Контур земли


Соблюдение правил электрической безопасности защищает здоровье жильцов и сохраняет в исправность бытовых приборов при авариях в системе энергоснабжения.

Сейчас очень много статей и видеороликов о том, как можно сделать заземление в частном доме своими руками. Средства интернет позволяют людям высказывать свое мнение, зачастую довольно ошибочное.

В этой статье я показываю 2 варианта схем разных конструкций, основанных на научных рекомендациях со ссылками на нормативные документы.

Какие электрические характеристики обеспечивают безопасную работу контура заземления

Защитная функция контура основана на том явлении, что аварийный ток стекает по пути наименьшего сопротивления.

На корпусе любого бытового прибора из-за повреждения изоляции может появиться потенциал фазы. В старой системе заземления TN-C он станет стекать через тело прикоснувшегося человека.

Тяжесть электротравмы зависит от многих факторов, но может привести и к фатальным последствиям.

В схеме электропитания TN-S искусственно созданный РЕ проводник через контур заземления отводит опасный потенциал, защищает человека от поражения током.

Для оптимальной работы схемы необходимо учесть:


  • сопротивление растеканию;
  • напряжения прикосновения и шага;
  • состояние грунта по его удельному сопротивлению;
  • электрические характеристики выбранных материалов и их стойкость к воздействию агрессивной среды почвы;
  • конструкцию контура, которая должна быть просчитана по нормативам и проверена электрическими замерами высокоточными приборами.

Сопротивление заземляющего устройства в электроустановках до 1000 В: из каких составляющих оно складывается

Любой контур заземления состоит из вертикальных или горизонтальных заземлителей (электродов), расположенных в земле. Через создаваемый ими контакт протекает аварийный ток.

Вертикальные электроды заглублены в почву, разнесены на определенное расстояние, объединены горизонтальным заземлителем, подключенным к главной шине здания.

Для частного дома редко используется один вертикальный заземлитель по причине противодействия сопротивления растеканию тока.

Допустим, что имеется сооружение с подключенным к нему одним вертикальным электродом, расположенным в почве. На главную шину организовано металлическое короткое замыкание. Сопротивлением заземляющего проводника пренебрегаем для упрощения.

Ток короткого замыкания начинает стекать на потенциал земли по электроду и распределяется с него равномерно по всем направлениям. При этом максимальная плотность тока будет создана у самого заземлителя, а с удалением от него она станет уменьшаться.


Прохождение тока через постоянно увеличивающуюся поверхность земли ослабляет его величину. Напряжение тоже имеет самую большое значение у электрода, а с постоянным снижением величины тока оно падает. Здесь проявляет свое действие простой закон Ома.

На границе определенной площади, называемой зоной растекания, напряжение уменьшается практически до нуля от своего максимального значения. Таким способом мы получили точки нулевого потенциала, находящиеся с противоположных сторон электрода, на которых U=0.

На его величину очень слабо влияет сопротивление металлических частей заземлителей с шиной и контакты электродов с землей — они очень маленькие. Вопрос его снижения решается за счет изменения конструкции контура и характеристик грунта.

Улучшить этот показатель можно установкой дополнительного электрода. Однако монтировать его следует определенным образом.

Если два электрода разместить рядом, то площадь зоны растекания практически не меняется. Ток короткого замыкания стекает на том же участке грунта. Поэтому заземлители необходимо разнести на большее расстояние.

При этом ток КЗ станет стекать с каждого электрода, разделяясь на два потока, а между ними образуется пространство, где они оказывают влияние друг на друга. Оно называется зоной экранирования. Для оценки его характеристик введены поправочные коэффициенты.


Второй способ улучшения сопротивления заземляющего устройства основан на увеличении длины вертикального электрода и его заглублении в грунт до 30 метров. Технология этого метода приведена в конце статьи.

Несколько вертикальных электродов привариваются в почве к металлической полосе (горизонтальному заземлителю). Он тоже оказывает влияние на стекание аварийного тока, оценивается по индивидуальному коэффициенту.

Его величина зависит от количества электродов в контуре и отношения расстояния между ними к их длине. Данные сведены в таблицу.

Таким образом, электрические характеристики создаваемого контура сильно зависят от конфигурации и расположения вертикальных и горизонтальных заземлителей, их заглубления в грунт.

