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:
Длина вертикальных заземлителей должна составлять 2-3 метра (рекомендуется не менее 2,5 м)
Горизонтальные заземлители выполняют из:
Заземляющий проводник выполняют из:
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 .
В данном электрощитке установлены следующие аппараты защиты:
1 — - для защиты электропроводки от коротких замыканий и перегрузок.
Основным элементом обеспечения безопасности электроустановок является защитное заземление. Сопутствующие системы: автоматические защитные выключатели, предохранители, молниезащита - не могут функционировать при его отсутствии, и становятся бесполезными.
Это комплекс, состоящий из металлических конструкций и проводников, который обеспечивает электрический контакт корпуса электроустановки с физической землей, то есть с грунтом. Система начинается с заземлителя: металлического электрода, заземленного в грунт. Эти элементы не могут быть одиночными, для надежности они объединяются в заземляющий контур.
Внешний контур заземления (который находится непосредственно в грунте), соединяется с помощью надежного проводника с внутренним контуром в помещении, или с щитком заземления. Далее, с помощью внутренней сети защитных проводников, производится подключение к корпусам электроустановок, и контактам заземления на коммутационных устройствах (распределительные щитки, коробки, розетки и прочее).
Устройства, генерирующие электроэнергию, также имеют систему заземления, с которой соединяется нулевая шина. При возникновении аварийной ситуации (фаза соединилась с корпусом электроустановки), возникает электрическая цепь между фазным проводником и нулевой шиной по линии заземления. Сила тока в аварийной цепи спонтанно возрастает, срабатывает устройство защитного отключения (автоматический выключатель) или перегорает предохранительная вставка.
Результат работы исправной системы:
Сопротивление тела человека в десятки раз выше, чем сопротивление заземления. Поэтому сила тока (при наличии фазы на корпусе электроустановки) не достигнет опасной для жизни величины.
Рассмотри эти компоненты подробнее.
Монтаж контура заземления зависит от внешних условий. Прежде чем начать расчет, и выполнить проектный чертеж, необходимо знать параметры грунта, в котором будут установлены заземлители. Если вы сами строили дом, эти характеристики известны. В противном случае лучше вызвать геодезистов, для получения заключения по грунту.
Какие бывают грунты, и как они влияют на качество заземления? Примерное удельное сопротивление каждого типа грунта. Чем оно ниже, тем лучше проводимость.
Это лучшая среда для того, чтобы установить наружный контур заземления. Сопротивление растекания тока будет достаточно низким даже при малом содержании влаги. А в этих грунтах естественная влажность обычно выше среднего.
Сопротивление немного выше, но при нормальной влажности параметры заземления не выйдут за нормативы. Если в регионе установки установится продолжительная сухая погода, необходимо принимать меры к принудительному увлажнению мест установки заземлителей.
Гравий, скала, сухой песок – даже при высокой общей влажности, заземление в такой почве будет неэффективным. Для соблюдения нормативов, придется устанавливать глубинные заземлители.
Важно! Неверный расчет контура заземления, игнорирование параметров, часто приводят к печальным результатам: поражение электротоком, выход из строя оборудования, возгорание кабеля.
Многие владельцы объектов, экономя «на спичках», просто не понимают, для чего нужен контур заземления. Его задача при соединении фазы с землей обеспечить максимальную величину тока короткого замыкания. Только в этом случае быстро сработают устройства защитного отключения. Этого невозможно достичь, если сопротивление растекания тока будет высоким.
Определившись с грунтом, вы сможете выбрать тип, и самое главное - размер заземлителей. Предварительный расчет параметров можно выполнить по формуле:
Расчет приведен для вертикально установленных заземлителей.
Расшифровка величин формулы:
Задавая известные данные, а также меняя соотношение величин, вы должны добиться значения для одного электрода порядка 30 Ом.
Если установка вертикальных заземлителей невозможна (по причине качества грунта), можно рассчитать величину сопротивления горизонтальных заземлителей.
Важно! Монтаж горизонтального контура более трудоемок и связан с повышенным расходом материала. К тому же, такое заземление сильно зависит от сезонной погоды.
