Устройство контура заземления в частном доме

Все электроприборы бытового назначения не только делают наше существование комфортным, а и представляют определённую опасность для здоровья человека. Поэтому в сети любого класса напряжения (220 В или 380 В) всегда нужно предусматривать наличие заземления в частном доме, как его сделать, расскажем далее.

Для чего необходимо заземление

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

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

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

-защитное заземление (1.7.63, 1.7.65, 1.7.66);

— автоматическое отключение питания (1.7.61, 1.7.63);

— уравнивание потенциалов (1.7.78);

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

— защитное электрическое разделение цепей (1.7.86, 1.7.88);

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

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

— выравнивание потенциалов (1.7.65, 1.7.66).

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

• Прямое прикосновение — электрический контакт людей или животных с токоведущими частями, находящимися под напряжением, либо приближение к ним на опасное расстояние.


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

• Заземление — выполнение электрического соединения между определенной точкой системы либо установки или оборудования и локальной землей.

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

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

Какие типы есть

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

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

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

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

Для следующих бытовых приборов должно быть предусмотрено защитное заземление:

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

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

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

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

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

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

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

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

Различие заземления для сети на 220В и 380В

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

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

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

Виды

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

Заземлители бывают двух видов:

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

Искусственные заземлители различают по их конструкционным особенностям.

• горизонтальный заземлитель. Изготавливается из полосовой (толщиной не менее 4 мм) или круглой стали и укладывается в грунт параллельно поверхности земли.



• вертикальный заземлитель — более преимущественный вариант. Такой контур занимает меньше места, но предусматривает более трудоёмкий процесс монтажа. Изготавливается из стальных штырей (уголок с полкой 50 — 70 мм и толщиной не менее 4 мм). Штыри связаны между собой металлической полосой (толщина полосы не менее 4 мм).

• комбинированны заземлитель — включает в себя конструктивные особенности двух предыдущих заземлителей.

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

Как сделать контур заземления для частного дома своими руками

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

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

Материалы:

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

Инструмент:

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

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

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

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

Рассмотрим процесс монтажа контура заземления поэтапно.

1. Заготвка металлических штырей и полосы, согласно необходимых размеров.

2. Подготовка ямы для металлоконструкции контура заземления. Глубина не менее 0.5 метра.

3. Забивание штырей в грунт. Забивать штыри следует на глубину не менее 3 метров. Для их соединения полосой достаточно оставить 200 — 250 мм.

4. Соединение штырей заземлителя стальной полосой методом сварки.

5. Завершающий этап. Вывод металлической полосы к зданию. Обустройство места электрического соединения с электрической сетью постройки.

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

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

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

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

Расчёт заземляющего устройства

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

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

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

Существует упрощённый метод.

Упрощенный расчет заземлителя:

Для вертикального электрода заземлителя (одиночного) применяют такую формулу:

R1=0,84*p/L где:

R1 — сопротивление заземления, Ом;

р — удельное сопротивление грунта, Ом*м;

L — длина (глубина) заземлителя;

Для нескольких вертикальных заземляющих штырей (электродов):

R=R1/0,9*n где:

R — сопротивление одного электрода, Ом;

n — количество электродов в контуре заземления;

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

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

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

Выбор места для монтажа

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

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

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

Земляные работы и сборка конструкции

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

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

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

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

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

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

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

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

Видео: самостоятельный монтаж контура заземления

Определённо, система защитного заземления в частном доме — это необходимость. Как видно, выполнение такой задачи вполне посильно каждому. Главное, верно подобрать место установки контура, правильно рассчитать его параметры и подопрать соответствующие материалы. Качественно выполненое заземление обеспечит защиту вашего дома и живущих в нём.

Источник: aqua-rmnt.com

Назначение защитного заземления

При пробое изоляции питающего провода на металлическом корпусе незаземлённого прибора появляется потенциал. Если дотронуться к такому устройству, то можно получить удар током. В лучшем случае вас немного «пощипает», а в худшем – получите серьёзные травмы, несовместимые с жизнью.

Почему же человек попадает под напряжение? Ток идёт по пути наименьшего сопротивления. А стремится он в землю, поскольку она имеет большую электроёмкость. Поэтому при контакте с неисправным прибором ваше тело (имеющее сопротивление порядка 1 кОм) становится единственным проводником. Но что, если «предложить» току более лёгкий путь, соединив корпус оборудования с землёй металлическим проводником меньшего сопротивления? В этом случае большая часть заряда пойдёт уже по нему.

Помимо обеспечения безопасности, заземление позволяет:

• стабилизировать работу электроустановок;
• защитить устройства от скачков напряжения;
• уменьшить сетевые помехи, а также интенсивность электромагнитных излучений повышенной частоты.