Владельцу частного дома необходимо оценивать сопротивление заземляющего устройства в электроустановках до 1000 В и делать предварительный расчет на бумаге до начала сборки конструкции. Для этого требуется представлять, из каких процессов берутся параметры, задаваемые в проекте.

Напряжение прикосновения и шага: что это такое и как оно влияет на расчет контура заземления

Напряжение прикосновения описывает пункт ПУЭ 1.7.24. Его величина заложена в формулы для расчета сопротивления контура заземления.

Представим, что на корпусе какого-то оборудования появился фазный потенциал U и к нему прикоснулся человек с сопротивлением тела R.


Через него начнет стекать ток Iт, который определяется по закону Ома. Величина приложенного напряжения зависит от места создания контакта, удаления от максимальной величины U, обозначается термином прикосновения (Uпр).

Поскольку от Uпр зависит безопасность человека, то на него введены строгие нормативы. При создании электрического проекта на объект в него закладывают жесткие ограничения, влияющие на безопасность. Они учтены в допустимых параметрах сопротивления заземляющего устройства.

Напряжение шага

Еще один ряд факторов, влияющий на расчет контура — учет тех процессов, которые протекают непосредственно на грунте при стекании аварийного тока, распределяющегося внутри той зоны, где может случайно оказаться человек. Их учитывает напряжение шага.

В эпицентре разряда приложено максимальное напряжение, а его величина постепенно снижается с увеличением расстояния до нуля. Когда в этой зоне будет двигаться человек, то между его ногами возникнет разность потенциалов.

Она возрастает при приближении к месту разряда, а при определенных условиях может привести к электротравме: чем ближе к центру, тем опаснее.

Термин напряжения шага Uш заложен в пункт ПУЭ 1.7.25. Он строго нормируется формулами расчета проекта заземляющих устройств.

На промышленных объектах обычно применяются дорогие специальные защиты, быстро отключающие аварийные режимы, когда напряжению шага остается возможность проявить себя очень короткое время.


В частном доме таких устройств нет. Поэтому к качеству контура предъявляются повышенные требования. Владельцу необходимо продумать место его расположения и трассу прохождения горизонтального заземлителя.

Напряжение прикосновения и шага стремятся сделать настолько минимальными, насколько они могут обеспечить повышенную безопасность человека. Они учитываются нормативами ПУЭ.

Какие нормы по сопротивлению растекания заложены в ПУЭ и почему

Для создания надежного контура частного дома следует понимать, что он работает не сам по себе, а в составе всей системы заземления электроустановки, начиная от промышленной трансформаторной подстанции.

Безопасность зависит от типа нейтрали ТП и быстроты ликвидации аварийных ситуаций.

На промышленных объектах, требующих оперативного отключения аварий, создается эффективно заземленная нейтраль, позволяющая при однофазных замыканиях на землю быстро отключать токи КЗ. Для этого ее сопротивление, с учетом влияния всех естественных и искусственных заземлителей, не должно превышать 0,5 Ома. (Пункт 1.7.90.)

Бытовая электрическая сеть 380/220 вольт обычно создается с глухозаземленной нейтралью. Ее безопасность в какой-то части может улучшить разделительный трансформатор.

За ним создается сеть с изолированной нейтралью. Но мы сейчас рассматриваем другой вопрос.

Трансформаторная подстанция, подключенная по обычной схеме с заземленной нейтралью, должна работать в режиме, предусмотренном пунктом ПУЭ 1.7.101.


Это значит, что при питании частного дома напряжением 380/220 вольт общее сопротивление всей цепочки заземляющих устройств должно укладываться в норматив менее 4 Ома. На эту величину оказывают влияние все повторные заземлители ВЛ и естественные заземления.

К последним относят железобетонные фундаменты зданий и другие, закопанные в грунт металлические конструкции. Их задача — длительно обеспечивать электрический контакт с землей.

Повторные заземлители линии распределяются по опорам ВЛ для обеспечения достаточной величины тока однофазного замыкания, которую должна почувствовать токовая защита. Они же ставятся на вводе в здание.

Все эти заземления должны в комплексе обеспечить величину сопротивления 0,4 Ома на трансформаторной подстанции.

