Как правильно сделать заземление в частном доме


О том, насколько важна для частного дома или коттеджа правильно смонтированная система заземления, сказано уже немало. Поэтому повторять об опасности поражения электрическим током в доме, не подключенном к заземляющему контуру, особой нужды нет. И если вы желаете по максимуму обеспечить безопасность своего жилого пространства, то информация, изложенная в настоящей статье, без сомнения, будет вам полезна.

Виды заземления для частного дома

В зависимости от конструктивных особенностей подходящей к дому линии электропередачи применяются различные системы заземления. Различают следующие их разновидности: TN-S, TN-C, TN-C-S, TT и т. д. Частные дома и коттеджи обычно подключают к системам заземления двух типов: TN-С-S и TT. И если в вашем доме отсутствует заземление, то именно эти системы проще всего реализовать на практике, именно их многие умельцы создают самостоятельно, именно о них и пойдет речь в настоящей статье.

Коротко поясним, что означают буквы в названии систем:


  1. Первый символ обозначает параметры заземления на источнике питания (T – земля и т.д.).
  2. Второй символ (N или Т) характеризует параметры заземления открытых частей домашних электроустановок. Буква N, к примеру, обозначает зануление или соединение защитного проводника домашней электроустановки с нейтралью источника питания (трансформаторной подстанции).
  3. Буквы S и C обозначают подвид системы, в которой заземление производится через источник питания.

Проще говоря, если первыми в обозначении стоят буквы TN, то речь идет о системе с глухим заземлением источника питания, а электрическая система потребителя присоедениена к его нейтрали посредством нулевых и защитных проводников. Как мы уже говорили, системы заземления бывают нескольких разновидностей:

  1. TN-C – система, имеющая совмещенные нулевой и защитный проводники. Подводящая линия в данном случае состоит из двух- или четырехжильных кабелей (фазный и нулевой проводники – в однофазной системе электроснабжения, три фазных и один нулевой – в трехфазной системе электроснабжения). Систему TN-C трудно назвать полноценной системой заземления, ведь заземляющие проводники электроустановки в ней подключаются к нулевому проводу, идущему от трансформатора. Обычно ее называют занулением, потому как выполнять все функции заземляющего контура она едва ли способна.
  2. TN-S – система, имеющая разделенные нулевой и защитный проводники. Подводящая линия в данном случае состоит из трех- или пятижильных кабелей (фазный, нулевой и защитный проводники – в однофазной системе электроснабжения, три фазных плюс нулевой и защитный проводники – в трехфазной системе электроснабжения).

  3. TN-C-S – система, в которой нулевой и защитный проводник совмещает свои функции лишь на определенном участке, который начинается возле источника питания и заканчивается на вводе в дом. Здесь же происходит их разделение на нулевой защитный (PE) и нулевой рабочий (N) провода (защитный проводник в такой системе подвергается повторному заземлению). По сути, система TN-C-S создается на базе TN-C.
  4. TT – система, в которой домашняя система электроснабжения имеет обособленное глухое заземление, которое никак не соединяется с заземлением питающей подстанции.

Заземление во всех системах категории TN производится через трансформаторную подстанцию, в то время как система TT предполагает создание заземляющего контура непосредственно возле дома. Можно долго спорить о том, какая из двух систем лучше – TN-C-S или TT, поэтому сразу обозначим подводные камни двух этих систем.

Если вы задумываетесь о создании системы TN-C-S, то в первую очередь следует удостовериться в надежности ЛЭП, подводящей электричество к вашему дому. Ведь состояние загородных линий электропередачи (а они, в большинстве случаев, воздушные) оставляет желать лучшего. Никто не даст гарантии, что в один прекрасный день, в результате аварии на линии (если под своей тяжестью накренится хлипкая опора и т.п.), оголенный нулевой провод не соединится с проводом фазным. В итоге ноль отгорит от трансформатора, а мы получим смертельно опасное напряжение, «гуляющее» по корпусу домашних электроприборов.


Поясним: PEN – это совмещенный рабочий нулевой (N) и защитный нулевой (PE) проводник, соединяющий трансформаторную подстанцию с вводным домашним щитком.

Использование кабеля СИП в составе подводящей линии дает некоторые гарантии безопасности, но при неудовлетворительном состоянии наземных опор все эти гарантии можно поставить под сомнение. Проще говоря, создавать систему заземления типа TN-C-S можно, только имея полную уверенность в надежности подводящей ЛЭП.

Система ТТ в частном доме также имеет свои недостатки. Системы представленного типа требуют обязательного наличия в цепи заземления устройств защитного отключения УЗО или диффавтоматов, которые регулярно следует проверять на предмет работоспособности. Для обеспечения безопасной работы ТТ должна быть оснащена системами уравнивания потенциалов и искусственным заземляющим контуром, создание которых требует времени, усилий и определенных затрат.

На практике создание системы TN-C-S всегда выглядит более предпочтительным, но при сомнительном состоянии токоподводящих линий (подводящая линия образована неизолированными проводниками, наблюдаются ее частые обрывы, воздушные опоры находятся в неудовлетворительном состоянии и т. д.) в качестве более надежной альтернативы рекомендуется создавать систему ТТ.


Коротко о системе TN-S

Если к дому подведена система TN-S, то вводной щиток достаточно оборудовать заземляющей шиной, к которой следует подключить вводной заземляющий проводник PE и защитные проводники, идущие к домашним потребителям. Проводник РЕ можно подключить к повторному заземляющему контуру. К вопросу о том, как это сделать, мы еще вернемся.

Речь идет о разделении входящего нулевого провода, который подводится к потребителю в системах TN-C и разделяется при создании системы TN-C-S. Подобное деление изображено на схеме.

Конструкция системы TN-C-S

Если к вашему дому подходит система TN-C, если вы удостоверились в безупречном состоянии подводящей линии и убедились, что в качестве подводящего проводника используется кабель СИП, можно приступать к созданию системы заземления типа TN-C-S.

