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.

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.

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.

Подготовка к ремонту

В процессе подготовки к ремонтным работам необходимо освободить трубопровод от передаваемого вещества, после чего провести продувку специальным техническим азотом. Стоит убедиться в наличии заземления.

Если в конструкции не предусмотрена установка температурного конденсатора, промывка водяным паром категорически запрещена. Это приведет к увеличению внутреннего давления, которое приводит к разрыву конструкции. Таким образом, система отопления выйдет из строя.

На протяжении длительного времени для обеспечения непрерывности заземления установленных стальных труб применялись шунтирующие перемычки, монтированные на коробках, фитингах или специальных муфтах. После проведенных испытаний оказалось, что делать это необязательно. Цепь заземления готового трубопровода становится непрерывной благодаря их резьбовому соединению.

Как правило, установленная система заземления способна прослужить на протяжении длительного времени.

Это особенно касается частей, работающих внутри помещения. Тем не менее, периодически следует заменять определенные участки или отдельно взятые элементы. Для повторной сборки линии и дальнейшего ее подключения не требуются дополнительные нюансы.

Все, что надо – убедиться в плотности примыкания рабочих частей друг к другу, отсутствии обрывов, коррозии на стыках и иных недостатков. Если установлена струбцина, она должна находиться в идеальном визуальном и техническом состоянии.

Нужно ли заземлять трубы отопления в частном доме

Многим людям, проживающим в частном доме, приходится выполнять монтаж системы отопления своими руками. И первое, что нужно сделать – правильно подобрать котел, выполнить его установку и сделать заземление.

На выбор домовладельца представлены различные виды котлов:

— Электрического отопления, которые не требуют установки дымохода. Они максимально просты в управлении.

— Газового отопления. Основное преимущество такого котла – его экономичность.

— Устройства на твердом топливе, которые считаются наиболее простыми. Твердотопливный котел работает на угле, коксе, дровах.

Независимо от того, какой котел выбран – газовый, электрический или твердотопливный, заземлять его нужно в любом случае.

В прежние времена при возведении зданий заземление никто не делал, потому что особой необходимости в этом не было.

Заземление, которое получает твердотопливный или какой-либо другой котел, представляет собой определенную проводку, соединяющую систему отопления в частном доме с заземляющим устройством.

Заземление котла позволит:

— исключить вероятность поражения током человека, который прикоснулся к корпусу работающего устройства;

— обеспечить стабильное функционирование газового котла (как уже говорилось выше, это также может быть твердотопливный или электрический аппарат);

— уменьшить электромагнитные излучения и количество помех в сети.

По правилам безопасности, подключить газовый, электрический или твердотопливный котел можно только при наличии заземления.

Заземление газового котла необходимо сделать независимо от срока эксплуатации. Нужно учитывать, что на его корпусе генерируется статическое напряжение, которое при определенных условиях может привести к:

— Вероятности возгорания. Это самая важная причина, по которой необходимо сделать заземление газового котла в доме. Одной случайной искры будет вполне достаточно для взрыва или возгорания природного газа.

— Выходу из строя автоматики, замена которой обойдется дорого.

Для проведения работ по занулению или заземлению котлов своими руками необходимо обладать определенными электротехническими знаниями.

Они справятся с задачей максимально быстро. Кроме того, опытные мастера знают предъявляемые требования к заземлителям:

— не более 50 Ом для песчаных почв;

— не более 10 Ом для глинистых почв.

Перед выполнением заземления котла, нужно выбрать заземлитель. Он пребывает в прямом контакте с землей и является частью всей системы. Заземлители могут быть искусственными и естественными. Какой из них использовать – зависит от собственных предпочтений.

Естественными заземлителями являются различные металлические сооружения, контактирующие с грунтом. Такие заземлители необходимо связывать с котлом несколькими проводниками (как минимум, их должно быть два).

Искусственными заземлителями считаются стальные трубы, уголковая сталь, которые находятся в земле в вертикальном положении.

Сделать подключение котла к заземлению сложнее, чем в случае обычных устройств (стиральной машины, холодильника, электроплиты). Необходимо заблаговременно проверить как общее сопротивление конструкции, так и удельную проводимость почвы.

Заземление котла отопления предполагает ряд работ:

1. Выполнение на грунте макета канавы. Для этого чертится равнобедренный треугольник, между углами которого расстояние составляет два погонных метра.

2. После этого выкапывается канава шириной 35-40 см и 50 см глубиной.

3. На углах треугольника пробуривают шуфры, для чего может использоваться мотобур.

4. В шуфры забивают трехметровые уголки (шестьдесят миллиметров в ширину).

5. Далее происходит обваривание треугольника четырехсантиметровой полоской. Аналогичную полосу протягивают от канавы к частному дому.

6. Далее вваривается 10-миллиметровая шпилька на конце полосы. Ее цепляют к цоколю в здании. В том случае, если хочется спрятать шпильку, можно применить коробку из поливинилхлорида. От шпильки провода подводят к заземляемому устройству отопления.

Чтобы быстрее произвести монтаж заземления, можно купить готовые комплекты. Их можно легко найти в продаже.

Позаботившись о заземлении котла своими руками, можно рассчитывать на надежную и, что немаловажно, безопасную эксплуатацию этого отопительного устройства.

Установка газового котла поможет решить вопрос с обогревом, теплой водой и оптимизацией внутреннего микроклимата в жилье по своему усмотрению. Но чтобы избежать поломок и нивелировать риск возгорания газа, монтаж и дальнейшую эксплуатацию такого мощного электроприбора необходимо выполнять с соблюдением всех правил безопасности.

Поэтому рассмотрим детально, как сделать заземление для газового котла в соответствии со строительными нормами и рекомендациями ПУЭ.

