Ввод заземления в частный дом

Содержание

Отправим материал на почту

Среди различных возможностей сделать жилье безопасным, особое место занимает заземление в частном доме: схема электросети любого современного дома не будет утверждена, если в ней не будет предусмотрено подключения к заземляющему контуру.

Схема устройства заземления частного дома

Существует несколько вариантов и схем заземления частного дома, плюс четкие требования ПУЭ (правила устройства электроустановок) – все это надо знать и понимать, чтобы электричество в доме было безопасным.

Зачем нужно заземление в частном доме: принцип действия

Заземление в частном доме считается важной частью системы электроснабжения. Его монтируют с такими целями:

Защита обитателей дома от поражения электротоком (при касании прибора с нарушенной изоляцией электропроводки);

Корректная работа современных электрических устройств;

Безопасная эксплуатация газового оборудования;

Эффективная работа молниезащиты.

Принцип действия системы основан на элементарных законах физики, которые говорят, что электрический ток всегда движется в сторону наименьшего сопротивления.

При повреждении изоляции прибора ток выходит (замыкается) на корпус. Такая ситуация чревата сбоями в функционировании и поломкой, не говоря об опасности для человека получить чувствительный разряд, случайно дотронувшись рукой до поверхности.

Видео описание

Ёмко и наглядно схема заземления частного дома, зачем она нужна и какой должна быть – показаны в следующем видео:

При наличии заземления ток распределяется с учетом величины сопротивления тела и заземляющего контура дома (в обратно пропорциональной зависимости).

Тщательно продуманное защитное заземление образует электрическую цепь с сопротивлением, значительно меньшим, чем сопротивление человеческого тела. Ток, проходящий через человека, не окажет опасного воздействия, а основной заряд уйдёт в грунт.

Прохождение электрического тока через тело человека в системе без заземления и с заземлением

Главным элементом заземления частного дома служит контур заземления – ПУЭ определяет его как металлические проводники и электроды-заземлители (стержни или трубы), заглубленные в грунт.

Внутренняя электропроводка по современным стандартам выполняется трехжильным проводом (фаза + ноль + заземление). Провода защитного заземления соединяют контур с электроустройствами.

Чтобы обеспечить безопасность при грозах, используют предназначенные для этого устройства — разрядники, рассчитанные на большие величины токов и напряжений.

Современные системы заземления и рекомендации ПУЭ

В настоящее время существуют три системы заземления электросети, TN, TT и IT. Преимущественно в быту используется одна из разновидностей первой из них – TN-C, TN-S, TN-C-S.

Видео описание

Про разницу между системами TN и TT – на видео:

Расшифровка аббревиатур

Первая буква говорит о способе заземления источника питания, вторая характеризует заземление потребителя.

T – источник (потребитель) заземлен;

I – токоведущие части источника изолированы от земли;

N – потребитель присоединен к точке заземления источника (занулен).

С – проводники N (нулевой рабочий) и РЕ (нулевой защитный) объединены в один общий проводник PEN;

S – функции проводников N и РЕ разделены.

Подвиды системы TN (TN-C, TN-S, TN-C-S) различаются по способу подключения проводников N и PE.

Системы заземления в сетях переменного тока

Система TN-C

В этом случае один проводник (N и PE объединены на всем протяжении электросети) исполняет как рабочие, так и защитные функции.

Такой способ организации системы повсеместно встречается в старом жилом фонде, он прост в исполнении и экономичен. Но отсутствие отдельного защитного заземления часто приводит к короткому замыканию при аварийной ситуации (скачках напряжения). По современным нормам, отраженным в требованиях ПУЭ, система заземления TN-C запрещена для новых построек. При этом нет обязательного требования модернизировать старые (если не делается капитальный ремонт).

Система TN-S

Здесь проводники N и PE разделены, напряжения на корпусах электроприборов не появляется. Система безопасна и хорошо защищает человека, домашнее электрооборудование и здание. Основной недостаток – высокая себестоимость обустройства.

Система TN-C-S

Комбинированная система. На выходе от источника питания проводники N и PE объединены в одном проводнике. На входе в здание добавляется защитный проводник PE.

При решении вопроса, какое заземление лучше для частного дома, следует обратиться к своду ПУЭ. Он рекомендует подсистему TN-C-S как основную для большинства потребителей; она проста в организации и надежнее других защищает от пожара вследствие короткого замыкания.

На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу электротехнических работ. Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».

Отличия системы TN-C-S

Элементы контура, варианты заземления и необходимые материалы

Системы защитного заземления (заземляющие устройства) принято делить на следующие элементы:

заземлитель (контур заземления); встречается естественный и искусственный вариант;

Согласно ПУЭ предпочтительным будет использование естественного заземлителя (металлический забор или трубопровод), если его сопротивление соответствует установленным нормам. В противном случае разрешено использовать искусственный заземлитель. Для его сооружения необходимы:

Металл для заземлителя (труба, гладкая арматура, стальной уголок, прут, лента).