Разделение проводника на защитный провод PE (имеющий желто-зеленый цвет) и на нулевой (имеет голубой цвет) производится во вводном щите.

В щите же к системе подключается повторное заземление.

Разделение проводника PEN производится по следующей схеме:

Для разделения следует использовать две шины: главную заземляющую (ГЗШ) и нулевую (N). Главная заземляющая шина подключается к дополнительному заземляющему контуру через корпус щитка, к ней же подключается вводной кабель PEN и подсоединяются заземляющие клеммы розеток, установленных в доме. К шине N подключаются: электросчетчик, защитные автоматы и силовые клеммы домашних точек энергопотребления.

Более наглядно разделение показано на фото.

Основные требования к узлу разделения проводника PEN состоят в следующем:


  • Нулевая разделяющая шина N в обязательном порядке должна устанавливаться на изолятор, то есть она должна быть изолирована от корпуса щитка, к которому дополнительно подключается шина PE (ведь после разделения эти две шины не должны нигде соприкасаться);
  • Все проводники, подходящие к разделяющим шинам, должны крепиться с помощью прочных болтовых соединений, что обеспечивает надежность подключения и возможность отсоединения отдельных проводников;
  • Сечение ГЗШ должно быть больше или равно сечению питающего проводника PEN.

В качестве защитных проводников РЕ рекомендуется использовать специализированные провода. Если проводники РЕ и фазные проводники изготовлены из одного и того же материала, то зависимость минимального сечения РЕ от сечения фазного провода будет следующей.

Знак «£» в данном случае обозначает – «≤».

Если защитные и питающие проводники изготовлены из разных материалов, то сечение РЕ должно быть эквивалентно по своей проводимости сечению фазных проводов, рассмотренных в таблице.

Повторное заземление и устройства защитного отключения в системах TN-C-S

Если вы желаете максимально защитить себя и свою семью от поражения токами утечки, то систему заземления TN-C-S следует оснастить устройствами защитного отключения (УЗО) или дифференциальными автоматами. В соответствии с рекомендациями актуализированной редакции ПУЭ (изд.7) системы типа TN, оснащенные устройствами защитного отключения (УЗО), должны подключаться к повторному заземлению, которое монтируется на вводе в дом.


Если УЗО в вашей системе не используются, а в пределах 200 м от вашего щитка уже есть повторное заземление, тогда в создании дополнительного заземления на вводе в дом особой необходимости нет.

Об УЗО: для дополнительной защиты от токов утечки при косвенном прикосновении к открытым поверхностям электроприборов в общую схему электроснабжения рекомендуется внедрять устройства защитного отключения (УЗО) или дифференциальные автоматы. Подобная защита срабатывает на слабые токи утечки, отключая питание сети (токи утечки, несмотря на свою малую величину, могут быть опасны для человека). Их установка целесообразна по той причине, что обычные защитные автоматы срабатывают только на токи короткого замыкания.

В современных системах принято устанавливать УЗО двух различных номиналов: общее противопожарное УЗО, срабатывающее на ток утечки – 100 мА, а также одно (или несколько) УЗО, подключенных к линии штепсельных розеток и срабатывающих на ток – 30 мА или 10 мА.

В результате мы будем иметь вот такую схему.


Повторное заземление подразумевает подключение корпуса вводного щитка к заземляющему контуру.

В соответствии с правилами ПУЭ (пункт 1.7.102) в сетях переменного тока напряжением до 1 кВ в качестве повторного заземляющего контура для систем TN-C-S можно использовать подземные конструкции электрических опор, металлические водопроводные трубы, заземляющие контуры громоотводов и т. д. Эти элементы следует использовать в первую очередь. Если такой возможности нет, то создается контур искусственный.

К вопросу о конструкции искусственного заземляющего контура мы еще вернемся.

Сечение проводников, соединяющих щиток и заземляющий контур в сетях с глухозаземленной нейтралью и с напряжением до 1 кВ, должно соответствовать следующим параметрам.

Если используется проводник алюминиевый, его площадь должна быть не менее 16 мм².

Система уравнивания потенциалов

После создания системы заземления, оснащенной устройствами автоматического отключения, в доме появляется защитный проводник, соединяющий все элементы системы электроснабжения. Данный проводник представляет потенциальную угрозу. Ведь при повреждении какого-либо потребителя на корпус всех неповрежденных электроприборов выносится опасный потенциал. Он будет присутствовать там до момента срабатывания УЗО, создавая опасность при прямом прикосновении. В целях снижения указанного напряжения в здании необходимо создать систему уравнивания потенциалов (СУП), способную уравнять потенциал всех его токопроводящих частей (строительных конструкций, инженерных коммуникаций и т. д.).


СУП представляет собой своеобразную сетку проводников (РЕ), объединяющих между собой все токопроводящие элементы объекта через ГЗШ, то есть через ее РЕ-часть. Соединение шины РЕ и токопроводящих частей здания производится радиально (к каждой заземляемой конструкции подводится отдельный проводник РЕ). Более подробно о конструкции основной (СУП) и дополнительной (СУП) системы уравнивания потенциалов вы можете узнать в соответствующем разделе FORUMHOUSE.

Система заземления ТТ в частном доме

Если вы пришли к выводу о нецелесообразности или опасности подключения системы TN-C-S к своему дому, то единственной альтернативой, позволяющей обеспечить собственную безопасность, будет создание системы ТТ. Ее схема имеет следующий вид.

Как видим, ГЗШ и заземляющие проводники нигде не соединяются с вводным PEN-проводником и нулевым проводом – N.

Также в системах ТТ должна быть создана основная система уравнивания потенциалов (ОСУП). В идеале ОСУП создается в комплекте с системой дополнительной (ДСУП).