Поэтому лучше потратить больше времени на забивание вертикальных стержней, чем следить за барометром и влажностью воздуха.
И все же приводим формулу расчета горизонтальных заземлителей.
Соответственно, расшифровка дополнительных величин:
Предварительный расчет сопротивления необходим не только для правильного планирования закупок материала: хотя будет обидно, если вам не хватит для завершения работ, пары метров электрода, а до магазина несколько десятков километров. Более-менее аккуратно оформленный план, расчеты и чертежи, пригодятся для решения бюрократических вопросов: при подписании документов о приемке объекта, или составлении ТУ с компанией энергосбыта.
Разумеется, никакой инженер не подпишет бумаги только на основании пусть и красиво исполненных чертежей. Будут произведены замеры сопротивления растекания.
Выбираем место размещения заземлителей. Разумеется, недалеко от дома (объекта), чтобы не пришлось прокладывать длинный проводник, который придется механически защищать. Желательно, чтобы вся площадь контура находилась на территории, которую вы контролируете (являетесь собственником). Чтобы в один прекрасный момент, ваша защитная «земля» не была выкопана пьяным экскаваторщиком. Так что забивать штыри за забором не будем.
Подойдет огород (за исключением картофельной грядки), палисадник, клумба возле дома. Возделываемые участки предпочтительнее, они регулярно поливаются. А дополнительная влага в земле пойдет на пользу заземлению. Если ваш грунт обладает низким удельным сопротивлением - можно установить заземление на площадке, которая затем будет покрыта асфальтом или плиткой. Под искусственным покрытием земля не пересушивается. Да и риск повредить контур заземления минимален.
Разумеется, необходимо учитывать дальнейшие планы. Если в месте установки контура через год появится гараж со смотровой ямой - лучше сразу выбрать место поспокойнее.
В зависимости от формы площадки, выбираем порядок расположения электродов: в линию, или треугольником.
Важно! Вне зависимости от расположения, вертикальных заземлителей должно быть не менее трех.
Если выбран треугольник - размечаем площадку соответствующей формы со сторонами 2.5–3 метра. Копаем траншею в форме равностороннего треугольника на глубину 70–100 см, шириной 50–70 см. Мы знаем, что все заземлители соединяются между собой. Проводник должен быть углублен на расстояние не менее 50 см, с учетом минимального уровня грунта (например, вскопка грядки). Если сверху будет уложено покрытие - его толщина в расчет не берется. Только чистый грунт.
Можно выбрать весь грунт, не только по периметру траншеи. Получится треугольная яма глубиной 0.7–1.0 м. Готовый контур можно будет засыпать грунтом с низким удельным сопротивлением. Например, золой или пеплом. Соли проникнут в землю, и будут способствовать снижению общего сопротивления растекания тока.
После чего, по углам ямы (траншеи) начинаем забивать электроды.
Круг - диаметр 16 мм.
Труба - диаметр 32 мм.
Прямоугольник или уголок - площадь поперечного сечения 100 мм².
Круг - диаметр 12 мм.
Труба - диаметр 25 мм.
Прямоугольник или уголок - площадь поперечного сечения 75 мм².
Круг - диаметр 12 мм.
Труба - диаметр 20 мм.
Прямоугольник или уголок - площадь поперечного сечения 50 мм².
Грунт должен плотно облегать металлическую поверхность заземлителя. Красить электроды запрещено!
А как быть, если по расчетам длина каждого из трех электродов превышает 1.5–2 метра? Есть небольшие секреты.
Соединяем электроды проводником. Если арматура стальная - лучше всего подойдет сварка. Медные стержни соединяются болтовой стяжкой, проводник должен иметь сечение не менее 30% от сечения электродов.
После сборки контура, проводим замеры сопротивления растекания тока. Требования к контуру заземления для индивидуального жилья - 10 Ом. Измерение лучше доверить сертифицированным специалистам, у которых имеется соответствующее оборудование. Тем более, что при получении ТУ от энергетиков, вам все равно придется представить систему заземления для измерений. Если сопротивление выше нормы - добавляем электроды и привариваем их к контуру. Пока не получим норму.