Провод из стали, меди или алюминия достаточного сечения.

Крепежный материал (металлические уголки, хомуты, муфты).

Крепления и изоляция из пластика.

Из чего состоит модульно-штыревое заземление

Модульно-штыревое заземление

Контур заземления загородного дома можно организовать на основе модульно-штыревого способа. Система крайне устойчива к коррозии, при монтаже не используется сварка. Штыревое заземление собирается из стальных стержней длиной до 1,5 м с резьбовым соединением. Омеднённые (или с верхним слоем из нержавеющей стали) штыри забиваются в грунт вибромолотом (перфоратором) со специальной насадкой. Электроды (штыри) монтируются на большую глубину, поэтому параметры контура не зависят от сезонных изменений. Комплект обычно приобретается в готовом виде у организации, которая занимается установкой. Высокая стоимость такого контура оправдана его долговечностью: срок эксплуатации омеднённых стержней достигает 30 лет, из нержавеющей стали – 50 лет.

Комплект модульного заземления

Контур из черного металла

Такая конструкция имеет ограниченный срок службы (5-10 лет, из-за коррозии); с течением времени сопротивление контура значительно ухудшается. Допускается использование черного металлопроката с антикоррозионным покрытием, но надо обращать внимание, чтобы такое покрытие не было диэлектриком.

Требования к сопротивлению заземляющего устройства.

Заземление для частного дома имеет смысл, если сопротивление контура минимально. В таком случае (когда сопротивление человека намного превышает сопротивление контура) через тело пройдет неощутимый заряд, а оставшийся потенциал уйдет в землю.

Сопротивление определяется типом, количеством и глубиной заложения заземляющих элементов, а также свойствами грунта. Оптимальными считается суглинистые и глинистые почвы с влажностью 20-40%.

Чтобы убедиться, что заземляющее устройство выполняет свои функции, проводится измерение сопротивления.

Видео описание

Как проводятся измерения – на видео:

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про освещение участка загородного дома.

Что делать при замене старой проводки с заземлением TN-C

В большинстве домов старого жилого фонда устанавливалась двухпроводная система электроснабжения. Даже если устанавливалось заземление, то оно выполнялось по схеме TN-C, которая использует один-единственный «нулевой» проводник для исполнения двух задач – рабочей (для функционирования электроприборов и устройств) и защитной (для сохранения оборудования электрических сетей).

По сути, такая система надежно оберегает электрическую цепь в целом, но оставляет практически без защиты запитываемые бытовые электроприборы и их владельцев. Кроме того, в сырую погоду такое подключение может приводить к проскакиванию напряжений даже при защитном отключении – по подобным причинам известны случаи летальных исходов.

Схема разделения проводника PEN

При возведении новых домов эта система не допускается; там, где она сохранилась, рекомендуется по возможности переходить систему TN-C-S (на входе в здание провод PEN повторно заземляется с последующим разделением на PE и N). При аварийной ситуации проводник N отсоединяется от сети, уберегая бытовые электроприборы и их хозяев от проблем.

Переход на систему TN-C-S в домах с изношенной электропроводкой оправдан соображениями безопасности.

Зачем при наличии заземления нужно УЗО

УЗО (устройство защитного отключения) представляет собой быстродействующий выключатель, работающий в паре с контуром заземления и реагирующий на утечку тока разрывом цепи.

Принцип действия УЗО

Схема без заземления и УЗО

Когда изоляция проводника нарушается, фаза появляется на металлическом корпусе электрического прибора. Если току некуда уйти дальше, то при контакте человека с корпусом электроприбора, разряд пойдет через тело. Последствия будут зависеть от множества факторов и результаты могут быть разные – от испуга до перебоев в работе сердца.

Без наличия заземления фаза на поверхности прибора с поврежденной проводкой будет оставаться, пока не выключится вводной автомат.

УЗО в схеме без защитного проводника (TN-C)

В такой системе при нарушении изоляции проводника УЗО сразу не сработает, так как не возникнет ток утечки. Но как только человек прикоснется к поврежденному прибору, то часть тока уйдет в тело и УЗО сработает.

Читайте также:  Виды антенных кабелей для телевизора

Даже без наличия заземления ток будет течь через тело человека только в течение времени, необходимого для срабатывания УЗО – обычно это десятые доли секунды. Как итог – возможны болезненные ощущения, но фатального исхода скорее всего удастся избежать.