Если система ТТ подключается к металлическому щитку, то все проводники в щитке должны иметь двойную изоляцию. В качестве альтернативы металлическим щиткам можно использовать щитки пластиковые.

Для более надежной изоляции проводников в местах их прохождения через корпус металлического щитка можно использовать специальные текстолитовые втулки.


ГЗШ с помощью медного провода подключается к проводнику, ведущему к искусственному заземляющему контуру. В щитке к заземляющей шине подводятся проводники РЕ, идущие от домашних потребителей и от систем уравнивания потенциалов.

Расчет и создание заземляющего контура

Как известно, опасный потенциал, возникающий в защитном проводнике РЕ при пробое фазного напряжения на корпус бытового устройства, направляется в область с наименьшим сопротивлением. И для того, чтобы во время прикосновения человека к открытым частям электроустановки напряжение продолжало уходить в землю, защищая людей от поражения электрическим током, заземляющий контур должен обладать низким сопротивлением. Поэтому расчет заземляющего контура сводится к определению величины сопротивления растеканию токов на заземляющем устройстве. Этот показатель зависит от нескольких факторов:

  • От площади заземляющих элементов.
  • От расстояния между ними.
  • От глубины их погружения в землю.
  • От проводимости грунтов.

Для систем заземления ТТ, установленных в сетях с напряжением до 1 кВ и оснащенных защитными устройствами УЗО, правила ПУЭ (пункт 1.7.59) устанавливают следующую зависимость: RаIа <50 В. Где:

  • Iа – минимальный ток уставки УЗО (в нашем случае он равен 10 или 30 мА);
  • Rа – суммарное сопротивление всех элементов системы заземления.

В соответствии с формулой, для УЗО с уставкой 30А этот показатель не должен превышать – 1660 Ом (минимальное требование к системе ТТ). Подобные значения, регламентируемые правилами ПУЭ, могут вводить в заблуждение. Поэтому на практике многие люди стремятся получить сопротивление заземляющего контура, не превышающее 4 Ом (что соответствует требованиям, распространяющимся на заземляющий контур источника питания).

Для того, чтобы выполнить минимальное условие по сопротивлению заземляющего контура, в землю достаточно бывает вбить один металлический уголок или штырь длиной – 2…2,5 м. На практике же, в целях обеспечения более надежной защиты, используется сразу несколько защитных стержней (чаще всего – 3) указанной длины.

А вот пример удачной защиты, состоящей из одного заземляющего стержня.

Если вы сомневаетесь в количестве и длине электродов, то для расчета заземляющего контура лучше всего обратиться к специалистам. Также эти параметры можно узнать у соседей, имеющих действующий заземляющий контур, допущенный надзорными органами к эксплуатации после проведения соответствующих замеров сопротивления.

Минимальные размеры сечения вертикальных электродов можно взять из уже знакомой нам таблицы.

В качестве электродов на практике чаще всего используются гладкие стальные прутья диаметром не менее 16 мм или заостренные уголки (50х50). Для обвязки электродов используется стальная полоса размером 4х40 или 5х40.

Располагать электроды можно как в ряд, так и по углам геометрических фигур (по углам треугольника и т.п.). В каждом конкретном случае их расположение определяется удобством осуществления монтажных работ и наличием свободного пространства.

Расстояние между электродами определяется коэффициентом использования стержня, который равен – 2,2. То есть, для того чтобы система работала с максимальной эффективностью, расстояние между двумя одинаковыми электродами должно быть не меньше, чем 2,2 длины каждого из них (по всем направлениям). При уменьшении этого расстояния (а на практике чаще всего так и происходит) эффективность системы будет снижаться.

Перед началом монтажных работ снимается верхний слой почвы, а потом, в размеченных точках, забиваются электроды.

Верхние концы электродов обвязываются полосой или стальным прутом и соединяются при помощи сварки.

На завершающем этапе заземляющий контур подключается к электрическому щитку.

Все соединения в конструкции заземляющего контура должны быть выполнены с помощью сварки.

Для тех, кто хочет подробнее узнать о практических наработках в области построения домашних систем заземления, на нашем портале есть тема, посвященная данному вопросу. О том, как произвести монтаж системы заземления и о том, какие материалы следует использовать, вы можете узнать, опираясь на практический опыт пользователей FORUMHOUSE. В видеосюжете – как правильно создать систему электроснабжения и другие инженерные коммуникации в загородном каркасном доме.
 

Источник: www.forumhouse.ru

Важный пункт: выбор схемы

Прежде чем приступать к монтажу, необходимо определиться со схемой, которые представлены на рисунке 1:

Рис. 1.

1. Штыревой метод монтажа считается наиболее популярным и современным. При этом используется заземляющий контур, который представляет собор набор кольев определённой длины, специальные соединительные муфты и даже насадку на перфоратор.

2. Квадрат используется не часто, так как требует слишком большого количества металлического уголка и сварных швов.

3. Треугольник. После штыревого варианта считается самым надёжным и простым в исполнении. Треугольное заземление требует меньшее количество материала, чем какое-либо другое.

4. Круг. Наиболее сложное в исполнении, но всё же иногда можно встретить заземляющий контур в виде круга, смонтированный из металлических полос и уголка.

Если нет достаточного количества средств, то лучше всего выполнить заземление в виде треугольника. Его надёжность и долговечность не будет слишком отличаться от штыревого варианта монтажа.

Последовательность монтажа заземления своими руками

Прежде чем приступать к работам, необходимо обзавестись определённым инвентарём и инструментом, среди которого:

  • Сварочный аппарат. Вполне подойдёт недорогой и маломощный инвертор.
  • Угловая шлифовальная машинка – болгарка.
  • Лопата.
  • Кувалда.
  • Гаечный ключ на 14.

Из материала необходимы: 3 металлических уголка длиной не менее 2 метров, 4 отрезка металлической полосы не менее 110 мм, 3-5 метров медного одножильного провода сечением 6 мм2 и болт (на 14) с двумя шайбами и гайкой.