Важно: Заземлять нужно всех потребителей, работающих от сетей напряжением более 42 В переменного и 110 В постоянного тока.

Устройство

Контур заземления состоит из двух элементов: самого заземлителя и проводников. Последними называют любые части устройства, которые соединяют электрооборудование с контуром. Как правило, это кабеля с жёлто-зелёной изоляцией и шина, расположенная в распределительном щите (РЩ). К заземлителю относятся электроды и другие элементы цепи, непосредственно контактирующие с грунтом и обеспечивающие растекание электрического заряда.

Заземлители бывают естественными и искусственными. В первом случае роль заземляющего устройства выполняют заглублённые части строительных конструкций зданий, а во втором специально сделанный проводник. Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), предпочтение нужно отдавать естественным заземлителям. Например, в частном доме это может быть:

• обсадная труба скважины;
• металлические трубопроводы;
• броня силовых кабелей;
• всевозможные металлические конструкции на улице, к примеру, забор;
• заглублённые железобетонные части постройки (колоны и фундаменты).

Если сопротивление естественных заземлителей меньше установленных норм, то разрешено применять искусственные. Именно о них сегодня и пойдёт речь.

Как правильно рассчитать

В первую очередь следует определить проводимость заземлителя. То есть надо выбрать электрод так, чтобы сопротивление контура было в пределах нормы. Согласно положениям ПУЭ, максимальные значения сопротивления растеканию заземлителей следующие:

• 2 Ом – для линейного напряжения 660/380 В источника трёхфазного/однофазного тока;
• 4 Ом – для 380/220 В;
• 8 Ом – для 220/127 В.

Проводимость защитной конструкции зависит от площади её контакта с землёй, а также удельного сопротивления грунта. Чем больше размеры штырей (электродов), тем больше площадь их поверхности и, следовательно, выше проводимость и эффективность контура. При этом для достижения хороших характеристик заземляющего устройства правильнее увеличивать длину электродов, а не поперечное сечение. Это очень актуально при создании контура в твёрдых почвах, таких как песчаник, скалистый грунт и прочих.

Так, для определения проводимости одного электрода круглого сечения используется следующая формула:

R1 = ρ(ln(2L/d) + 0,5ln(4T+L)/(4T-L))/2ПL,

где d и L – диаметр и длина электрода, T – половина глубины заложения штыря, ln – натуральный логарифм, П – постоянная (3,14), ρ – удельное сопротивление грунта (Ом×м).

Удельное сопротивление грунта также является важным параметром. Чем он больше, тем хуже будет проводимость контура заземления. Величину удельного сопротивления для определённого типа грунта можно узнать в общедоступных таблицах.

Это интересно: С наступлением холодов сопротивление земли резко увеличивается. Причиной тому становится замёрзшая вода, ведь лёд является диэлектриком. Поэтому в областях с вечномёрзлыми грунтами глубина заложения заземлителей должна быть больше, чем в широтах с более тёплым климатом.

При монтаже контура заземления, состоящего из нескольких электродов, расчёт немного меняется. Сначала определяется сопротивление каждого отдельного штыря по вышеуказанной формуле. Потом полученные показатели суммируются с учётом так называемого «коэффициента использования». Расчётная формула здесь такая:

R = R1/(KN), где R – общее сопротивление контура, N – количество электродов, К – коэффициент использования, R1 – сопротивление одного штыря.

Величина К зависит от расстояния между электродами. Причём чем дальше друг от друга расположены штыри, тем больше будет этот коэффициент. Электрики же рекомендуют располагать электроды на расстоянии в 2,2 от их длины. В этом случае К может принимать следующие значения:

• при использовании двух электродов – 0,9–0,92;
• трёх – 0,85–0,88;
• пяти – 0,79–0,83.

Для определения глубины заложения стержней нужно воспользоваться формулой:

N = R1/KR, где R – полученное ранее проектное сопротивление контура, R1 – сопротивление одного штыря, К – коэффициент использования.

Что касается горизонтальных частей, соединяющих штыри в один контур заземления, то их проводимость здесь не рассчитана

Выбор схемы контура для частного дома

Существует много схем контуров заземления и самая популярная из них – это расположение электродов треугольником (замкнутая схема). Штыри вбивают в землю в трёх вершинах равносторонней фигуры и поверху соединяют между собой горизонтальной полосой. Главное достоинство такой схемы заключается в том, что при неисправности одного из заземлителей контур будет продолжать функционировать.