Схема с защитным проводником (TN-S и TN-C-S) и УЗО

Если электроприбор контактирует с контуром заземления и подключен через УЗО, то в случае замыкания фазного проводника на металлический корпус электроприбора, сразу же появляется утечка тока (который уходит в землю). УЗО срабатывает и разрывает цепь.

Газовый котел и УЗО

В первую очередь надо понимать, что заземление газового котла в частном доме должно выполняться в обязательном порядке — исключений не существует.

Заземление газового котла и установка УЗО выполняются одновременно. Это необходимое условие при подключении газа к жилому дому, так как на корпусе газового котла во время работы образуется поверхностное напряжение.

Заземление газового котла в частном доме позволит избежать поломки дорогостоящего электронного оборудования и предотвратить возгорание, причиненное статическим электричеством. Эта мера, учитывая высокую взрывоопасность газа, служит дополнительной защитой от пожара.

Все детали газового котла заземлены в обязательном порядке

Какие проводятся работы при монтаже заземления

Весь процесс создания заземляющего контура делится на следующие этапы:

После определения безопасной глубины конструкции (там, где грунт всегда влажный) выкапывается траншея.

Металлические стержни (заземляющие электроды) заглубляются в грунт.

Собирается контур заземления: стержни, расположенные в ряд или в форме фигуры (обычно треугольник), соединяют лентой или трубами, свариваются последовательно.

Контур дополнительно приваривается к токоотводу стальной лентой.

Готовый заземлитель подключается к электрощиту, траншея засыпается.

При монтаже, грамотные специалисты учитывают некоторые важные нюансы:

Контур должен располагаться ниже линии промерзания грунта. В противном случае, когда вода в земле превратится в лед, то грунт перестанет проводить ток и заземление не будет работать.

Заземляющие электроды нельзя окрашивать, так как слой краски это диэлектрик и контакта контура с землей не будет.

Заземление в частном доме, схема контура

Заключение

Все, что стало привычным в повседневной жизни – холодильник, СВЧ-печь, гидромассажная кабина – не должно нести опасность. Грамотно спроектированное заземление в загородном доме, когда контур системы и корпуса приборов являются одним целым, должно обеспечивать безопасное электроснабжение, без риска для людей и их окружения.

В большинстве случаев не требуется объяснять зачем нужен контур заземления и насколько он важен. Но прежде чем начать монтаж заземления, рассмотрим его основные характеристики, нормы для него, общее устройство, основы расчёта, условия изготовления.

Кроме специфических, любой контур заземления или заземляющее устройство состоит из серии вертикальных заземлителей, заглублённых таким образом, чтоб верхняя часть была в земле на 70 см. Они соединяются друг с другом горизонтальным заземлителем, продолжение которого служит для подключения. То есть к нему подключается заземляющий проводник, который идёт на шину заземления. Конструкция несложная, но есть особенности. Почему не обойтись всего одним вертикальным заземлителем? Ведь это проще, тоже присутствует контакт с землёй. Оказывается, у любого контура есть важный параметр – сопротивление растеканию. Что это означает?

Заглянем в теорию

Рассмотрим пример – схема заземления с одиночным вертикальным заземлителем, забитым в землю. С ним соединён металлический корпус электроприбора, где произошло короткое замыкание – фаза соединилась с корпусом. При этом исходные условия: замыкание «металл – на металл», без учёта сторонних факторов, поэтому сопротивлением в точке контакта можно пренебречь. Сопротивление заземляющего проводника от прибора до земли тоже не учитываем, так как оно незначительное, когда используется достаточно большое сечение.

Далее при условии, что грунт вокруг заземлителя считаем однородным во всех направлениях, то и ток будет уходить в землю одинаково в этих же направлениях. При этом наибольшая плотность тока будет у самого заземлителя. Чем дальше от заземлителя, тем больше уменьшается его плотность. В итоге получается, что на пути тока сопротивление его движению с увеличением расстояния от заземлителя всё более уменьшается, потому что он проходит через постоянно увеличивающееся «сечение» проводника – земли. И напряжение, которое снижается на пути этого тока по закону Ома: самое большое на самом заземлителе, а при удалении плавно убывает. А на каком-то расстоянии от заземлителя напряжение станет пренебрежимо мало – приблизится к 0. Точка с таким напряжением – точка нулевого потенциала. По сути эта точка нулевого потенциала и есть та самая земля, с которой связан корпус электроприбора.

Сопротивление заземляющего устройства, это не электрическое сопротивление его металла – оно низкое, это не сопротивление между металлом штыря и землёй – при соблюдении определённых условий оно тоже небольшое. Это сопротивление земли между штырём и точкой нулевого потенциала.

Всё это отображается формулой Rз : Uф / Iкз. То есть – сопротивление заземляющего устройства будет равно фазовому напряжению, пришедшему на корпус, поделённому на ток короткого замыкания. На этой формуле всё и завязано.