Шаг 1: подготовка траншеи

Для монтажа заземления необходимо подготовить траншею в форме треугольника с одной отдельной полосой, провод от которой будет идти до распределительного щита. Глубина траншеи определена нормативными документам и составляет не менее 0,7 м.

Рис. 2

Шаг 2: установка металлического уголка

Лучший термин для этого действия – вбивание. Заранее заточенный металлический уголок в количестве трёх штук необходимо вбить по краям треугольника, с таким расчётом, чтобы над землёй осталось не менее 15 см. Именно для этого и потребуется кувалда.

Шаг 3: сварка единой конструкции

3 вбитых в землю уголка следует соединить с помощью приваренных металлических полос. Длина сварного шва не регламентируется ПУЭ, но лучше его сделать не менее 10 см. Так будет наиболее надёжно. Четвёртую полосу необходимо приварить от одной из вершин до предполагаемого места соединения с электрощитом.

Шаг 4: крепление провода

Для того, чтобы закрепить провод, который будет к шине заземления, необходимо в металлической полосе посверлить отверстие, провод опрессовать с помощью гильзованного наконечника и стянуть с помощью болта, гайки и двух шайб.

Рисунок 3

Шаг 5: проверка сопротивления заземления

Заземляющий провод нельзя подключать к шине, пока не будет проверено сопротивление контура. Для этого необходимо обыкновенную лампу одним проводом подключить к фазе (взятой, например, из обычного удлинителя), а вторым – к контуру. Лампа должна светить ярко, как от обычной электросети.

Рисунок 4

Подводя итоги

Монтаж контура заземления своими руками – совсем несложная процедура, требующая только инструмента и минимального навыка работы со сварочным аппаратом.

Источник: zen.yandex.ru

Для чего необходимо заземление

Заземление в электрической сети основано на элементарных физических законах и является универсальной системой защиты человека от поражения электрическим током, а текже системой защиты электрооборудования любого назначения от пробоя изоляции (зануление). Эксплуатация электрических сетей без заземления потенциально пожароопасна. Обустройство частного дома контуром заземления — обязательное условие для безопасного использования любых электрических приборов и аппаратов.

Согласно правил устройства электроустановок (далее ПУЭ), распространяющихся на все типы электроустановок, защитное заземление должно быть предусмотрено.

1.7.56. Для предотвращения поражения электрическим током при повреждении изоляции следует применять отдельно или в сочетании следующие меры защиты в случае косвенного прикосновения:

-защитное заземление (1.7.63, 1.7.65, 1.7.66);

— автоматическое отключение питания (1.7.61, 1.7.63);

— уравнивание потенциалов (1.7.78);

— оборудование класса II или с равноценной изоляцией (1.7.86, 1.7.87);

— защитное электрическое разделение цепей (1.7.86, 1.7.88);

— изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки (1.7.86, 1.7.89);

— системы сверхнизкого (малого) напряжения БСНН, ЗСНН, ФСНН (1.7.68–1.7.70);

— выравнивание потенциалов (1.7.65, 1.7.66).

ПУЭ-2009

Для объективного понимания, нужно разобраться в следующих терминах, согласно ПУЭ:

  • Прямое прикосновение — электрический контакт людей или животных с токоведущими частями, находящимися под напряжением, либо приближение к ним на опасное расстояние.
  • Косвенное прикосновение — электрический контакт людей или животных с открытой проводящей частью, оказавшейся под напряжением в результате повреждения изоляции.
  • Защита от прямого прикосновения — защита, предотвращающая поражение электрическим током при отсутствии повреждения изоляции проводников.
  • Защита при косвенном прикосновении — защита, предотвращающая поражение электрическим током в случае единичного повреждения.
  • Заземлитель — проводящая часть (проводник) или совокупность соединенных между собой проводящих частей (проводников), которые находятся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, например бетон.
  • Заземляющий проводник — проводник, соединяющий заземлитель с определенной точкой системы либо электроустановки или оборудования.
  • Заземляющее устройство — совокупность электрически соединенных между собой заземлителя и заземляющих проводников, включая элементы их соединения.
  • Заземление — выполнение электрического соединения между определенной точкой системы либо установки или оборудования и локальной землей.

    Примечание. Соединение с локальной землей может быть преднамеренным, непреднамеренным и случайным, а также постоянным либо временным.

Убедившись в необходимости заземления, можно приступить к рассмотрению вопроса самостоятельного оборудования частного дома заземляющим контуром.

Какие типы есть

Прежде всего, необходимо понимать, заземление какого назначения нужно смонтировать. Решающим фактором в принятии решения станет класс напряжения в частном доме (220 В или 380 В).

По своему назначению заземление существует двух типов: защитное и рабочее.

Рабочее — выполняется с целью предупреждения внезапного повышения величины напряжения в электроприборах бытового назначения. Такое может случится в следствии нарушения изоляции обмоток трансформатора. А также такой тип заземления защищает электроприборы от попадания молнии в конструкцию здания. В таком случае весь заряд уходит в землю .

Защитное заземление — осуществляется за счёт принудительного соединения корпуса электроприбором с землёй через проводник.

Для следующих бытовых приборов должно быть предусмотрено защитное заземление:

  • стиральная машина — её корпус имеет относительно большую электрическую ёмкость из-за эксплуатации в условиях повышенной влажности.
  • микроволновая печь — основной рабочий элемент печи — магнетрон. Он имеет большую мощность. Если контакт с заземлением в розетке плохой, то может возникнуть возрастание уровня магнитных излучений. Многие производители микроволновых печей оборудую клемму — заземлитель на тыльной стороне печи.

Для контакта заземляющего проводника в сети и электроприбора современные розетки оборудованы заземляющими контактами.

Для обеспечения заземления существует шесть систем заземления. В отдельных строительных сооружениях, в частности, жилых домах используют две основных системы заземления.