Как правило, это стальная шина, проложенная открытым способом по внутренней поверхности стен, вблизи пола.
В индивидуальных жилых домах монтаж внутреннего контура заземления не проводится. По причине невысокого класса опасности помещения, и небольшого количества электроустановок. Вместо внутреннего контура устанавливается заземляющий щиток, или главная заземляющая шина (ГХШ).
Щиток соединяется либо с внутренним контуром (как на иллюстрации), либо с помощью проводника с внешним контуром заземления. Непосредственно от щитка выполняется разводка проводников защитного заземления по электроустановкам. Часто вместо щитка заземления, может применяться контактная колодка «PE», непосредственно во входном щите квартиры.
Мы подробно рассмотрели, что такое контур заземления, для чего он нужен, и каким он должен быть согласно ПУЭ. Самостоятельная установка не снижает ответственности: от выполнения требований безопасности зависит ваша жизнь, и жизнь домочадцев.
Настали времена, когда мы с трудом можем представить себе жизнь без современной бытовой техники. «Умный дом» обеспечивает нашу жизнь всем необходимым. Электронные системы с минимальным вмешательством человека , и снабжают нас необходимой информацией. Все эти гаджеты стоят совсем не дешево и только представьте себе, какой катастрофой может обернуться короткое замыкание! Чтобы этого не произошло, необходимо заземление. В этом материале пойдет речь о том, как сделать заземление в частном доме своими руками. 220В – стандартное напряжение в сети, и мы подробно обсудим, как сделать так, чтобы оно не причинило вреда ни людям, ни бытовой технике.
Читайте в статье
Зачем нужно заземление? Трудно найти человека, который не знает, что такое электричество. Первый негативный опыт от контакта с ним получали многие еще в детстве, засовывая маленькие пальчики в . Помните эти бодрящие ощущения? Все дело в том, что организм человека на 70 процентов состоит из жидкости, а она, как известно, отлично проводит ток. И если провести через этот организм мощный поток электроэнергии, ткани разрушатся.
Порой удивительно, как взрослые люди попадают в неприятные ситуации с электричеством, прекрасно зная эти азы.
Важно! Если вы случайно оказались вблизи оборванного провода высоковольтной линии электропередач, покиньте опасную зону, прыгая на одной ноге. Как только вы поставите две ноги на землю, неизбежно получите поражение током.
Между прочим, профессиональные электрики, не раз битые этим самым током, используют не только изолированный инструмент и специальные перчатки, но и диэлектрическую обувь. Она не дает цепи замкнуться.
Кто-то может сказать: ну я-то не хожу под вышками электропередач, я под собственной , в безопасности. Нет, мол, такой необходимости в заземлении для частного дома. И будет неправ. Как раз в доме коварные 220 вольт так и ждут, когда вы расслабитесь. Простенький пример: вы установили современный и подключили его к цепи . Все чудесно до поры до времени, пока обогреватель не вышел вдруг из строя и не попала на его корпус. Хорошо, если пощупать батареи решит взрослый, у него есть небольшой шанс выжить. А если ребенок?
Вот чтобы избежать таких катастрофических последствий и необходимо заземление на даче, в доме, в квартире, в офисе.
Заземление – это металлическая рамка (контур), которая является связующим звеном между электрической сетью дома и землей.
Как работает заземление? Контур закапывается в землю возле дома и соединяется с электросетью дома с помощью проводников. К каждой домашней подходят три провода: фаза, ноль и заземление. Современные производители электрооборудования (щитков, розеток) уже не выпускают моделей без заземления.
В электросетях старого образца использовалось – это когда контакты «земля» выводились в щиток и соединялись с нулем напрямую. И получалось, что ноль одновременно являлся и заземлением.
Важно! Есть такие кулибины, которые при установке новых розеток с заземлением устанавливают перемычку между землей и нулем и считают, что таким образом позаботились о безопасности. А на деле если проводник ноль случайно оборвется, то и заземления не будет. От такой розетки в открытой проводке, например, в брусовом доме, точно будет пожар.