Штыри можно вбить и в один ряд (линейная схема). Этот вариант используется в том случае, если для монтажа заземления выделена одна узкая полоса земли. Колы соединяются между собой одной или двумя металлическими шинами. С одной стороны, монтаж этой схемы выполнить гораздо проще, так как не нужно рыть три траншеи. Однако такая вариация контура является менее надёжной. Дело в том, что при выходе из строя хотя бы одной горизонтальной перемычки эффективность работы всей системы резко ухудшается.

Выбор остаётся за вами, но из двух вышеуказанных схем лучше отдать предпочтение замкнутой конфигурации контура заземления. Если же вы решите делать заземления по линейной схеме, то добавьте несколько электродов и горизонтальных полос. Это повысит надёжность контура.

Материалы и инструменты для самостоятельного изготовления

Выполнив расчёт и выбрав схему контура заземления, можно перейти к покупке материалов. Для создания констуркции своими руками понадобятся:

• пруты из чёрной стали диаметром 16 миллиметров или более – вертикальные электроды;
• стальная полоса (шина) сечением 5×40 миллиметров – горизонтальный заземлитель;
• медный провод с сечением минимум 10 квадратных миллиметров – соединение контура с распределительным щитом;
• болты диаметром 10 мм;
• чёрная краска для наружных работ или мастика.

Важно: Строительная арматура не подходит для использования в качестве стержней заземления. Дело в том, что наружный слой таких прутьев калёный, поэтому электрический ток распределяется по сечению неравномерно. А это, в свою очередь, приводит к разрушению металла. Кроме того, арматура подвержена коррозии.

Количество и размеры материалов выбираются в соответствии с расчётными данными.

Помимо этого, нам понадобятся следующие инструменты и оборудование:

• лопата (разработка грунта);
• сварочный аппарат (соединение элементов контура);
• болгарка (обрезка материалов);
• плоскогубцы (загиб горизонтальной полосы);
• кувалда и перфоратор желательно со специальной насадкой под прутья (забивка вертикальных электродов).

Ход работы (с фото)

Выбор места и разработка грунта

В первую очередь надо выбрать место, где будет располагаться контур заземления. Чтобы максимально сократить объём работ и расход материалов, монтаж заземляющего устройства следует выполнять рядом с домом здания.

После выбора места выполняются земляные работы. Берём лопату и копаем траншеи. В нашем случае их будет три, то есть делаем контур по схеме «равносторонний треугольник». Глубина и ширина траншеи должны быть более полуметра, а длина – соответствовать расчёту. Также необходимо прокопать выемку от ближайшей вершины треугольника к силовому щиту.

Сборка контура заземления

1. Сначала подготавливаем вертикальные заземлители. Нарезаем их при помощи болгарки в соответствии с расчётными данными. Затем концы штырей стачиваем под конус. Делается это для того, чтобы электрод легче входил в землю.
2. Затем нарезаем стальную полосу. Длина каждого отрезка должна быть чуть больше стороны треугольника (примерно на 20–30 сантиметров). Концы полос желательно заранее обогнуть плоскогубцами для плотного контакта со штырями при проведении сварочных работ.
3. Берём подготовленные штыри и забиваем их в вершинах треугольника. Если земля песчаная и электроды легко заходят, то можно обойтись кувалдой. Но если плотность грунта большая или часто попадаются камни, то придётся использовать мощный перфоратор или даже бурить скважины. Стержни забиваем так, чтобы они выступали над основанием траншеи примерно на 20-30 сантиметров.
4. Далее берём металлическую полосу 40×5 миллиметров и прихватываем её сваркой к штырям. В итоге у вас получится контур в виде равностороннего треугольника.
5. Теперь делаем подвод контура к зданию. Для этого также используем полосу. Её нужно вывести и зафиксировать у стены (по возможности вблизи распределительного щита).

Полезный совет: Защитите сварочные швы от коррозии. Покрасьте места соединений элементов контура и вывод шины у здания чёрной краской для наружных работ. Остальные части заземляющего устройства закрашивать нельзя!

После монтажа контура защитного заземления дома засыпаем траншеи однородным грунтом без строительного мусора и щебня. Рекомендуется для этих целей применять плотные однородные мелкозернистые составы.

Видео-инструкция по монтажу контура заземления

Соединение со щитом

Чтобы подключить контур к электрощиту, нужно использовать медный провод сечением 10 квадратных миллиметров. Один его конец прикрутите к выводу заземлителя, а другой заведите в здание и прикрутите к силовому щиту. Кстати, если РЩ расположен в доме, то для заведения заземления можно использовать ту же полосу, а болтовой переход выполнить уже внутри помещения.