Система TN-S-C — рекомендована для внедрения в последние годы. Выполнена такая схема с глухозаземлённой нейтралью на подстанции. Оборудование в этом случае имеет непосредственный контакт с землёй. К самому же потребителю земля (РЕ) и нейтраль/ноль (N) ведётся одним проводником (PEN). На входе в электросеть частного дома такой проводник разделяется на два независимых проводника.

"Система

Такая система не предусматривает обязательной установки устройства защитного отключения (УЗО). Защита осуществляется автоматическими выключателями.

Недостаток такой системы — при повреждении или отгорании проводника PEN на протяжении участка подстанция/дом, появляется фазное напряжение на заземляющей шине дома. Такое напряжение ничем не отключается. Исходя из этого ПУЭ регламентирует жёсткие требования к такой линии: проводник PEN должен быть обеспечен механической защитой, а теже должно быть оборудовано периодическое местное заземление на опорах линии электропередач.

Многие линии электропередач, особенно в сельской месности, не удовлетворяют вышеуказанным условиям. Для такого случая рекомендована другая система заземления — система ТТ.

Такая система заземления реализована за счёт отдельно идущего провода от заземляющего контура к вводному щитку постройки, а не от трансформаторной подстанции. Эта система более устойчива к повреждениям защитного проводника, но требует установки УЗО. Без оборудования системы такими устройствами, защита от поражения электрическим током отсутствует. В связи с этим ПУЭ рекомендует такую систему только как дополнительную к системе TN-S-C. (Если линия не соответствует требованиям системы TN-S-C).

Различие заземления для сети на 220В и 380В

Различия в системах заземления частных домов при рабочем напряжении 220 В или 380 В несущественны. В обоих случаях сооружается заземляющий контур. Разница заключается в способе подключения контура к домашней электрической сети.

В сети 220В — напряжение однофазное. В этом случае используют трёхпроводной проводник и розетки с тремя контактами (фаза, ноль, заземлитель).

В сети 380 В — напряжение трехфазное. В этом случае используют пятипроводной проводник и розетки с пятью контактами (фаза — 3 шт, ноль, заземлитель).

Виды

Основным назначением заземлителя является непосредственный электрический контакт с землёй. Заземляющее устройство (заземляющий контур) включает в себя заземлитель и совокупность всех соединённых с ним проводников. Включая элементы их соединений.

Заземлители бывают двух видов:

  • естественный — металлоконструкции, находящиеся на достаточной глубине в грунте либо железобетонный фундамент здания;
  • искусственный — независимо установленная в грунт металлоконструкция прямого назначения;

Искусственные заземлители различают по их конструкционным особенностям.

  • горизонтальный заземлитель. Изготавливается из полосовой (толщиной не менее 4 мм) или круглой стали и укладывается в грунт параллельно поверхности земли.
  • вертикальный заземлитель — более преимущественный вариант. Такой контур занимает меньше места, но предусматривает более трудоёмкий процесс монтажа. Изготавливается из стальных штырей (уголок с полкой 50 — 70 мм и толщиной не менее 4 мм). Штыри связаны между собой металлической полосой (толщина полосы не менее 4 мм).
  • комбинированны заземлитель — включает в себя конструктивные особенности двух предыдущих заземлителей.

Комбинированная схема монтажа заземляющего устройства (контура) является самой эффективной. При выполнении монтажа с соблюдением необходимых правил, такой контур будет надёжным и долговечным.

Как сделать контур заземления для частного дома своими руками

Наиболее популярной схемой устройства защитного контура на сегодняшний день является схема треугольника. Она выполнена путём соединения металлической полосой трёх зарытых в грунт штырей. Такая схема отличается повышенной надёжностью. При обрыве или повреждении стальной соединяющей полосы с одной стороны, контур продолжит функционирование благодаря контакту с другой стороны.

Для изготовления и монтажа контура заземления понадобятся следующие материалы и инструмент:

Материалы:

  • стальной уголок 50–70мм, h=4мм, 3 шт. длина одного уголка не менее 2 метров;
  • стальная полоса 50–70 мм, h=4мм, 4 м. для соединения штырей из уголка;
  • стальная полоса 30 мм, h=4мм. для электрической связи заземляющего контура и вводного щитка здания. Длина зависит от местных условий;
  • электроды 3мм.

Инструмент:

  • лопата, лом, землеройный бур для обустройства ямок в грунте;
  • болгарка для нарезания металлических заготовок;
  • слесарный инструмент (молоток, кувалда, напильник, отвёртка, струбцина) для обработки и монтажа заготовок;
  • сварочный аппарат;
  • мерительный инструмент (рулетка, угольник) для разметки заготовок;

Места соединения заготовок заземляющего контура выполнять исключительно сварочным соединеним. Это регламентированно требованиями ПУЭ. Такой вид соединения обеспечивает максимально эффективный электрический контакт и наиболее устойчив к коррозии.

Работать электроинструментом следует с применением необходимых защитных средств: очки, спецодежда. Безопасность работы прежде всего.

При работе по заготовке уголка, один торец лучше срезать под острым углом. Такой уголок будет проще забивать в грунт.

Рассмотрим процесс монтажа контура заземления поэтапно.

  1. Заготвка металлических штырей и полосы, согласно необходимых размеров.
  2. Подготовка ямы для металлоконструкции контура заземления. Глубина не менее 0.5 метра.
  3. Забивание штырей в грунт. Забивать штыри следует на глубину не менее 3 метров. Для их соединения полосой достаточно оставить 200 — 250 мм.
  4. Соединение штырей заземлителя стальной полосой методом сварки.
  5. Завершающий этап. Вывод металлической полосы к зданию. Обустройство места электрического соединения с электрической сетью постройки.

На этом работа по монтажу контура заземления завершена. Далее следует процесс его подключения к питающей сети частного дома.