Теперь продолжим рассмотрение пункта ПУЭ 1.7.107. для заземляющего устройства частного дома. Здесь уже приводятся другие нормативы.

Для создаваемого нами заземлителя введена величина 30 Ом. Контур заземления можно отключить от ГЗШ и замерить его сопротивление. Понимаем, что в работе оно участвует со всеми повторными и естественными заземлителями схемы и обеспечивает 4 Ома для трансформатора на КТП.

Но не все так просто. Нам потребуется выполнить еще одно условие безопасности: сопротивление ближайшего повторного заземлителя должно составить 10 Ом. Об этом говорит пункт ПУЭ 1.7.103.

Однако обеспечить эти 10 и 30 Ом простыми способами не всегда возможно из-за физического состояния грунта.


Виды грунтов и их удельное сопротивление: что требует обязательного учета

Наш контур будет забит в землю, которая служит проводником электрического тока. Ее проводимость зависит от многих факторов и нормируется величиной удельного сопротивления.

Например, скальный грунт имеет очень плохие характеристики. Работать на нем — плохая затея. Нормируемые параметры и возможные пределы их отклонения помещены в таблицу.

Сведения эти представлены как ориентировочные для проведения приблизительного расчета. При создании проекта контура их желательно уточнить на конкретной местности.

Чем влажнее почва и больше в ее состав входит различных солей, тем лучше ее удельное сопротивление. Однако солевые растворы — это агрессивная среда, вызывающая коррозию металлов.

Именно постоянные колебания влаги, зависящие от времени года и погодных условий, вызывают большие отклонения удельного сопротивления от средней величины.

В мороз вода превращается в лед, а он довольно плохо проводит электрический ток. Во время жары почва высыхает. Зима и лето — самые неблагоприятные периоды для работы контура заземления.

Поэтому эти времена года используются для проведения контрольных замеров сопротивлений растекания.

Грунт не обладает однородной структурой. При заглублении в почву могут встретиться всякие сюрпризы. Предвидеть их нереально. Особенно при большой глубине.


Например, сверху почвы может быть слой чернозема, а под ним суглинок или супесок, камни.

Приблизительно оценить состав грунта можно самостоятельно. Для этого берут с глубины порядка метра его кусочек и пытаются скатать «колбаску» между ладонями. Если ее толщина соответствует спичке, то это глина.

Из песка скатать ничего не получится, он рассыпается. Из суглинка можно сделать колбаски толщиной порядка сантиметра. Супесок скатывается чуть большими кусочками и сразу разваливается.

Метод приблизительный, но он позволяет получить данные для расчета проекта. Более точно эти результаты обеспечивают приборы, предназначенные для измерения электрического сопротивления грунтов. Ими занимаются специалисты электролабораторий.

Поскольку удельное сопротивление грунта сильно зависит от сезона, то для более точного расчета контура введены сезонные коэффициенты, учитывающие еще и четыре района проживания.

Требования к материалам для контура заземления, которые надо знать обязательно

Качественный электрический контакт между металлом электродов и почвой создается не за счет закапывания конструкции, а при забивании стержней в землю, когда грунт уплотняется при вдавливании.

Электроды должны хорошо выдерживать ударные механические нагрузки при монтаже схемы, входить в грунт без деформации и сохранять свои электрические характеристики десятилетиями в условиях действия на них агрессивной почвенной среды.


К выбору заземлителей предъявляются строгие нормативы по виду металлов и их габаритов. Предельно допустимые минимальные размеры электродов опубликованы таблицей ПУЭ.

Уменьшать сечение материалов нельзя, а выбирать толще не рационально.

Для вертикальных заземлителей обычно используется труба, пруток и уголок, а горизонтальных — та же полоса или пруток. Их поперечное сечение должно соответствовать требованиям таблицы 1.7.104.

Конструкция контура предназначена для создания электрического контакта с грунтом даже при коррозии металла. Защищать его красками нельзя.

Окончательная сборка электродов осуществляется сваркой, а ее
шов довольно быстро ржавеет и разрушается. Поэтому его надо покрывать защитным
слоем битумного лака.

Металл соединительной полосы, расположенный на открытом воздухе, к которому подключают отвод на главную защитную шину, тоже нужно покрасить.

Как рассчитать контур заземления: пошаговая инструкция

Проект создается в несколько этапов.