Здесь также стоит обратить внимание на схему подключения контура к щитку. В частных домах электропитание зачастую осуществляется воздушными линиями (ВЛ) по системе заземления TN–C. В этой схеме нейтраль от источника и защитный проводник объединены. То есть к щитку подходит фазный провод (L) и совмещённый «ноль» и «земля» (PEN-проводник). Поэтому, при подключении контура к электроустановке систему TN–C нужно переделать на TN–C–S, в которой PEN проводник разделён на нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники. В этом случае к потребителю будут приходить уже три провода: «фаза», отдельно «ноль» и «земля».

Но как же подключить дом к заземляющему устройству по системе TN–C–S? Делается это довольно просто. Чтобы получить трёхжильную электропроводку с отдельным защитным проводником нужно в РЩ выполнить следующие действия:

1. Установите в щитке металлическую шину (её можно приобрести в любом магазине электротоваров). Затем соедините её медным проводом с корпусом РЩ. Это будет заземляющая шина РЕ.
2. Подключаем к шине РЕ совмещённый РЕN проводник, идущий от источника питания.
3. Затем делаем перемычку между заземляющей шиной и нулевым рабочим проводником N, шина которого должна быть изолирована от распределительного щита.
4. В конце подключаем фазный провод на отдельную шину, которая также не связана с корпусом РЩ.

Подключить здание к контуру можно и другим способом – по системе ТТ. В этом случае не нужно ничего разделять. Фазный провод подключается к изолированной шине, а совмещённый PEN проводник от источника питания садится на вторую отдельную шину и считается «нулём». Ну а корпус щита соединяется с заземляющим устройством. Таким образом, при подключении контура по схеме ТТ, он электрически не связывается с PEN проводником. Единственным недостатком такого подключения является необходимость установки дополнительных защитных устройств, например, УЗО.

Измерение сопротивления заземления

После монтажа и подключения контура нужно обязательно проверить, защитит ли он вас от поражения электрическим током. Для этого следует провести измерения сопротивления растекания тока и металлосвязи.

Как отмечалось ранее, в соответствии с ПУЭ 1.7.101 сопротивление заземляющего устройства в любое время года не должно превышать 2, 4, 8 Ом при линейных напряжениях 660, 380, и 220 В источника трёхфазного тока либо 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Чтобы измерить сопротивление контура, нужен специальный прибор Ф4103-М1. Стоит он дорого, поэтому покупать его нет смысла. Гораздо проще пригласить сотрудников из энергоуправления или электролаборатории, которые снимут замеры и выдадут паспорт и протокол на заземляющее устройство. Если сопротивление контура будет превышать норму, то придётся забивать дополнительные штыри.

Измерение сопротивления металлосвязи позволяет определить наличие цепи между заземлительными и заземляющими элементами. Этот параметр измеряется микроомметром Ф4104-М1. В соответствии с ПТЭЭП п. 28.5, переходное сопротивление не должно быть более 0,05 Ом. Если сопротивление металлосвязи будет выше нормы, то придётся проверить все болтовые и сварочные соединения элементов контура.

Что касается периодичности проверки состояния заземляющих устройств, то она определяется графиком планово-профилактических работ. Его утверждает техничский руководитель потребителя. В соответствии с п. 2.7.9. ПТЭЭП, визуальный осмотр наружных частей заземлителей нужно проводить не реже чем раз в полгода. А осмотр с выборочным вскрытием земли – раз в 12 лет.

Важно: Сопротивление контура должно быть ниже нормы круглый год, поэтому заземлитель желательно проверять при засухе или заморозках (когда удельное сопротивление грунта увеличивается).

Самые распространённые ошибки при выполнении работ

Ошибки, которые нельзя допускать при обустройстве контура защитного заземления в частном доме:

•  Если вы решили обратиться за помощью к монтажникам, то нужно убедиться в том, что они используют только подходящие материалы. Дело в том, что многие организации стараются сэкономить на электродах и вкапывают в землю штыри с малой проводимостью, например, ржавую арматуру. А это, как вы уже знаете, сильно ухудшает защитные свойства контура либо вовсе делает его бесполезным.
• Устройство заземления на большом расстоянии от постройки. Контур не представляет опасности для человека, поэтому его следует устанавливать поближе к дому. И желательно, чтобы заземлитель располагался в самом влажном месте. Ведь вода улучшает проводимость, что приводит к более быстрому замыканию цепи и мгновенному срабатыванию защитной аппаратуры.
• Соединение контура заземления с молниезащитой. Если в вашем распределительном щите не установлено устройство УЗИП, которое размыкает цепь в случае прихода сверхзаряда, то большой ток от молниеприёмника может вывести из строя электрооборудование или сам РЩ.

Контур защитного заземления – обязательная мера безопасности при использовании электрических приборов в частном доме. Если вы решили делать заземление самостоятельно, то выполняйте все работы в соответствии с вышеуказанными правилами и рекомендациями. При этом не забывайте о технике безопасности при работе со сваркой и энергоустановками.

