Бригада поїхала, сонячні панелі на даху, інвертор показує перші кіловати. Усе працює. А тепер одна неприємна думка. Заземлення це єдина частина станції, яка не дає жодної кіловат-години. Його не видно в застосунку. Воно не окупається. І перевірити його ніхто не запропонував.
Якщо з ним щось не так, ви про це не дізнаєтеся. Станція працюватиме як ні в чому не бувало: рік, три, п’ять. До першої грози або до першого пробою ізоляції.
Що буде, якщо не заземлити сонячні панелі
Від панелей до інвертора йдуть кабелі з постійною напругою в кілька сотень вольт. Навіть на маленькій станції.
Ізоляція цих кабелів не вічна. Її перетирає об край профілю, прогризає куниця, розтріскує ультрафіолет за десять років. Рано чи пізно жила торкається металу: рами панелі або напрямного профілю.
І ось тут усе залежить від того, заземлена конструкція чи ні.
Якщо заземлена, струм іде в землю товстим мідним проводом. Захист це бачить і вимикає лінію. Ви дізнаєтеся про проблему з повідомлення в застосунку.
Якщо ні, уся металева конструкція на даху опиняється під напругою. І спокійно стоїть так, поки хтось до неї не торкнеться. Полізли мити панелі, поправити антену, почистити сніг, і струм пішов крізь вас у землю. Бо іншого шляху в нього немає.
Нічого не заіскрить і не задимить. Станція продовжить виробляти. Єдиною ознакою буде те, що станеться з людиною на даху.
Строго кажучи, ПУЕ:2026 заземлення рам як заходу захисту від ураження струмом не вимагають: сонячні модулі зазвичай випускають за класом захисту II, з подвійною ізоляцією, а таке обладнання за пунктом 1.7.90 і таблицею 1.7.2 застосовують без приєднання до захисного провідника PE. Заземлити рами вимагають інструкції виробників модулів і правила блискавкозахисту, а без заземлення рам інвертор може не помітити пробою ізоляції. Докладно це розібрано в статті сонячні панелі без заземлення: чим це небезпечно.
“У мене ж стоїть ПЗВ”
Часте заперечення, і воно не працює. Зараз поясню чому.
ПЗВ, пристрій захисного вимкнення, це той самий модуль у щиті, який вирубає лінію при витоку струму. Але щоб він спрацював, струм витоку має кудись текти. ПЗВ не відчуває напругу, він відчуває, що струм пішов убік.
Немає заземлення, отже, немає і шляху для витоку. Струм нікуди не тече, ПЗВ не бачить різниці й продовжує спокійно тримати лінію ввімкненою, поки на рамі сидить півтисячі вольт.
Крізь людину струм нарешті потече, і ПЗВ вимкнеться. Але захист спрацює вже після того, як вдарило.
Тому заземлення і ПЗВ не альтернативи, а пара. Одне без одного не працює.
Друга причина: гроза
Тут одразу заспокоїмо: панелі не притягують блискавку. Помітно збільшити ймовірність удару у ваш будинок вони не можуть.
Річ в іншому. Блискавці не обов’язково бити у вас. Розряд за кілька сотень метрів наводить напругу в проводах навколо, як радіохвиля наводить сигнал в антені. Ці наведені сплески приходять кабелями просто в інвертор.
Від них ставлять спеціальний модуль захисту. Але скинути сплеск він може тільки в землю. Без контуру модуль стоїть у щиті як прикраса.
Звідси, до речі, типова картина після грози: панелі цілі, кабелі цілі, інвертор мертвий. Як захистити станцію і від прямого удару, і від наведених перенапруг, розібрано в статті блискавкозахист сонячних панелей.
Що саме заземлювати в сонячній станції
Правило просте. Усе металеве, до чого можна дотягнутися і що може опинитися під напругою.
На практиці це:
- алюмінієві рами самих панелей;
- напрямні профілі, кронштейни, тримачі;
- корпус інвертора, будь-якого: хоч мережевого, хоч гібридного;
- металеві щити та бокси, включно з шафою акумуляторів;
- кабельні лотки й короби, якщо вони залізні;
- металеву покрівлю під панелями.
Останній пункт дивує найчастіше. Але металочерепиця під масивом такий самий провідник, як і все інше, і при пробої вона набере потенціал анітрохи не гірше.
До чого не можна підключати заземлення
А ось тут починається самодіяльність, яка закінчується погано.
Спокуса зрозуміла: у будинку вже є купа металу, що йде в землю. Батарея опалення. Водопровідна труба. Арматура фундаменту. Навіщо копати контур, якщо можна причепитися до них?
Правила улаштування електроустановок (ПУЕ, основний технічний документ української електрики) у пункті 1.7.116 забороняють використовувати як природні заземлювачі трубопроводи горючих рідин і газів, а труби водопроводу, каналізації та опалення для цього не рекомендують. Пункт 1.7.133 забороняє використовувати як захисні провідники ті самі газові труби, водопровід, каналізацію, опалення, а також свинцеві оболонки кабелів і металорукави.
Причина не в бюрократії. Водопровід і опалення це спільна система із сусідами. Причепивши до них аварійний струм своєї станції, ви відправите його до них у квартиру. А газову трубу зі струмом і можливою іскрою в стику краще взагалі не уявляти.
З арматурою фундаменту тонше. ПУЕ, пункт 1.7.115, допускає використовувати залізобетонний фундамент як природний заземлювач, але пункт 1.7.116 вимагає розрахунком визначити, чи потрібно зварювати арматурні стрижні між собою. У сучасному фундаменті арматуру в’яжуть дротом, і що там із контактом між прутами, не знає ніхто. Перевірити це, коли все залито бетоном, уже неможливо.
Одне слово для чотирьох різних речей
І останнє, що варто знати на старті. Інакше розмова з монтажниками перетвориться на плутанину.
Словом “заземлення” на сонячній станції називають чотири різні системи. У них різні задачі і, що важливіше для гаманця, різна товщина проводу.
Захисне заземлення: те, про що вся ця стаття. Рятує людину при пробої ізоляції.
Зрівнювання потенціалів: пов’язує між собою все залізо на об’єкті, щоб між двома залізяками не виявилося різниці напруг.
Блискавкозахисне заземлення: приймає струм прямого удару. Це окрема система з блискавкоприймачем і власним контуром.
Функціональне заземлення: екзотика, яка потрібна не для безпеки, а щоб панелі не деградували раніше строку. Трапляється рідко й потребує спеціального інвертора.
Головне, що варто запам’ятати просто зараз: захисне заземлення і блискавкозахист це різні речі. Наявність однієї не замінює другу. Фраза “у нас же громовідвід стоїть” не означає, що станція заземлена.
Що робити далі
Якщо станція вже стоїть, є перевірка на десять хвилин, яку ви зробите самі звичайним мультиметром. Вона викриває найчастішу халтуру монтажників, і, забігаючи наперед, халтура ця виглядає абсолютно нормально ззовні.
Якщо станція тільки планується, далі за порядком: як збирається заземлення на даху, чим воно відрізняється на наземній станції і що з цього вимагатиме обленерго при підключенні. Як обрати сам провід, тобто його переріз, марку, клас жили й наконечники, розібрано в статті про кабель для заземлення сонячних панелей.