Шаг №1. Выбор материала

Металл и его профиль выбирают по вышеприведенной таблице 1.7.104. При изготовлении используют те материалы, которые имеются в наличии или проще всего приобрести в конкретной местности. Главное условие — соблюсти требуемое сечение.

Шаг №2. Определение конструкции

Здесь задаемся:

  • глубиной забивки вертикальных заземлителей H;
  • расстоянием между ними D;
  • их количеством N.

Расчет предполагает их расположение в линию, а не треугольником, когда увеличивается зона экранирования. Но при необходимости этот вариант можно легко пересчитать.

Направление линии выбирается с учетом местных условий так, чтобы она не пересекалась с другим магистралями, например, канализацией, водопроводом, подводом газа.

Глубину забивки определяют опытным путем на одном контрольном экземпляре. Для него выкапывают ямку глубиной 0,7 метра и в нее загоняют пробный стержень.

При этом оценивают затрачиваемое усилие и особенности технологии. Если залить в ямку ведро воды и дать ее впитаться в грунт хотя бы полчаса, то забивка потребует меньших физических усилий.

Рекомендуемая длина для опытного образца обычно составляет 2-2,5 метра. Короче стержни делают только для очень плотных почв.

Расстояние между вертикальными электродами выбирают кратно их длине: это позволяет лучше учитывать коэффициенты взаимного влияния.

Количество вертикальных заземлителей определяет длину соединительной полосы с учетом участка подвода к дому, а ее характеристики тоже закладывают при расчете конструкции.

Когда конфигурация и размеры выбраны, то приступают к следующему этапу.

Шаг №3. Расчет электрического сопротивления выбранного контура

Вычисления по математическим формулам позволяют предварительно оценить собираемую конструкцию. Если она укладывается в норматив, то можно приступать к ее изготовлению. В противном случае вносятся коррективы схемы увеличением числа электродов, их заглублением или повышением расстояний.

Вначале считают сопротивление одиночных заземлителей с учетом их формы и способа заглубления.

Когда расчет выполнен и проверен, то приступают к определению специальных коэффициентов использования. Они учитывают степень экранирования и взаимного влияния электродов.

Привожу их наиболее распространенную часть таблицей.

После определения коэффициентов влияния можно приступать к общему расчету сопротивления заземляющего устройства. Привожу формулу.

Полученный результат может уложиться в нормируемые 30 Ом или быть выше. Если он не удовлетворяет требованиям ПУЭ, то потребуется что-то добавить в конструкцию или изменить размеры. После этого необходимо сделать новый расчет и добиться положительного результата.

Вычисления можно вести вручную по формулам на бумаге или воспользоваться онлайн калькулятором, приложенным ниже.

Верхний слой грунта
Климатический коэффициент
Нижний слой грунта
Количество верт. заземлителей
Глубина верхнего слоя грунта, H (м)
Длина вертикального заземлителя, L1 (м)
Глубина горизонтального заземлителя, h2 (м)
Длина соединительной полосы, L3 (м)
Диаметр вертикального заземлителя, D (м)
Ширина полки горизонтального заземлителя, b (м)
Удельное электрическое сопротивление грунта
Сопротивление одиночного верт. заземлителя
Длина горизонтального заземлителя
Сопротивление горизонтального заземлителя:
Общее сопротивление растеканию электрического тока

2 схемы изготовления контура заземления в частном доме

Приступать к практическим работам на грунте можно только после того, как теоретический расчет собираемой схемы полностью уложился в требования безопасности, заложенные в ПУЭ.

Типовой контур для обычных грунтов из подручных средств

Для сборки заземлительного устройства потребуется:

  1. Прокопать канаву под горизонтальный электрод на глубину порядка 0,8 метра. Ее ширина в местах забивки вертикальных штырей должна обеспечить удобство работы сварочными электродами.
  2. Забить в грунт вертикальные штыри на всю глубину, оставив на поверхности только десяток сантиметров для монтажа горизонтальной полосы.

Чтобы не разбивать верхушку электрода кувалдой его сразу защищают предохранительным колпаком. Можно заранее приварить пластину или кусок уголка, предотвращающий деформации.