Источник: postroika.biz

Роль заземления

  Зададимся вопросом. Зачем вообще нужно заземление? Обилие бытовой техники и других электрических приборов предъявляет жесткие требования к безопасности жилья. Как и в любом здании, заземление в частном доме – это установление контакта корпуса электроустановки с почвенным грунтом. Оно обеспечивает защиту человека от негативного воздействия тока, а также выполняет ряд других важных функций:

• оптимизация работы электроустановок;
• предупреждение неполадок в сети;
• сохранение работоспособности техники при перенапряжениях;
• снижение мощности высокочастотного электромагнитного излучения.

Принцип действия заземления

  При соприкосновении человека с прибором, на поверхности которого возникло напряжение, электрический ток направляется в почву не через его тело, а через проводник. Все дело в разности значений сопротивления: у человека – 1 кОм, у проводника – 4 Ом. Электрический ток избирает самый простой и быстрый путь к земле, обладающей высокой электроемкостью. В результате устройство защитного отключения (УЗО) реагирует на утечку тока в цепи и производит выключение проблемного участка.

Основные понятия

  Ключевым элементом системы является заземляющее устройство, которое может быть заводского или собственного изготовления. В его состав входят:

  1. Заземлитель – металлическая конструкция, соприкасающаяся с грунтом. Он осуществляет спуск и рассеивание тока. Виды:

• естественный (части строительных элементов, заглубляемые в почву);
• искусственный (специально изготовленные проводники. Используется когда сопротивление естественных не соответствует норме).

  Если производится заземление частного дома своими руками, ПУЭ рекомендуют применение естественных заземлителей:

• стальной трубопровод;
• уличные металлические сооружения (столб, опора);
• защитное свинцовое покрытие силового кабеля;
• металлическая или железобетонная часть конструкции здания, находящаяся в земле (фундамент, колонна).

  2. Заземляющий проводник – элемент, соединяющий заземлитель и электроустановку. Представляет собой жилы проводов в изоляции желтого цвета, части внешних и внутренних контуров, шину в распределительном щитке.

Как рассчитать сопротивление заземляющего устройства

  Величина проводимости заземлителя напрямую влияет на сопротивление всей системы. С увеличением размера электрода сопротивление уменьшается, а количество принимаемого тока растет. Согласно ПУЭ максимально допустимые значения сопротивления таковы:

  Чтобы грамотно сделать заземление в частном доме, необходимо произвести предварительные расчеты. Пример формулы для единичного заземлителя с круглым сечением:

  Исходные данные находятся в специализированных справочниках. Для проверки работоспособности собранного оборудования проводят измерение непосредственно на месте. Если величина превышает норму, требуется увеличить число заземлителей или глубину их расположения.

  При использовании нескольких электродов расчет усложняется. Для каждого находится показатель по формуле, указанной выше, чтобы затем получить их суммарное значение. Далее применяют коэффициент использования, показывающий воздействие заземлителей друг на друга. Наиболее эффективное расстояние между электродами равно длине их заглубления, умноженной на 2.

Для расчета количества электродов действует формула:

Правила заземления в частном доме

  Прежде чем самостоятельно сделать заземление в частном доме, нужно ознакомиться со способами его осуществления. 

Зануление

  Работающий, но не очень надежный способ. Через распределительный щит проходит провод – нулевой потенциал, контактирующий с корпусом путем соединения с помощью болта. Чтобы заземлить новый проводник, его необходимо закрепить под этот болт либо сделать аналогичную фиксацию рядом. Однако в данном случае провод не защищен от сгорания на входе.

Заземляющий контур

Наиболее безопасный способ. Как его реализовать:

1. рядом с домом выкопать яму глубиной в два штыка лопаты. Механическое бурение отверстия в земле производить нельзя, поскольку работать такой контур не будет;
2. забить в дно ямы металлический уголок (длиной около 3 м, шириной 40 х 40 см или 50 х 50 см);
3. подсоединить к уголку гибкий многожильный провод ПВ-3 (сечением от 6 мм2) и подвести его к щиту.

  Чтобы контур заземления в частном доме давал максимальный эффект, его конструкция должна обладать металлосвязью: состоять из 3-4 уголков, сваренных между собой металлической полоской аналогичной ширины.

  Помимо непосредственного заземления в ходе работ нужно выполнить как минимум одно из условий:

• выравнивание значений потенциалов;
• снижение напряжения;
• установка прибора для автоматического отключения;
• использование проводов с двойной изоляцией;
• применение разделительных трансформаторов.

