https://ria.ru/20220808/zazemlenie-1808127499.html
Как сделать заземление в частном доме: схемы и правила монтажа
Заземление в частном доме: как правильно сделать своими руками, схема для 220В и 380В
Как сделать заземление в частном доме: схемы и правила монтажа
Заземление в частном доме нужно для защиты человека от поражения электротоком, для безопасной эксплуатации электроприборов и газового оборудования, эффективной… РИА Новости, 30.09.2022
2022-08-08T19:07
2022-08-08T19:07
2022-09-30T20:01
электричество
общество
москва
жилье
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e6/08/08/1808104028_0:0:3072:1728_1920x0_80_0_0_82e582ea316753ee12de30bda280628a.jpg
МОСКВА, 8 авг — РИА Новости. Заземление в частном доме нужно для защиты человека от поражения электротоком, для безопасной эксплуатации электроприборов и газового оборудования, эффективной работы молниезащиты. Как правильно выбрать схему, сделать расчет заземляющих устройств для 220В и 380В, требования к контуру заземления, можно ли сделать систему защиты своими руками, ошибки монтажа – в материале РИА Новости.Заземление в частном домеСогласно п. 1.7.28 ПУЭ (правила устройства электроустановок) заземление – это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. Монтаж заземления является важным этапом при устройстве системы электроснабжения частного дома, коттеджа или квартиры.»Заземление в частных домах подразумевает соединение всех токоведущих частей электросети с землей, для которого используется проводник с минимальным сопротивлением. Именно благодаря заземлению статический заряд не накапливается на корпусах электроприборов до значений, которые могут быть опасны для человека», — комментирует Алексей Кузнецов, генеральный директор производства деревянных модульных домов SWEDHUS.»Грамотно спроектированное заземление – электробезопасность жилища, электроприборов, а главное здоровья и жизни», – дополняет Владимир Когут, начальник ПТО ООО “ЭРКОН”.Виды заземленияСуществует два основных вида заземления:Роль естественного заземления выполняют части металлических конструкций дома, постоянно находящиеся в земле: арматура фундамента, водопровод, обсадные трубы. «Данный вид заземления может показаться экономичнее на этапе возведения здания, но не рекомендуется применять его потому, что металлические элементы, находящиеся в постоянном контакте с грунтом, со временем приходят в негодность и их ремонт или замена будет значительно сложнее и дороже замены отдельного заземлителя», – говорит Алексей Кокорин, начальник сборочного цеха электрощитового оборудования (НКУ) ООО «Завод «КЛАЙВ».В качестве естественной защиты используются:В качестве естественной защиты запрещается использовать:»Искусственное заземление представляет собой совокупность электродов, установленных в земле и объединенных с электрооборудованием через заземляющий проводник», – поясняет Алексей Кокорин. Это самостоятельная металлическая конструкция, монтирующаяся в землю. Как правило, для искусственных заземлителей используют горизонтальные и вертикальные электроды. Электроды помещаются в землю и соединяются стальным элементом с помощью сварочного аппарата. Такая конструкция образует контур заземления.Наиболее распространенные примеры искусственных защитных контуров: металлические полотна, стержни, уголки, трубы и стальные балки.Виды контуров заземления»Пpaвильнoe зaзeмлeниe в чacтнoм дoмe нaчинaeтcя имeннo c oбycтpoйcтвa кoнтypa. Контуры заземления могут быть в виде треугольника, пpямoyгoльникa, oвaлa, линии или дyги. Oптимaльный вapиaнт для чacтнoгo дoмa – тpeyгoльник, нo впoлнe пoдoйдyт и дpyгиe варианты», – отмечает Владимир Когут.Контур заземления представляет собой конструкцию, состоящую из нескольких электродов, соединенных друг с другом и смонтированных по периметру здания. В зависимости от назначения используемой площади и удельного сопротивления грунта выделяют два вида контура заземления:Классическое заземление – это сварной металлический профиль, который вбивается в землю. Конструкция такого заземления представляет собой равносторонний треугольник, по углам которого вертикально в землю вбиты стальные уголки, их размеры должны быть не менее 50х50 мм. Заземление треугольником обязательно должно находиться ниже уровня промерзания грунта. Средняя длина используемых электродов составляет 2,5-3 метра.Данный вид заземления имеет один большой плюс – доступную цену. Использование дешевых стальных элементов делает стоимость конструкции минимальной. Однако у классической схемы есть масса минусов:Модульно-штыревое заземление представляет собой готовые заводские варианты конструкций, которые соединяются друг с другом без сварки. Как правило, это штыри с резьбой диаметром 14 мм и длиной 1,5 м. Вбиваются в землю обычным перфоратором. При монтировании заземления необходимо учитывать уровень удельного сопротивления грунта. Нормированное сопротивление, на которое следует ориентироваться, составляет не более 30 Ом для частных домов. 4 Ом – для источника тока при напряжении 380В, а для подстанции 110 кВ – 0,5 Ом. Количество штырей и глубина погружения заземлителя определяются в зависимости от полученных показаний. Проще говоря, чем плотнее грунт, тем на меньшую глубину необходимо вбивать заземление.Преимущества модульно-штыревой конструкции:Алексей Кузнецов подчеркивает, что эффективность работы заземления зависит от корректности расчетов, выбора схемы и проведения монтажа. Чаще всего выбор делается в пользу современного метода заземления, поскольку он гораздо практичнее и удобнее, чем классический.Схемы заземленияСистема заземления складывается из двух факторов.Один из них – это способ подключения нулевого проводника, которые бывают трех типов:Второй фактор при организации системы заземления – подключение к однофазной электрической сети (230В) или и к трёхфазной (400В).Совокупность обоих факторов даёт системы заземления с глухозаземлённой нейтралью (TN-C; TN-C-S; TN-S; TT) и с изолированной нейтралью (система IT).Различают TN, TT и IT системы заземления. Первая, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. В приведенных выше названиях систем искусственного заземления по первой букве можно судить о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя, где:Для понимания различий и способов устройства перечисленных систем заземления следует детально рассмотреть каждую из них.Алексей Кокорин объясняет, если от трансформаторной подстанции идёт только один провод – нулевой, который может выполнять функцию и защитного проводника, то организуют системы заземления TN-C (ноль и земля объединены на всей линии) или TN-C-S (ноль и земля объединены в один проводник от подстанции и разделяются во вводном щитке домохозяйства). Эксперт рассказывает, что:TN-C – самый дешёвый вариант, но и с максимальным риском опасности: при обрыве N-проводника весь потенциал переходит на электрическое оборудование, что может привести к поражению током или даже пожару.TN-C-S чаще всего реализуется при реконструкции старых видов заземления. Фактор риска — при обрыве PEN-шины образуется полное напряжение в системе.»В современных строительных проектах предусматривают систему TN-S, для чего от подстанции с глухозаземленной нейтралью прокладывают два раздельных проводника: нейтраль (N) и защитный проводник (PE). Такая система наиболее надежная, т.к. даже при обрыве нуля, защитный проводник продолжает выполнять свою функцию», – говорит Алексей Кокорин.Системы типов IT и TT не имеют централизованного защитного проводника, поэтому возникает необходимость обустройства контура заземления прямо у потребителя.По словам специалиста, система TT – самая популярная для подключения частных домов, реже используют TN-C-S. При трехфазном вводе в дом приходит четыре провода (три фазы и рабочий ноль), при однофазном – два провода (одна фаза и ноль). На участке и в самом доме обустраивают независимую систему заземления.Расчет заземленияРасчет контура заземления необходим для того, чтобы определить сопротивление сооружаемого контура при эксплуатации, его размеры и форму. Алексей Кокорин поясняет, что основной расчет сводится к определению сопротивления растекания тока заземлителя. «Это сопротивление зависит от материала, размеров и количества заземляющих проводников, расстояния между ними, глубины их заложения и проводимости грунта. Чтобы произвести необходимые расчёты, не обязательно изучать и запоминать формулы – можно воспользоваться одним из специальных калькуляторов в интернете», – отмечает эксперт.Устройство заземления своими руками»Категорически не рекомендуется делать заземление своими руками. Более половины несчастных случаев вызваны контактом с поврежденным бытовым прибором и некорректно функционирующей системой заземления. Если вы хотите, чтобы работа была проведена безопасно, качественно и быстро, но при этом не знакомы со спецификой, не имеете профильного образования или опыта, стоит обратиться к профессионалам, которые оказывают полный спектр услуг в сфере электромонтажа. Так вы получите гарантии качества и уверенность в безопасности и эффективности контура заземления вашего дома», – предупреждает Алексей Кузнецов.Место для монтажаЗаземлители должны быть углублены на 0,5-0,7 м и уходить в грунт ниже глубины промерзания как минимум на 0,6-1 м. Например, в Москве грунт промерзает примерно на 130 см – значит, штырь заземления должен уходить вглубь примерно на 1,9-2,3 м. Расстояние между штырями рекомендуется выдерживать в 2,2 раза больше их длины, хотя на практике его редко удаётся выдерживать, что незначительно снижает эффективность контура заземления, так как уменьшается сопротивление растеканию.Располагаться контур заземления должен на расстоянии не менее 1 метра от дома, а заземлитель молниеотвода – больше 5 м от входа в дом, тропинок и дорожек. Рекомендуется выбирать для этого место, куда люди заходят редко и желательно в тени, которая способствует сохранению в почве большого количества влаги.Материал для контура заземленияСамый распространённый материал для изготовления контура — углеродистая сталь. В ПУЭ п.1.7.111 в таб.1.7.4 указаны минимальные размеры изделия.Владимир Когут отмечает, основными элементами контура заземления для частного дома являются:Подключение контура к сети производится медным проводом 10 мм² или алюминиевым 16 мм².Материал штырей заземления может быть недорогим – из стальных прутов или уголков, но специалисты рекомендуют использовать более дорогие, но долговечные медные или из нержавеющей стали.Сварочные работыШтыри и перемычки соединяются под землей только сварным способом, поскольку резьба корродирует в земле и теряет надежность. Медный провод от щита питания подсоединяется к токоотводу при помощи зажимной клеммы, а контакт обрабатывают антикоррозийной смазкой.Проверка контура заземленияПроверить смонтированный контур заземления можно самостоятельно или вызвать электролабораторию. Для проверки пропускают ток через специальные электроды, расположенные в грунте на расстоянии 20-30 м от контура. При подаче напряжения измеритель сопротивления определит сопротивление контура.Ввод в дом»Ввод заземления в дом чаще всего осуществляют через главную заземляющую шину (ГЗШ) в электрощите. ГЗШ обеспечивает надёжное соединение, возможность увеличения количества подсоединяемых проводников в случае необходимости. Кроме того, с помощью ГЗШ организуется система уравнивания потенциалов (СУП), которая повышает защиту человека от поражения током и от пожара, например, спровоцированного пробоем между проводниками кабелем питания в доме и молниеотводом», – поясняет Алексей Кокорин.Особенности схем заземления 220В и 380ВСовременные номинальные параметры сети: 230В и 400В. При организации контура заземления необходимо соблюдать определённые правила и требования. По словам Алексея Кокорина, контур заземления частного дома должен иметь сопротивление растекания 4 Ом при трехфазном питании (400В) и 8 Ом при 230В.Заземление отдельных бытовых приборов»Заземлению бытовых приборов многие люди либо вовсе не придают значение, либо оно рассматривается, как излишняя предосторожность. Однако это необходимо в первую очередь для защиты человека от поражения электрическим током и особенно важно в случае с электроприборами большой мощности и в металлическом корпусе, т.к. именно корпус при аварийной ситуации может оказаться под напряжением», — комментирует Алексей Кокорин. Причём удар током можно получить как от самого прибора, так и от другого металлического предмета, с которым контактирует оборудование. Например, в моей личной практике был случай выхода из строя бойлера, подключенного в розетку, не имеющую заземления, подсоединенного к водоснабжению шлангом с металлической оплеткой. В итоге при прикосновении к гребенке (коллектору) происходил удар током. То же самое может происходить и со стиральной машиной, и с другими электроприборами.Алексей Кокорин поясняет, что заземление бытовых приборов осуществляется двумя способами:Готовые комплекты заземленияОрганизовать заземление для частного или дачного дома, газового котла или молниезащиты можно при помощи современного решения — готового комплекта модульно-штыревого заземления. Комплекты различаются по величине сопротивления, суммарной длине вертикального заземлителя, количеству и характеристикам входящих в них стержней с комплектующими. При подборе готового комплекта Владимир Когут рекомендует учитывать регион установки заземлителя и климатическую зону, тип грунта и глубину залегания грунтовых вод, а также ряд других важных параметров.В названии комплектов отражена информация о ключевых характеристиках. В основе конструкции стержни из омедненной, оцинкованной и нержавеющей стали, — определить, какой комплект, можно по короткому коду в названии:Ошибки при выполнении монтажных работСпециалисты отмечают наиболее распространенные ошибки при самостоятельном монтаже:»При обнаружении недостатков в конструкции следует незамедлительно устранить их. Чрезмерное увеличение электрического сопротивления или нарушение целостности цепи нарушают работу заземления, и контур уже не может гарантировать безопасность», – Алексей Кузнецов.Правила и требования к контуру заземленияЧтобы контур заземления работал эффективно, он должен соответствовать определенным правилам:
https://realty.ria.ru/20210503/bezopasnost-1729973138.html
https://realty.ria.ru/20160219/407006693.html
москва
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2022
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e6/08/08/1808104028_341:0:3072:2048_1920x0_80_0_0_3967ac6e88d872681ac4bf974c5bd424.jpg
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
электричество, общество, москва, жилье
Электричество, Общество, Москва, Жилье
- Заземление в частном доме
- Виды заземления
- Виды контуров заземления
- Схемы заземления
- Расчет заземления
- Устройство заземления своими руками
- Место для монтажа
- Материал для контура заземления
- Сварочные работы
- Проверка контура заземления
- Ввод в дом
- Особенности схем заземления 220В и 380В
- Заземление отдельных бытовых приборов
- Готовые комплекты заземления
- Ошибки при выполнении монтажных работ
- Правила и требования к контуру заземления
МОСКВА, 8 авг — РИА Новости. Заземление в частном доме нужно для защиты человека от поражения электротоком, для безопасной эксплуатации электроприборов и газового оборудования, эффективной работы молниезащиты. Как правильно выбрать схему, сделать расчет заземляющих устройств для 220В и 380В, требования к контуру заземления, можно ли сделать систему защиты своими руками, ошибки монтажа – в материале РИА Новости.
Заземление в частном доме
Согласно
п. 1.7.28 ПУЭ
(правила устройства электроустановок) заземление – это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. Монтаж заземления является важным этапом при устройстве системы электроснабжения частного дома, коттеджа или квартиры.
«
«Заземление в частных домах подразумевает соединение всех токоведущих частей электросети с землей, для которого используется проводник с минимальным сопротивлением. Именно благодаря заземлению статический заряд не накапливается на корпусах электроприборов до значений, которые могут быть опасны для человека», — комментирует Алексей Кузнецов, генеральный директор производства деревянных модульных домов SWEDHUS.
«Грамотно спроектированное заземление – электробезопасность жилища, электроприборов, а главное здоровья и жизни», – дополняет Владимир Когут, начальник ПТО ООО “ЭРКОН”.
Виды заземления
Существует два основных вида заземления:
- естественное;
- искусственное.
Роль естественного заземления выполняют части металлических конструкций дома, постоянно находящиеся в земле: арматура фундамента, водопровод, обсадные трубы. «Данный вид заземления может показаться экономичнее на этапе возведения здания, но не рекомендуется применять его потому, что металлические элементы, находящиеся в постоянном контакте с грунтом, со временем приходят в негодность и их ремонт или замена будет значительно сложнее и дороже замены отдельного заземлителя», – говорит Алексей Кокорин, начальник сборочного цеха электрощитового оборудования (НКУ) ООО «Завод «КЛАЙВ».
