щиту, а также установки самого щита. Согласно требованиям правил ПУЭ, трубостойка нуждается в обязательном заземлении.

Недалеко от щита надо просверлить отверстие, через которое важно поместить болт заземления. Как сама трубостойка, так и щит требуют качественное заземление. Недалеко от стойки следует вбить металлический уголок полутораметровой длины. Далее следует соединение трубостойки, щита и уголка.

Защите подлежит и нулевая шина. На нее надо подключить нулевой провод маркировки СИП4, который идет с опоры. Чтобы выполнять операцию, нужно воспользоваться желто-зеленым проводом маркировки ПВ-3, на которой установлены наконечники. На этом заземление металлической трубостойки можно считать завершенным.

Влияние изоляции

Показатель удельного сопротивления изоляции способен значительно влиять на характерные особенности трубопровода. Согласно проведенным исследованиям, уровень сопротивления в заземлении трубопровода, использующего битумную изоляцию, может сильно зависеть от разницы потенциалов между грунтом и самим трубопроводом.

Если разница варьируется в пределах нескольких сотен вольт, в дефектных местах может происходить тлеющий разряд, который, в свою очередь, снижает сопротивление заземления. Если разность потенциала находится на уровне одного киловольта и больше, между грунтом и трубопроводом появляется дуговой разряд. Он, соответственно, сильно снижает сопротивление установленному заземлению.

Также может использоваться и переносное заземление, в котором струбцина является основной деталью.

Взрывоопасные участки

В некоторых случаях на территории производственных предприятий работают взрывоопасные цеха. Здесь важно качественно отводить статическое электричество, возникающее в процессе трения жидкообразного вещества о внутренние стенки труб. В процессе обустройства таких конструкций обычно создается естественное заземление, которое проходит через аппаратуру и строительные конструкции. Тем не менее, этого недостаточно.

В подобных ситуациях необходимо снизить вынос потенциала. Хорошей мерой является установка промежуточного заземления трубопровода, применение кабельных проводников, имеющих неметаллическую оболочку. К таковым, например, относится марка ААШВ.

Советы профессионалов

По мнению экспертов, если речь идет о самостоятельной сборке, то качество заземления газового настенного котла для частного дома во много зависит от выбранных материалов. Использовать уже имеющиеся конструкции, которые вкопаны в землю неизвестный промежуток времени, не рекомендуется. Проблема в том, что подобные узлы могут иметь недостаточное сечение. Также старые металлические сооружения теряют проводимость спустя долгое время.

Несмотря на высокую стоимость изделий, во время создания заземления для частного дома лучше применять медный провод с большим сечением. Такой элемент гарантирует длительный срок службы с минимальным риском для агрегата. Конструкцию необходимо сваривать точечным способом, так как швы должны быть аккуратными и маленькими.

Совет! Если есть возможность покупки промышленного комплекта, то в целях безопасности лучше выбрать именно этот вариант.