  Помочь осуществить правильное заземление в частном доме призваны специально разработанные и регулярно обновляемые ПУЭ. Этот регламент запрещает:

• заземлять электрические установки на любой вид трубопровода, в том числе пластиковый;
• выводить заземляющий проводник наружу для подключения к шине на незащищенных от влаги контактных площадках.

Что потребуется для проведения работ

  В качестве искусственных заземлителей можно использовать стальные уголки, трубы, прутья, оцинкованные электроды. Данные элементы нельзя окрашивать во избежание снижения их проводимости. В противокоррозионных целях их обрабатывают специальными составами. Не менее важны другие величины:

• минимальное сечение электродов: прямоугольный прокат – 48 мм2, прут из черного металла – 10 мм, оцинкованного – 6 мм. Толщина стенок и полок – 4 мм;
• минимальное сечение материалов для металлосвязи: прута – 5 мм, прямоугольной стали – 24 мм2. Толщина стенок и полок – 2,5 мм.​​

  Также заземление в частном доме предусматривает использование шин из электротехнической бронзы. Потребуется кувалда для заглубления естественного электрода или отбойный молоток – для искусственного, стремянка, дуговая сварка для черного проката.

При разводке по комнатам необходимо:

• провод (минимальное сечение для медного неизолированного – 4 мм, изолированного – 1,5 мм, алюминиевого неизолированного – 6 мм, изолированного – 2,5 мм);
• розетка с контактом для заземления;
• скоба, плинтус или короб для фиксации и оформления.

Этапы монтажа заземляющего устройства в частном доме

1. Подготовительные работы.
2. Заглубление конструкции.
3. Сбор металлосвязи
4. Соединение с распределительным щитом.

Подготовительные работы. Планировку места расположения заземлителей производят, исходя из нескольких условий: 

• расстояние до фундамента – около метра, форма контура – любая: линия, треугольник, окружность и др.;
• оптимальный промежуток между электродами – 1,2 м;
• минимальные параметры траншеи: для естественных заземлителей глубиной 50 см, шириной в местах заглубления 1 м; для искусственных – яму 0,5 х 0,5 х 0,5 м.

  Если используется металлопрокат, то для лучшего погружения в почву его конец можно заострить, применив болгарку. Материал, бывший в употреблении, обязательно очищают от любых покрытий. При монтаже заводского модуля на электрод накручивают остроконечную головку, а место соединения смазывают пастой.

Заглубление конструкции. Металлические штыри собственного изготовления забивают в землю с помощью кувалды. Когда металл не очень жесткий, целесообразно одеть деревянные прокладки для уплотнения во время ударов. Верхняя часть каждого заземлителя должна выходить из дна траншеи на 15 – 20 см.

  Отбойным молотком с патроном мощностью удара в 20 – 25 Дж заглубляются заводские электроды. На первый опущенный на глубину 1,5 м штырь накручивается муфта и следующая часть заземлителя. Затем продолжается работа молотком и присоединение других частей до достижения проектной глубины.

Сбор металлосвязи. Соединить все электроды можно с использованием металлических полос, чтобы получился контур заземления в частном доме – заключительный элемент конструкции. Черный металл присоединяется сварным швом, не окисляющиеся материалы – болтовыми соединениями.

  Когда полоса готова, ее продолжают в сторону дома и прикрепляют к фундаменту. На конец контура приваривают болт М8 для фиксации проводника. В заводской установке для этой цели на заключительный штырь вешают зажим, который потом защищается гидроизоляционной лентой. Траншея закапывается плотным мелкозернистым составом или изъятым грунтом. В заводском модуле с одним электродом может быть предусмотрен пластиковый колодец.

Соединение с распределительным щитом. Завести проводник в дом можно, используя пластиковую или металлическую трубу-гильзу. Далее его конец нужно обжать болтовым соединением и подключить к шине заземления, расположенной на корпусе согласно системе ТТ (когда контур заземления не связан с нулевым рабочим проводником N). Желтые жилы проводов необходимо также зажать в разъемах шины. Мультиметром проверяется сопротивления заземляющего устройства. 

Источник: postroiv.ru

Защитное заземление

Большинство наших сетей оборудовано глухозаземленной нейтралью, проще говоря, нулевой провод в розетке на электростанции соединён с землёй. Ещё провод заземляется в дополнительных точках, например, на столбах линий электропередач. К сожалению, электросети сильно изношены, и это заземление оставляет желать лучшего.

Теперь представим ситуацию, когда из-за повреждённой изоляции напряжение попало на корпус прибора. Если прикоснуться к прибору, ток начнёт течь через тело человека к земле. Принято считать, что тело человека имеет сопротивление около 1 тыс. Ом, увеличивает эту величину резиновая подошва обуви, сухой коврик на полу и т. д. Чем меньше эта величина, тем сильнее будет ощущаться воздействие тока на организм.