В качестве естественной защиты используются:
- свинцовые оболочки кабеля, проложенные в траншеях под землей;
- рельсы неэлектрифицированных путей;
- железобетонные и металлические конструкции строительных сооружений, соприкасающиеся с землей;
- подземные водопроводные и канализационные магистрали.
В качестве естественной защиты запрещается использовать:
- отопительные системы и металлические трубы с горючими и взрывоопасными веществами;
- трубы с антикоррозийным покрытием;
- металлоконструкции для транспортировки горючих и токсичных веществ.
«Искусственное заземление представляет собой совокупность электродов, установленных в земле и объединенных с электрооборудованием через заземляющий проводник», – поясняет Алексей Кокорин. Это самостоятельная металлическая конструкция, монтирующаяся в землю. Как правило, для искусственных заземлителей используют горизонтальные и вертикальные электроды. Электроды помещаются в землю и соединяются стальным элементом с помощью сварочного аппарата. Такая конструкция образует контур заземления.
Наиболее распространенные примеры искусственных защитных контуров: металлические полотна, стержни, уголки, трубы и стальные балки.
Виды контуров заземления
«Пpaвильнoe зaзeмлeниe в чacтнoм дoмe нaчинaeтcя имeннo c oбycтpoйcтвa кoнтypa. Контуры заземления могут быть в виде треугольника, пpямoyгoльникa, oвaлa, линии или дyги. Oптимaльный вapиaнт для чacтнoгo дoмa – тpeyгoльник, нo впoлнe пoдoйдyт и дpyгиe варианты», – отмечает Владимир Когут.
Контур заземления представляет собой конструкцию, состоящую из нескольких электродов, соединенных друг с другом и смонтированных по периметру здания. В зависимости от назначения используемой площади и удельного сопротивления грунта выделяют два вида контура заземления:
- классический (треугольник);
- современный (модульно-штыревое заземление).
Классическое заземление – это сварной металлический профиль, который вбивается в землю. Конструкция такого заземления представляет собой равносторонний треугольник, по углам которого вертикально в землю вбиты стальные уголки, их размеры должны быть не менее 50х50 мм. Заземление треугольником обязательно должно находиться ниже уровня промерзания грунта. Средняя длина используемых электродов составляет 2,5-3 метра.
Данный вид заземления имеет один большой плюс – доступную цену. Использование дешевых стальных элементов делает стоимость конструкции минимальной. Однако у классической схемы есть масса минусов:
- большая площадь заземлителя (часто необходимо более 10 электродов);
- резка материала на части нужных размеров (по 2-6 м);
- необходимость транспортировки материалов до места установки;
- трудоемкий процесс установки, требующий забивания уголков-электродов и проведения сварочных работ;
- непродолжительный срок службы;
- получение разрешений при устройстве заземления в городской черте.
Модульно-штыревое заземление представляет собой готовые заводские варианты конструкций, которые соединяются друг с другом без сварки. Как правило, это штыри с резьбой диаметром 14 мм и длиной 1,5 м. Вбиваются в землю обычным перфоратором. При монтировании заземления необходимо учитывать уровень удельного сопротивления грунта. Нормированное сопротивление, на которое следует ориентироваться, составляет не более 30 Ом для частных домов. 4 Ом – для источника тока при напряжении 380В, а для подстанции 110 кВ – 0,5 Ом. Количество штырей и глубина погружения заземлителя определяются в зависимости от полученных показаний. Проще говоря, чем плотнее грунт, тем на меньшую глубину необходимо вбивать заземление.
Дом без пожара: правила, которые спасут вам жизнь
Преимущества модульно-штыревой конструкции:
- возможность монтажа в любом месте – модульно-штыревое заземление можно сделать даже в подвале или в непосредственной близости от стен дома;
- при соединении модульного заземления не нужна сварка, вся конструкция крепится на специальных муфтах.
Алексей Кузнецов подчеркивает, что эффективность работы заземления зависит от корректности расчетов, выбора схемы и проведения монтажа. Чаще всего выбор делается в пользу современного метода заземления, поскольку он гораздо практичнее и удобнее, чем классический.
Схемы заземления
Система заземления складывается из двух факторов.
Один из них – это способ подключения нулевого проводника, которые бывают трех типов:
-
1.
N — функциональный ноль.
-
2.
PE — защитный ноль, или заземление.
-
3.
PEN — совмещение функционального и защитного нулевых проводников.
Второй фактор при организации системы заземления – подключение к однофазной электрической сети (230В) или и к трёхфазной (400В).
Совокупность обоих факторов даёт системы заземления с глухозаземлённой нейтралью (TN-C; TN-C-S; TN-S; TT) и с изолированной нейтралью (система IT).
Различают TN, TT и IT системы заземления. Первая, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. В приведенных выше названиях систем искусственного заземления по первой букве можно судить о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя, где:
- T — заземление.
- N — подключение к нейтрали.
- I — изолирование.
- C — объединение функций, соединение функционального и защитного нулевых проводов.
- S — раздельное использование во всей сети функционального и защитного нулевых проводов.
Для понимания различий и способов устройства перечисленных систем заземления следует детально рассмотреть каждую из них.
Алексей Кокорин объясняет, если от трансформаторной подстанции идёт только один провод – нулевой, который может выполнять функцию и защитного проводника, то организуют системы заземления TN-C (ноль и земля объединены на всей линии) или TN-C-S (ноль и земля объединены в один проводник от подстанции и разделяются во вводном щитке домохозяйства). Эксперт рассказывает, что:
TN-C – самый дешёвый вариант, но и с максимальным риском опасности: при обрыве N-проводника весь потенциал переходит на электрическое оборудование, что может привести к поражению током или даже пожару.
TN-C-S чаще всего реализуется при реконструкции старых видов заземления. Фактор риска — при обрыве PEN-шины образуется полное напряжение в системе.
«В современных строительных проектах предусматривают систему TN-S, для чего от подстанции с глухозаземленной нейтралью прокладывают два раздельных проводника: нейтраль (N) и защитный проводник (PE). Такая система наиболее надежная, т.к. даже при обрыве нуля, защитный проводник продолжает выполнять свою функцию», – говорит Алексей Кокорин.
Системы типов IT и TT не имеют централизованного защитного проводника, поэтому возникает необходимость обустройства контура заземления прямо у потребителя.
По словам специалиста, система TT – самая популярная для подключения частных домов, реже используют TN-C-S. При трехфазном вводе в дом приходит четыре провода (три фазы и рабочий ноль), при однофазном – два провода (одна фаза и ноль). На участке и в самом доме обустраивают независимую систему заземления.
Расчет заземления
Расчет контура заземления необходим для того, чтобы определить сопротивление сооружаемого контура при эксплуатации, его размеры и форму. Алексей Кокорин поясняет, что основной расчет сводится к определению сопротивления растекания тока заземлителя. «Это сопротивление зависит от материала, размеров и количества заземляющих проводников, расстояния между ними, глубины их заложения и проводимости грунта. Чтобы произвести необходимые расчёты, не обязательно изучать и запоминать формулы – можно воспользоваться одним из специальных
калькуляторов
в интернете», – отмечает эксперт.
Устройство заземления своими руками
«Категорически не рекомендуется делать заземление своими руками. Более половины несчастных случаев вызваны контактом с поврежденным бытовым прибором и некорректно функционирующей системой заземления. Если вы хотите, чтобы работа была проведена безопасно, качественно и быстро, но при этом не знакомы со спецификой, не имеете профильного образования или опыта, стоит обратиться к профессионалам, которые оказывают полный спектр услуг в сфере электромонтажа. Так вы получите гарантии качества и уверенность в безопасности и эффективности контура заземления вашего дома», – предупреждает Алексей Кузнецов.
Толки о токе: что нужно знать о работе электросетей и приборов в квартире
Место для монтажа
Заземлители должны быть углублены на 0,5-0,7 м и уходить в грунт ниже глубины промерзания как минимум на 0,6-1 м. Например, в Москве грунт промерзает примерно на 130 см – значит, штырь заземления должен уходить вглубь примерно на 1,9-2,3 м. Расстояние между штырями рекомендуется выдерживать в 2,2 раза больше их длины, хотя на практике его редко удаётся выдерживать, что незначительно снижает эффективность контура заземления, так как уменьшается сопротивление растеканию.
Располагаться контур заземления должен на расстоянии не менее 1 метра от дома, а заземлитель молниеотвода – больше 5 м от входа в дом, тропинок и дорожек. Рекомендуется выбирать для этого место, куда люди заходят редко и желательно в тени, которая способствует сохранению в почве большого количества влаги.
Материал для контура заземления
Самый распространённый материал для изготовления контура — углеродистая сталь. В
ПУЭ п.1.7.111 в таб.1.7.4
указаны минимальные размеры изделия.
Владимир Когут отмечает, основными элементами контура заземления для частного дома являются:
-
1.
Заземлители вертикальные. При изготовлении из прутьев диаметр должен быть не менее 16 мм, для труб он увеличивается до 32 мм, размеры уголка не менее 50х50х4 мм.
-
2.
Горизонтальные заземлители. При использовании прутьев их диаметр может быть уменьшен до 10 мм, размер уголка или коробочки не меняется.
-
3.
Подвод к зданию. Осуществляется стальной полосой 40х4 мм.
Подключение контура к сети производится медным проводом 10 мм² или алюминиевым 16 мм².
Материал штырей заземления может быть недорогим – из стальных прутов или уголков, но специалисты рекомендуют использовать более дорогие, но долговечные медные или из нержавеющей стали.
Сварочные работы
Штыри и перемычки соединяются под землей только сварным способом, поскольку резьба корродирует в земле и теряет надежность. Медный провод от щита питания подсоединяется к токоотводу при помощи зажимной клеммы, а контакт обрабатывают антикоррозийной смазкой.
Проверка контура заземления
Проверить смонтированный контур заземления можно самостоятельно или вызвать электролабораторию. Для проверки пропускают ток через специальные электроды, расположенные в грунте на расстоянии 20-30 м от контура. При подаче напряжения измеритель сопротивления определит сопротивление контура.
Ввод в дом
«Ввод заземления в дом чаще всего осуществляют через главную заземляющую шину (ГЗШ) в электрощите. ГЗШ обеспечивает надёжное соединение, возможность увеличения количества подсоединяемых проводников в случае необходимости. Кроме того, с помощью ГЗШ организуется система уравнивания потенциалов (СУП), которая повышает защиту человека от поражения током и от пожара, например, спровоцированного пробоем между проводниками кабелем питания в доме и молниеотводом», – поясняет Алексей Кокорин.
Особенности схем заземления 220В и 380В
Современные номинальные параметры сети: 230В и 400В. При организации контура заземления необходимо соблюдать определённые правила и требования. По словам Алексея Кокорина, контур заземления частного дома должен иметь сопротивление растекания 4 Ом при трехфазном питании (400В) и 8 Ом при 230В.
Заземление отдельных бытовых приборов
«Заземлению бытовых приборов многие люди либо вовсе не придают значение, либо оно рассматривается, как излишняя предосторожность. Однако это необходимо в первую очередь для защиты человека от поражения электрическим током и особенно важно в случае с электроприборами большой мощности и в металлическом корпусе, т.к. именно корпус при аварийной ситуации может оказаться под напряжением», — комментирует Алексей Кокорин. Причём удар током можно получить как от самого прибора, так и от другого металлического предмета, с которым контактирует оборудование. Например, в моей личной практике был случай выхода из строя бойлера, подключенного в розетку, не имеющую заземления, подсоединенного к водоснабжению шлангом с металлической оплеткой. В итоге при прикосновении к гребенке (коллектору) происходил удар током. То же самое может происходить и со стиральной машиной, и с другими электроприборами.
Алексей Кокорин поясняет, что заземление бытовых приборов осуществляется двумя способами:
-
1.
Первый – заземление через розетку в случае, когда к розетке помимо двух основных проводов питания подходит третий – заземляющий. В таком случае заземление происходит через специальные контакты в розетке и на вилке электроприбора, предполагающего заземление.
-
2.
Второй способ заземления относится к стационарному электрооборудованию и предполагает дополнительное присоединение провода заземления напрямую к корпусу.
Готовые комплекты заземления
Организовать заземление для частного или дачного дома, газового котла или молниезащиты можно при помощи современного решения — готового комплекта модульно-штыревого заземления. Комплекты различаются по величине сопротивления, суммарной длине вертикального заземлителя, количеству и характеристикам входящих в них стержней с комплектующими. При подборе готового комплекта Владимир Когут рекомендует учитывать регион установки заземлителя и климатическую зону, тип грунта и глубину залегания грунтовых вод, а также ряд других важных параметров.
В названии комплектов отражена информация о ключевых характеристиках. В основе конструкции стержни из омедненной, оцинкованной и нержавеющей стали, — определить, какой комплект, можно по короткому коду в названии:
- EZ – стальные стержни с покрытием из меди, срок эксплуатации – 100 лет;
- CN – стержни из нержавеющей стали, срок службы – 50 лет;
- ZN – стержни из стали с цинковым покрытием, срок службы – 30 лет.
Ошибки при выполнении монтажных работ
Специалисты отмечают наиболее распространенные ошибки при самостоятельном монтаже:
- большое расстояние контура от дома, что приводит к значительному увеличению сопротивления системы;
- покраска с целью защиты электродов от коррозии;
- коррозия, которая достаточно быстро нарушает контакт между элементами;
- использование тонкого профиля для электродов: через небольшой промежуток времени коррозия начинает вызывать резкое увеличение сопротивления металла.
«
«При обнаружении недостатков в конструкции следует незамедлительно устранить их. Чрезмерное увеличение электрического сопротивления или нарушение целостности цепи нарушают работу заземления, и контур уже не может гарантировать безопасность», – Алексей Кузнецов.
Правила и требования к контуру заземления
Чтобы контур заземления работал эффективно, он должен соответствовать определенным правилам:
- Расположение внешнего контура на расстоянии не менее одного метра и не больше 10 метров от дома. Оптимальный вариант – два-четыре метра от фундамента.
- Заглубление электродов должно происходить в пределах двух-трех метров. На поверхности для соединения полосой оставляют часть штыря длиной 20-25 см.
- Увязку электродов между собой обеспечивают исключительно методом сварки. А соединение в щите может производиться болтами.
- Общее сопротивление системы не должно превышать 4 Ом для 380 В (400 В) и 8 Ом для 220 В (230 В).
Краткое содержание статьи:
Показать / Скрыть
- Общее устройство заземления
- Наглядно о теории заземления
- Напряжение прикосновения и напряжение шага
- Естественные заземлители
- Расчёт и устройство контура заземления
- Удельное сопротивление грунта
- Материалы и размеры комплектующих заземляющего устройства
- Понятие – контур заземления
- Расчёт контура заземления
- Метод подтверждения правильности подбора параметров контура заземления
- Монтаж устройства заземления
- Ввод в дом и подключение заземления в распределительный щит
- Проверка работоспособности заземляющего устройства
- Воспользуемся информацией
- Комментарии
- Обратная связь
Безопасная электроэнергия в доме – первоочередная задача, и важнейшую роль в этом играет контур заземления. Казалось бы, простое устройство, но и учесть нужно немало. Чтоб монтаж заземления действительно был удачным, а не получился просто для проформы, нужно ориентироваться в тонкостях его устройства: необходимых характеристиках, основах расчёта и нормах эксплуатации.
Общее устройство заземления
За исключением специально созданных под спец-условия заземляющих устройств, в состав каждого контура заземления входят:
- Группа вертикальных заземлителей, глубиной заложения 0.7 м от поверхности почвы.
- Горизонтальный заземлитель, объединяющий вертикальные в одно заземляющее устройство, и подключающий их непосредственно к шине заземления, либо к ведущему на неё заземляющему проводнику.
На первый взгляд всё элементарно, однако возникает вопрос – зачем для контакта с землёй нужно несколько вертикальных заземлителей и почему недостаточно одного?
К сожалению, упрощать конструкцию зачастую непозволительно – одиночного заземлителя может просто не хватить для обеспечения безопасности. Для ясности, перейдём к рассмотрению параметра – сопротивление растеканию.