Зануление считается менее эффективной системой безопасности, чем заземление. Почему? В распределительном щитке при такой системе стоит автомат, который срабатывает при коротком замыкании. Он настроен на определенную критическую силу тока. Если «пробьет» меньше, например, не 18, а 10 ампер, автоматика просто не сработает. А вот человек от такого удара вполне может получить серьезные травмы.
Таким образом, можно сделать вывод, что заземление и молниезащита в частных домах – оптимальный выбор. А вот для квартиры в многоквартирном строении следует выбирать зануление.
Планируя обустройство заземления, следует сначала разобраться с терминологией. Основные понятия, которые вам необходимо знать:
Важно! Для эффективной работы заземлитель должен быть заглублен в почву на полметра ниже уровня промерзания и ниже уровня пересыхания в районах с жарким климатом. Стержни заземлителя постоянно должны находиться во влажной почве.
В процессе изучения вопроса вы можете столкнуться с термином «земля». Под ним обычно объединяют все составляющие части конструкции заземления.
Контуры заземления в частном доме, требования по обустройству:
Есть еще несколько важных требований, и при обустройстве контура нужно выполнить хотя бы одно из них:
Как правильно сделать заземление описано в стандарте ГОСТ Р 50571.5.54-2013. В частности, в этом документе описано, чего нельзя делать при подобных работах. Отметим только два наиважнейших момента: нельзя заземлятся на и оставлять заземляющий проводник на поверхности без надлежащей защиты от влаги.
Даже если полностью застроен, всегда можно найти место для контура. Его вполне можно разместить и на территории сада или . Контур заглублен в грунт и не причинит вреда растениям.
Схема заземления на даче своими руками начинается с определения количества потребителей и установки проводки с использованием заземляющего проводника в каждой розетке. Шина заземления ставится в общем щитке.
Схема при 220 или 380 вольт напряжения принципиально не различается. Контур все тот же, есть только нюансы в способах подключения.
Важно! Нельзя размещать клеммы одна на другой. Если это сделать, в процессе окисления возрастет сопротивление и следующие в цепи потребители окажутся без защиты.
Заземляющий проводник, идущий от щитка к контуру, должен быть цельным. Любая скрутка или даже повышает сопротивление и снижает эффективность системы.
Шины можно соединять кругом, линией или треугольником. Треугольник традиционно считается самой надежной конструкцией. Даже при случайном отделении одной шины, контур будет работать.
К сведению! Законодательство не требует от владельцев частных домов установки заземления. Нет необходимости приглашать для этой работы сертифицированных специалистов. Всю конструкцию можно установить собственноручно.
Помните курс школьной физики? Ток стремится в направлении наименьшего сопротивления. Если нарушить изоляционный слой в токопроводящих устройствах, энергия будет идти туда, где сопротивление будет ниже. Так в электроприборе происходят пробои на металлический корпус. Совсем необязательно, что прибор при этом перестанет работать, но вот его владелец непременно получит разряд, едва прикоснувшись к корпусу.
Что является заземляющим контуром? Для выполнения своей задачи он должен быть выполнен из материала, легко проводящего электрический ток. Отличный вариант – омедненные стальные детали, они прослужат довольно долго, так как слабо подвержены коррозии.
Почему лучше всего использовать металлический уголок, а не, например, трубы? Можно и трубы, но уголок легче забивать в землю. Именно забивать, так как его поверхность должна плотно контактировать с грунтом для эффективной работы. Трубу забить сложнее, но если нет под рукой уголка, сойдет и она или даже толстая гладкая арматура.
Важно! Расстояние контура от дома должно быть не меньше одного, но не больше десяти метров.
Расчеты для контура можно делать приблизительно, следует только знать основы. Есть формулы, которые используют профессионалы, и их нужно применять в случае, если в вашем доме размещены какие то мощные электроприборы, потребляющие большое количество энергии.
Важно! Устанавливая контур, не покрывайте его краской, лаком или другим защитным составом. Это значительно снизит эффективность системы.