  • Сварить по длине горизонтальный заземлитель и приварить его к вертикальным электродам. Сварные швы должны проходить по всему периметру стыкуемых поверхностей.
  • Вывести полосу на цоколь здания, закрепить, приварить к ней болт 10 мм для крепления заземляющего проводника, через который будет создаваться электрическая связь с главной шиной заземления.
  • Подключить заземляющий проводник болтовому соединению.

ПУЭ определяет нормативы на использование защитного проводника из:

  • стали с поперечным сечением 75 мм кв (очень проблемно подключать к ГЗШ вводного щита);
  • алюминиевого провода 16 кв мм (требует периодического поджатия при эксплуатации из-за высокой текучести металла);
  • меди сечением 10 квадрат. Это самый приемлемый вариант монтажа к контуру и ГЗШ.

Промышленные модульные заземлители быстрого монтажа

Специальные заводские комплекты значительно облегчают сборку и монтаж контура, но их стоимость может разочаровать.

Здесь обычно используется один вертикальный стальной электрод с омедненным покрытием сборной конструкции за счет промежуточных резьбовых переходников.

Длина одного элемента составляет 1,5 метра. Последовательное соединение четырех звеньев позволяет углубиться на 6 м. Можно забивать в землю и дальше, вплоть до 30 метров.

Но здесь махать кувалдой очень затруднительно. Такую работу выполняют мощным перфоратором.

На верхний штырь забитого электрода монтируется через специальный обжимной переходник под заземляющий проводник.

Место контакта защищается битумной лентой. В таком виде оно может быть скрыто в почве.

Однако для проведения профилактических осмотров его лучше делать чуть выше грунта и помещать в защитный короб.

Пример того, как сделать заземление в частном доме своими руками по этому методу объясняет своим видеороликом владелец Energosystems.

Заключительный совет

Окончанием работы следует считать не завершение монтажа и подключение заземлительного проводника к ГЗШ вводного щитка, а электрические проверки собранной схемы.

Они заключаются в замере электрического сопротивления специальными приборами. Это работа электротехнической лаборатории.

Она оценит сопротивление собранного заземлительного устройства и ближайшего повторного заземлителя. Если они укладываются в норму, то вопрос закрыт. Вы получите заверенный протокол проверки.

Выход из этой ситуации прост: траншею в районе концевого электрода оставляют открытой и прокапывают ее дальше для вбивания дополнительного вертикального заземлителя.

Его подключают сваркой через соединительную полосу к основному контуру. Затем выполняют повторный замер сопротивления.

Свои работы лаборатория выполняет за деньги. Они позволяют оценить реальное состояние контура, а не полагаться на волю случая.

Выражаю благодарность владельцу видео Алекс Жук за его канал «Лекции по электротехнике». Предлагаю оценить его работу «Зачем нужен контур заземления».

Жду ваших вопросов в комментариях.

Источник: ElectrikBlog.ru

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.

Контур землиКак 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

Устройство и принцип действия заземления

В жилых помещениях зачастую устанавливают систему TN, нейтраль которой глухо заземлена. Заземляющий провод соединяет все потребители электричества с защитным контуром. Последний имеет малое сопротивление, а ток всегда проходит в цепи там, где сопротивление меньше. По сравнению с заземляющим устройством, тело человека отличается большим сопротивлением, поэтому контур и позволяет решить возложенные на него задачи.

Контурное заземление – это система в виде равностороннего треугольника, прямоугольника либо квадрата, собранная из вертикальных заземлителей – стальных стержней или уголков, которые соединены с помощью сварки в верхних точках горизонтальными стальными полосами. Его подключают к заземляемому оборудованию кабелем. Наиболее распространенным видом конструкции является треугольная.

Наружный контур закапывают в землю. Уровень сопротивления растеканию токов защитного устройства различается в зависимости от типа почвы, ее структуры.

Наилучшие показатели фиксируются при установке контура заземления в торфянистой, суглинистой и глинистой почве. В последнем случае при условии близко подходящих к поверхности подземных вод. Если почва состоит из плотных каменистых включений, показатели ухудшаются.

Можно собрать контур самостоятельно или использовать готовый комплект.

Разновидности контуров заземления

Различают несколько типов конструкций, используемых для заземления.