Наглядно о теории заземления
Начнём с наглядного примера – где присутствует схема заземления с заглубленным в грунт одиночным вертикальным заземлителем. Он подключен на металлический шкаф, либо на корпус какого-либо электроприбора, в котором случилось короткое замыкание. А именно, фаза замкнулась на корпус – стенку шкафа. Для простоты определим начальные условия:
- Короткое замыкание «в чистом виде» – металл проводника к металлу корпуса электроприбора. Поэтому побочные значения, такие как сопротивление при контакте можно не учитывать.
- Сопротивлением горизонтального заземлителя, либо проводника до электроприбора так же в учёт не берём, так как при больших сечениях оно пренебрежимо мало.
Далее полагаем, что почва в районе заземлителя, во всех направлениях имеет одинаковый состав и равные свойства. При этом ток пойдёт в грунт так же во все стороны одинаково:
- Возле заземлителя – наибольшая плотность тока.
- Удаляясь от заземлителя – плотность тока постепенно снижается.
В результате, с удалением от заземлителя сопротивление распространению тока тоже уменьшается, так как он течёт по земле – постоянно растущему в «сечении» проводнику. И напряжение – наиболее высокое на заземлителе, а по мере удаления, согласно закону Ома – тоже постепенно снижается. Очевидно, что на определённой дистанции от заземлителя напряжение окажется незначительным – настолько приблизится к нулю, что им можно пренебречь. Такая точка – с пренебрежимо малым напряжением – это так называемая точка нулевого потенциала. В принципе, она и является той самой землёй, с которой для безопасной эксплуатации соединяется шкаф электроприбора.
1.7.20 Зона нулевого потенциала (относительная земля) – часть земли, находящаяся вне зоны заземлителя, электрический потенциал которой принимается равным нулю.
При этом важно понимать:
- Что сопротивление заземляющего устройства не имеет ничего общего с сопротивлением его материала (металла) – оно незначительно.
- И это не сопротивление при контакте металла заземлителя с грунтом – для его снижения намеренно выполняются определённые требования.
Это сопротивление от самого заземлителя до зоны нулевого потенциала.
А сопротивление заземляющего устройства – это частное от фазового напряжения, поданного на шкаф в результате короткого замыкания, и силы его тока. Это и есть основа дальнейших расчётов.
Rз : Uф / Iкз.
Однако, для соответствия заземляющего устройства требованиям ПУЭ – правил устройства электроустановок, с большой вероятностью параметров сопротивления одиночного заземлителя просто не хватит. Как получить достаточные для безопасной эксплуатации значения?
Один из главных факторов – площадь поверхности заземляющего электрода. Но её увеличение неизбежно потребует увеличения его поперечного сечения, а значит удорожания как самого заземлителя, так и работ по его заглублению. Получается, что самое простое решение добавить еще электрод. При этом важно, что заглублять их рядом не имеет никакого смысла – в этом случае ток растекается словно с одного электрода, что не даёт кардинальных улучшений.
Изменить конфигурацию растекания тока можно удалением заземляющих электродов на значительное промеж собой расстояние. Тогда они поделят ток – он будет стекать с каждого отдельного заземляющего электрода. Однако, при этом выявится новая проблема – чтобы вышло простое «параллельное соединение» их сопротивлений, электроды необходимо разносить очень далеко. Что трудно осуществить в реальности – заземляющее устройство займёт огромную площадь.
Поэтому, заземлители размещают более компактно, из-за чего неизбежно образуется зона пересечения токов, исходящих с разных электродов. Для учёта их взаимного влияния и компенсации погрешности в расчётах удаления друг от друга, используют поправочный так называемый – коэффициент экранирования.
Сверх того, эффективно понизить сопротивление контура заземления можно простым увеличением длины заземляющих электродов с большим их заглублением. Таким образом увеличивается площадь его поверхности, контактирующая с грунтом, что стимулирует растекание тока.
Эффект прекрасно реализован на практике – в комплектах заземления из омеднённых стальных электродов. Необходимая для параметров заземления глубина достигается сращиванием штырей. По мере заглубления в грунт, последующий электрод наворачивается на резьбовую муфту предыдущего, образуя единый вертикальный заземлитель.
При этом, учитывается влияние горизонтального заземлителя – связи, объединяющей все вертикальные электроды в одно заземляющее устройство, и тоже снижающее его совокупное сопротивление. Горизонтальную связь экранируют вертикальные заземлители.
Таблица: коэффициенты экранирования вертикальных электродов из труб, уголков или стержней, размещённых по контуру.
Отношение расстояний между вертикальными электродами к их длине |
Число вертикальных электродов в контуре | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
4 | 6 | 8 | 10 | 20 | 30 | 50 | 70 | 100 | |
1 | 0,45 | 0,40 | 0,36 | 0,34 | 0,27 | 0,24 | 0,21 | 0,20 | 0,19 |
2 | 0,55 | 0,48 | 0,43 | 0,40 | 0,32 | 0,30 | 0,28 | 0,26 | 0,24 |
3 | 0,70 | 0,64 | 0,60 | 0,56 | 0,45 | 0,41 | 0,37 | 0,35 | 0,33 |
Образуется система из влияющих друг на друга отдельных компонентов и факторов:
- Число заземляющих электродов.
- Удаление между ними, на какую глубину они заложены.
- Площадь поверхности, образуемая формой профиля – прут, труба, уголок.
- Параметры горизонтальной связи – форма и длина.
Как видно, условий достаточно много. Поэтому и рассчитывать заземляющее устройство лишь по одной формуле не получится – результат будет некорректный. Какие ещё определения и величины влияют на расчёт заземления?
Напряжение прикосновения и напряжение шага
Вернёмся к представленному в примере электроприбору с коротким замыканием фазы на его корпус.
Даже задевая его, человек всё равно имеет значительно большее электрическое сопротивление, чем участок земли где он находится, поэтому по нему протекает сравнительно небольшой ток.
Опасность в том, что при этом человек стоит именно в зоне растекания тока короткого замыкания. Это причина возникновения электрического напряжения промеж контактирующих с поверхностями частей человеческого тела. Причём это не обязательно могут быть конечности (хотя чаще всего это руки и ноги), но ведь к шкафу электроприбора можно просто прислониться. В итоге – напряжение, получаемое человеком через точки касания – напряжение прикосновения.
1.7.24 Напряжение прикосновения – напряжение между
двумя проводящими частями или между проводящей частью и землёй при
одновременном прикосновении к ним человека или животного.
Его стараются максимально понизить – подогнать под установленные нормы. Под них же рассчитывают допустимые параметры заземляющего устройства.
Для наглядности рассмотрим лишь один заземлитель. Разберёмся в процессах на самой поверхности земли:
- Возле электрода – максимальное напряжение.
- По мере удаления оно постепенно снижается.
- И достигает определённого удаления, где потенциал = 0.
Если вокруг заземляющего электрода абстрактно объединить точки равного потенциала, то обозначатся подобия окружностей. Другое их название – эквипотенциальные линии.
В случае, если заземлитель проводит ток короткого замыкания, то идущему к этому электроду человеку, через ступни тоже достаётся какая-то часть электрического напряжения – разность потенциалов, зависящая от положения его ног (удаления от электрода каждой ступни). Это и есть проявление напряжения шага.
1.7.25 Напряжение шага – напряжение между двумя точками поверхности земли, на расстоянии 1 м друг от друга, которое принимается равным длине шага человека.
В электроустановках, где предусмотрено моментальное отключение тока замыкания на землю, оно не особо опасно. За короткий промежуток времени (в течение каких-то секунд) человек может ощущать неприятные воздействия, этим всё и ограничится.
В электроустановках, где ток замыкания на землю может быть продолжительный период времени, применяются ограничения. Поэтому, шаговое напряжение – понятие актуальное для электробезопасности, особенно где речь идёт о приближении к токоведущим частям, замыкающимся с землёй в открытых и закрытых распределительных устройствах. Минимально допустимая дистанция приближения к ним: 8 и 4 метра соответственно.
Понятно, чтоб люди не пострадали – напряжения прикосновения и шага стараются минимизировать.
В принципе с этой же целью и выведены, опубликованы все нормы ПУЭ – для безопасности практического применения.
Естественные заземлители
Конечно же в первую очередь для защиты нужно использовать естественные заземлители. Это подземные коммуникации из металла (исключая трубопроводы горючих веществ), соединённые с землёй металлические конструкции зданий, оболочки кабелей, обсадные трубы колодцев, скважин, шурфов.
1.7.17 Естественный заземлитель – сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землёй непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемая в целях заземления.
И при условии, когда сопротивление растеканию естественных заземлителей удовлетворяет нормам – изготовление искусственных заземлителей не требуется. Но следует учесть, что его можно только измерить, заранее рассчитать сопротивление естественных заземлителей невозможно. А при отсутствии естественных заземлителей, либо их неудовлетворительных параметрах, применяют рукотворные – искусственные заземлители.
Расчёт и устройство контура заземления
При отводе от подстанции воздушной линии электропередач, на заданных дистанциях, возле опор монтируютсяповторные заземляющие устройства. В случае короткого замыкания, обеспечивающие ток необходимый для срабатывания защиты.
При вводе электролинии в бытовые и жилые здания: дома, коттеджи – тоже монтируются заземляющее устройства. Они также классифицируются как повторные.
Индивидуальные электрические параметры такого заземляющего устройства нужно замерять до его подключения – как только его включат в систему, он станет лишь её составляющей. Поэтому уже не получится узнать соответствует ли он требованиям и выполняет ли возложенные на него функции.
1.7.103 Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 5, 10, 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380, 220 В. источника трёхфазного тока или 380, 220, 127 В. источника однофазного тока.
Понятно, что частника не волнуют повторные контуры у столбов, ему важно лишь как сделать заземление в доме – якобы «своё-собственное» устройство. Поэтому, чтоб вложенные средства оправдали себя, а все усилия по постройке не оказались напрасными – для повторного заземляющего контура частного дома, как и для любых других, необходимо добиться сопротивлений, указанных в таблице:
Таблица: наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств.
Значение сопротивлений заземляющего устройства | 15 Ом | 30 Ом | 60 Ом |
---|---|---|---|
Источники однофазного тока | 380 В | 220 В | 127 В |
Источники трёхфазного тока | 660 В | 380 В | 220 В |
При этом, «бытовое использование» не предполагает скидок для этих параметров. Даже если это однофазное напряжение 220 в, то сопротивление заземляющего устройства до подключения – 30 Ом, после включения в общую сеть – 10 Ом.
Но иногда может оказаться, что некоторые факторы изначально выводят «за грани разумного» стоимость заземляющего устройства по расчётным параметрам. Простая причина – огромное удельное сопротивление грунта, когда невозможно добиться необходимых параметров даже многократным добавлением заземлителей. Именно по этой причине, когда удельное сопротивление грунта превышает 100 Ом на метр, параметры для заземляющего контура можно увеличить, но не больше чем в 10 раз.
1.7.101 При удельном сопротивлении земли p > 100 Ом-м допускается увеличивать указанные нормы в 0,0110 степени раз, но не более десятикратного.
Удельное сопротивление грунта
Абсолютно любой проводник тока имеет какое-то собственное значение удельного сопротивления – есть материалы, которые хорошо и плохо проводят электрический ток. В качестве бытовых примеров:
- Медь – отличный проводник.
- Алюминий – хороший проводник, но уступающий меди.
- Нихром – плохой проводник, именно потому часто используется для изменения параметров тока.
Такая же классификация применима и ко грунтам. Потому можно сказать, что удельное сопротивление грунта – его возможность пропускать электрический ток:
- Наихудшие способности у камня. Если в нём нет каких-либо солей и он сухой – это почти диэлектрик.
- Наилучшие характеристики – у очень влажных грунтов.
Остальные варианты – просто как промежуточные значения:
Таблица: удельное сопротивление грунтов.
Грунт | Удельное сопротивление P Ом*м | Грунт | Удельное сопротивление P Ом*м |
---|---|---|---|
Глина (слой 7-10 м, далее скала, гравий) | 70 | Скала | 4000 |
Глина каменистая (слой 1-3 м, далее гравий) | 100 | Суглинок | 100 |
Земля садовая | 50 | Супесь | 300 |
Известняк | 2000 | Торф | 20 |
Лёсс | 250 | Чернозём | 30 |
Мергель | 2000 | Вода: — грунтовая — морская — прудовая — речная |
50 3 50 100 |
Песок | 500 | Песок крупнозернистый с валунами | 1000 |
Из таблицы видно, что у чернозёма хорошие показатели – вроде бы значит, что для большинства участков под дом не будет проблем с монтажом заземляющего устройства. Однако проблема кроется в том, что чернозём это лишь верхний слой почвы, по большей части даже не превышающий глубину заложения самого верха контура – горизонтального заземлителя.
При этом, для сохранения стабильных параметров контура при сменах сезонов – не просто желательно, а необходимо чтоб контур контактировал с грунтами ниже глубины промерзания. Поэтому только разведочный шурф на выбранном для устройства месте, либо непосредственное наблюдение за земляными работами могут дать точные данные для расчёта контура заземления.
Если выборка показала «чистый», однородный грунт – например, глину, либо песок – можно для расчётов просто взять значения из таблицы. Однако разнородный, либо грунт с подмесами придётся предварительно классифицировать. Пример, как это сделать на практике – зажмём в ладонях чуть-чуть глины и раскатываем в жгутик:
- Чистая глина – если скаталась в тонкую нить.
- Суглинок – делится на частички по сантиметру.
- Песок и вовсе не получится раскатать.
В итоге, расчёт ведётся по наихудшему значению удельного сопротивления из всех разновидностей грунта.
Кроме того, электрическая проводимость грунтов зависит от наличия воды – более увлажнённый грунт выдаёт лучше показатели проводимости. В итоге, удельное сопротивление грунта подчиняется не только климатическим, но и сезонным колебаниям температуры и влажности. Именно поэтому сопротивление заземляющего контура желательно измерять в самую засуху и мороз.
Но чтоб расчёт был правильным в любом случае – предусмотрены сезонные коэффициенты, это поправки на климат региона, где проводится установка заземления. Таким образом, уже с скомпенсированной погрешностью, удельное сопротивление грунта берётся в работу.
Таблица: коэффициенты для климатических зон.
Данные, характеризующие климатические зоны и тип применяемых заземляющих электродов | Климатические зоны СНГ | |||
---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 | |
1. Климатические признаки зон: | ||||
Средняя многолетняя низшая температура (январь), С | от -20 до -15 | от -14 до -10 | от -10 до 0 | от 0 до +5 |
Средняя многолетняя низшая температура (июль), С | от +16 до +18 | от +18 до +22 | от +22 до +24 | от +24 до +26 |
Среднегодовое количество осадков, см | 40 | 50 | 50 | 30-50 |
Продолжительность замерзания вод, дни | 190-170 | 150 | 100 | 0 |
2. Значение коэффициента к: | ||||
При применении стержневых электродов длиной 2-3 м, при глубине заложения их вершины 0,5-0,8 м | 1,8-2 | 1,5-1,8 | 1,4-1,6 | 1,2-1,4 |
При применении протяжённых электродов, при глубине заложения их вершины 0,8 м | 4,5-7,0 | 3,5-4,5 | 2,0-2,5 | 1,5-2,0 |
При длине 5 м, глубине заложения вершины 0,7-0,8 м | 1,35 | 1,25 | 1,15 | 1,10 |
Материалы и размеры комплектующих заземляющего устройства
Вряд ли удастся изготовить заземляющее устройство из «подножного» материала, ведь даже новый – специально для этого приобретённый материал должен соответствовать нормам ПУЭ:
- Электроды заземления должны быть достаточно прочными, без деформаций и поломок «заходить» в грунт, так как методы: забивание или задавливание нельзя назвать щадящими.
- Материалы должны рассчитываться на долгую эксплуатацию в земле. Ведь заземляющие устройства монтируются на десятилетия – частая замена просто невыгодна экономически.
Именно поэтому, материалам для применения в качестве вертикальных и горизонтальных заземлителей установлены минимальные сечения и размеры:
Таблица: минимальные размеры материалов для устройства заземления.