Но параметров сопротивления одиночного заземлителя скорее всего будет недостаточно, чтоб организовать контур заземления, соответствующий требованиям ПУЭ. Как всё привести в соответствие? Площадь заземляющего электрода имеет решающее значение, поэтому самое очевидное решение – нужно забить рядом ещё один электрод. Но если забить их в непосредственной близости, то ток растекается, как и прежде, ничего не меняется. Для того чтоб поменять конфигурацию растекания нужно разнести заземляющие электроды подальше друг от друга. В этом случае получается разделение тока между ними – он стекает с каждого из них.

Однако существует зона, где они пересекаются. Получается, что это не простое параллельное соединение двух сопротивлений, за исключением примеров, когда заземлители очень далеко друг от друга. Но это очень непрактично, для реального устройства заземления потребуются огромные площади. Поэтому при расчётах удаления заземляющих электродов используют поправочные коэффициенты, которые учитывают их взаимное влияние – коэффициент экранирования.

Чтобы ещё уменьшить сопротивление контура заземления, нужно увеличить глубину погружения электрода, то есть увеличить его длину. Ведь чем длиннее заземлитель, тем больше площадь, способствующая растеканию тока. Этот эффект широко используется при изготовлении омеднённых штырей для комплектов заземления. Они забиваются в землю друг за другом соединяясь резьбовыми муфтами в единый электрод. При этом достигается нужная для параметров заземления глубина.

Соединяя электроды заземления горизонтальной связью, ещё снижается общее сопротивление заземляющего устройства. Влияние связи тоже учитывается, также принимаются во внимание, что её экранируют вертикальные электроды.

Получается система из нескольких элементов, зависящих друг от друга:

  • Расстояние между вертикальными заземлителями.
  • Их количество.
  • Важно, на какую глубину они забиты.
  • Форма – прут, труба, уголок. Это разная площадь прилегания к земле.
  • Форма и длина горизонтальной связи.

То есть факторов достаточно много и по одной формуле всё рассчитывать некорректно. Остальные параметры для расчёта берутся из следующих понятий и величин.

Напряжение прикосновения и напряжение шага

Если человек касается корпуса рассматриваемого в примере электроприбора, он имеет большее сопротивление, чем часть земли, на которой он стоит, и ток по нему идёт небольшой. Но он стоит на земле в зоне растекания тока короткого замыкания. А это значит, что присутствует какое-то напряжение между контактирующими частями тела. Не всегда это руки и ноги, но и рассмотрения этого частного случая достаточно для понимания процесса. Напряжение, действующее на человека через эти точки – напряжение прикосновения.

Для него существуют определённые нормы. Его стремятся уменьшить на сколько возможно, поэтому расчётным путём достигаются допустимые параметры для заземляющего устройства.

Для простоты возьмём только один заземлитель, рассмотрим, что происходит непосредственно на земле. Чем больше удаление от заземляющего электрода, тем меньше напряжение, потенциал относительно удалённой точки, где он равен 0. Непосредственно у самого заземляющего электрода он максимально возможный. Если абстрактно соединить точки с одинаковым потенциалом, образуются так называемые эквипотенциальные линии – окружности. Очевидно, что приближаясь к заземлителю, который проводит ток короткого замыкания, на каком-то удалении человек между ступнями получает какое-то напряжение – разность потенциалов от положения ступней. Это напряжение шага.

Конечно, в электроустановках где стремятся ток замыкания на землю как можно скорее отключить это напряжение не является слишком опасным, даже если оно будет существовать какие-то секунды, человек возможно и получит какие-то неприятные ощущения, но только и всего.

В иных электроустановках, где ток замыкания на землю может существовать длительное время, на это тоже обращают особое внимание. Кстати, шаговое напряжение – термин, который активно используют в электробезопасности в части приближения к токоведущим частям, замыкающимся с землёй в открытых и закрытых распределительных устройствах. И существует допустимое расстояние приближения к этим устройствам – 4 м для закрытых и 8 для открытых. Они связаны с тем, как ток замыкания на землю растекается по земле.

Напряжения прикосновения и шага стремятся сделать минимальными, чтобы не пострадал человек. Для этого и получены, опубликованы в ПУЭ нормы – для практического применения.

Читайте также:  Железные поделки своими руками

А когда от подстанции отходит воздушная линия, то через определённые расстояния для обеспечения тока короткого замыкания, достаточного для срабатывания защиты, на опорах устраиваются повторные заземляющие устройства.

На вводе в бытовые здания: дома, коттеджи, также устраивается контур заземления, который тоже является повторным. Как только его подключили померять его индивидуальные параметры невозможно – он становится составной частью всей системы.

