Заземление ванны в квартире и доме – зачем это нужно и как выполнять?

Практически в любом частном доме и квартире ванная комната оснащена хотя бы одним электроприбором – стиральной машиной, бойлером или полотенцесушителем, а то и всеми разом. И эти блага технического прогресса, заметим, эксплуатируются в помещении с повышенной влажностью, при которой, как известно, вероятность поражения электрическим током многократно возрастает. Самая простая и малозатратная, но в то же время обязательная и эффективная мера полностью себя обезопасить от этого – это заземление в ванной комнате.

Чем мотивируется необходимость заземления в ванной

В ванной комнате источником опасного для жизни или вызвавшего неприятные ощущения тока может стать любой используемый неисправный электроприбор. Не заземленные электроустройства соседей, подключенные к системам водоснабжения или канализации, имеющие пробой на корпус либо пока только утечку тока, тоже могут стать причиной аналогичных последствий. Возможен и другой вариант «привета» от соседей – заземление ими какого-нибудь электроприбора на свою стальную или чугунную трубу при том, что стояк или его часть из пластика. Причем во всех этих случаях опасность представляет пробой или утечка от фазного провода. Нулевая жила не опасна.

Человек может получить удар током, если собою замкнет на землю находящуюся под фазным напряжением какую-нибудь любую токопроводящую поверхность или даже саму воду, текущую из крана, смесителя либо ту, что в самой ванной. Человек замкнет собой эту цепь при стечении следующих обстоятельств:

1. Одной частью своего тела (чаще всего это рука) вступит в соприкосновение с объектом (электроприбором, краном, ванной) или водой, находящимися под напряжением.
2. Другой частью своего тела будет контактировать тоже с токопроводящими объектами либо поверхностями, но которые по электротехническим понятиям «подключены» к земле. То есть с теми, которые в совокупности с отделяющими от земли материалами, объектами, веществами или элементами конструкции здания образуют электрическую цепь.

Токопроводящими поверхностями в ванной являются не только все металлические предметы, но и другие. Речь идет о материалах, которые не являются хорошими проводниками и могут быть даже по своим свойствам электроизоляторами. Если они влажные, а еще хуже – мокрые, то через них либо по их поверхности тоже сможет протекать ток. Так, например, даже промокшее полотенце может оказаться под фазным напряжением – смотря, где оно висит.

С первым пунктом все понятно. Подробнее рассмотрим второй. Что может входить в электрическую цепь на землю. Это могут быть:

• Металлические трубы.
• Стальные и чугунные ванны, а также влажные акриловые.
• Вода и стоки, заполняющие пластиковые трубы. Ведь они текут дальше по стояку, в магистральный трубопровод и на каком-то участке своего пути непременно будут контактировать с металлом (попадут в стальную трубу или задвижку), который уходит в землю или находится в ней.
• Металлические элементы конструкций здания – стальная арматура, балки.
• Намокший бетон перекрытий и других конструкций здания.
• Намокшие напольные покрытия, швы в них и основание пола под ними.

А теперь вспомним закон Ома. Величина тока, протекающего через что-либо, равна напряжению, приложенному к этому чему-либо, поделенному на его сопротивление (I = U/R). То есть чем больше R, тем меньше I (ток). Если R очень велико, а в случае электроизоляционных, не являющихся проводниками, материалов и веществ величина его такова, что ее можно принять как бесконечно большую, то I практически будет равен нулю. То есть при наличии в рассмотренной во втором пункте цепи хотя бы одной составляющей, не являющейся хорошим проводником, замыкания человеком фазы на землю не произойдет.

В то же время напольное покрытие, выполненное, например, из керамической плитки, которая сама по себе – очень хороший изолятор, покрытое пусть даже самой тончайшей пленкой воды, превращается в проводник. Точнее его поверхность. Промокшие швы в напольном покрытии, а также бетон основания пола и перекрытий тоже будут проводить ток. Если он по ним пройдет до металлических элементов конструкции здания (арматуры и других), которые при этом соединены будут как-то между собой, а самые нижние (в фундаменте) – как правило, с землей, то получится электрическая цепь от последней до пола в ванной комнате.