После подключения контура к РЕ проводнику электрической сети, следует выполнить испытание работоспособности контура. Для этого используют специальные электроизмерительные приборы. Такое оборудование достаточно дорогостоящее. Поэтому используют более упрощённый вариант проверки работоспособности контура.

Такой способ осуществляется за счёт подключения в сеть лампы накаливания (100 Вт) следующим образом: фазный провод помещается на фазный контакт розаетки, а нулевой провод — непосредственно на конструкцию контура. При этом нужно обратить внимание на интенсивность работы лампы. Яркий свет свидетельствует о правильной работе контура. Тусклый, о некачественном контакте в местах соединения металлических элементов контура. В этом случае соединения следует усилить дополнительным сварочным швом.

При определении величины сопротивления защитного заземления контура специальным прибором нужно помнить, что величина заземления не должна превышать 4 Ом. Если её значение больше, то это может свидетельствовать о плохом контакте контура с землёй. Для устранения этой проблемы можно залить землю водой в месте забивания штырей. Благодаря этому грунт уплотниться и площадь контакта увеличится.

Расчёт заземляющего устройства

Производят расчет заземляющего устройства также из условия максимальной величины сопротивления контура защитного заземления. Которая не должна превышать 4 Ом. Лучшим вариантом будет величина сопротивления искуственного заземлителя, не превышающая значение 1 Ом.

Выполнить основательный расчет заземлителя в домашних условиях, без наличия специальных знаний и технической литературы практически невозможно. Так как он предусматривает опытное определение удельного сопротивления грунта с учетом поправочных коэфициентов, учитывающих высыхание и промерзание грунта. Определение величины сопротивления растекания. Поэлементного расчета сопротивления контура исходя из его геометрических размеров, глубины залягания и влажности почвы. Коэффициент использования вертикальных заземлителей. Наличие естественных заземлителей. И другое.

Лучше, чтобы этим занимались специализированные организации, выдающие протокол о пригодности заземляющего контура и о соответствии его характеристик нормативным документам.

Существует упрощённый метод.

Упрощенный расчет заземлителя:

Для вертикального электрода заземлителя (одиночного) применяют такую формулу:

R1=0,84*p/L где:

R1 — сопротивление заземления, Ом;

р — удельное сопротивление грунта, Ом*м;

L — длина (глубина) заземлителя;

Для нескольких вертикальных заземляющих штырей (электродов):

R=R1/0,9*n где:

R — сопротивление одного электрода, Ом;

n — количество электродов в контуре заземления;

Таким образом, если известно удельное сопротивление грунта (p), то по первой формуле рсчитывают сопротивление одного электрода (R1). Полученное значение подставляют во вторую формулу и определяют количество электродов (n), при установленной длине (L).

В случае, когда удельное спротичление грунта не известно, можно воспользоваться справочной таблицой:

Если на практике не удалось найти или измерять значение значение удельного сопротивления грунта на участке для монтажа контура, используют метод пробного погружения электрода. Метод заключается в переодическом измерении сопротивления электрода по мере его погружения в грунт. Прекратить забивать электрод можно в том случае, когда показатели сопротивления прекратили снижаться. Это значит, что электрод достиг глубины, на которой удельное сопротивление грунта становиться постоянным. В дальнейшем этот электрод нужно связать металлической полосой с другими элементами контура.

Выбор места для монтажа

От правильно подобранного места обустройства контура во многом зависит его эффективная и безопасная работа. Существует несколько рекомендаций по этому поводу:

  • Нельзя размещать контур заземления в месте постоянного или частого нахождения людей или животных. В момент пробоя изоляции и отвода напряжения в грунт, находящийся в непосредственной близости человек или животное могут пострадать. Лучше принять меры по ограждению такого участка.
  • Некоторые специаоисты рекомендуют располагать контур с северной стороны здания. Это объясняется более влажной сырой на таком участке.
  • Если почва через чур влажная и существует большая вероятность коррозии металла контура, то лучше изготовить его из стали большого сечения. А также конструкцию контура можно покрыть специальными токпроводящими материалами, которые защитят от коррозии, но не ухудшат электрический контакт с землёй.
  • Не стоит располагать контур заземления вблизи с теплокоммуникациями. Пересушенный грунт негатино сказывается напоказателе сопротивления контура.
  • Запрещено располагать контур в непосредстьвенной близости с газопроводом, проходящим в земле.
  • Глубина размещения контура должна быть ниже уровня замерзания грунта, но не менее 0,5 м.

При соблюдении этих рекомендаций, можно быть уверенным в правильности подобранного места, и надежной работы заземлителя.

Земляные работы и сборка конструкции

Земляные работы нужно проводить аккуратно. За ранее следует обдумать периметр работ с учётом возможного залегания в грунте коммуникаций различного назначения: трубопроводов, телефонных линий, кабельных линий электропередач. Лучше расположить контур вдали от таких объектов.

Земельные работы выполняются с применением стандартных инструментов: лопаты, лома, бура.

При обустройстве траншей, их необходимо делать достаточно широкими. Это нужно для удобства выполнения сварочных работ. Ведь от качества сварочных соединений во многом зависит эффективность работы системы защитного заземления.

Болтовое соединение разрешается использовать лишь в месте вывода стальной полосы непосредственно к дому и соединения её с вводным щитом электросети.

В некоторых заземлителях заводского производства используют болтовые соединения, но качественный контакт в этих случаях достигается за счёт прижимных пластин и обмеднённых поверхностей электродов.

Сварочные соединения должны быть сплошными, длина сварочного шва не менее 100 мм.

Для наглядности приведен видеоролик, в котором представлен процесс обустройства контура защитного заземления в частном доме.

Видеоролик взят с интернет-ресурса Youtube, используется в ознакомительных целях и не является рекламой.