Материал | Профиль сечения |
Диаметр, мм | Площадь поперечного сечения, мм |
Толщина стенки, мм |
---|---|---|---|---|
Сталь чёрная | Круглый | |||
Для вертикальных заземлителей |
16 | — | — | |
Для горизонтальных заземлителей |
10 | — | — | |
Прямоугольный | — | 100 | 4 | |
Угловой | — | 100 | 4 | |
Трубный | 32 | — | 3,5 | |
Сталь оцинкованная | Круглый | |||
Для вертикальных заземлителей |
12 | — | — | |
Для горизонтальных заземлителей |
10 | — | — | |
Прямоугольный | — | 75 | 3 | |
Трубный | 25 | — | 2 |
Понятно, что вертикальный стержень заземления – это прут, уголок, труба. Горизонтальный заземлитель: полоса, прут, иной подходящий профиль.
Окрашивать материалы для заземляющего устройства запрещено, иначе «заземления» просто не будет. Защищать нужно лишь сварочные швы и наружную часть при вводе в дом.
Понятие – контур заземления
Обычно вертикальные заземлители ориентируют на одной прямой, но это необязательно – их можно «выстроить» квадратом, либо треугольником. Примечательно, что при этом любое заземляющее устройство в обиходе называют «контуром». Такое название легко объяснимо – часто заземляющие электроды размещали вдоль внешнего периметра здания, а горизонтальный заземлитель в нескольких местах связывали с полосой из стали по внутреннему периметру здания – подключали на внутренний контур. Так что «контур» – просто исторический термин.
Однако вовсе незачем окружать электродами весь периметр коттеджа. Можно просто определить направление для линейной ориентации заземлителей, либо выделить площадь под «кустовое» размещение электродов. Важно, чтоб в дальнейшем заземление не создавало помех и было удобно размещено для подключения к распределительному щиту.
Расчёт контура заземления
Расчёты контура ведутся в несколько этапов – сама схема хоть и проста, но одних сведений о материалах и результатов сопротивлений для итоговых подсчётов явно недостаточно. Причем часть их просто исходят из сложившейся ситуации, а конкретно – от возможности приобрести материалы.
Первым делом, нужно рассчитать сопротивление одиночного заземлителя, исходя из его типа. Выбираем для этого подходящую формулу, с применением натуральных, либо десятичных логарифмов:
-
Вертикальный электрод: труба, стержень у поверхности земли (l – длина электрода, d – диаметр). -
Вертикальный электрод: труба, стержень на глубине заложения h (l – длина электрода, d – диаметр). -
Протяжённый заземлитель (полоса, арматура, труба на глубине h, l – длина электрода, b – ширина, d – диаметр). -
Кольцевой заземлитель (полоса, труба на глубине h, l – длина электрода, b – ширина, d – диаметр).
Кроме того, для расчёта сопротивления одиночного вертикального заземлителя существует и универсальная формула, где:
- Рэкв — эквивалентное сопротивление грунта в Ом*м;
- L— длина заземлителя в метрах;
- d – диаметр заземлителя в миллиметрах;
- Т – расстояние от поверхности земли до середины вертикального заземлителя, в метрах.
Как уже говорилось, Рэкв — эквивалентное сопротивление грунта берём из таблицы, но при неоднородном грунте принимаем значение его составляющей, наименее проводящей ток.
Однако, для двуслойных грунтов можно повысить точность расчётов используя формулу для получения Рэкв,где:
- Ж – сезонный климатический коэффициент;
- Р1, Р2 – удельное сопротивление верхнего и нижнего грунта, в Ом*м;
- Н – толщина верхнего слоя грунта, в М;
- t – заглубление вертикального заземлителя (глубина траншеи), стандарт t=0.7 м.
При этом, самый верхний плодородный слой в расчёт не берётся – он уберётся при копке траншеи. Первый слой вертикальные заземлители должны пройти полностью и заглубиться во второй – нижний слой как минимум на 0.5-0.8 метра.
Для вычислений необходимо взять параметры для грунтов из таблицы. Мы уже говорили, что они зависят от состава, средней плотности, влажности грунта и климатическими условиями региона, где монтируется заземляющее устройство.
Далее необходимо рассчитать достаточное количество вертикальных электродов, не принимая во внимание горизонтальный заземлитель, где:
- Rо – сопротивление одиночного вертикального заземлителя;
- Ж – сезонный климатический коэффициент;
- Rн – нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, определяется исходя из правил ПТЭЭП.
Таблица: наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств (ПТЭЭП).
Характеристики электроустановки | Удельное сопротивление грунта р, Ом*м | Сопротивление заземляющего устройства, Ом |
---|---|---|
660/380 В | до 100 | 15 |
свыше 100 | 0.5*р | |
380/220 В | до 100 | 30 |
свыше 100 | 0.3*р | |
220/127 В | до 100 | 60 |
свыше 100 | 0.6*р |
После, рассчитываем сопротивление току растекания горизонтального заземлителя по формуле, где:
- Lг, b – длина и ширина заземлителя;
- Ж – сезонный климатический коэффициент горизонтального заземлителя;
- n2 – коэффициент использования – экранирования? горизонтальных заземлителей.
Далее, расчёт длины горизонтального заземлителя, исходя из способов размещения вертикальных электродов:
Если электроды установлены в ряд либо по контуру, где:
- а – расстояние между вертикальными заземлителями;
- n0 – количество вертикальных заземлителей.
Рассчитаем сопротивление вертикального электрода с учётом влияния на него горизонтального заземлителя, где:
- Rв – сопротивление растеканию вертикального заземлителя;
- Rг – сопротивление растеканию горизонтального заземлителя;
- Rн – нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, берётся нужное из таблицы ПТЭЭП.
Теперь рассчитаем количество вертикальных заземлителей, уже с учётом влияния горизонтального заземлителя (то есть уточняем их число), где:
- Rо – сопротивление одиночного вертикального заземлителя;
- Rв – сопротивление растеканию вертикального заземлителя;
- nв – коэффициент спроса вертикальных заземлителей.
По завершению, все
дробные значения округляются в большую сторону.
Далее, по результатам
расчётов можно приобретать запланированные материалы для изготовления контура.
Как видно, расчёт параметров заземляющего устройства довольно-таки сложен, поэтому не помешает рассмотреть более простой и не менее действенный метод.
Расчёт контура заземления методом подбора его физических параметров и подтверждения их правильности
Этот метод можно назвать не расчётом, а подтверждением выбранных параметров заземляющего устройства. Но при всей кажущейся сложности, наиболее прост, эффективен и понятен для индивидуального строительства. Дополнительно даёт неоценимое преимущество выбора материала – именно «из того что есть» с минимальными закупками.
Что можно смело использовать в контуре заземления? Конечно всё что имеется, снижая закупки. А если они неизбежны – ориентироваться на стоимость-качество материалов. Основное условие – чтобы материалы в полной мере отвечали указанным табличным параметрам.
Поэтому, когда заземление для частного дома монтируется не из «коробки», либо готового скомплектованного изделия, а из имеющихся «под руками» материалов – то далее необходимо запланировать следующие параметры:
- Глубину залегания заземлителей. Их размер должен быть вменяемым – не менее глубины промерзания почвы, но при этом соответствовать способу погружения в грунт.
- Расстояние между этими электродами. Выбирается кратным их длине – для корректного использования коэффициентов экранирования.
- Число заземлителей. Корме того – необходимо учесть длину объединяющего их горизонтального заземлителя и полосу для ввода в дом.
По итогам получается, что какой-то абстрактный заземляющий контур как бы уже и готов, но далее нужно рассчитать его сопротивление. И если оно в пределах норматива – то по этим размерам и параметрам можно монтировать реальный контур. Если же сопротивление не соответствует нормам (приведённым в таблице ниже) – необходимо просто поменять какие-либо параметры контура, для повышения его характеристик.
Таким образом, задав для себя исходные данные, сначала считаем сопротивление одиночных заземлителей. По идее для каждой возможной формы заземляющего электрода (трубы, прута, уголка, полосы) есть своя формула. В которую нужно подставить габариты заземлителя, коэффициенты взаимного влияния электродов, соответствующие исходным данным:
Далее просто подставляем полученные значения в общую формулу, считаем сопротивление заземляющего устройства:
- nг – коэффициент экранирования горизонтального заземлителя;
- Rг – расчётное сопротивление горизонтального заземлителя;
- Nв – количество вертикальных заземлителей;
- nв – коэффициент экранирования вертикального заземлителя;
- Rв – расчётное сопротивление вертикального заземлителя;
И отлично, когда оно равняется: 15, 30, 60 ом соответственно напряжениям 660, 380, 220 В. для трёхфазного тока, либо 380, 220, 127 В. для однофазного тока. Это значит, что контур можно строить по этим параметрам.
Если результат значительно отличается от максимально допустимых значений сопротивлений заземляющих устройств, то необходимо улучшить (для повышения эффективности), либо наоборот убавить характеристики расчётного контура заземления (если результат слишком хорош и есть желание удешевить конструкцию).
Самое простое – добавить при недостатке, либо отнять лишние заземлители. Однако следует помнить, что изменение их числа или длины – автоматом повлечёт другие изменения:
- Следом за числом электродов поменяется длина горизонтального заземлителя, коэффициент экранирования.
- Смена длины повлияет на расстояние между заземляющими электродами, чтобы выдержать кратность их длине.
Поэтому, чтоб убедиться в правильности изменений необходим полный перерасчёт: начиная с сопротивления одиночного заземлителя, заканчивая сопротивлением заземляющего устройства, пока оно не будет соответствовать установленным нормам.
Как видно, простота метода не гарантирует быстрого результата – может потребоваться пересчитать контур несколько раз. После расчётов – когда изначально определив, либо подтвердив параметры заземляющего устройства, можно переходить непосредственно к изготовлению и монтажу.
Монтаж устройства заземления
Почему бы просто сразу не воспользоваться онлайн калькулятором и не посчитать контур? Конечно, можно и так. Однако, в этом случае так же необходимо ввести исходные данные, при этом сделать это без подробных комментариев, опасаясь – всё ли правильно, и верными ли будут вычисления. Более качественный результат даст понимание явлений и процессов, протекающих в контуре, собственный расчёт и подтверждение его онлайн калькулятором.
Таким образом, уже отлично понимая теорию, разберём практическую часть – как сделать контур заземления своими руками – кратко, пошагово:
- Выбираем наиболее подходящее место на участке и размечаем контур заземления, запланировав максимально удобный способ монтажа: в линию, либо «кустом» – по числу электродов. Критерии: минимальное удаление от ввода в дом, отсутствие помех для любых земляных работ – строительных, земледельческих.
- Забиваем вертикальные электроды. Процесс облегчит предварительная подготовка – устройство поверхности под удар. К примеру, к заземлителю из уголка можно подварить такой же обрезок – сделать квадратное сечение, по которому значительно удобней бить кувалдой. Либо сделать упор под электрический отбойник (если есть возможность взять его на время) – с ним забивание электродов упростится в разы.
-
По разметке – для ввода в дом и от электрода к электроду копаем максимально узкую траншею глубиной 0.7 м – под горизонтальную связь. Для удобства монтажа и сварочных работ – расширяем ямы вокруг вертикальных электродов и добиваем их до нужной глубины. Почему бы не выкопать сразу? Можно, даже нужно в пределах уже разработанной строительной площадки. Однако, если дёрн ещё не снят – забивание вертикальных электродов без грунта под ногами пройдёт проще и приятней. -
От электрода к электроду прокладываем горизонтальную связь, далее полосу подводим к дому, либо – заводим прямо во внутрь. Лучше использовать сплошную полосу, если таковой нет – стыкуем не торец в торец, а внахлёст. Все соединения (и с вертикальными заземлителями тоже) не просто прихватываем, а сплошь, то есть полностью обвариваем со всех сторон, стараясь сделать это максимально качественно. -
Сварочные швы и места в непосредственной близости, а также наружная часть горизонтального заземлителя – металлическая полоса при вводе в дом полежат защитному окрашиванию. Составные части заземляющего устройства окрашивать нельзя – они окажутся изолированными от грунта, заземления попросту не будет, устройство станет вообще бесполезным.
Ввод в дом и подключение заземления в распределительный щит
Как сделать подключение заземления в частном доме своими руками? Для этого горизонтальный заземлитель – полосу, либо прут (в зависимости, что использовалось) необходимо подсоединить к PE или к PEN-шине в распределительном щитке на вводе в дом.
Это можно выполнить этой же стальной полосой, либо иным проводником. Какой провод подойдёт? Любой, важно чтоб он тоже соответствовал требованиям ПУЭ – указанным минимально допустимым сечениям:
- Стальная полоса – 75 мм², однако прокладывать её хоть и менее затратно, но не очень удобно и эстетично. Максимально безболезненно это возможно лишь на стадии строительства, либо в условиях ремонта. Однако, есть и преимущество – отсутствие лишнего соединения.
-
Алюминий – 16 мм², медь – 10 мм². Понятно, что это более гибкие, и удобные в монтаже проводники. Если их соединение с горизонтальной связью выполняется вне дома, то обязательно в герметичной монтажной коробке, либо защищающем от осадков корпусе. Для надёжности используется обжимная клемма.
Проверка работоспособности заземляющего устройства
Ещё до ввода в эксплуатацию нового дома проводятся замеры параметров его электротехнических сетей, в том числе и заземляющего устройства – этого не избежать. И хотя процедура из категории «обязательных», не стоит относиться к ней как к «повинности», ведь заземление и затевалось ради безопасного пользования электричеством, почему же не проверить его качество?
По той же причине и для обычных домов (независимо от возраста и срока эксплуатации), сразу после монтажа заземляющего устройства рекомендуется вызвать специалистов для замеров его параметров и проверки работоспособности. А чтобы замеры сопротивления растеканию тока «именно Вашего» контура заземления были корректными и наиболее полными:
- Нужно полностью подготовиться к подключению в распределительный щит (чтоб сделать его максимально быстро).
- Далее, с приходом специалистов, замерять сопротивление неподключенного контура – оно должно быть не более 30 Ом.
- После подключения, вновь замерить сопротивление своего, теперь уже повторного заземляющего устройства. Норма – не более 10 Ом.
Что делать, когда Вы в полной уверенности, что рассчитали, проверили – получили правильные параметры и смонтировали по ним устройство заземления, но по какой-то форсмажорной причине проверка не показала удовлетворительных результатов, а наоборот – выявила значения сопротивления, превышающие норму?
Такое может случиться не только из-за непонимания процессов и ошибочных расчётов. Причины могут быть разные: начиная от неоднородности грунтов (хотя и рекомендовано брать в расчёт наихудший проводник), заканчивая излишней точностью расчётов, поэтому все значения и округляются в большую сторону, так сказать «с запасом».
Понятно, что демонтировать готовый контур смысла уже нет, тем более, когда и погрешность невелика. Устранить недостаток – повысить эффективность контура заземления можно сравнительно «малой кровью» – потребуется добить добавочный электрод, присоединить его горизонтальной связью. Именно по этой причине до проверки заземляющего устройства, даже опытные монтажники обычно не закапывают одну из ям с вертикальным электродом – чтоб иметь возможность быстро наставить горизонтальную связь.
Примечательно, что проверить работоспособность контура заземления можно самостоятельно, ещё до приезда органов контроля. Нам потребуется фаза:
- Тянем удлинитель или временный провод из дома либо со столба. Важно, что напряжение с подстанции – от автономного источника просто не получится замкнутой цепи.
- Подключаем фазу к лампочке накаливания, её желательно взять на 100 Вт. Вторым проводом от лампы касаемся заземляющих электродов – лампочка должна достаточно ярко светиться. Это уже в какой-то мере показатель работоспособности контура.
Но для более-менее вменяемых результатов потребуется мультиметр: напряжение между фазой и заземлителями должно быть около 220 В, а сила тока для стоваттной лампочки – примерно 0.45 А. Значения в этих пределах вселяют уверенность, что и сопротивление растеканию окажется в норме. Однако, если лампочка светится тускло или ток значительно меньше, это сигнал к добавлению как минимум ещё одного заземлителя, не дожидаясь официальных замеров. Нужно добиться нормального свечения лампочки, и тока в указанных пределах.