R = U / I
При этом U – напряжение (по показателям вольтметра), а I — сила тока (по показаниям амперметра).
Есть формула сопротивления стержня, с помощью которой можно сделать расчеты, если нет амперметра или вольтметра. Оцените, насколько сложнее в этом случае рассчитать, сколько Ом должно быть заземление:
Значение ρ в этих формулах — удельное сопротивление грунта. Если вы знаете содержание почвы в регионе, где находится участок, можно определить это значение по таблице:
Совет! Если сомневаетесь в своих расчетах, используйте компьютерные программы «Электрик», «Расчет заземляющих устройств», «Заземление» или «Акула». Они помогут не только рассчитать необходимой параметры заземляющей конструкции, но и организовать молниезащиту.
Пример расчета заземления для частного дома с помощью программы «Электрик» в видеоинструкции:
Для устройства заземления в частном доме своими руками не требуется каких-то особых навыков и специальных инструментов. Потребуется лишь , кувалда и . Мы уже говорили о том, что контур заземления в частном доме своими руками 380 или 220 вольт принципиально не отличается. Так что предлагаем вам простой алгоритм действий:
| Фото | Описание работ | |
 | Монтаж контура заземления начинается с составления схемы устройства и определения место его размещения. Оптимальное расстояние от дома – 3-5 метров. | |
 | Для шин используйте металлический уголок или гладкие стальные стержни. Арматуру не рекомендуется использовать для контура. Она каленая, а это нарушает распределение тока по сечению. Кроме того, такие стержни очень подвержены коррозии. | |
 | Для контура необходимо вырыть траншею глубиной примерно 80-100 сантиметров. Ширина траншеи не имеет значение, но учтите, что вам будет необходимо в дальнейшем проводить в ней , так что подумайте, как вам будет удобно. | |
 | Расстояние между вертикальными заземлителями – 1.5 – 2 метра. Чтобы облегчить процесс забивания стержни заостряют. Если используются уголки, они тоже обрезаются на концах так, чтобы легко входили в землю. | В режиме долбления постепенно забивайте штыри на глубину, оставляя на поверхности траншеи примерно 20-25 сантиметров стержня. |
 | Когда все вертикальные шины будут вбиты, приварите к ним металлическую полосу. Не рекомендуется заменять сварку болтовыми соединениями. В процессе окисления контакт горизонтального и вертикального заземлителя будет нарушен. | |
 | После монтажа горизонтального заземлителя нужно соединить его проводником со щиткам. Для этого на конце привариваются крупные болты, на которые и будет закреплен проводник. Места сварки можно обработать от коррозии специальным составом, но сам контру ни в коем случае не окрашивается! |
О важности заземления электроприборов и всей сети, как об основополагающем принципе электротехнической защиты от поражения электрическим током говорилось много, нет нужды повторяться.
Но стоит заметить, что в отношении отдельно стоящего частного дома есть ещё один весомый довод о необходимости заземления – это молниезащита здания, внутренних металлических конструкций, электросети и оборудования. От правильности расчёта, от скрупулезного и качественного выполнения всех работ зависит электротехническая и пожарная безопасность в доме.
Поскольку заземление – это процесс, включающий в себя теоретические расчётные вычисления и практическое воплощение комплекса задуманных и изготовленных конструкций, то необходимо вначале составить подробный план действий.
В первом пункте нужно определить, по какой системе будет выполнено заземление в частном доме своими руками. Исходя из возможного типа подведённых к фасаду здания линий электропередач, таких систем, доступных для самостоятельного воплощения может быть две: TN-С-S и TT.
Система заземления ТТ
Система заземления TN-C-S
Подвод линии, как правило, воздушный, очень часто неизолированными проводниками, что свидетельствует о ненадёжности электроснабжения, заключающейся в большой вероятности обрыва ноля.
Ввод в дом незапланированным алюминиевым проводом
Иногда встречаются воздушные линии (ВЛ) выполненные самонесущим изолированным проводом (говорят СИП кабель), даже если он пятипроводный, то очень мала вероятность того, что в нём присутствует провод защитного заземления PE, чаще всего пятый проводник используется для уличного освещения.