Конечно частника интересует только его «собственный» контур, точнее, как сделать заземление в доме. Чтоб оно было эффективным, а силы и средства небыли потрачены впустую. значение сопротивления повторного заземляющего устройства для частного дома тоже, как и для всех остальных. Это 15, 30, 60 ом соответственно напряжениям 660, 380, 220 В. источника трёхфазного тока или 380, 220, 127 В. источника однофазного тока. И неважно, что зачастую это бывает однофазное напряжение 220в – 30 Ом, когда контур не подключен, 10 Ом у подключенного в сеть устройства заземления.

Однако может выясниться, что при некоторых условиях экономическая составляющая расчётного заземления зашкаливает разумные пределы. Например, удельное сопротивление грунта настолько велико, что даже многократное увеличение числа заземляющих электродов не приносит желаемый результат. Поэтому при удельном сопротивлении грунта более 100 Ом на метр, норму для устройства заземления можно превышать, но не более чем в 10 раз.

Удельное сопротивление грунта

Любой проводник электрического тока имеет удельное сопротивление. Какой-то проводник лучше, какой-то хуже проводит ток. Например, медь, алюминий или вообще нихром. Подобно можно классифицировать и грунты. Удельное сопротивление грунта – это его способность проводить электрический ток. Самый плохой проводник – камень, в сухом виде, при отсутствии солей это практически диэлектрик. Самый лучший проводник – очень влажный грунт. Остальные имеют промежуточные значения.

Казалось бы, у чернозёма отличные показатели, но он залегает лишь на поверхности земли. Чтоб миновать сезонно замерзающие грунты приходится иметь дело с грунтами ниже глубины промерзания. Какие расчётные параметры брать для заземляющего устройства в конкретном месте, можно определить только разведочным шурфом или наблюдением, при земляных работах.

Если грунт чистый песок или глина, берём их значения, но смешанный грунт нужно классифицировать. Например, возьмём немного глины в ладони, пытаемся раскатать в жгут. Если это удаётся и получается тонкий жгутик, это чистая глина. Когда он рвется на сантиметровые отрезки – это суглинок. Когда тонкий жгут не раскатывается и рвётся – супесь, совсем не раскатывается – песок. Из всех пород шурфа в расчет берётся вид с самым худшим удельным сопротивлением. Ещё померять удельное сопротивление грунта можно специальным прибором, олько мало кто имеет такую возможность.

На проводимость грунтов значительно влияет количество влаги в земле. Чем её больше, тем электрические характеристики лучше. Поэтому удельное сопротивление грунта зависит от климатических и сезонных изменений. По этой причине измерения сопротивления заземляющего устройства рекомендуется проводить в самое засушливое или морозное время. Однако, чтобы проводить расчёты в любое время года, ввели сезонные коэффициенты. Они учитывают климатические условия местности, где планируется установка заземления. Уже с поправкой, удельное сопротивление грунта принимается в расчёт.

Материалы и размеры контура

Из любого материала, даже не «бросового», а специально приобретённого контур заземления тоже не получится сделать. ПУЭ регламентирует и этот пункт, потому что:

  • Эти материалы должны быть погружены в землю без деформаций и повреждений. Способ – для этого – забивание либо задавливание.
  • У материалов должна быть хорошая сохранность – срок службы устройства исчисляется десятилетиями, они должны выдерживать условия эксплуатации.

Для этого обозначены минимальные допустимые значения сечений и размеров материалов для изготовления вертикальных и горизонтальных элементов заземлителей.

Для вертикальных заземлителей используется: труба, прут, уголок – это стержень заземления. Для горизонтальных заземлителей используется стальная полоса, круглый прут либо профиль.

Красить контур заземления ненужно, за исключением сварочных швов, наружных элементов.

Расчёт контура заземления

Традиционно электроды заземления располагаются в линию, но существуют и другие варианты: треугольник, квадрат и пр. А контуром устройство заземления иногда называют потому, что их располагали по периметру здания, опоясывали связью с несколькими вводами на внутренний контур – стальную полосу уже внутри здания. Поэтому контур – историческое название.

Но совсем необязательно окружать дом полностью, достаточно выбрать направление при линейном размещении электродов или определить площадь для какого-либо «кустового» варианта, где нет помех, не планируются земляные работы. Важно удобное расположение, чтоб избежать сложностей при вводе в распределительный щит.