Воспользуемся информацией
По образу и подобию рассчитывается, монтируется и подключается любое правильное заземление частного дома. Очевидно, что всё легко делается самостоятельно, ведь нет даже оговорок о необходимости изготовления заземления только лицензированной организацией. Необходимо лишь воспользоваться их услугами для проверки – это гарантия безопасности всех без исключения жильцов дома.
Отредактировано: 28.05.2019 08:31:29
Копирование возможно с размещением индексируемой прямой ссылкой на сайт (https://www.sampom.ru)
Вы можете оставить свой комментарий.
Вопросы заземления в частном доме, расчетов схем и монтажа системы требуют обязательного решения для обеспечения безопасности проживания. В полной мере свои функции заземление будет выполнять только при правильном выборе схемы и соблюдении всех норм и требований. Самостоятельный монтаж требует знания принципов проектирования и правил изготовления.
Содержание
- 1 Нужно ли заземление в частном доме
- 2 Схемы заземления: какую лучше сделать
- 2.1 Система TN-C-S
- 2.2 Система ТТ
- 3 Что такое контур заземления: определение и устройство
- 4 Виды контуров заземления
- 4.1 Треугольник — замкнутый контур
- 4.2 Линейный
- 5 Правила и требования к контуру заземления
- 6 Расчет заземления для частного дома: формулы и примеры
- 6.1 Сопротивление грунта
- 6.2 Размеры и расстояния для заземляющих электродов
- 7 Разрабатываем схему
- 8 Материалы для контура заземления
- 8.1 Параметры и материалы штырей
- 8.2 Из чего делать металлосвязь
- 9 Как сделать монтаж контура заземления самостоятельно
- 9.1 Выбираем место
- 9.2 Земляные работы
- 9.3 Собираем конструкцию
- 9.4 Ввод в дом
- 9.5 Проверка и контроль
- 10 Готовые комплекты заземления для частного дома
- 11 Особенности схем заземления 220 В и 380 В
- 12 Распространённые ошибки при выполнении монтажных работ
Нужно ли заземление в частном доме
При использовании в доме любых электроприборов всегда есть риск повреждения изоляции проводов или замыкание их на корпус. В таком случае любое касание человека опасной зоны приводит к поражению электрическим током, которое может закончиться трагически. Ток всегда стремится в землю, а человеческое тело становится проводником, соединяющим поврежденный прибор с землей.
Что дает заземление? По сути, это система, предоставляющая кратчайший путь электрическому току. По закону физики он выбирает проводник с наименьшим электрическим сопротивлением, и контур обладает таким свойством. Практически весь ток направляется в заземлитель, а потому через тело человека пройдет лишь незначительная его часть, которая не сможет причинить вред. Таким образом, контур заземления обеспечивает электробезопасность. Нормативные документы (ГОСТы, СНиП, ПУЭ) указывают, что любое частное, жилое строение должно быть им оборудовано при сетях переменного тока на напряжение выше 40 В и переменного тока – выше 100 В.
Кроме обеспечения безопасности, заземляющая система повышает надежность и долговечность бытовой техники. Она обеспечивает стабильную работу установок, защиту от перенапряжений и различных помех в сети, снижает воздействие внешних источников электромагнитных излучений.
Заземление не следует путать с громоотводами (молниеотводами). Хотя принцип их действия аналогичен, выполняют они разную задачу. Работа громоотвода заключается в отведении в землю разряда молнии при ее попадании в дом. В этом случае возникает мощный электрический заряд, который не должен попадать во внутреннюю сеть, т.к. способен просто расплавить провод или кабель. Именно поэтому линия громоотвода пролегает от приемников на крыше по внешнему контуру и не должна совмещаться с заземляющей, внутренней линией. У громоотвода и заземления может быть общий подземный контур (если имеет запас по сечению), но разводка обязательно разделяется.
Схемы заземления: какую лучше сделать
Система заземления частного дома зависит от типа подводки сети к нему. Чаще всего, она выполняется по принципу TN-C. Такая сеть обеспечивается двухжильным кабелем или двухпроводной воздушной линией при напряжении 220 В и четырехжильным кабелем или четырехпроводной линией при 380 В. Другими словами, к дому подходит фаза (L) и совмещенный защитно-нулевой провод (PEN). В полноценных, современных сетях проводник PEN разделяется на отдельные провода – рабочий или нулевой (N) и защитный (РЕ), а подвод осуществляется трехпроводной или пяти проводной линией, соответственно. С учетом указанных вариантов схема заземления может быть 2-х разновидностей.
Система TN-C-S
Предусматривает разделение PEN-ввода на параллельные проводники. Для этого во вводном шкафу PEN-проводник разделяется на 3 шины: N («нейтраль»), РЕ («земля») и шина-расщепитель на 4 подключения. Далее проводники N и РЕ не могут контактировать друг с другом. Шина РЕ соединяется с корпусом шкафа, а N-проводник устанавливается на изоляторах. Заземляющий контур подводится к шине-расщепителю. Между N-проводником и заземлителем устанавливается перемычка сечением не менее 10 кв.мм (по меди). В дальнейшей разводке «нейтраль» и «земля» не пересекаются.
Справка! Важно учитывать, что данная система эффективна только при установке УЗО и автоматического выключателя дифференциального типа.
Система ТТ
В такой схеме расщеплять проводники не требуется, т.к. нейтральный и заземляющий проводник уже разделены в подходящей сети. В шкафу просто делается правильное присоединение. Заземляющий контур соединяется с проводом (жилой) РЕ.
Вопрос о том, какая система заземления лучше, не имеет однозначного ответа. Схема ТТ проще по монтажу и не требует дополнительных защитных устройств. Однако, абсолютное большинство сетей работает по принципу TN-C, что вынуждает использовать схему TN-C-S. Кроме того, нередко в быту используются электроустановки с двухпроводным питанием. При заземлении ТТ корпус таких приборов при повреждении изоляции оказывается под напряжением. В этом случае заземление TN-C-S оказывается значительно надежнее.
Что такое контур заземления: определение и устройство
Контур заземление – это специальная конструкция из электропроводящих материалов с малым электрическим сопротивлением, обеспечивающая мгновенный отвод электрического тока в землю. Он состоит из 2-х соединенных между собой частей – внутренняя и наружная система. Надежное их соединение осуществляется во входном электрощите.
Устройство наружной подсистемы должно обеспечивать переход электрического сигнала в землю с распределением его по площади. Ее основу составляет несколько электродов, заглубленных в грунт и соединенных между собой в контур с помощью пластин. От пластин отходит шина достаточного сечения, которая вводится в электрощит, где соединяется с внутренней подсистемой. Каждый электрод представляет собой металлический штырь, закопанный (вбитый) на определенную глубину.
Внутренняя подсистема – это разводка заземляющей цепи по всему дому. Проводники от щита отводятся на розетки, к корпусам мощных электроустройств, к металлическим магистралям (трубы). Отдельные проводники объединяются в общую шину, которая присоединяется к шине внешнего контура.
Принцип действия контура заземления достаточно прост. Электрический заряд, накопленный в металлических элементах (корпуса установок, трубопроводы, арматура и т.д.) при повреждении изоляции проводников электросети или наведенный от внешних источников, устремляется по проводам внутренней подсистемы, имеющим малое электрическое сопротивление, к контуру внешней подсистемы. По закопанным в грунт электродам он «стекает» в землю. В свою очередь, земля имеет огромную емкость, что позволяет свободно «впитывать» такие утечки электричества.
Виды контуров заземления
Для быстрого «стекания» тока в землю наружная подсистема перераспределяет его на несколько электродов, расположенных в определенном порядке для увеличения площади рассеивания. Выделяются 2 основных вида соединения в контур.
Треугольник — замкнутый контур
Этот случай предусматривает использование 3-х штырей, соединенных полосами в равнобедренный треугольник. Расстояние между электродами выбирается по такому принципу: минимальное расстояние – длина подземной части электрода (глубина), максимум – 2 глубины. Например, для стандартного заглубления 2,5 м сторона треугольника выбирается в пределах 2,5-5 м.
Линейный
Такой вариант составляется из нескольких электродов, расположенных в линию или полукругом. Используется разомкнутый контур в тех случаях, когда сформировать замкнутую геометрическую фигуру не позволяет площадь участка. Расстояние между штырями выбирается в пределах 1-1,5 глубины. Недостаток способа – увеличение количества электродов.
Указанные виды наиболее часто используются при обустройстве заземления частного дома. В принципе, замкнутый контур можно сформировать в форме прямоугольника, многоугольника или круга, но потребуется большее количество штырей. Главное преимущество замкнутых систем – продолжение функционирования в полном объеме при разрыве связки между электродами.
Важно! Линейный контур работает по принципу гирлянды и повреждение перемычки выводит из эксплуатации определенный его участок.
Правила и требования к контуру заземления
Для того чтобы контур заземления работал эффективно, он должен соответствовать определенным правилам:
- Внешний контур должен располагаться на расстоянии не менее 1 м и не более 10 м от дома. Оптимальное расстояние 2-4 м от фундамента.
- Заглубление электродов выбирается в пределах 2-3 м. На поверхности оставляется часть штыря длиной 20-25 см для соединения полосой.
- От вводного щита до контура прокладывается шина сечением не менее 16 кв. мм.
- Увязка электродов между собой обеспечивается только методом сварки. В щите соединение может производиться болтами.
- Общее сопротивление системы не должно превышать 4 Ом для 380 В и 8 Ом для 220 В.
Внешний контур заземления располагается в земле, что предполагает повышенные требования к его конструкции. Он должен располагаться ниже уровня промерзания грунта, т.к. вспучивание почвы будет выталкивать электроды. В процессе эксплуатации коррозия не должна разрушать металл и чрезмерно увеличивать его электрическое сопротивление. Прочность стержней должна позволять вбивать их в твердый грунт.
Расчет заземления для частного дома: формулы и примеры
Расчеты заземления для частного дома основываются на формулах расчета сопротивления растеканию тока для электродов. Примеры будут показаны ниже.
Сопротивление грунта
При одиночном стержне применяется формула:
где ρ экв — эквивалентное удельное сопротивления однослойного грунта (выбирается по таблице 1 для конкретной почвы);
- L — длина электрода (м);
- d — диаметр электрода (м);
- T — расстояние от середины электрода до поверхности земли (м).
Таблица 1
Размеры и расстояния для заземляющих электродов
Количество электродов в контуре можно рассчитать по формуле, где:
Rн — максимально допустимое общее сопротивление контура (для сети 127-220 В – 60 Ом, для 380 В – 15 Ом), Ψ — климатический коэффициент (определяется по таблице 2).
Таблица 2
Размеры электродов выбираются с учетом реальных условий и рекомендаций:
- труба — минимальная толщина стенок 3 мм, диаметр – по наличию материала;
- стальной пруток — диаметр не менее 14 мм;
- уголок — толщина стенки 4 мм, размер – по наличию материала;
- полоса для увязки электродов — ширина – не менее 10 мм, толщина — более 3 мм.
Глубина заглубления (длина электродов) выбирается из условия – минимум на 15-20 см ниже уровня промерзания. Минимальная длина – 1,5 м. Шаг установки штырей составляет 1-2 длины электрода, а минимальное расстояние составляет 2 м.
Разрабатываем схему
Работы по обустройству заземления частного дома начинаются с разработки схемы заземляющего контура. Наибольшей популярностью пользуется замкнутая система в форме треугольника. Три электрода составляют его вершины, а остальные стержни вкапываются по его сторонам между вершинами. Если площадь возле дома не позволяет соорудить такой контур, то электроды устанавливаются в линию, полукругом или «волной». Следует отметить, что эффективность треугольного расположения значительно выше.
Материалы для контура заземления
Контур заземления должен иметь высокую механическую прочность, низкое электрическое сопротивление и возможность надежного соединения. Кроме того, немаловажную роль при выборе материала играет его стоимость.
Параметры и материалы штырей
Электроды или штыри обычно делаются из стального профиля. Данный материал привлекает возможностью заглубления стержней путем простого вбивания. При этом электрическое сопротивление его вполне удовлетворяет требованиям при достаточном поперечном сечении. Штыри могут выполняться из таких материалов:
- Пруток. Наиболее распространенный вариант – стержень диаметром 16-18 мм. Арматуру использовать не рекомендуется, т.к. она подвергается калению, что приводит к увеличению удельного сопротивления. Кроме того, рифленая поверхность приводит к нерациональному использованию сечения стержня.
- Уголок. Чаще всего применяется уголок размером 50х50 мм с толщиной стенки 4-5 мм. Нижняя часть заостряется для упрощения забивания.
- Труба диаметром более 50 мм с толщиной стенки 4-5 мм. Толстостенные трубы рекомендуются для твердых грунтов и регионов с частыми засухами. В нижней части такого штыря сверлятся отверстия. При пересыхании почвы в трубу заливается соленая вода, что повышает рассеивающую способность грунта.
Из чего делать металлосвязь
Электроды, забитые в землю, соединяются между собой металлосвязью. Она может выполняться из следующих материалов:
- Медная шина или провод сечением не менее 10 мм2.
- Алюминиевая полоса или провод сечением не менее 16 мм2.
- Стальная полоса сечением не менее 48 кв.мм.
Наиболее часто используется стальная полоса размером (25-30)х5 мм. Основное ее преимущество возможность надежной сварки с электродами. Когда в качестве связи используется проводник из цветных металлов, к штырям привариваются болты, на которых закрепляются шины.
Как сделать монтаж контура заземления самостоятельно
Монтаж заземления можно сделать своими руками. Все шаги будут описаны ниже.
Выбираем место
Оно должно находиться в той части участка возле дома, куда не заходит человек без острой необходимости и домашние животные. Контур располагается не ближе 1 м от фундамента постройки. Лучше, если этот участок будет огорожен невысокой изгородью. На земле отмечаются все точки нахождения электродов. Обычно строится правильный, равнобедренный треугольник.
Земляные работы
Вдоль всей разметки копается траншея глубиной 0,5-0,6 м. Аналогичная траншея роется по ходу укладки шины, соединяющей контур с вводным электрошкафом.
Собираем конструкцию
Вначале, согласно схемы вбиваются штыри на заданную глубину (обычно 2-2,5 м). К вершинам стержней приваривается металлосвязь. Одна полоса приваривается к крайнему электроду (вершине треугольника) и укладывается в траншею, идущую к дому.
Ввод в дом
Шина от контура вводится во входной электрощит. На конце сверлится отверстие для болтового соединения. Сюда присоединяется соответствующая жила кабеля. При TN-C-S-системе шина соединяется с шиной-расщепителем.
Проверка и контроль
Контроль проводится путем измерения электрического сопротивления всего контура. Оно не должно превышать нормируемые показатели
Часто используется простой способ проверки. Присоединяется лампа накаливания мощностью 100-150 Вт – один конец на фазу, второй – на заземление. Четкое сияние ее указывает на качественный монтаж. При тусклом горении необходимо проверить качество стыков. Если лампа не горит, то сборка проведена неправильно.
Готовые комплекты заземления для частного дома
Самостоятельный монтаж позволяет существенно снизить затраты на систему заземления. Однако готовые комплекты позволяют ускорить работы и повысить надежность контура. Можно выделить такие модели:
- ZandZ – контур с одним или несколькими электродами из нержавеющей стали. Допускаемое заглубление — до 10 м. Цена зависит от длины штырей. Средняя цена комплекта с пятиметровыми электродами — 23500 рублей.
- Galmar – имеет электроды длиной до 30 м. Средняя цена — 41000 рублей.
- Elmast. Эта система изготавливается в России и адаптирована к российским условиям эксплуатации. Цена – от 8000 рублей.
Важно! На российском рынке представлено множество моделей, что позволяет сделать оптимальный выбор. Глубина забивания их электродов колеблется от 5 до 40 м. Ценовой диапазон – 6000-28000 рублей.