Традиционные системы заземления

Система такого типа состоит из минимального числа элементов: двух вертикальных электродов из металлической арматуры и одного горизонтального в виде полосы, который соединяет два предыдущих. Сечения и размеры элементов должны соответствовать нормам. Устанавливать заземление рекомендуется на северной затененной стороне участка, во влажном месте. Однако из-за того, что контур зачастую изготавливают из стали и покрывать его краской нельзя, он быстро коррозирует. Также на сопротивление такого устройства влияют температура и уровень влажности почвы, поскольку контур размещают в верхних слоях.

Глубинные системы заземления

Такую систему изготавливают модульно-штыревым способом. По сравнению с предыдущим вариантом, она отличается:

  • долгим сроком службы;
  • простыми расчетами;
  • неподверженностью влиянию окружающей среды;
  • отсутствием необходимости в обслуживании;
  • легкостью монтажа.

Замер сопротивления смонтированного оборудования должен выполняться специалистами.

Наружный контур заземления состоит из вертикальных электродов и горизонтальных заземляющих элементов. Он изготавливается из четырех полос толщиной 40-50 мм и устанавливается на удалении не менее 1 м от здания. Горизонтальная полоса должна располагаться на глубине от 50 до 70 см от поверхности.

Проведение расчета защитного контура

Чтобы выполнить точный расчет заземляющего контура, необходимо учитывать:

  • влажность грунта;
  • среднюю температуру зимой и летом в местности монтажа;
  • уровень сопротивления и солености почвы;
  • сечение и длину заземлителей и электродов;
  • расстояние от дома до контура.

Расчет производят по формулам, эта процедура сложна для человека, не обладающего инженерным образованием. Однако даже если произведены правильные вычисления, реальное сопротивление контура будет отличаться от расчетного в силу большого количества влияющих динамических факторов.

На деле многие учитывают лишь удаленность контура от фундамента, а затем корректируют сопротивление, измерив данный показатель уже смонтированной конструкции.

Рекомендуемые размеры заземлителей:

  • полосы – ширина – 40-50 мм, толщина – 4-5 мм, не менее 2,5 м длиной;
  • уголки – толщина полок – 4-5 мм, ширина полки 40-50 мм, не менее 2,5 м длиной;
  • стержни (обязательно гладкие) – сечение 16-20 мм, не менее 2,5 м длиной;
  • труба – толщина стенки 3,5 мм, диаметр не менее 32 мм, длина – не менее 2,5 м.

Точные расчеты с учетом всех параметров необходимо проводить, если нужно заземлять крупные торговые и промышленные сооружения.

Объекты, требующие оснащения контуром

В обязательном порядке должны заземляться:

  • помещения, где работают станки, приборы и источники освещения с металлическими корпусами и кожухами;
  • комплектные трансформаторные подстанции, а также здания, в которых размещено электротехническое оборудование со стальными корпусами;
  • вторичная обмотка измерительного трансформатора;
  • металлические трубопроводы для кабелей, помещения, где одновременно расположены металлоконструкции и кабели, провода.

Не требуется заземлять устройства, которые установлены на уже заземленное оборудование, автоматы защиты в электрощитках, электроизмерительные устройства.

Схемы подключения

К наиболее распространенным схемам подключения относятся замкнутая треугольная и линейная. Замкнутая система более стабильна в работе, поскольку даже при повреждении одного из горизонтальных заземлителей она продолжит выполнять свою функцию. Линейная в этом смысле проигрывает замкнутой конструкции. Она перестает работать, если повреждена перемычка.

Помимо линейной и треугольной конструкции, могут изготавливаться овальные и прямоугольные защитные устройства, но они менее популярны.

Контур заземления внутри объекта

Контур заземления располагают как снаружи, так и внутри помещений. При его создании внутри помещения необходимо соблюдать правила:

  • Не использовать в качестве нулевых защитных проводников трубопроводы центрального отопления, канализации и подобные, несущие тросы, металлические рукава, бронепровода.
  • Заземляющие и нулевые проводники прокладывают открытым способом, так как они должны быть доступны для осмотра, и окрашивают в желто-зеленые полоски.
  • Проходы через стены и перекрытия оформляются с помощью неметаллических несгораемых труб.
  • Стальные шины окрашивают, места сварных соединений обрабатывают масляной краской.
  • В сырых помещениях проводники приваривают к опорам.