Если присутствует заземление, ток с повреждённого устройства потечёт на землю по нему. Если в этом случае человек касается корпуса прибора, то его тело становится параллельно подключённым к заземляющему проводнику. Сопротивление последнего намного меньше сопротивления тела, поэтому большая часть тока будет течь по пути наименьшего сопротивления, а человек максимум ощутит лёгкое пощипывание и избежит получения тяжёлых электротравм.

Для того чтобы схема работала так, как описано выше, система заземления должна иметь определённое сопротивление:

• для сети напряжением 380В — не более 2 Ом;
• для сети напряжением 220В — не более 4 Ом.

Требования к конструкции устройства заземления частного дома с сетью 380 В более высокие, поэтому такой контур можно использовать и для сети 220 В. При построении отличаются они только тем, что для 380 В применяются заземляющие проводники большего сечения, а элементы конструкции выполнены из более толстого металла. Поэтому нет необходимости отдельно рассматривать, как сделать контур заземления 380 В и 220 В. Рассмотрим изготовление заземления для 380 В.

Элементы и материалы

Устройство заземления состоит из трёх элементов.

1. Вертикальные заземлители — металлические элементы, которые забиваются вглубь грунта, Предпочтительно их изготавливать из толстостенной трубы диаметром не менее 32 мм или из уголка шириной от 40 мм.
2. Горизонтальные элементы, которые соединяют все вертикальные элементы в одну цепь. Лучше всего для этих целей подойдёт металлическая полоса 40×4 мм, но можно использовать уголок или прут диаметром от 16 мм.
3. Шина заземления — металлический проводник, идущий от заземлителей к распределительному щиту или к защищаемому оборудованию. Для этих целей можно применять полосу 40×4 мм. В целях экономии и для удобства выполнения изгибов и поворотов допустимо применение прута диаметром 10 мм. Заводить в дом или в распределительный щит металлическую полосу достаточно трудно. Для облегчения этой процедуры поступают так. Доводят шину заземления до наружной стены дома. На конце приваривают болт с резьбой м10 или м12, с помощью которого присоединяют медный провод сечением не менее 6 мм². Дальше этот проводник заводят в щит.

Чем больше сечение применяемых металлических элементов, тем лучше токи растекаются на землю, а следовательно, лучше работает весь контур заземления. Кроме того, толстый метал будет дольше разрушаться коррозией, поэтому при прочих равных условиях следует выбирать металл потолще.

Электропроводность у калёного металлопроката ниже, чем у обычной стали, по этой причине не следует применять арматуру, швеллер и подобные им элементы металлоконструкций.

Схемы и размеры

Схема контура заземления частного дома — это способ расположения и соединения вертикальных заземлителей. Если вы делаете заземление 380 вольт на дом, схема выполнения может быть разной, но основных две.

1. Замкнутая — контур выполняется в виде геометрической фигуры. В углы забивают вертикальные штыри, которые соединяют горизонтальными элементами, образуя стороны выбранной фигуры. Чаще всего контур изготавливают в виде равностороннего треугольника. Длина стороны 2.5−3 метра. Глубина погружения вертикальных стержней около трёх метров. В случае необходимости размер стороны треугольника можно уменьшить до 1.2 метра.
2. Линейная — контур имеет вид прямой или изогнутой линии. Вертикальные штыри забивают на расстоянии 2.5−3 метра друг от друга и соединяют их последовательно горизонтальными элементами.

Размеры контура заземления для частного дома, приведённые выше, подходят для большинства случаев, но их можно изменять в зависимости от конкретных условий. Например, если на вашем участке грунтовые воды расположены близко, то длина вертикальных заземлителей может быть уменьшена до метра.

Если невозможно углубить заземлители до необходимого уровня, или на участке сухая песчаная почва, может возникнуть ситуация, когда готовое заземление обладает большим сопротивлением и не выполняет свои функции. В этом случае необходимо увеличивать число вертикальных штырей. Например, если уже есть треугольный контур, нужно отступить от него три метра и вбить стержень, который соединяется с треугольником металлической полосой. Получается совмещение замкнутой и линейной схем построения. Можно сделать два треугольника и соединить их между собой. Так поступать до тех пор, пока сопротивление контура не опустится до необходимой величины.

Выбор места

Заземляющее устройство располагается не ближе одного метра от дома.

Хорошо, если в выбранном месте земля никогда не пересыхает, например, участок земли с северной стороны дома, низина и так далее.

Не следует забывать и о мерах предосторожности, нужно ограничить посещение места с контуром заземления животными и людьми. Для этого заземление нужно расположить там, где исключено нахождение людей, или огородить его.