Ввод в дом с помощью провода СИП 2х16
Это значит, что ввод в дом выполнен по старой системе TN-С, и необходимо будет выполнить разделение совмещённого PEN провода на защитный PE, и рабочий ноль N. В черте города можно встретить подземный ввод, где заземление будет выполнено по TN-С-S или даже TN-S, то в этом случае достаточно сделать трёхпроводную электропроводку в доме.
Допустим, ввод ВЛ, провода неизолированный. В ПУЭ говорится, что если нельзя обеспечить электротехническую безопасность обычными методами, то допускается применение системы TT, в которой контур заземления не связан с сетевым проводом PEN, соответственно безопасность заземлённого оборудования не будет зависеть от возможного обрыва ноля.
Повторное заземление ЛЭП
Поэтому, отвечая самому себе на вопрос: какую систему выбрать – нужно внимательно изучить систему электроснабжения, осматривая воздушные линии, пройтись от дома до самого трансформатора. Не нужно быть знатным электриком, чтобы оценить качество монтажа и обслуживания – порой в сельской местности линии электропередач находятся в крайне плачевном и убогом состоянии.
Полоса повторного заземления
Также нужно осмотреть, как близко от проводов растут деревья, не пересекаются ли ветки – во время сильного ветра как раз обломки древесины или упавшего целиком деревянного ствола становятся причиной аварий на линиях.
Данный осмотр необходим для того, чтобы определиться: TN-C-S заземление выбрать, или TT. Если линии в удовлетворительном состоянии, за ними ухаживают, столбы бетонные и на них выполнено повторное заземление нуля, ВЛ выполнены СИП, то надёжней будет TN-С-S.
Новая ЛЭП выполненная проводом СИП.
Но, если, как говорится, электросеть «на ладан дышит», то уповать на защитные свойства совмещённого приходящего провода PEN не стоит, если в любой момент фаза может замкнуть на ноль, который тут же где-то у трансформатора отгорит, и по металлических заземлённых поверхностях дома будет «гулять» смертельное фазное напряжение. Если линии ненадёжны, то необходимо будет планировать заземление по TT системе.
В независимости от выбранной системы заземления, расчет и выполнение заземлителя будет одинаковым, хотя в отношении TT необходимо будет проявить особую аккуратность, ведь будущее заземляющее устройство будет являться последним и единственным рубежом электротехнической защиты, без подстраховки с помощью совмещённого PEN провода.
Интуитивно понятно, что провода заземляющего устройства (ЗУ) должны безопасно отвести кратковременный ток короткого замыкания и продолжительный ток, близкий к номинальному значению срабатывания защитного входного автомата. 6мм² — минимально допустимое значение поперечного сечения медного провода, соединяющего ЗУ и шину PE, которую ещё называют ГЗШ – главной заземляющей шиной.
Точка соединения контура заземления с проводником минимального сечения 6 мм2
Если суммарные возможные входные токи больше, чем сможет выдержать провод с данным сечением, то его необходимо будет пересчитать согласно данным из таблицы.
Но провода ЗУ – как раз такой случай, что чем толще – тем лучше характеристики сопротивления и механическая надёжность. Использовать алюминиевые провода для соединения заземлителя и ГЗШ нежелательно, так как не допускается его прокладывать в земле без защитной изоляции, к тому же на клеммах будет происходить коррозия из-за гальванических процессов.
Есть два типа заземлителей:
Не допускается использовать для заземления различные металлические конструкции заборов, оград, поручней, игровых площадок. Если использовать естественные заземлители нет возможности, то необходимо будет рассчитать количество искусственных заземлителей, выбрать способ их соединения, запастись металлопрокатом и электросваркой, чтобы заземление дома своими руками было выполнено максимально надёжно.
Монтаж искусственного заземлителя из уголков стали и крепление проводником от ЗУ к шине PE
В таблице указаны минимально допустимые размеры металлопроката, используемого для выполнения заземлителей.