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.

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.

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 контура поможет исключить претензии со стороны инспекторов газовой службы вне зависимости от того, использовали вы готовую модульную систему или собрали ее собственноручно.

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.

Чаще всего заземление газового котла в загородном частном доме выполняется 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;
• глинистый гравий и супесок – 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 пластичный – 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.

Для установки контура потребуется выделить свободное место, которое находится на расстоянии не ближе одного, но не дальше 5 метров от домового фундамента.

Этот участок в дальнейшем нельзя использовать для возведения различных пристроек, посадочных работ, да и вообще человеку находиться на нем небезопасно, ведь в случае срабатывания это может окончиться летальным исходом. Поэтому стоит огородить контур бордюром и облагородить место какой-нибудь композицией из камня либо украсить садовой скульптурой.

Чтобы выполнить заземление газового котла, сначала на выделенном участке рисуется макет будущего контура. Чаще всего используется схема, предполагающая размещение заземлителей по сторонам равнобедренного треугольника. Но контур может быть и в форме линии, квадрата или многоугольника – все зависит от расчетного количества электродов и месторасположения самого здания.

Для сборки самодельной конструкции понадобятся такие инструменты:

• сварочный аппарат для соединения металлических элементов системы;
• болгарка для нарезки и заострения труб или стержней;
• перфоратор или дрель для завода кабеля заземления в дом.

А также необходимо подготовить инструмент для копания. Минимальный набор, который наверняка найдется в запасе у хозяев частного дома – штыковая лопата и тяжелая кувалда. Но если на участке твердый грунт, лучше достать ямобур или мотобур, которые значительно облегчат «глубинный» этап работы.

Теперь рассмотрим пошагово, как сделать контур треугольной формы для заземления газового котла. Для начала нужно выкопать траншеи по линиям предварительно начерченного макета. Оптимальная ширина каждой канавки – 35-40 см, глубина – 50-70 см. От ближайшей к дому вершины треугольника проводится прямая траншея до фундамента.

С помощью кувалды или ямобура по вершинам треугольника вертикально забиваются электроды – стальные проводники из труб или уголков. Чтобы облегчить этот процесс, можно предварительно заточить болгаркой нижний край каждого отрезка. Устанавливать их нужно на такую глубину, чтобы расстояние от дна траншеи до верхнего края проводника было в пределах 15-20 см (то есть впоследствии вся конструкция будет укрыта слоем грунта в 30-55 см).

Далее электроды необходимо соединить между собой. Проложите по траншеям, выкопанным по сторонам треугольника, стальной проводник с сечением 4,8-5 см2 или полосу шириной 4 см и толщиной не менее 4 мм. Готовые наборы для заземления можно соединять болтами, предусмотренными в комплекте. А для самодельных конструкций лучший выход – точечная сварка.

Затем нужно приварить к стальному проводнику горизонтальную металлическую полосу, которая будет выведена по траншее на запланированное место для ввода заземления в само здание. Она поднимается над уровнем отмостки приблизительно на 50 см (можно использовать и стальной штырь).

Теперь нужно завести заземление в дом. Для этого с помощью перфоратора в стене делается отверстие, через которое продевается медный провод. К полосе приваривается болт М8. Медный провод фиксируется одним концом к клемме на заземлительной шине, а вторым – к металлической пластине на цоколе.

Затем газовый котел подключается к щитку через индивидуальный автомат защиты с помощью трехжильного провода. Дополнительно рекомендуется установить стабилизатор напряжения.

С помощью измерительного прибора выясните сопротивление растекания тока по контуру. Если результат не превышает максимально допустимый показатель в 10 Ом, то можно закапывать траншеи. Если обнаружились отклонения – добавьте необходимое количество электродов, убедитесь, что сопротивление в норме. Заземление готово, можно закапывать контур и вызывать инспекцию.

Кстати, существует еще один способ проверки работоспособности системы. Для этого понадобится простая лампочка мощностью в 100 Вт (или больше), которую вкручивают в патрон с переноской. Затем один конец переноски подсоединяется к одной из горизонтальных полосок стали, установленных по сторонам заземлительного треугольника, а второй – к фазе 220 вольт.

• Лампа горит ярко, как будто подключена к розетке – контур работает.
• Лампа горит, но свет тусклый или мигает – проварите еще раз стыки конструкции.
• Лампа не горит – нужно проверять целостность всей схемы, начиная от качества сварки до подводки к щиту.

Представители контролирующих органов обычно руководствуются при проверке готовности оборудования к эксплуатации рекомендациями ПУЭ, указанными в пунктах 1.7-1.8. Они определяют сопротивление грунта и заземлительного контура, правильность подключения к щитку газового котла и другие параметры.

Если все показатели будут в норме, выдается акт о заземлении. Он представляет собой набор технической документации из отчета о проведенных испытаниях с указанием перечня примененных измерительных приборов, свидетельства регистрации лаборатории, протокола проверки цепи между контуром заземления и котлом, дефектной ведомости.

И напоследок предлагаем подборку видеоматериалов, где можно почерпнуть наглядное представление о том, как безопасно заземлить газовый котел в частом доме.

В этом видеоролике можно увидеть сооружение заземлительного контура из 4 стержней с задачей достигнуть сопротивления до 7 Ом:

Еще один вариант обустройства контура газового котла для частного дома, подключенного от столба:

Система заземления – важный этап, которым не стоит пренебрегать при монтаже газового котла. И если вы не уверены, что сможете правильно установить и подключить к щитку контур, лучше не рисковать и обратиться к специалистам, потому что на кону стоит не только сохранность дорогостоящего оборудования, а и самое важное – ваша безопасность и даже жизнь.