Перед началом земляных работ убедитесь, что под землёй не проложены трубопроводы и кабели.

Проверка заземления

Методика измерения сопротивления заземления отличается от измерения обычного сопротивления, поэтому для таких целей используют специальные приборы. Если у вас такого прибора нет, вы можете проверить свой контур практическим методом.

Понадобится патрон с лампой накаливания мощностью не менее 100 Вт. Один провод от патрона лампы подключают к фазному контакту розетки, а второй — к шине заземления. Если лампа светит так же, как и при обычном подключении к сети, контур работает правильно. В идеале напряжение на лампе в обоих случаях должно быть одинаковым.

В случае когда лампа светит тускло или не горит вовсе, необходимо проверить места сварки металла и соединения проводов. Если соединения в норме, необходимо увеличивать контур заземления.

Последовательность выполнения работ

1. Делаем разметку. Отмечаем места расположения вертикальных заземлителей, расположение горизонтальных перемычек и путь, по которому к дому будет проходить заземляющая шина.
2. Можно приступать к земляным работам. Все элементы контура должны располагаться под поверхностью грунта, желательно ниже уровня промерзания, поэтому глубина должна быть не менее пятидесяти сантиметров. Ширину траншеи нужно выбрать такой, чтобы обеспечить удобство выполнения сварочных работ и процедуры заглубления заземлителей.
3. Подготавливаем метал. Нарезаем заготовки для вертикальных заземлителей и заостряем один из концов. На другом конце желательно приварить площадку — это уменьшит расклепывание металла и облегчит работу. Нарезать сразу и горизонтальные перемычки не следует, так как при забивании штыри могут уйти в стороны, и практические длины перемычек могут отличаться от расчётных. Для защиты металла от коррозии можно покрыть его специальными составами, которые сохраняют электропроводность стали. Применять обычные лакокрасочные материалы нельзя.
4. Забиваем штыри. Длина штырей около трёх метров, поэтому в начале этой процедуры может понадобиться стремянка. Забивать можно обычной кувалдой или использовать мощный отбойный молоток. После заглубления верхний край штырей будет деформирован, и его лучше подрезать до ровной части — это облегчит сварочные работы. Заглублять штыри нужно настолько, чтобы после подрезки они были выше дна траншеи примерно на 10 см.
5. Нарезаем метал для горизонтальных элементов контура и приступаем к сварочным работам. Обваривать следует сплошным швом высокого качества. Если вы не можете этого сделать, пригласите специалиста, так как очень важно обеспечить качественный и надёжный контакт между всеми элементами контура.
6. Если шина заземления ведётся только к дому, то её следует довести до стены и поднять. Этот конец должен выступать над поверхностью земли сантиметров на двадцать. На конце привариваем болт для подключения заземляющего провода.
7. Делаем проверку работоспособности контура заземления.
8. Если контур прошёл проверку, траншею можно закапывать.

Защитное зануление

Некоторые люди для экономии или по незнанию вместо защитного заземления используют в частном доме зануление. Схема последнего применяется на предприятиях при использовании промышленного оборудования. Основное назначение зануления — это защита оборудования от короткого замыкания. Поэтому применение его в частном доме нецелесообразно, и оно никак не может заменить защитное заземление.

Не стоит экономить на своей безопасности. Сделать заземление для 220 В в частном доме своими руками несложно. Все необходимые инструменты есть в наличии у каждого хозяина.

Если проводка в вашем доме выполнена двухжильными проводами, то провода для подключения заземляющего проводника нет. Решить эту проблему можно без замены проводки следующим способом. Розетки в доме заменяются с обычных на розетки с заземлением, а заземляющий провод ведут по наружной поверхности стены, можно его спрятать под плинтусом или в декоративный пластмассовый короб.

Для безопасной эксплуатации мощных электроприборов, особенно расположенных во влажных помещениях (бойлер, стиральная машина), применения заземляющего контакта в розетке недостаточно. Корпусы таких приборов нужно соединить медными жилами напрямую с заземляющей шиной. Для этого на корпусе есть специальный болт, помеченный значком заземления.

Элементы заземлителя выполнены из чёрного металла, который под действием коррозии будет постепенно разрушаться, и в какой-то момент заземление перестанет выполнять свои функции. Чтобы не пропустить этот момент, необходимо периодически проверять работоспособность контура и при необходимости восстанавливать его. Поэтому нелишним будет зарисовать план расположения всех элементов.

Источник: elektro.guru

Другие статьи по теме:

Устройство защитного заземления Схема заземления Какая периодичность проверки молния защиты Молниеприемники стержневые сборные Заземление это Как измерить сопротивление контура заземления мультиметром