Чтобы растекание токов от заземлителей было максимально эффективным, грунт должен быть влажным, поэтому в сухую погоду данный грунт необходимо поливать, лучше раствором поваренной соли.
Наглядный пример контура заземления частного дома
Если сеть однофазная, и будет использоваться система TN-С-S, где основную функцию заземления будет выполнять приходящий по воздушной линии PEN провод, то можно ограничиться одним простейшим контуром, состоящим из нескольких штырей.
Чтобы установить такой заземлитель, нужно прокопать траншеи ниже глубины промерзания грунта, вбить штыри в землю и надёжно проварить соединения прутков и полос.
Такой контур заземления подходит для небольшого частного дома
Ввод заземляющего контура в дом лучше сделать в виде полосы, и там уже соединить с медным проводом при помощи болтового соединения.
Можно сделать линейный контур заземления, но его надёжность будет ниже из-за соединения штырей шлейфом.
Более надёжным будет контур с двумя и больше группами заземлителей.
Если ввод трёхфазный, или будет использоваться заземление системы TT, то необходим более надёжный контур, его схема выглядит как замкнутый вокруг дома горизонтальный заземлитель с группами вертикально вбитых штырей.
Контур заземления по периметру здания
Соединение с ГЗШ делается при помощи нескольких полос, приваренных в разных местах по всему контуру.
Далее необходимо будет проверить металлосвязь и сопротивление выполненного контура. Так как сопротивление грунта зависит от приложенного напряжения (имеет нелинейную характеристику) то данные измерения нельзя провести при помощи обычного мультиметра.
Для проверки необходимо будет пригласить специалиста электротехнической лаборатории с соответствующим оборудованием.
Самые жёсткие требования предъявляются к заземлению нейтрали трансформатора, сопротивление ЗУ которого должно быть не более 2, 4, 8 Ом соответственно напряжениям измерения 660, 380, 220В трёхфазного тока, или 380, 220, 127В однофазного. Максимально допустимые значения сопротивлений заземлителей 15, 30, 60 Ом при соответствующих вышеприведённых измерительных напряжениях.
Естественно, что чем меньше сопротивление, тем лучше. Для PEN провода ВЛ ПУЭ требует сопротивление 5, 10, 20 Ом – на эти значения (10 Ом для однофазной сети) можно ориентироваться, измеряя сопротивление заземления на ГЗШ.
Как известно, PEN проводник в системе TN-С является одновременно нулевым рабочим и защитным заземляющим проводом. Его разделение на PE (жёлто зелёный провод, подключается к заземляющему контакту розеток) и N (подключить к силовым клеммам розетки) производят в точке повторного заземления на вводном распределительном устройстве, или по-простому: в электрощите.
Таким образом, происходит процесс зануления шины PE, и повторного заземления PEN провода.
Выдержки из ПУЭ 1.7
Разделение должно выполняться до узлов коммутации (защитного автомата, счётчика), и является возможным, если выполнены условия по сечению вводных проводов (10мм² медь, 16мм² алюминий).
Правильно сделанное разделение PEN должно выглядеть так
Разумеется, если идет речь о том, как сделать заземление на даче, то данная иллюстрация мало подходит, так как такой большой электрощит в дачном домике не требуется. Но зато наглядно видно, как должно осуществляться разделение PEN провода:
Перемычка устанавливается, чтобы было удобно проводить различные измерения.
Таким способом можно перейти от устаревшей TN-С системы заземления и оборудовать весь дом трёхпроводной или пятипроводной (трехфазная сеть) электропроводкой по системе TN-С-S, подключить трёхконтактные розетки, надёжно защитив домашнее электрооборудование от влияния помех и грозовых перенапряжений (понадобятся грозозащитные модули), а себя и всех обитателей дома от электрического поражения.
Нужно помнить, что поскольку эффективность заземления зависит от погоды и времени года, то для электропроводки системы TT обязательным является применение УЗО, так как значения тока утечки через заземление может быть недостаточно, чтобы сработал защитный автомат.
ПУЭ 1.7
Конечно, сделать заземление в квартире своими руками подобным способом разделения PEN провода будет нереально, так как доступ к ВРУ многоквартирного дома должны иметь только соответствующие службы.