Для расчётов применяется многоуровневая схема, просто параметров материалов и значений сопротивлений для конечного результата недостаточно. Некоторые из них элементарно зависят от конкретной ситуации. Например, от выбора материалов. Из чего делать? Из того что в наличии, чтобы меньше докупать. Если сразу ориентироваться «через магазин» – то исходить из условий цена-качество. Главное, чтобы материал и параметры для каждого элемента заземляющего устройства соответствовали приведённым в таблице значениям. Если заземляющее устройство собирается не из комплекта-конструктора, а из более доступных материалов, то далее нужно задаться:

  • Глубиной погружения электродов заземления. Их длина должна иметь разумные пределы. Не меньше глубины промерзания грунта, но и соразмерно подручным средствам для забивания.
  • Расстоянием между ними. Оно должно быть кратным их длине, чтоб иметь возможность применить к расчётам коэффициенты взаимного влияния – экранирования.
  • Количеством электродов. Хотя в расчёт нужно заложить не только количество, но и длину полосы, которая их соединяет, ввод в дом.

То есть по сути контур полностью формируется, а после рассчитывается его сопротивление. Если оно соответствует нормам, то принимаем эти параметры для изготовления устройства. Если нет меняем некоторые, для улучшения характеристик.

Имея такие исходные данные, в первую очередь считаем сопротивление одиночных электродов заземления.

При всей своей сложности, формулы для разных типов заземлителей тоже разные: свои для круглого сечения, уголка и полосы. Также для расчёта придется выбрать коэффициенты взаимного влияния электродов, соответствующие исходным данным. После этого подставляем значения в общую формулу:

  • Где Rг – расчётное сопротивление горизонтального заземлителя.
  • Rв – расчётное сопротивление вертикального заземлителя.
  • Nв – количество вертикальных заземлителей.
  • nг – коэффициент экранирования горизонтальных заземлителей.
  • nв – коэффициент экранирования вертикальных заземлителей.

Считаем сопротивление заземляющего устройства. Если результат не устраивает, можно что-то изменить в исходных данных. Например, добавить или наоборот убрать лишние электроды заземления. Но, как только меняется их количество или длина, автоматически меняется либо длина горизонтальной связи, либо коэффициент взаимного влияния, или всё вместе. Дополнительно может измениться расстояние между электродами, для соблюдения кратности длине. Поэтому весь расчёт начинается с начала. Как видно процесс сравнительно непростой.

Однако можно воспользоваться онлайн калькуляторами. А для убеждения в правильности расчёта сравнить показатели нескольких. Тем более, что уже имеется представление: что, как и зачем, а это уже преимущество. После расчётов можно переходить непосредственно к монтажу.

Как изготовить устройство заземления

Теоретических знаний как сделать контур заземления вполне достаточно, чтоб изготовить его своими руками. Объединим всё в короткую последовательность:

  • Делаем разметку на местности.
  • По ней копаем траншею глубиной 0.7 м, для удобства расширяем места для электродов.
  • Забиваем электроды. Если это уголок, можно прихватить к нему такой же обрезок, чтоб получить квадратное сечение – по нему удобней бить. Так же штыри любого сечения хорошо заколачивать электрическим отбойным молотком.
  • Прокладываем к ним соединительную полосу, подводим её к дому или даже заводим внутрь.
  • Обвариваем соединения максимально качественно, со всех сторон. При необходимости стыки производим не в торец, а внахлёст.

Далее, чтобы выполнить подключение заземления в частном доме своими руками полосу или прут подведённый к дому нужно подключить к PE или к PEN-шине в распределительном щитке. Для этого нужен проводник, так же соответствующий требованиям ПУЭ. Он может быть медным – 10 мм², алюминиевым -16 мм², стальным – 75 мм² – это минимально допустимые сечения. Однако подводить стальную полосу – хоть и экономно, но очень неудобно. Какой провод подойдёт?

Конечно медь – оптимальный вариант по удобству подключения. Если соединение находится снаружи дома, для надёжности используется обжимная клемма, оно выполняется в корпусе для защиты от атмосферных осадков либо в герметичной распределительной коробке.

Перед вводом в эксплуатацию устройства заземления для нового дома, в обязательном порядке проводятся замеры, этого просто не избежать. Однако не рассматривайте это как «повинность», ведь всё и затевалось для собственной безопасности. Поэтому для прочих, давно эксплуатируемых домов, сразу после устройства контура заземления рекомендуется пригласить специалистов, чтобы провести замеры и убедится в его работоспособности. Для измерения сопротивления растеканию «конкретно Вашего» устройства заземления подготовьтесь, но временно не делайте подключение в щит, при замерах оно должно быть не более 30 Ом. После подключения – не более 10 Ом.

Однако, никто не застрахован от ошибок и форс-мажорных обстоятельств, контрольные замеры могут выявить значения сопротивления, превышающие норму. Для устранения таких недостатков «малой кровью», придётся добить дополнительный электрод.

Таким образом рассчитывается, монтируется и подключается правильное заземление частного дома. Как видно – всё можно сделать своими руками. Кстати, нигде нет ограничений, что право на изготовление контура имеют только лицензированные организации, но воспользоваться их услугами для проверки – необходимо.