Особенности схем заземления 220 В и 380 В
Схемы заземления при вводе сетей на 220 и 380 В имеет определенные различия. Внешний контур таких систем абсолютно одинаков. Разница заключается в разводке кабеля и вводе в дом. В случае сети на 220 В вводится двухпроводная линия. Одна жила расщепляется на «нейтраль» и «землю», а другая устанавливается на изоляторы.
В случае сети на 380 В, чаще всего, подходит четырехпроводная линия. Один провод расщепляется аналогично предыдущему случаю, а 3 других проводника устанавливаются на изоляторы и изолируются друг от друга. Фазные жилы и «нейтраль» пропускаются через УЗО и дифавтомат.
Распространённые ошибки при выполнении монтажных работ
Специалисты отмечают, что при самостоятельном монтаже чаще всего допускаются такие ошибки:
- Попытка защитить электроды от коррозии путем покраски. Такой способ недопустим, т.к. препятствует перетоку в землю.
- Соединение стальной металлосвязи со штырями болтами. Коррозия достаточно быстро нарушает контакт между элементами.
- Чрезмерное удаление контура от дома, что значительно увеличивает сопротивление системы.
- Применение слишком тонкого профиля для электродов. Через небольшой промежуток времени коррозия вызывает резкое увеличение сопротивление металла.
- Контакт медных и алюминиевых проводников. В этом случае ухудшается соединение за счет контактной коррозии.
При обнаружении недостатков в конструкции их следует устранять незамедлительно. Чрезмерное увеличение электрического сопротивления или нарушение целостности цепи нарушает работу заземления. Контур не сможет гарантировать безопасность.
Контур заземления необходим для частного дома. Эта конструкция обеспечит электрическую безопасность жильцов и исключит трагические случайности. Однако следует помнить, что эффективность работы заземления зависит от правильности расчетов, выбора схемы и проведения монтажа. Если есть сомнение в собственных силах, то лучше использовать готовый комплект.
Что такое заземление в частном доме?
Заземление — это соединение металлических элементов сети, оборудования или механизмов с заземляющим устройством (контуром заземления), благодаря которому при возникновении токов утечки (пробой изоляции) весь потенциал полностью переходит в землю.
Если рассмотреть этот вопрос на уровне «пользователя», то заземление защищает Вас от поражения электрическим током при повреждении изоляции в электропроводке.
Нужно ли заземление в частном доме
Опасность замыкания не только в том, что бытовая техника и осветительные приборы выходят из строя. Заземление в частном доме необходимо, чтобы жильцы не пострадали от поражения током. Такое возможно, если провода замкнут на корпус прибора. Электричество всегда ищет выход и устремляется в землю. В природе молния, тот же ток, всегда разряжается при контакте с грунтом. Но если человек коснется оголенного проводника, его тело само становится проводником – той же землей. Часто итог крайне печальный. Летальный исход случается очень часто.
Нужно ли заземление в частном доме? Обязательно. Суть системы – обеспечить электрическому заряду кратчайший путь для разрядки в грунт. Согласно законам физики, он будет искать проводник, обладающий минимальным сопротивлением. И контур, о котором пойдет речь далее, является именно таким. И даже если «доза» будет настолько велика, что заземлитель не сможет отвести ее полностью, через человеческое тело пройдет лишь малая часть, которая не причинит вреда. Разве что, возможно, вы почувствуете легкую кратковременную дрожь. Отсюда видно, что правильное заземление – гарантия электробезопасности.
Согласно ГОСТ, СНиП и ПУЭ каждое жилое сооружение в обязательном порядке оснащается такой системой защиты от замыкания и блуждающих токов. В нормативных документах в частности говорится, что заземление для дома монтируется, если проектная напряжение в цепи электроснабжения с переменным током от 100 В превышает отметку в 40 Вт. Еще одной задачей, которая решается при помощи заземлителя, является обеспечение пожарной безопасности. В результате замыканий часто происходит возгорание, затем пожар, и тогда затраты на восстановление (если таковое возможно) несоизмеримо больше со стоимостью монтажа контура заземления.
Как правильно сделать заземление в частном доме спрашивают и те, кто столкнулся с проблемой плохого сигнала. Если недалеко находится мощный излучатель, помехи при использовании телефона, телевизора, компьютера, радиоприемника неизбежны. Но если защитить здание, принимаемый сигнал всегда будет отличным. Но только не путайте эту систему с громоотводом. В последнем случае целевое назначение одно – отвод разряда молнии. При замыкании молниеотвод никак не сможет защитить людей от поражения, а приборы от перегорания. Однако общий принцип действия в обоих случаях идентичен.
При монтаже ни в коем случае не соединяют контуры громоотвода в доме с заземлением. Каждая из систем работает независимо. Тогда в случае попадания молнии скачка напряжения не случится. Если же случится эффект индукции, заземлитель «выведет» ток из цепи, чем обеспечит безопасность. Причем у каждой системы безопасности есть подземная часть. Она может быть общей только при достаточном сечении. Разводка всегда обособленная. Наличие одного средства защиты не исключает необходимость установки другой.
Нормы заземления
Главное требование, предъявляемое к заземляющему устройству – это его сопротивление.
При напряжении питания в системе 380/220В данное сопротивление для частного дома должно быть не более 30 Ом.
Если у вас в доме подключен газовый котел, в целях защиты и предотвращения возможного взрыва котла, газовики предъявляют более жесткие нормативы – не более 10 Ом.
Чем меньше сопротивление заземляющего устройства, тем больше его надежность.
Согласно закону Ома I=U/R. То есть, чем меньше R, тем больше ток КЗ, а значит защитный аппарат сработает обязательно. Но есть здесь и “подводные камни”, о них поговорим чуть дальше.
Правила и требования ПУЭ
На любом жилом объекте, расположенном в городской черте и за ее пределами, согласно требованиям ПУЭ организуется специальная защита от опасных напряжений 220/380 Вольт. С этой целью на их территории устраиваются особые стальные конструкции, называемые заземляющими устройствами (ЗУ). Их основное назначение заключается в создании условий, гарантирующих защиту проживающих в доме людей от удара током.
В соответствии с ПУЭ, глава 1.7., часть 1, п. 1.7.72 размеры металлических заготовок выбираются с учетом необходимости получения требуемого сопротивления растеканию тока в землю. Для различных элементов конструкции эти показатели могут различаться от образца к образцу. Однако минимальные их размеры должны соответствовать следующим нормативам:
- соединительная полоса между штырями не может иметь типоразмер менее 12х4 мм (сечение 48 мм2);
- сами штыри на основе уголков выбираются со сторонами 4х4 мм;
- при использовании круглого арматурного прутка сечение не должно быть менее 10 мм2;
- металлическая труба должна иметь толщину стенки порядка 3,5 мм.
Обратите внимание: Наличие у хозяина дома данных о рабочих характеристиках ЗК, в частности, позволит защитить от поражения током животных и жильцов.
При его обустройстве необходимо действовать в соответствии с положениями отраслевых стандартов, касающиеся эксплуатации имеющегося на объекте оборудования.
Основные требования к сопротивлению контура заземления
Если Вы не знаете, как правильно сделать заземление в частном доме и какие технические характеристики его должны быть, рекомендуем ознакомится с ПУЭ в котором Глава 1.7. под названием «Заземление и защитные меры электробезопасности» регламентирует основные технические характеристики контура заземления для оборудования до 1000 В.
Согласно данному нормативному документы сопротивление контура заземления должно быть:
- Не более 4 Ом для электроустановок до 1000 В (к данному классу электроустановок как раз и относится электрооборудование дачи, дома или коттеджа).
- Не более 10 Ом в случае если суммарная мощность генераторов или трансформаторов менее 100 кВА.
- Не более 0.5 Ом для электроустановок выше 1000 В с большими токами замыкания на землю (свыше 500 А).
- Не более 10 Ом для электроустановок свыше 1000 В с маленьким током замыкания на землю.
Виды контуров заземления
Для быстрого «стекания» тока в землю наружная подсистема перераспределяет его на несколько электродов, расположенных в определенном порядке для увеличения площади рассеивания. Выделяются 2 основных вида соединения в контур.
Треугольник – замкнутый контур
В данном случае отвод тока реализуется при помощи трех штырей. Их жестко соединяют железными полосами, которые становятся ребрами равнобедренного треугольника. До того, как заземлить дом таким способом, необходимо разобраться в геометрических пропорциях. Действуют следующие правила:
- Количество штырей, полос – по три.
- Штыри монтируются в углах треугольника.
- Длина каждой полосы равна длине прута.
- Минимальное заглубление всей конструкции – о,5 м.
Конструкцию собирают до монтажа заземления на поверхности. Самое надежное соединение – сварное. Шина изготавливается из полосы достаточного сечения.
Линейный
Такой вариант составляется из нескольких электродов, расположенных в линию или полукругом. Используется разомкнутый контур в тех случаях, когда сформировать замкнутую геометрическую фигуру не позволяет площадь участка. Расстояние между штырями выбирается в пределах 1-1,5 глубины. Недостаток способа – увеличение количества электродов.
Указанные виды наиболее часто используются при обустройстве заземления частного дома. В принципе, замкнутый контур можно сформировать в форме прямоугольника, многоугольника или круга, но потребуется большее количество штырей. Главное преимущество замкнутых систем – продолжение функционирования в полном объеме при разрыве связки между электродами.
Важно! Линейный контур работает по принципу гирлянды и повреждение перемычки выводит из эксплуатации определенный его участок.
Схемы заземления, какую выбрать
Перед тем как сделать заземление у себя в частном доме потребуется ознакомиться с особенностями обустройства и функционирования защитных систем, предполагающих использование одной из известных схем. Для этого необходимо учесть следующие важные моменты:
- При организации электроснабжения любого современного объекта на него помимо нулевой и фазной шины должен заводиться так называемый «заземляющий» проводник.
- Его основное назначение – защитить людей от опасного потенциала, попадающего на корпус приборов при нарушении изоляции проводников.
- Для этого заземляющая шина еще на стороне подстанции соединяется со специальным элементом заземления (контуром), который обустраивается непосредственно на ее территории.
Дополнительная информация: Благодаря этому функция защиты по нейтральной жиле (совмещенной с рабочим нулем или по отдельному проводнику) передается на сторону потребителя.
При этом рассматриваемые здесь устройства заземления в доме принято относить к категории «повторных» ЗУ, дублирующих станционные на случай обрыва нейтрали (совмещенного PEN проводника).
По способу заземления нулевой жилы трансформатора на подстанции и объекта на стороне потребителя все используемые схемы делятся на следующие две категории:
- Во-первых – это системы с глухозаземленной нейтралью, представляющие собой наиболее распространенный способ заземления трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены «звездой». В этом случае их средняя точка постоянно подключена к контуру.
- Во-вторых, нередко применяются схемы с так называемой «изолированной» нейтралью, в которых средняя точка не соединяется с землей или подключена к ней через высокое сопротивление прибора защиты.
а) сеть с глухозаземленной нейтралью, б) сеть с изолированной нейтралью, соединенной с землей через разрядник
Полезное замечание: Во втором случае рабочие обмотки трансформатора выполняют разделительную функцию и используются обычно в производственных целях или в специальных электронагревательных установках.
Их применение связано с необходимостью изолировать токоведущие части оборудования от заземляющего контура. Глухозаземленную нейтраль согласно правилам устройства электроустановок принято обозначать как «TN». Одним из самых распространенных способов защитного использования такой нейтрали – подсоединение с ней металлических корпусов приборов посредством отдельной шины.
Расчет заземления для частного дома: формулы и примеры
Правила устройства электроустановок (ПУЭ) и ГОСТ устанавливают точные рамки, сколько Ом должно быть заземление. Для 220 В – это 8 Ом, для 380 – 4 Ом. Но не стоит забывать, что для общего результата учитывается и сопротивление грунта, в котором устраивается заземляющий контур. Эти сведения можно узнать из таблицы.
Вид грунта | Максимальное сопротивление, Ом | Минимальное сопротивление, Ом |
Глинозем | 65 | 55 |
Гумус | 55 | 45 |
Лёсовые отложения | 25 | 15 |
Песчаник, залегание грунтовой воды глубже 5 м | 1000 | — |
Песчаник, грунтовые воды не глубже 5 м | 500 | — |
Песчано-глинистая почва | 160 | 140 |
Суглинок | 65 | 55 |
Торфяник | 25 | 15 |
Чернозём | 55 | 45 |
Зная данные можно использовать формулу:
Формула расчета сопротивления стержня
где:
- Ro – сопротивление стержня, Ом;
- L – длина электрода, м;
- d – диаметр электрода, м;
- T – расстояние от середины электрода до поверхности, м;
- Рэкв – сопротивление грунта, Ом;
- Т – расстояние от верха стержня до поверхности, м;
- ln – расстояние между штырями, м.
Но пользоваться такой формулой сложно. Для простоты предлагаем воспользоваться онлайн-калькулятором, в который нужно только внести данные в соответствующие поля и нажать кнопку рассчитать. Это исключит возможность ошибки в вычислениях.
Для расчета количества штырей воспользуемся формулой
Формула расчета количества стержней в контуре
где Rn – нормируемое сопротивление для заземляющего устройства, а ψ – климатический коэффициент сопротивления грунта. В России за него принимают 1.7.
Рассмотрим пример заземления для частного дома, стоящего на черноземе. Если контур выполняется из стальной трубы, длиной 160 см и диаметром – 32 см. Подставив данные в формулу получим no = 25.63 х 1.7/4 = 10.89. Округлив результат в большую сторону, получается нужное количество заземлителей – 11.
Устройство заземления своими руками: поэтапная инструкция
Если Вы задаетесь вопросом: «как сделать заземление на даче?», то для выполнения данного процесса потребуется следующий инструмент:
- сварочный аппарат или инвертер для сварки металлопроката и вывода контура на фундамент здания;
- угловая шлифмашинка (болгарка) для разрезания металла на заданные куски;
- гаечные глючи для болтов с гайками М12 или М14;
- штыковая и подборная лопаты для рытья и закапывания траншей;
- кувалда для вбивания электродов в землю;
- перфоратор для разбивания камней, которые могут встречаться при рытье траншей.
Чтоб правильно и согласно нормативным требованиям выполнить контур заземления в частном доме нам потребуются следующие материалы:
- Уголок 50х50х5 — 9 м (3 отрезка по 3 метра).
- Сталь полосовая 40х4 (толщина металла 4 мм и ширина изделия 40 мм) — 12 м в случае вывода одной точки заземлителя на фундамент здания. Если же Вы хотите выполнить контур заземления по всему фундаменту к указанному количеству добавьте общий периметр здания и еще возьмите запас для подрезки.
- Болт М12 (М14) с 2 шайбами и 2-я гайками.
- Медный заземлитель. Может быть использована заземляющая жила 3-х жильного кабеля либо провод ПВ-3 с сечением 6–10 мм².
После того как все необходимые материалы и инструменты есть в наличии можно переходить непосредственно к монтажным работам, которые детально расписаны в следующих главах.
Выбираем место для монтажа
При выборе участка на придомовой территории, подходящего для обустройства защитного контура, исходят из следующих соображений:
- он должен располагаться не слишком далеко от дома; это позволит не только сэкономить на соединительной шине за счет ее небольшой длины, но и уменьшить сопротивление цепи стекания тока;
- грунт в месте обустройства ЗК должен быть достаточно мягким, чтобы можно было вбить в него металлические штыри;
- качество почвы на участке также влияет на эффективность действия заземления (минимальным сопротивлением обладают суглинки, пластичная глина и торф).
Важно! При глубоком расположении подходящих почвенных слоев длину угловых штырей придется увеличить, чтобы достичь нужных пластов грунта.
Материал для контура заземления
Контур заземления состоит из вертикальных и горизонтальных заземлителей.
Материал из которого не рекомендуется делать вертикальные заземлители:
- ⚡рифленая арматура
- ⚡круглая сталь диаметром менее 10мм
Из чего можно делать:
Конец уголка или круглой стали срезают на угол в 30 градусов. Это наиболее оптимальный угол для вхождения стали в землю.