Примеры, когда поражение током маловероятно и вполне возможно

Примеры, в которых маловероятно или исключено получение удара тока при выполнении вышеприведенного первого пункта:

• человек, больше ни к чему не прикасаясь, стоит на полу босиком, но ноги и напольное покрытие сухие, а последнее выполнено из материала, не являющегося проводником (из дерева, керамическая или другая плитка из натуральных материалов, линолеум);
• человек, больше ни к чему не прикасаясь, стоит на мокром полу, но обутый в тапочки или другую обувь, которые, как и ноги, внутри сухие и не проводят ток (подошва из резины, кожи).

В противном случае (к чему-то еще токопроводящему прикоснуться второй рукой или стоять босиком на мокром полу) может стукнуть. И тем сильнее, чем больше будет величина тока. А она, как следует из приведенного в предыдущей главе закона Ома, зависит от напряжения – разности потенциалов между землей и на объекте, к которому прикоснулись – и суммарного сопротивления получившейся цепи. То есть суммируются R человека и всех следующих за ним до земли элементов такой цепи. Если из-за высокого общего сопротивления и/или небольшого напряжения ток окажется маленьким, то его прохождение через тело можно даже и не заметить.

Еще 1 пример, когда может ударить – кстати, когда человек уже находится непосредственно в самой ванне. Он может стоять или сидеть в воде. Потом человек включает кран или душ, подключенный к электротитану (другому электрическому подогревателю). А у того неисправный нагревающий элемент – ТЭН. Характер неисправности – повреждение изоляции. Участок неисправности приходится на внутренний бак с нагреваемой водой. Изоляция совсем повреждена и все 220 В, получается, «подключены» к воде (так называемый пробой) или отчасти (утратила прежние электроизоляционные свойства из-за старения или неправильной эксплуатации титана, и поэтому плохо изолирует проводник внутри ТЭНа), и происходит утечка тока.

И в этом случае вместе со струей, когда человек к ней прикоснется (например, рукой), на него пойдет подача не только воды, но еще и фазного напряжения (пробоя или утечки). Ведь какой-то другой частью тела он обязательно будет контактировать с ванной. А та, в свою очередь, в этот момент может оказаться звеном той электроцепи до земли, о которой шла речь в приведенном выше пункте 2 (смотреть в предыдущей главе). То есть ток потечет через человека, потом ванную, воду, сливающуюся из нее, и канализационные трубы. Либо от ванны пойдет через мокрый пол и бетон перекрытий, а потом по металлическим элементам конструкций здания. Через струю при этом тоже будет протекать ток, но наибольший пойдет именно через человека, так как его сопротивление гораздо меньше, чем у воды.

От чего зависит степень опасности и что дает заземление

Когда какой-то из электроприборов неисправен, степень возможности и опасности поражения электрическим током зависит, как это становится очевидным из предыдущих глав, от следующих факторов:

• Из каких труб стояки и внутриквартирная разводка водопровода, отопления и канализации – металлических, металлопластиковых или пластиковых (в том числе и у соседей).
• Качества водопроводной воды и воды в системе отопления. Когда она нормального качества, то плохо проводит ток, то есть является полупроводником (канализационные стоки содержат примеси, в том числе соли, делающие их хорошим проводником).
• Уровня общей влажности вообще и степени увлажнения отдельных объектов и материалов в частности (токопроводящих и являющихся изоляторами – смотреть в первой главе).
• От состояния психоэмоционального и физического самого человека, а также его кожного покрова.