Это основные правила, но существуют и другие, которые актуальны при прокладке внутреннего контура в помещениях с агрессивной средой, в цехах промышленных предприятий.

Установка контура заземления

Согласно классическому порядку монтажа контура заземления, сначала выполняются подготовительные работы, затем осуществляют непосредственно установку устройства и измеряют сопротивление.

Подготовка к монтажу

Для монтажа необходимо подготовить инструменты:

  • лопату;
  • болгарку или ножовку по металлу;
  • сварочный инвертор;
  • перфоратор;
  • гаечные ключи на 8, 10;
  • измерители тока, напряжения, сопротивления.

Из материалов потребуются:

  • Уголки, изготовленные из стойкой к коррозии стали, 40×40×4/50×50×5 см и длиной не менее 2,5 м. Или стальные круглые стержни диаметром 20 мм.
  • Три металлических полосы длиной 250 см, шириной от 40 до 60 мм и толщиной в районе 5 мм. Чем больше расстояние между электродами, тем лучше растекание токов, так как электромагнитные поля меньше взаимодействуют друг с другом. В идеале расстояние между электродами должно соответствовать их длине или увеличиваться кратно этому параметру.
  • Полоса из нержавеющей стали для соединения контура с фундаментом 40×4 или 50×5 мм или силовой кабель.
  • Болты М8, М10.
  • Токопроводник из меди.

Место под установку контура должно располагаться недалеко от фундамента и распределительного щитка.

Монтаж защитного устройства

Первым шагом делают траншеи глубиной порядка 80 см под контур заземления и полосу, соединяющую систему с фундаментом. Конфигурация траншей должна соответствовать форме контура заземления. В данном случае выполняется заземление в виде треугольника со сторонами размером по 2,5 м каждая.

Металлические уголки стоит заострить, чтобы они легче входили в грунт. Их вбивают в почву, а не выкапывают углубления. Электроды должны войти в грунт плотно. Перемычки приваривают к электродам. Обрабатывают сварные швы битумной мастикой для защиты от коррозии. Кабель по траншее подводят в дом, к электрощитку. Для этого с помощью болтов и гаек закрепляют на вертикальный заземлитель запакованный в концевой контакт кабель. Для этого используют шины из меди (10мм2), алюминия (16 мм2) или металла (75 мм2). Засыпают контур сначала песком, потом землей.

Замер сопротивления защитного устройства

Чтобы проконтролировать работоспособность устройства, рекомендуется замерить его сопротивление растеканию токов по всем правилам. Работы лучше выполнять зимой или летом, когда сопротивление грунта максимальное. За норму сопротивления защитного контура принимают показатели 15, 30, 60 Ом или 2, 4 и 8 Ом при измерении с естественными заземлителями и повторными заземлителями отходящих линий для сети 660-380, 380-220 или 220-127 В, соответственно.

Проверка сопротивления в контуре

Чтобы замерить заземление правильно, должны использоваться специальные измерительные устройства – «МС-08» или «МС-416» и пробные электроды. Методика такова:

  1. Потенциальный электрод размещают между контуром и домом на расстоянии не менее 20 м. Другой на прямой линии с первым и защитным устройством, на расстоянии не более 40 м.
  2. Подключив напряжение, измеряют сопротивление.
  3. Измерение заземления проводят несколько раз, постепенно приближая выносной электрод, но не ближе чем на 5 м.

Определение величины сопротивления выполняют по наихудшему результату из полученных.

Наиболее распространенные ошибки

При монтаже заземляющего устройства наиболее часто допускают следующие ошибки:

  • Контур подключают не в ту точку электроустановки, например, непосредственно к оборудованию. Он должен подключаться к главной заземляющей шине.
  • Вместо контура используют трубу водоснабжения, отопления или другие подобные. Они могут быть заземляющими конструкциями с некоторыми оговорками и далеко не всегда.
  • Отсутствие связи нулевого проводника в заземляющем устройством, а также установка отдельных автоматических выключателей в нулевом проводнике.
  • Использование в качестве заземлителей арматуры, закопанных металлических предметов, рабочего нуля, заборов.
  • Использование контуров заземления, изготовленных из элементов малого сечения.
  • Сварной шов менее 10 см.
  • Сварные швы не обрабатывают от коррозии битумными мастиками.
  • Полоса контура, которая вышла из земли, не окрашивается. Она должна быть окрашена черной или желто-зеленой краской.
  • Недостаточная длина горизонтальных и вертикальных заземлителей.
  • Недостаточное заглубление горизонтальных элементов.
  • Устанавливают контур заземления, но не заземляют основные коммуникации, состоящие из металлических элементов: водоснабжения, отопления, газоснабжения, канализации.