Читайте также:  Чем отличаются сварочные аппараты

1. Общие требования

Заземление является одной из основных мер защиты от поражения электрическим током.

В данной статье приведена подробная, пошаговая инструкция о том как сделать заземление в частном доме своими руками.

Для начала определимся с тем, что такое заземление?

Согласно ПУЭ Заземление — это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. (пункт 1.7.28.)

В качестве заземляющего устройства используют металлические стержни или уголки которые вбиваются вертикально в землю (так назымаемые вертикальные заземлители) и металлические стержни либо металлические полосы которые посредством сварки соединяют между собой вертикальные заземлители (так назымаемые горизонтальные заземлители).

Вертикальные и горизонтальные заземлители вместе образуют конур заземления, данный контур может быть замкнутый (рисунок 1) или линейный (рисунок 2):

Контур заземления должен быть присоединен к главной заземляющей шине во вводном электрическом щитке дома с помощью заземляющего проводника в качестве которого, как правило, используется та же металлическая полоса или стержень которые применены в качестве горизонтального заземлителя.

Защитное заземление частного дома будет иметь следующий общий вид:

В свою очередь совокупность контура заземления и заземляющего проводника называют заземляющим устройством.

Замкнутый контур заземления обычно выполняют в форме треугольника со сторонами от 2 до 3 метров (в зависимости от длины вертикальных заземлителей) важно что бы расстояние между вертикальными заземлителями было не менее их длины (см. рис. 1). Замкнутый контур так же может выполняться и в других формах, например овал, квадрат и т.д. В свою очередь линейный контур представляет из себя ряд вертикальных заземлителей в количестве 3-4 штуки выстроеных в линию, при этом так же как и в случае с замкнутым контуром расстояние между ними в линейном контуре должно быть не менее их длины, т.е. от 2 до 3 метров (см. рис. 2).

Примечание: Замкнутый контур заземления считается более надежным, т.к. даже при повреждении одного из горизонтальных заземлителей данный контур сохраняет свою работоспособность.

Горизонтальные и вертикальные заземлители должны выполняться из черной или оцинкованной стали либо из меди (пункт 1.7.111. ПУЭ). Ввиду своей дороговизны медные заземлители, как правило, не применяются. Так же не следует выполнять заземлители из арматуры — наружный слой арматуры каленый из-за чего нарушается распределение тока по ее сечению, кроме того она сильнее подвержена коррозии.

Вертикальные заземлители выполняют из:

  • круглых стальных стержней диаметром минимум 16мм (рекомендуется: 20-22мм)
  • стальных уголков размерами минимум 4х40х40 (рекомендуется: 5х50х50)

Длина вертикальных заземлителей должна составлять 2-3 метра (рекомендуется не менее 2,5 м)

Горизонтальные заземлители выполняют из:

  • круглых стальных стержней диаметром минимум 10мм (рекомендуется: 16-20мм)
  • стальной полосы размерами 4х40

Заземляющий проводник выполняют из:

  • круглого стального стержня диаметром минимум 10мм
  • стальной полосы размерами минимум 4х25 (рекомендуется 4х40)

Рекомендуется в качестве заземляющего проводника использовать тот же материал который был использован в качестве горизонтального заземлителя.

2. Порядок монтажа заземления:

ШАГ 1 — Выбираем место для монтажа

Место для монтажа выбирается как можно ближе к главному электрощитку (вводному щиту) дома в котором находится главная заземляющая шина (ГЗШ), она же PE шина.

В случае если вводной электрощиток находится внутри дома или на его наружной стене заземляющий контур монтируется около стены на которой находится электрощиток, на расстоянии примерно 1-2 метра от фундамента дома. Если же электрический щиток находится на опоре воздушной линии электропередач или на выносной стойке контур заземления можно монтировать прямо под ним.

При этом не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под действием тепла трубопроводов и т.п. (п. 1.7.112 ПУЭ)

ШАГ 2 — Земляные работы

Выкапываем траншею в форме треугольника — для монтажа замкнутого конура заземления, либо прямую — для линейного:

Глубина траншеи должна составлять 0,8 — 1 метра

Ширина траншеи должна составлять 0,5 — 0,7 метра (для удобства проведения сварочных работ в дальнейшем)

Длина траншеи — в зависимости от выбранного количества вертикальных заземлителей и расстояний между ними.(Для треугольника используется 3 вертикальных заземлителя, для линейного контура, как правило, 3 или 4 вертикальных заземлителя)

ШАГ 3 — Монтаж вертикальных заземлителей

Расставляем в траншеи вертикальные заземлители на необходимом расстоянии друг от друга (1,5-2 метра) после чего забиваем их в землю при помощи перфоратора со специальной насадкой либо обычной кувалдой:

Предварительно концы заземлителей необходимо заострить для более легкого вхождения в грунт:

Как уже было написано выше длина вертикальных заземлителей должна составлять примерно 2-3 метра (рекомендуется минимум 2,5 метра), при этом необходимо вбить их в землю на всю длину, так что бы над дном траншеи выступала верхняя часть заземлителя на 20-25 см:

Когда все вертикальные заземлители забиты в землю можно переходить к следующему шагу.