Почему зависит от кожи. Общее сопротивление человеческого тела – примерно 1 кОм. Сопротивление внутренних тканей составляет тысячные доли от этого значения, а все остальное – это за счет кожного покрова. Чем важно сопротивление, описано в первой главе. И если кожа повреждена или влажная, да еще и загрязнена, то ее сопротивление снижается в разы. Соответственно, и вероятность удара током повышается в разы, и тем тяжелее могут быть последствия от этого. Заземляющий проводник, соединяющий токопроводящие (металлические) элементы или детали электроприборов и других потенциально опасных объектов с землей напрямую, тем самым производит выравнивание между ними возникающей разницы потенциалов (напряжения). То есть ток начинает течь через заземление.

Если даже при этом человек собою дополнительно замкнет фазу на землю (описано в первой главе), то он даже этого не почувствует. Через него тоже, возможно, будет проходить ток, но ничтожно малый. Наибольший будет в заземляющем проводнике, так как его сопротивление многократно меньше, чем у тела человека. Кроме того, заземление может «спасти» неисправный электроприбор от полного выхода его из строя, когда он станет совершенно неремонтопригоден. При коротком замыкании в нем на корпус через заземляющий провод пойдет высокий ток, что должно вызвать срабатывание устройства защиты в электрощитке – автоматического выключателя.

Вот зачем нужно заземление ванны в квартире. И такая, как в настоящее время, необходимость в нем появилась сравнительно недавно. Главным образом из-за установки различных электроприборов. И отчасти за счет того, что теперь часто вместо металлических применяют пластиковые трубы. Когда водопровод и канализация были полностью из металлических труб, было безопасней. Они выполняли роль заземления.

Обязательность или рекомендательный характер установки заземления для тех либо иных объектов и принятие других мер безопасности регламентируются ПУЭ («Правила устройства электроустановок») п. 7.1.88. и Техническим циркуляром № 23/2009 «Об обеспечении электробезопасности и выполнении системы дополнительного уравнивания потенциалов в ванных комнатах, душевых и сантехкабинах». Так, согласно второму документу, в ряде случаев необходимо заземлять даже смесители, краны, змеевики отопления, вентили и прочие детали из металла. А согласно ПУЭ в качестве дополнительной защиты рекомендуется подключение УЗО к электросети ванной или всей квартиры.

Как приступить к работе и установить в электрощитке шину

Начнем с электрощитка. В нем должна быть заземляющая шина. Это к ней подсоединяют третий провод 3-жильных кабелей, запитывающих розетки с заземляющим контактом и электроприборы, требующие заземления. И именно к заземляющей шине щитка надо будет протянуть из ванной комнаты и подсоединить провод заземления. «Сажать» его на металлические трубы водо-, газоснабжения, отопления и канализации категорически запрещено. Если дом старой постройки, то шины в щитке не будет. Тогда надо будет сделать собственный заземляющий контур, как это описано в статье «Делаем заземление в квартире».

А в щитке монтируем купленную в электротоварах нулевую шину (или для заземления – они одинаковые) с походящими размерами и  способом крепления. Затем соединяем ее протянутым через кабельную шахту проводом (сечение не меньше, чем у фазных проводников) в изоляционной оболочке с заземляющим контуром. Все установленные в ванной электроприборы рекомендуется подключать напрямую непосредственно в распределительном электрощитке через свой отдельный дифференциальный автомат или автоматический выключатель. Подключение, разумеется, производят 3-жильным кабелем. Третью жилу в щитке подсоединяем к шине, а у электроприбора – к винтовому зажиму со значком земля либо с обозначением «PE».

Если все-таки электроприборы подключаются через розетку, то их выносите за пределы ванной.

При установке внутри они должны быть соответствующего исполнения по влагозащищенности и иметь «шторку», предохраняющую от попадания брызг на контакты. Кроме того, розетки в этом случае должны монтироваться на высоте от пола 30–50 см и не ближе чем в 50–70 см от электроприборов и источников воды (края ванны, умывальника, душевой кабины). Для каждого электроприбора должна быть своя отдельная розетка (никаких тройников) с заземляющим контактом. Электропитание от нее до щитка проводим тоже 3-жильным кабелем. Третья жила подсоединяется к контакту заземления розетки. От электроприбора до нее протягиваем тоже 3-жильный кабель со штекером, имеющим третий заземляющий контакт.