Источник: aqua-rmnt.com

Виды контуров заземления частных домов 

В зависимости от количества и технических характеристик используемых в доме потребителей электрического тока следует применять несколько контуров заземления.

Профессиональные электрики настоятельно рекомендуют всем владельцам загородных домов делать полный контур заземления. Почему? 

  1. Эта схема обеспечивает максимальную безопасность пользователей, эффективно работает во всех случаях вне зависимости от геофизических характеристик грунтов. Что касается объема работ, то он увеличивается незначительно и не оказывает большого влияние на время их выполнения.  
  2. Во время проживания в доме может возникать необходимость подключения новых потребителей. Для того чтобы полностью не переделывать существующую схему заземления, лучше сделать ее с запасом по защитным возможностям. 
  3. Все элементы системы скрыты под землей и не ухудшают внешний вид здания. Кроме того, они полностью безопасны, поражение электрическим током за пределами дома исключается.  

Контроль качества заземления 

Нет смысла делать заземление, если вы не будете уверенными в его эффективности. Для полной гарантии рекомендуется вызывать специалистов, они должны составить акт проверки. Ответственность за выполненные работы несет только исполнитель.

В случае самостоятельного изготовления, соответственно, за результаты работ отвечаете лично вы. Обыкновенными бытовыми приборами замерить эффективность заземления невозможно, надо иметь старые мегомметры или современные электронные устройства, технические возможности которых дают возможность замерять такие данные. 

Надо помнить, что грунт не является линейным проводником, это значит, что параметры сопротивления могут значительно отличаться по длине при равных всех остальных условиях. Кроме этого фактора, существенное влияние оказывает скорость окисления поверхности штырей. Со временем окислы увеличиваются по толщине, а это влияет на показатели проводимости, во время расчетов учитываются эти особенности в исходных данных. 

Заземление делается с большим запасом, что покрывает как риски значительных колебаний нелинейной проводимости, так и ухудшения проводимости тока штырями. Сопротивление токам растекания измеряется по регламентной схеме, в качестве противоположных электродов используются металлические штыри, вбиваемые на расстоянии до 1,5 метров на глубину до одного метра. Для частных домов сопротивление тока не может превышать 4 Ом. Сопротивление шины соединения проводки в доме с металлическими штырями не может превышать 0,1 Ом. Есть методы проверки без приборов, они носят ориентировочный характер и не могут отражаться в официальных протоколах. О способе примерного определения эффективности заземления мы расскажем в этой статье немного ниже.

Как правильно сделать заземление в частном домеКак правильно подключить устройство защитного отключения (УЗО)? Где в схеме они должны устанавливаться?  Как подключить УЗО так,чтобы устройства работали корректно? Ответы на эти и други вопросы вы найдете на нашем сайте!

Как запрещается заземлять 

Правила заземления прописаны в ПУЭ, для избегания появления проблем надо в точности выдерживать требования. Расчет и проверка качества заземления зависят от параметров общих потребителей, геодезических характеристик грунтов и архитектурных особенностей строения. Но для всех случаев прописаны универсальные ограничения.  

  1. Категорически запрещается заземлять на металлические трубопроводы. Это не только опасно для жизни, но и строго наказывается контролирующими органами.  
  2. Нельзя подключать заземление к одиноким штырям, вбитым рядом с фундаментом.  
  3. Надо обращать внимание на химический состав металла, некоторые нельзя соединять друг с другом из-за усиления коррозионных процессов.  

Никогда не приступайте к работам без внимательного изучения всех нормативных документов, заземление делается не ради самого процесса, а для повышения безопасности пользования электрическими приборами. Их в настоящее время очень много, и каждый предусматривает наличие заземления.  

Пошаговая инструкция 

Эта инструкция позволит сделать очень эффективный контур заземления с соблюдением важных регламентных требований, пропускаются лишь те, которые требуют вызова дорогостоящих служб для предварительных замеров токопроводящих свойств грунтов и окончательной проверки параметров.  

Практический совет. Если сравнить рекомендации специальных служб после обследования физических характеристик грунтов для различных площадок, то между ними нет ощутимой разницы. Кроме тех случаев, когда дома располагаются в горах или заболоченных местностях. 

Это значит, что вы платите больший деньги практически напрасно. Вбивайте штыри на рекомендованную глубину и применяйте соответствующие материалы, это даст достаточную гарантию в эффективности заземления.  

Шаг 1. Выкопайте траншею для внешнего контура. Глубина примерно 50 см, траншея треугольной формы, длина одной стороны ≈ 1,5 м. Расстояние траншеи от дома не менее 1,2 м.

Почему устанавливается минимальное расстояние от отмостки дома? В случае короткого замыкания электрических приборов в доме ток попадает на контур заземления и растекается по земле. Если в это время человек будет находиться у дома рядом со штырями, то существует большая вероятность его поражения. Расстояние в 120 см уменьшает напряжение до безопасных показателей, полностью исчезают риски появление критических шаговых напряжений. Эти напряжения зависят от силы тока, протекающего по поверхности земли и длины шага.

Чем глубже треугольник – тем меньше величина токов растекания, тем надежнее работает заземление. Если есть возможность, а грунт мягкий, то для повышения эффективности глубину можно увеличить. Нормативные документы дают лишь минимальные значения, максимальные не регламентируются. Это значит, что можете не только углублять траншею, но и удалять ее от дома, располагать в самом удобном месте. Увеличение длины шины на несколько метров не оказывает никакого практического влияния на ее показатели сопротивления. Конечно, только в том случае, если она имеет сечение с достаточным запасом.  

Шаг 2. Подготовьте отверстия для металлических электродов по углам треугольника. 

Практический совет. В связи с большой длиной электродов, забивать их в землю довольно сложно. Рекомендуется предварительно пробурить отверстия, это уменьшит размеры выступающей над землей части.  