ШАГ 4 — Монтаж горизонтальных заземлителей и заземляющего проводника:

На данном этапе необходимо соединить между собой все вертикальные заземлители с помощью горизонтальных заземлителей и к получившемуся контуру заземления приварить заземляющий проводник который будет выходить из земли на поверхность и предназначен для соединения заземляющего контура с главной заземляющей шиной вводного электрощита.

Горизонтальные и вертикальные заземлители соединяются между собой посредством сварки, при этом место соединения необходимо обварить со всех сторон для лучшего контакта.

ВАЖНО! Не допускается использование болтовых соединений! Вертикальные и горизонтальные заземлители образующие заземляющий контур, а так же заземляющий проводник в месте его присоединения к заземляющему контуру должны быть соединены при помощи сварки.

Сварные швы необходимо защитить от коррозии, для чего места сварки можно обработать битумной мастикой.

ВАЖНО! Сам заземляющий контур не должен иметь окраски! (пункт 1.7.111. ПУЭ)

В результате должно получится примерно следующее:

ШАГ 5 — Засыпаем грунтом траншею.

Здесь все просто, засыпаем траншею со смонтированным заземляющим контуром землей, так что бы над контуром было не менее 50 см грунта, как уже было указано выше.

Однако и здесь есть свои тонкости:

ВАЖНО! Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора (п. 1.7.112. ПУЭ).

ШАГ 6 — Подключение заземляющего проводника к ГЗШ вводного электрощитка (вводного устройства).

Наконец мы подошли к завершающему этапу — заземлению электрощитка дома, для этого выполняем следующие работы:

Подводим заземляющий проводник к электрощитку, так что бы до электрощитка оставалось около 1 метра, если вводной щиток находится в доме, желательно завести заземляющий проводник в здание. При этом у мест ввода заземляющих проводников в здания должен быть предусмотрен следующий опознавательный знак (п.1.7.118. ПУЭ):

Сам заземляющий проводник находящийся над поверхностью земли необходимо покрасить, он должен иметь цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов. (п.1.1.29. ПУЭ).

К концу заземляющего проводника со стороны электрощитка привариваем болт, на который подсоединяем гибкий медный провод сечением не менее 10 мм 2 , который так же должен иметь желто-зеленую окраску. Второй конец этого провода подключаем к главной заземляющей шине, в качестве которой внутри вводного устройства (вводного электрощитка дома) следует использовать шину РЕ (п.1.7.119. ПУЭ).

ВАЖНО! Главная заземляющая шина должна быть, как правило, медной. Допускается применение главной заземляющей шины из стали. Применение алюминиевых шин не допускается. (п.1.7.119. ПУЭ).

В итоге схема заземления щитка дома должна иметь следующий вид:

ПРИМЕЧАНИЕ: приведенная схема заземления электрощитка относится к системе заземления TN-C-S.

В данном электрощитке установлены следующие аппараты защиты:

1 — Автоматические выключатели — для защиты электропроводки от коротких замыканий и перегрузок.

2 — УЗИП — устройство для защиты сети от грозовых или импульсных перенапряжений сети.

3 — УЗО — устройство для защиты от поражения человека электрическим током.

ВАЖНО! Конур заземления должен присоединяться только к PE шине вводного щитка и ни в какое другое место электрической сети. Во вводном электрощитке рабочий ноль (N) должен быть так же соединен с PE шиной (как показано на схеме) таким образом выполняется его повторное заземление. После вводного щитка рабочие нули от N шины и защитные нули от PE шины соединяться не должны!

При этом проводка в доме должна выполняться трехжильным кабелем: желто-зеленая жила кабеля подключается к PE шине и используется в качестве заземляющего провода, синяя или голубая жила подключается к N шине и служит в качестве рабочего нуля и наконец третья жила подключается через автоматический выключатель на фазу. Пример трехпроводной схемы электропроводки смотрите здесь.

Так же к PE шине присоединяются проводники системы уравнивания потенциалов.

На этом все, но необходимо помнить, что защитное заземление это лишь одна составляющая из комплекса мер обеспечивающих надежную защиту от поражения электрическим током. К другим составляющим относятся:

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Ссылка на основную публикацию