Должна быть предусмотрена возможность отключения заземляющего устройства от электроустановки для производства измерений, то есть полоса, которая выходит из заземляющего устройства, должна отсоединяться. Такую возможность дает болтовое соединение элементов.

Если установка произведена в соответствии со всеми правилами, удалось должным образом измерить сопротивление и показатели соответствуют норме, здание надежно защищено от короткого замыкания и его последствий.

Источник: StrojDvor.ru

На вопросы о том, что такое заземление, заземляющий контур и заземляющее устройство, ответы дает ПУЭ 7. Этот свод правил, которым руководствуются в своей работе инженеры-проектировщики, определяет искусственное заземление как специально организованное электрическое соединение заземляющего устройства и определенной точки сети, оборудования или электроустановки. Электрический ток отводится в грунт и рассеивается в нем, не нанося вреда людям – значение напряжения прикосновения благодаря заземлителю снижается до безопасного для человека. Безопасность условий эксплуатации электрического оборудования определяется наличием действующего работоспособного заземления. Заземляющее устройство включает в себя непосредственно заземлитель и проводник. Заземлитель проводит электрический ток в землю, а заземляющий проводник соединяет его и объект защиты. Несмотря на единую цель, особенности конструкции и механизмы работы заземляющих устройств разного типа существенно отличаются.

Модульно-штыревое заземление получило широкое распространение в последние десятилетия. Зачастую его обозначают просто как штыревое, модульное или стержневое заземление. В его основе – металлические штыри диаметром от 14 мм до 20 мм, или стержни, которые соединяются по типу модулей в сборную конструкцию. Друг за другом направленные вертикально стержни длиной либо по 1,2 метра, либо по 1,5 метра поочередно заглубляются в грунт. Количество точек установки, или очагов, а также общая длина могут варьироваться в зависимости от потребностей, условий и ограничений. Модульный принцип позволяет организовать защитную систему как по индивидуальному расчету, так и с использованием готовых комплектов заземления. Глубинный контур заземления в оптимальном случае предполагает достижение грунтовых вод и может составлять до 30 метров. Для производства заземляющих штырей EZETEK применяется сталь с медным или цинковым покрытием, а также нержавеющая сталь. В зависимости от типа металла, из которого выполнены стержни, срок службы модульно-штыревого заземлителя составит от 30 до 100 лет.

Для защиты от нежелательных воздействий электрического тока в условиях Крайнего Севера или в скалистой местности применяют электролитическое заземление. Основные критерии для выбора — высокое удельное сопротивление грунта или ограниченное пространство для монтажа. Комплект такого оборудования состоит из электролитического электрода, особых смесей для заполнения полости электрода и окружающего его пространства в грунте, колодца для осуществления контрольных замеров, соединительного зажима и герметизирующей ленты. Вертикальный или горизонтальный электрод диаметром 60 мм и длиной от 2,5 до 15 метров заполняется специально разработанной смесью минеральных солей. Электролитические заземлители длиной от 6 метров формируются из отдельных секций – блоков длиной по 3 метра. Благодаря такому решению процесс транспортировки протяженных заземлителей становится значительно проще. Это прочное и надежное заземляющее устройство из нержавеющей стали способно прослужить долгие годы. Срок бесперебойной работы заземлителя, заполненного электролитической смесью, с учетом дозаправок составит не менее 50 лет.

Переносное заземление может послужить оптимальным вариантом в случае необходимости организации временной защиты. Оно представляет собой стальной стержень длиной 1,5 метра и диаметром 20 мм, дополненный установочными элементами. В отличие от других заземляющих устройств, его легко как заглубить в грунт, так и извлечь из него с помощью предусмотренных конструкцией замка и молота. Сфера применения переносного заземления охватывает мобильные и строящиеся объекты, а также промышленные конструкции.

Источник: ezrf.ru


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.