Горизонтальный заземлитель делают из стальной полосы 40*4.
Параметры и материалы штырей
Электроды или штыри обычно делаются из стального профиля. Данный материал привлекает возможностью заглубления стержней путем простого вбивания. При этом электрическое сопротивление его вполне удовлетворяет требованиям при достаточном поперечном сечении. Штыри могут выполняться из таких материалов:
- Пруток. Наиболее распространенный вариант – стержень диаметром 16-18 мм. Арматуру использовать не рекомендуется, т.к. она подвергается калению, что приводит к увеличению удельного сопротивления. Кроме того, рифленая поверхность приводит к нерациональному использованию сечения стержня.
- Уголок. Чаще всего применяется уголок размером 50х50 мм с толщиной стенки 4-5 мм. Нижняя часть заостряется для упрощения забивания.
- Труба диаметром более 50 мм с толщиной стенки 4-5 мм. Толстостенные трубы рекомендуются для твердых грунтов и регионов с частыми засухами. В нижней части такого штыря сверлятся отверстия. При пересыхании почвы в трубу заливается соленая вода, что повышает рассеивающую способность грунта.
Выполнение земляных работ
После того как было выбрано место, выполнена разметка (под треугольник со сторонами 3 м), определено место вывода полосы с болтами на фундамент здания можно приступать к земляным работам.
Для этого необходимо с помощью штыковой лопаты по периметру размеченного треугольника со сторонами по 3 м снять слой земли в 30–50 см. Это необходимо для того, чтоб в дальнейшем без особых трудностей к заземлителям приварить полосовой металл.
Также стоит дополнительно прокопать траншею такой же глубины для подвода полосы к зданию и выводу ее на фасад.
Размеры и расстояния для заземляющих электродов
Обязательные условия которые необходимо соблюдать при устройстве заземления в частном доме:
- ⚡длина электрода, который забивается в землю. Он должен быть минимум 2,5-3 метра
Изначально лучше брать электрод длиной 3м. Так как в процессе забивания его кувалдой, будет расплющиваться та часть, по которой наносится удар. В конце Вам придется болгаркой несколько сантиметров такого расплющенного электрода срезать.
- ⚡расстояние между электродами. Оно также должно быть 2,5-3 метра
Вне зависимости от того, какого вида у Вас контур — в виде треугольника или прямой линии. Это связано с явлением растекания тока от заземлителей. Если электроды будут забиты ближе чем 2,5м то получается нет никакой разницы, сколько электродов Вы забили.
Работать они будут почти как один электрод.
- ⚡заглубление траншеи от планировочной отметки земли — 0,7-0,8м.
Траншея — это место для укладки полосы, связывающей электроды. При меньшем углублении траншеи, полоса будет подвержена воздействию осадков и быстрому процессу коррозии. При большем углублении — опять возникает риск воздействия сырости от грунтовых вод.
- ⚡расстояние контура заземления от фундамента дома — не менее 1м
- ⚡после раскопки траншеи ее подсыпают песком для лучшего отвода воды от горизонтального заземлителя.
Сопротивление грунта
При одиночном стержне применяется формула:
где ρ экв — эквивалентное удельное сопротивления однослойного грунта (выбирается по таблице 1 для конкретной почвы);
- L — длина электрода (м);
- d — диаметр электрода (м);
- T — расстояние от середины электрода до поверхности земли (м).
Таблица 1
Грунтρ экв, Ом·м
Торф | 20 |
Почва (чернозем и др.) | 50 |
Глина | 60 |
Супесь | 150 |
Песок при грунтовых водах до 5 м | 500 |
Песок при грунтовых водах глубже 5 м | 1000 |
Забивание заземлителей
После подготовки траншеи можно приступать к монтажу электродов контура заземления. Для этого предварительно с помощью болгарки необходимо заточить края уголка 50х50х5 или круглой стали диаметром 16 (18) мм².
Далее выставить их в вершины полученного треугольника и с помощью кувалды забить в землю на глубину 3 м. Также важно чтоб верхние части заземлителей (электродов) находились на уровне выкопанной траншеи чтоб к ним можно было приварить полосу.
Сварные работы
После того как электроды будут забиты на необходимую глубину с помощью стальной полосы 40х4 мм необходимо сварить между собой заземлители и вывести данную полосу на фундамент здания где будет подключен заземляющий проводник дома, дачи или коттеджа.
Там, где полоса будет выходить на фундамент на высоте 0.3–1 мот земли, необходимо приварить болт М12 (М14) к которому в дальнейшем будет подключено заземления дома.
Монтаж заземления без сварки в дачных условиях
В определенных ситуациях (в отсутствие поблизости электросети, например) при сооружении заземления в дачных условиях приходится обходиться без сварки. В этом случае единственно приемлемое решение – воспользоваться болтовым соединением, надежность которого несколько ниже сварного. Для продления срока службы такой конструкции нужно сделать следующее:
- Использовать оцинкованные болты, приваренные к элементам конструкции заранее в мастерской.
- Болтовые сочленения при изготовлении контура потребуется обработать антикором.
- На завершающем этапе нужно будет обернуть их несколькими слоями плотной изоляционной ленты.
Другой подход к решению проблемы – использовать для изготовления современного заземляющего устройства готовый комплект модульно-штыревого заземления.
Современная система заземляющего устройства — модульно-штыревое заземление
С помощью данного комплекта заземляющее устройство можно выполнить в виде одного глубинного электрода.
Плюсы и минусы модульно-штыревого заземления. Простой и легкий монтаж. Долгий срок службы. Сварочные работы не требуются. Незначительные трудозатраты. Высокая стоимость.
Обратная засыпка
После выполнения всех сварных работ полученную траншею можно засыпать. Однако перед этим рекомендуется залить траншею соляным раствором в пропорции 2–3 пачки соли на ведро воды.
После полученную почву необходимо хорошо утрамбовать.
Проверка контура заземления
По завершении комплекса монтажных работ, но еще перед тем, как подключить заземление непосредственно к ГЗШ – потребуется проверить его на работоспособность. Существуют хорошо отработанные методики оценки состояния и определение величины сопротивления стеканию тока на землю, учитывающие все составляющие последовательной цепочки (включая переходные контакты).
Под «проверкой» понимается визуальное обследование систем заземления на соответствие следующим требованиям:
- надежность контактов в местах сочленения элементов ЗУ;
- отсутствие следов разрушения на открытых частях конструкций и подводящих медных шин;
- состояние защитной окраски, которую рекомендуется регулярно обновлять, а также наличие маркировки на подводящих проводниках.
Под словом «контроль» понимают периодические испытания заземляющих контуров с целью выявления соответствия их сопротивлений стеканию тока установленным ПУЭ нормам. Согласно требованиям этого документа оно не должно превышать ниже указанных значений.
Читаем правила ПУЭ п. 1.7.102:Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях.
Дополнительная информация: Для контроля состояния заземления потребуются измерительные приборы, подключаемые к конструктивным элементам по специальной схеме. Подробно этот процесс описан в статье «Как произвести замер сопротивления заземления»
Согласно требованиям ПУЭ действующие ЗК после их запуска в работу проверяются не реже одного раза в полгода (имеется в виду визуальный осмотр). Обследование, сопровождающееся выборочным вскрытием грунта в подозрительных местах, организуется не реже одного раза за 12 лет.
В заключение отметим, что заземление в частном доме своими руками изготовленное на придомовом участке должно удовлетворять всем требованиям действующих нормативов. Это касается не только правильности выбора и надежности его конструкции, но и таких важных характеристик ЗУ, как сопротивление стеканию тока в землю. Лишь при соблюдении всех этих условий самостоятельно обустроенное заземление в доме с 380 Вольтовой подводкой питающей сети будет выполнять свою защитную функцию. То же самое можно сказать относительно линий питания 220 Вольт.
Ввод в дом
В качестве шины используются материалы, свойства которых описаны ранее. Главное наежно закрепить ее к контуру. Теперь заведите другой конец через стену к щитовой. Заблаговременно проделайте отверстие на манер клеммы, чтобы можно было применить болтовое соединение. Когда эти работы завершены, заройте последний участок траншеи и подсоедините к вводу шину-расщепитель или соответствующую жилу. На данном этапе все зависит от выбранного типа заземляющей системы частного дома.
Подключение дома к контуру заземления по системе TN C S и TN-S
Если планируется капитальный ремонт частного дома с полной заменой электропроводки – как временная мера выбирается система TN-C-S. Она может эксплуатироваться до тех пор, пока местные службы электросетей не проведут их модернизацию и не пробросят до данного региона пятижильный силовой кабель (с отдельной заземляющей шиной). Кстати, и в этом случае (по мнению специалистов) организация на приусадебном участке повторного заземления совсем не помешает. При реализации этой схемы на части трассы от подстанции до потребителя используется общий или совмещенный провод PEN, а на подводе к объектному оборудованию он разделяется на PE и N.
Самой дорогой по сопутствующим затратам, но зато наиболее удобной и надежной в эксплуатации является схема TN-C-S. Это – система типа TN-S, работающая совместно с трансформаторами с глухозаземленной нейтралью. В этом случае PE и N проводники разделены на всем протяжении линии питания от трансформаторной подстанции до потребителя.
То есть к нему они приходят как две независимые шины: нулевой рабочий N и нулевой защитный PE провод. Как уже отмечалось, для гарантий защищенности самого объекта и работающих в нем людей заземляющий провод РЕ может соединяться с контуром, обустроенным неподалеку от частного дома. В данном случае особо жестких требований к самому ЗК не предъявляется.
Однако при наличии этой системы придется мириться с ее характерными недостатками, заключающимися в следующем:
- Электропроводка по всему дому и подсобным строениям должна прокладываться трехжильным проводом.
- При наличии 3-хфазной силовой подводки 380 Вольт потребуется кабель с 5-ю жилами.
- Величина расходов на комплектующие и материалы в этом случае существенно возрастает.
Важно! С другой стороны при эксплуатации такой системы повышается безопасность работы с обслуживаемым оборудованием и упрощается обустройство повторного заземления.
Современные линии энергоснабжения (как воздушные, так и кабельные) прокладываются только с использованием пятижильного кабеля, защищаемого по системе TN-S.
В каких случаях необходимо проверять контур заземления?
Если Вы выполняете устройство заземления в частном доме или на даче, то проверку можно выполнить и обычной контрольной лампочкой (как было описано выше), если же Вас необходимо вводить объект в эксплуатацию, легализировать изменение в схеме электроснабжения или же заключать договор на электроснабжения со специализированной организацией, тогда вам будет необходим протокол испытания контура заземления.
Данный документ имеет право выдать только сертифицированная лаборатория, которая выполнит замеры. При этом подрядная организация, которая выполняла монтаж контура заземления обязана предоставить Вам паспорт на контур заземления с актами на скрытые работы.
Особенности схем заземления 220 и 380 В
Подключение в каждом из случаев особенное. Единственное, что остается неизменным – внешний контур. Конструкция может быть любой (замкнутой, линейной). А вот с момента ввода в дом нужно учитывать некоторые нюансы. То же касается устройства проводки. Напряжение в 220 Вольт требует двухпроводной линии. При этом один придется расщепить на «землю» и «нейтраль». Другой монтируется по изоляторам.
380 В – это электросеть, для которой используется четырехпроводная система. Одна из жил подлежит расщеплению, как и в предыдущем случае. Остальные монтируются через изоляторы, не контактируя между собой. Еще одна особенность такого способа монтажа – необходимость использования дополнительных средств защиты. Это УЗО и дифференциальные автоматы. К ним подводят «нейтральный» проводник.
Заземление отдельных бытовых приборов и оборудования
Часто бывает, что владельцы частных домов (особенно дачных), не видят смысла монтировать полноценное заземление. Оправдывать или осуждать мы никого не можем, а значит рассмотреть этот вариант так же стоит. Разберемся, как заземлить водонагреватель в частном доме, не монтируя при этом всей системы защиты.
Знак заземления ГОСТ-21130
Сделать это довольно просто, используя естественный заземлитель. От него нужно проложить кабель непосредственно к прибору или к розетке, от которой устройство питается. Часто, таким образом, производится заземление газового котла в частном доме, но можно так защитить и любой другой бытовой прибор.
Встречаются «электромонтеры», которые на вопрос, как заземлить розетку в частном доме, советуют бросить перемычку от нулевого контакта на заземляющий. Прислушиваться к подобным советам явно не стоит – это чревато проблемами. О подобных ошибках мы обязательно сегодня поговорим. А сейчас стоит подробнее остановиться на том, как проверить готовый контур заземления, соответствует ли он необходимым требованиям.
Швы соединения на шинах должны быть качественно проварены
Готовые комплекты заземления для частного дома
Самостоятельный монтаж позволяет существенно снизить затраты на систему заземления. Однако готовые комплекты позволяют ускорить работы и повысить надежность контура. Можно выделить такие модели:
- ZandZ – контур с одним или несколькими электродами из нержавеющей стали. Допускаемое заглубление — до 10 м. Цена зависит от длины штырей. Средняя цена комплекта с пятиметровыми электродами — 23500 рублей.
- Galmar – имеет электроды длиной до 30 м. Средняя цена — 41000 рублей.
- Elmast. Эта система изготавливается в России и адаптирована к российским условиям эксплуатации. Цена – от 8000 рублей.
Важно! На российском рынке представлено множество моделей, что позволяет сделать оптимальный выбор. Глубина забивания их электродов колеблется от 5 до 40 м. Ценовой диапазон – 6000-28000 рублей.
Распространенные ошибки при выполнении монтажных работ
Есть ряд характерных недочетов, которым подвержены люди, не являющиеся специалистами. Если их знать, можно избежать возможных ошибок. В перечень входит:
- Обработка электродов защитой от влаги. Некоторые их просто красят, не отдавая себе отчет в том, что лакокрасочный слой исключает проводимость. Отдача электроэнергии не происходит, система не выполняет положенной функции.
- Отказ от сварки. Сварочный аппарат стоит дорого, аренду платить не хочется, и появляется ошибочное мнение, что штыри со связью можно соединить болтами. Такой крепеж сохранить электропроводность не больше одной-двух недель. Коррозия станет причиной выхода из строя.
- Попытки «вынести» наружный контур как можно дальше от жилого здания. В результате снижается пропускная способность, так как увеличивается суммарное сопротивление системы. Это происходит, так как ввод слишком большой, и становится препятствием для движения электронов.
- Экономия на профиле и проводах. Недостаточное сечение будет работать до первого случая. Затем провода или другие элементы попросту перегорают, и хорошо, если до этого момента заземление выполнит работу. В следующий раз пагубные последствия замыкания неизбежны.
- Применения меди и алюминия. Опять же к подобному решению прибегают во имя экономии. Часто жилы есть в гараже, мастерской, кладовке. Но при подключении таких проводников сварка невозможна, а значит, коррозия со временем выведет цепь из строя.
Как только появился повод думать, что есть проблема, и заземление не работает, выясните, в чем проблема. Немедленно ее устраните. Только в этом случае можно гарантировать безопасность имущества и здоровья членов семьи. Надежда, что угроза не возникнет – пожалуй, самая большая ошибка. Именно поэтому в частных домах случают пожары, страдают люди, ломается быттехника.
Заключение
Заземление в частном доме необходимо – это неоспоримый факт. Но от того, насколько правильно оно выполнено будет зависеть работоспособность защиты. Так же стоит подумать и о дополнительном оборудовании, установить устройства защитного отключения или дифавтоматы. Только полностью укомплектовав систему защитного заземления, появится уверенность в безопасности проживающих с Вами близких. Грозозащита не столь необходима, но при наличии возможности ее монтажа, лишней она уж точно не станет, а при ударе молнии спасет не только имущество, но возможно и жизнь.
Такие болтовые соединения в земле делать не стоит
Надеемся, читатель нашел интересующую информацию в сегодняшней статье. В обсуждениях ниже всегда можно задать вопрос, если осталось что-то непонятным. Наша команда постарается ответить на него как можно более полно и быстро. Если же есть опыт в подобной работе, убедительно просим поделиться им с другими читателями – это может помочь.