Отверстия можно делать бензиновым переносным буром или пробивать ломиком вручную. Второй метод труднее физически, но дает лучшие результаты. Дело в том, что диаметр отверстий бура намного больше размеров металлических штырей, после установки их необходимо забрасывать землей. Плотность контакта значительно уменьшается, земля садится большой период времени, показатели сопротивления электродов на этих участках намного выше расчетных. 

Шаг 3. Установите в землю электроды заземления. В нашем случае для этих целей применяются трехметровые куски уголка 40×40 мм.   

Параметры выбирались с большим запасом по сопротивлению всем негативным факторам воздействия на эффективность заземления: повышение сопротивления из-за коррозионных процессов на поверхности металла и сезонные изменения влажности грунтов. Монтаж электродов выполняется в несколько этапов.  

  1. Заострите один конец уголков. Сделать это рекомендуется болгаркой, надо отрезать небольшие угольники с каждой стороны проката. Углы отрезаемых частей старайтесь делать одинаковыми, в противном случае во время забивания электроды смещаются в одну сторону. За счет этого увеличиваются силы трения, и, соответственно, забивать элементы труднее. Угол спиливания ≈ 20–30°.
  2. Опустите электрод в лунку и тяжелой кувалдой вбейте в землю. Торец должен быть примерно на 5–10 см выше дна траншеи. Ниже заколачивать нельзя, следует оставить место для приваривания соединительной шины. 

Работа физически трудная. При попадании металла в большой камень придется готовить новое отверстие. Старый уголок вытащить из земли проблематично, чаще всего необходимо делать новый.  

Практический совет. Если на вашем участке тяжелые глинистые грунты, то забить электроды на глубину более 1,5 м почти невозможно. Имейте это в виду во время выбора технологии их установки.  

Шаг 4. Заполните свободное пространство лунок землей и постепенно утрамбовывайте ее черенком лопаты. Чтобы улучшить контакт электрода землю рекомендуется смачивать, а только потом трамбовать.  

Шаг 5. Металлической полосой диметром 3 мм и шириной 30 мм обварите контур заземления. Швы должны быть профессиональными, без пропусков. Помните, что шлак является диэлектриком и не пропускает ток, постоянно очищайте его и проверяйте качество сварки. 

Швы надо покрыть краской, они быстро ржавеют. Но никогда не покрывайте красками весь контур и пластины, она не проводит ток, такими неграмотными действиями вы намного ухудшите показатели работоспособности заземления. 

Шаг 6. Прокопайте траншею к дому, уложите в нее металлическую полосу. Если недостаточно длины, то можно сварить несколько кусков, швы обязательно покрасьте. 

Шаг 7. Просверлите отверстия в полосе и фундаменте для фиксации. Крепление может делаться дюбелями для бетона. Замерьте необходимую высоту и болгаркой отрежьте лишний кусок. Уберите острые заусеницы. 

Шаг 8. Просверлите отверстие под болт заземления. Его диаметр должен быть не менее десяти миллиметров. Чтобы не повредить фасадную стену дома, используйте прокладку из отрезка доски. 

Шаг 9. Аккуратно болгаркой снимите с полосы ржавчину, поверхность должна приобрести натуральный металлический блеск. Закрутите кабели вывода заземления. Пользуйтесь только металлическими оцинкованными болтами с такими же шайбами. 

Важно. Все электрические соединения категорически запрещается выполнять метизами из силумина. Этот сплав не имеет достаточных показателей механической прочности, что не позволяет обеспечивать требуемую плотность соединения. Кроме того, силумин не выдерживает длительных внутренних напряжений и со временем трескается, а это полностью выводит из строя заземление.  

Для увеличения проводимости тока один кабель рекомендуется присоединять к шине в двух местах, сделайте конец длиннее и прикрутите его к двум болтам. Соответственно, отверстий в шине должно быть тоже два.  

Шаг 10. Покрасьте соединение и выступающую над землей шину краской. Она должна быть только черной, а многожильный медный провод с желто-зеленой защитной оболочкой. Это строгие требования ПУЭ, их обязательно надо выполнять. 

Есть рекомендации места соединения провода с шиной смазывать солидолом, но по двум причинам эффекта такое действие не имеет. 

  1. Во-первых, в месте непосредственного контакта проволоки и полосой солидола не будет, во время сжатия он выдавится.
  2. Во-вторых, солидол значительно ухудшает качество покраски, к жирным поверхностям она не пристанет.  

Шаг 11. Засыпьте все траншеи землей. Насыпайте ее бугром, после усадки поверхность участка выровняется. Оставьте один электрод незакопанным. Если контур заземления окажется малоэффективным, то к нему можно будет приварить еще несколько металлических электродов, установленных по такой же технологии рядом.  

На этом работы на улице закончены, можно переходить в дом.  

Цены на различные виды ручных буров

Подключение заземления к щитку 

Перед подключением следует проверить эффективность системы. Возьмите обыкновенный бытовой мультиметр, один щуп присоедините к проводу заземления, а второй к фазе. Если все работает в пределах рекомендованных стандартами параметрами, напряжение должно быть примерно таким же, как и между фазой и нулем.

Все в норме – заведите в щит кабель заземления и подключите его к специальной шине.

Теперь в доме проводка должна делаться только трехжильным кабелем, следует применять и соответствующие розетки.  

Важно. Существующие правила монтажа электроустановок требуют приваривания шины заземления к металлическому корпусу распределительного щитка. Это очень некрасиво и довольно трудоемко.  

Намного проще покупать современную пластиковую электроарматуру, у нее шины размещены внутри, подключение скрытое и очень надежное.  

Профессиональные электрики не рекомендуют пользоваться винтовыми штырями. Вкручивать их намного легче, чем забивать уголок, но контур не цельнометаллический сварной, а на штифтовых соединениях. Никто не может знать, сколько лет на практике такое заземление будет сохранять свои первоначальные свойства по эффективности.  

Цены на различные виды мультиметров

Источник: remont-book.com


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.