Заземление ванн и других потенциально небезопасных приборов и объектов

От каждого прибора должен отводиться отдельный проводник. Нельзя подсоединять к заземляющей шине щитка заземляемые устройства последовательно. В качестве заземляющего проводника должен браться медный сечением не меньше 2,5 мм², если он будет механически защищен, и 4 мм², когда такой защиты не будет. Также допускается использование алюминиевых и стальных проводников с сечением не меньше 16 мм². Желательно использовать изолированный провод. Зачищаем его оба конца, на которых затем делаем кольцо под крепеж. Начнем с обычных душевых кабин и ванн. Они оснащены специальным креплением – ушком. При необходимости очищаем его в месте установки крепежа (подходящий болт с гайкой и шайбами, которые предохранят петлю провода и ушко от продавливания) от эмали, грязи или ржавчины до чистого металла.

В старых металлических ваннах заземление не предусмотрено. Если у них ножки являются неотъемлемой частью всего изделия (не съемные), то просверливаем в одной из них отверстие диаметром 4–6 мм под соответствующий болт с гайкой и шайбами. Сверлить надо в таком месте, чтобы отверстие не снизило прочность ножки, а крепеж и провод заземления не портили внешний вид. Перед креплением проводника место вокруг отверстия с обеих сторон надо очистить до чистого металла.

К съемным ножкам подводить заземление нельзя, так как контакт между ними и самой металлической ванной со временем значительно ухудшается, а то и вовсе пропадает из-за окисления и даже ржавления их прилегающих поверхностей от повышенной влажности, а также деформации, вызванной частой сменой температуры. Но если стойки крепятся к корпусу ванной болтами, то можно подсоединить заземление к одному из них. Когда нет такого крепления ножек, поступаем следующим образом.

В стальной ванне делаем сквозное отверстие у бортика со стороны, обращенной к стене. В чугунной с внешней ее стороны просверливаем глухое отверстие диаметром 5 мм в месте, где максимальная толщина металла. Лучше возле бортика. Затем нарезаем резьбу под болтик диаметром 6 мм (с шайбой). Главное, чтобы не получилось вместо глухого сквозное отверстие и не повредилось эмалевое покрытие внутри ванной. Но и глубина отверстия должна быть достаточной – 5–6 мм, чтобы надежно и с хорошим контактом установить заземление. У метчика для нарезки резьбы необходимо будет сточить заостренную носовую часть. Так удастся глубже нарезать резьбу.

Что делать, если ванна акриловая? Изготовленная экструзионным способом идет с металлической рамой-подставкой. Если на ней нет специального ушка под заземление, то просверливаем отверстие. Если акриловая ванна литая, то в ней обычно должна быть специальная перемычка. Когда ее нет, поступаем как с металлической ванной – сверлим отверстие. Заземление акрилового сантехнического прибора обезопасит еще и от статического электричества, накапливающегося на нем, когда в ванной относительно небольшая влажность.

Помимо рассмотренных выше сантехнических и электрических приборов, рекомендуем также сделать заземление для всех металлических труб. А также желательно для металлических кранов и смесителей, подсоединенных к пластиковым трубам.

Это необходимо, чтобы не получить «привет» от соседа в виде разряда током. Как это бывает, упоминалось в начале первой главы. Для этого можно использовать стальные хомуты с отверстиями. Все места подсоединения заземления надо покрыть битумной мастикой, чтобы не ржавели. Все проводники следует завести в коробку уравнивания потенциалов (КУП), установленную в малозаметном месте в ванной комнате. Это обычная коммутационная коробка из пластика с 1-ой общей шиной. А уже из нее тянем 1 изолированный провод того же сечения до заземляющей шины щитка.