А напоследок предлагаем посмотреть довольно познавательный ролик на сегодняшнюю тему:
Соединение металлических частей электросетей и приборов с заземляющим контуром называется заземлением. В случае пробоя изоляции весь потенциал сети уходит в землю или её эквивалент. Если заземление отсутствует или установлено неправильно, прикосновение к электрооборудованию может закончиться для человека смертельным ударом тока.
Необходимость проведения заземления в частном доме или на даче
Нужно ли заземление в доме? Да, ведь оно необходимо для обеспечения безопасности человека. Ток выбирает проводник с минимальным сопротивлением. Этот показатель у заземляющего контура ниже, чем у человеческого тела. Поэтому в случае попадания напряжения фазы на открытую часть прибора, ток «стекает» в землю. Опасность для жильцов дома сведена к минимуму. Заземление продлевает срок работы электрооборудования, обеспечивает его нормальную и бесперебойную работу. Защищает от скачков напряжения и помех электросети.
Правила ПУЭ, ПТЭЭП, ГОСТы и ПТБ требуют установки системы заземления. При её отсутствии поставщик электроэнергии имеет право отключить подачу электричества. Более того, современные приборы имеют специальные выводы и требуют соединения с заземляющим контуром.
Отличие заземления от громоотвода
Молниеотвод и система заземления схожи по принципу действия, но предназначены для разных целей. Если разряд молнии попадёт во внутреннюю электросеть, может произойти расплавление и возгорание проводки. Громоотвод перехватывает прямой удар молнии. Далее по внешним электрическим отводам токи «стекают» к заземлителю, который рассеивает их в земле. Разводка у заземления и молниеотвода должна быть разной. Подземный контур может быть общим, если есть запас по сечению.
Молниеотвод представляет собой обыкновенную антенну, индуцирующую в себе токи от атмосферного электричества. Благодаря этому устройству атмосферное электричество идёт мимо здания, не нанося ему и жильцам вреда.
Громоотводы бывают активные и пассивные. Первые производят электроразряд и «привлекают» к себе молнию. Такие молниеотводы получили широкое применение в Европе и США. Российское законодательство устанавливает правила монтажа пассивных систем молниезащиты. В зависимости от строения они бывают сетчатыми, стержневыми и тросовыми. Сетчатые системы монтируются исключительно на крыше. Две другие конструкции можно располагать как на кровле, так и рядом с домом.
Отличие заземления и зануления
Назначение этих электросистем одинаковое – в случае пробоя изоляции защитить человека от удара электрическим током. При занулении металлические нетоковедущие части приборов соединяются с нулевым защитным проводником. При пробое изоляции происходит сопряжение двух фаз, которое приводит к короткому замыканию. Срабатывает защитный автомат и электропитание отключается. С помощью зануления старую электропроводку адаптируют под трёхжильное оборудование европейского стандарта.
При защитном занулении подача электроэнергии отключается за доли секунды. При заземлении опасный ток тут же уходит в грунт. Напряжение с корпуса оборудования уходит. Доля тока, получаемая человеком минимальна и не опасна для жизни.
Чтобы выполнить монтаж зануления, понадобятся профессиональные знания электротехники, расчёты, выбор точки соединения. Если нулевой провод в распредщите оборвётся, схема не будет функционировать. Прикоснувшись к поверхности оборудования под напряжением, человек или животное получит удар током. В этом отношении система заземления более эффективна и долговечна – жила РЕ не перегорает и не обрывается. Для надёжности рекомендуется ежегодно подкручивать клемму.
Заземляющий контур также необходимо периодически проверять – сварные стыки может разъесть коррозия.
Виды заземления частных домов
Выбор зависит от вида подведённой электросети. Различают следующие системы: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT. Буквы в аббревиатурах обозначают следующее:
- S – разделенный рабочий и защитный нулевой провод;
- N – нейтраль;
- I – изолированная;
- T – земля;
- C – комбинированный рабочий и защитный нулевой провод.
Для дач и частных домов обычно используют схемы TN-C-S и TT. Они просты и могут быть выполнены без привлечения профессиональных электриков.
Система TN-C-S
TN-C-S стало компромиссным вариантом между устаревшей системой прошлого века TN-C и современной схемой TN-S. Объединённый проводник PEN разделяется на две жилы: PE (заземляющая) и N (нейтраль). Эти обе шины подсоединяются к соответствующим контактам электрической розетки. Жила PE неразрывна по всей длине и подключается к открытой части прибора. N выводится к питающим контактам розеток.
На пути от электрической подстанции до вводного домашнего щитка идёт имеющаяся линия с проводником PEN. На вводе в здание жила PEN разделяется на два провода: PE (заземляющая) и N (нейтраль). Точка разделения соединяется с контуром заземления дома. К жилому помещению подводится жила PE. При однофазном питании прокладывается трёхжильная проводка (L, N, PE). В случае трёхфазной сети используются пятижильный кабель (A,B,C,N,PE).
Преимущества системы TN-C-S:
- простота конструкции;
- меньшая стоимость монтажа по сравнению с TN-S;
- высокая степень защиты от удара электротоком.
Минус конструкции:
- при обрыве жилы РЕ до его расщепления металлические поверхности оборудования будут находиться под опасным напряжением.
Система TT
Такую схему применяют в небольших частных коттеджах с одним фазным напряжением и двухпроводным кабелем на вводе. К контуру заземления рядом с домом подводится проводник PE, который используется только в качестве нулевого провода N. На заземляющий контур выводятся жилы розеток и контакты с металлических корпусов бытовых устройств. Электросеть дома имеет отдельное глухое заземление, не связанное с заземлением электрической подстанции.
Схема ТТ используется, если кабели TN-C-S не соответствуют требованиям гл. 1.7 ПУЭ – не обеспечивается безопасность и защитное заземление.
Монтаж защиты дома по системе ТТ выполняется при неудовлетворительном техническом состоянии воздушной ЛЭП. Пункт 1.7.109 ПУЭ требует заземлять жилу PEN на опорах, по которым она проходит. При многолетней эксплуатации заземление электрических столбов может выйти из строя. При обрыве кабеля и отсутствии дополнительного заземления открытые части электроприборов могут оказаться под опасным напряжением.
Преимущества системы ТТ:
- лёгкость монтажа;
- повреждение ЛЭП не создаёт опасности для жизни людей;
- при установке не нужно менять питающую линию.
Минусы конструкции:
- необходимо устанавливать устройство защитного отключения, что делает систему дороже и сложнее.
Контур заземления и его виды. Правила и требования к контуру заземления
Заземляющий контур представляет собой систему металлических стержней, вбитых вертикально в землю рядом с защищаемым зданием. Конструкция изготавливается чаще всего из стали, которая в силу малого электрического сопротивления мгновенно отводит ток в землю.
Металлические пруты устанавливаются в грунте на глубине 3 м. Далее эти проводники соединяются между собой металлическими пластинами, которые подсоединяются через электрозитовое оборудование к внутренней подсистеме здания. От щита заземляющие кабели идут к розеткам, замыкаются на внешние поверхности электроприборов. При пробое изоляции оборудования ток уходит по жилам заземления в грунт.
Существующие виды
При монтаже заземления частного дома или дачи используют два типа контуров:
- треугольный;
- линейный.
При треугольном контуре три стержня соединяются между собой равными по длине пластинами в замкнутую фигуру. Сторона треугольника должна быть не меньше длины закопанной части проводника. Для проводников используют круглую стальную арматуру или уголки. Чтобы электроды легче забивались в землю, их необходимо заострить.
Линейный контур составляют из нескольких проводников по прямой или полукругом. Такая система используется на ограниченных по площади участках. Металлические пруты забиваются на расстояние не меньше длины подземной части. Минус этого варианта – больший расход проводников.
Если площадь участка позволяет, замкнутый контур допускается монтировать в форме круга, квадрата, любого другого многоугольника. Понадобится больше металлических стержней.
Требования и правила
От соблюдения определённых норм зависит эффективность работы контура.
- При напряжении 380 В суммарное сопротивление системы должно быть не выше 4 Ом. При 220 В – 8 Ом.
- Расстояние от контура до здания должно быть не меньше 1 метра и не больше 10 метров.
- Проводники соединяются между собой только сваркой. К электрощиту электроды можно подключать болтами.
- Металлические штыри забиваются в землю на глубину не более 3 м. Длина над поверхностью грунта для соединения пластинами составляет 20-25 см.
- Толщина электрического кабеля между электрощитом и контуром составляет не менее 16 мм.
Металл забиваемых в землю штырей не должен подвергаться коррозии, иначе повысится электрическое сопротивление проводника и контур не сможет нормально функционировать. Внешняя конструкция располагается ниже глубины замерзания грунта, чтобы земля не поднимала стержни. Металлические проводники должны быть достаточно прочными.
Формулы для расчёта параметров, необходимых при заземлении дома
В основе вычислений – расчёт сопротивления среды проходящему электрическому току.
Сопротивление грунта
Формула для одного штыря:
где Т – длина от середины штыря до поверхности грунта в метрах;
ρэкв – эквивалентное удельное сопротивление почвы (зависит от вида грунта и берётся из таблицы 1);
d – диаметр штыря в метрах;
L – длина штыря в метрах.
Вид грунта | ρэкв, Ом*м |
---|---|
Песок, если уровень подпочвенных вод до 5 метров | 500 |
Песок, если уровень подпочвенных вод ниже 5 метров | 1000 |
Торф | 20 |
Рыхлая горная порода (супесь) | 150 |
Глина | 60 |
Почва | 50 |
Параметры электродов заземления
Количество контурных стержней рассчитывается в соответствии со следующей формулой:
no = (Ro * Ψ)/Rн
где Ro – расчётное сопротивление;
Rн – предельное суммарное сопротивление контурной конструкции (60 Ом при напряжении 127-220 В, 15 Ом при 380 В);
Ψ – климатический коэффициент (берётся из таблицы 2).
Тип проводника | Природно-климатическая область | |||
I | II | III | IV | |
Вертикальный штырь | 1,8 — 2 | 1,5 — 1,8 | 1,4 — 1,6 | 1,2 — 1,4 |
Горизонтальный штырь | 4,5 — 7 | 3,5 — 4,5 | 2 — 2,5 | 1,5 |
Размеры стержней подбираются в зависимости от погодных условий с учётом следующих рекомендаций:
- Минимальная ширина пластины для связки стержней – 1 см. Толщина – более 3 см.
- Минимальная толщина стенок трубы – 0,3 см.
- Толщина стенки уголка – 0,4 см.
- Диаметр стального штыря – как минимум 0,14 см.
Металлические пруты погружаются в землю на 0,2 м ниже границы замерзания грунта. Длина стержней не меньше 150 см. Расстояние между проводниками равно как минимум длине электрода (не меньше 2 м).
Алгоритм заземления своими руками
Сначала проектируется схема контура заземления. Если площадь придомового участка позволяет, самая распространенная форма – равносторонний треугольник. Вертикальные стержни образуют вершины, связка выполняется стальными полосами. При недостаточной площади проводники выстраивают линейно (прямая, полукруг, зигзаг).
Выбор материалов
Чтобы контур заземления эффективно справлялся со своей задачей, он должен быть высокопрочным. Важно низкое электрическое сопротивление и устойчивое соединение всех элементов системы.
Стержни лучше выбрать из прочной нержавеющей стали, выдерживающей удары при вбивании. При достаточном сечении штыря электрическое сопротивление отвечает требованиям нормативов для заземления. Для проводников выбирают следующие материалы:
- Стальная трубка диаметром от 5 см. Стенки толщиной от 0,4 см. чем твёрже и суше грунт, тем толще должны быть стенки трубы. При засухе сопротивление почвы повышается, и контур может не сработать. Тогда в места залегания электродов заливают солевой раствор, благодаря чему ток легче рассеивается в земле.
- Гладкий стальной прут диаметром от 0,16 см. Арматуру использовать не рекомендуется – материал не выдерживает высокие температуры, а шероховатая поверхность повышает электрическое сопротивление.
- Уголок 0,5 на 0,5 см. Чтобы легче забить в грунт, нижнюю часть заостряют. Толщина стенки уголка – от 0,4 см.
Металла для связки проводников может быть изготовлен из следующих материалов:
- Жила из меди сечением не менее 10 кв.мм.
- Стальная пластина с сечением как минимум 48 кв.мм.
- Полоски алюминия сечением 16 кв.мм.
Самый распространённый материал – пластины из стали. Сварочное соединение с проводниками получается качественным. Связка на основе цветных металлов выполняется сваркой и болтами с шинами.
Пошаговая инструкция заземления дома своими руками
Теоретические вопросы рассмотрены. Как выполнить установку заземляющего контура на практике? Подготовьте следующие инструменты:
- перфоратор для измельчения камней в грунте;
- сварочное оборудование для соединения элементов контура;
- ударный молот для вбивания стержней в грунт;
- аппарат для резки металла;
- лопата с заострённым концом;
- совковая лопата.
Контур монтируют в удалённой придомовой зоне, недоступной для человека и животных. Во избежание электрических травм лучше обнести место заземления ограждающей конструкцией. Расстояние до фундамента – не менее 1 м. в грунте ставят отметки для электродов.
Следующий этап – разметка под контур, вывод проводника. Выкапывается траншея высотой от 0,5-0,6 м. Вбиваются стальные стержни на глубину примерно 2-2,5 м. Штыри соединяются металлическими полосами.
После сварных работ траншея заливается соляным раствором и засыпается. Для приготовления солевого раствора 3 пачки соли смешивают с 10 литрами воды. Такой раствор понижает сопротивление грунта и облегчает стекание тока в землю.
Конец металлосвязки подводится к внутренней системе заземления дома. С помощью болтов выполняется соединение с электрощитом здания. Подключение заземления в частном доме выполнено.
Проверка правильности монтажа
Для профессионального контроля системы используются специальные приборы для измерения сопротивления (Ф4103-М1). Если такого оборудования под рукой нет, проверить монтаж можно простой лампой накаливания 100-200 Вт. Одну жилу патрона подсоединяем к фазе, а вторую к системе заземления. Яркий свет лампы указывает на верную установку контура. При отсутствии горения или тусклом свете следуют проверить качество сварные швы.
Заземление в частном доме при напряжении сети 220 В и 380 В
Внешняя схема заземления дома для обоих вариантов одинаковая. А вот разводка жилы на вводе в здание разная.
При напряжении 220 В используется двухжильная ЛЭП. Один кабель разделяется на N и PE. Второй провод подключается к изоляторам.
При 380 В ЛЭП состоит обычно из 4-х проводов. Одна жила расщепляется на «нейтраль» и «землю». Оставшиеся провода подключаются к изоляторам. К дифференцированному автомату через устройство защитного отключения подводится фаза и нейтраль.
Ошибки монтажа и способы их устранения
При самостоятельной установке встречаются следующие ошибки:
- Для проводников используется слишком тонкий профлист. Такой материал быстро подвергается коррозии, вследствие чего увеличивается сопротивление проводника. Система заземления становится неэффективной.
- Проводники окрашивают во избежание коррозии. Подобные действия препятствуют прохождению электрического тока.
- Подключение медных проводов к алюминиевым. Возникает контактная коррозия, препятствующая прохождению тока.
- Контур на большом расстоянии от здания, что приводит к увеличению электрического сопротивления.
Недостатки монтажа необходимо немедленно исправить. Если контур имеет высокое электрическое сопротивление или имеют место разрывы цепи, система заземления не защитит от удара током.
Контур несложно выполнить своими силами. Необходимо выбрать подходящую схему, закупить материалы. Дорогостоящие инструменты целесообразнее взять напрокат. Прокопать траншею можно самостоятельно или нанять рабочих.
Правильное заземление дома гарантирует безопасность вам и вашим близким. Чтобы контур функционировал правильно, необходимо выполнить грамотные расчёты, разработать план и надлежащим образом провести монтаж.