Заземление по системе TT является более реальным, но необходимо будет потратиться на длинный провод к заземляющему контуру, и как-то договориться о проведении земляных работ.
Возможно, будет проще всем жильцам дома договориться, собрать деньги и заплатить специалистам, чтобы они перевели энергоснабжение дома на TN-С-S систему заземления.
Строительство частного или загородной дачи всегда сопряжено с большим объемом электротехнических работ. В этом диапазоне задач, наряду с подводкой электропитания к дому, установке распределительного и защитного оборудования, прокладке внутренних линий, не меньшую значимость имеет и грамотно спланированная и исполненная система заземления. К сожалению, при проведении «самостроя » неопытные хозяева про этот момент достаточно часто забывают или же даже намеренно его игнорируют, пытаясь достичь какой-то ложной экономии денежных средств и трудозатрат.
А между тем система заземления имеет чрезвычайную важность – она способна предупредить многие неприятности, которые могут привести к весьма печальным или даже трагическим последствиям. Согласно существующим правилам, специалисты электросетей не произведут подключение дома к линии электропередач, если этой системы в доме нет или же она не отвечает необходимым требованиям. И владельцу, так или иначе, придется решать вопрос, как сделать заземление на даче.
В современных домах городской застройки контур заземления обязательно предусматривается еще на стадии проектирования здания и его внутренних коммуникаций. Хозяину частного жилья этот вопрос придется решать самому – приглашать специалистов или постараться все сделать своими руками. Пугаться не надо – все это является вполне выполнимой задачей.
Для того чтобы понять важность заземления, достаточно базовых понятий из школьного курса физики.
Подавляющее большинство частных домов запитываются от однофазной сети переменного тока 220 вольт . Электрическая цепь, необходимая для работы всех приборов или установок обеспечивается наличием двух проводников – собственно, фазой и нулевым проводом.
Конструкция всех электрических приборов, инструментов , бытовой и иной техники предусматривает элементы изоляции и защитные приспособления, которые должны предотвратить попадание напряжения на токопроводящие корпуса или кожухи. Тем не менее , вероятность такого явления никогда не исключается – изоляция может быть разрядом, прогореть от ненадежных , искрящих контактов в соединениях проводов, могут выйти из строя элементы схемы и т.п .В этом случае фазное напряжение может попасть на корпус прибора, прикосновение к которому становится чрезвычайно опасным для человека.
Особую опасность представляют ситуации, если рядом с таким неисправным прибором находятся металлические предметы, имеющие так называемое естественное заземление – стояки отопления, водопроводные или газовые трубы, открытые элементы армирования строительных конструкций и т.п . При малейшем касании к ним цепь может замкнуться, и смертельно опасный ток пройдет через тело человека в сторону меньшего потенциала. Не менее опасны подобные ситуации и в том случае, если человек стоит босой или в мокрой обуви на влажном полу или земле – тоже есть все предпосылки к замыканию цепи переменного тока от корпуса прибора.
Одно из выраженных свойств электрического тока в том, что он обязательно выберет проводник с минимальным сопротивлением. Значит, необходимо заранее создать линию с минимальным сопротивлением и нулевым потенциалом, по которой в случае пробоя на корпус напряжение будет безопасно отводиться.
Сопротивление человеческого тела – величина непостоянная, зависящая и от индивидуальных особенностей, и даже от временного состояния человека. В электротехнической практике эту величину обычно принимают за 1000 Ом (1 кОм ). Стало быть, сопротивление заземляющего контура должно быть многократно ниже. Существует сложная система расчетов , но обычно оперируют величинами в 30 Ом для бытовой электросети частного дома и 10 Ом в том случае, если заземление используется еще и в качестве защиты от молнии.
Могут возразить, что все проблемы вполне решаемы установкой специальных защитных устройств (УЗО). Но для корректной работы заземление также является необходимостью. При появлении даже малейшей утечки тока цепь практически мгновенно замкнется и устройство сработает, отключив опасный участок домашней электросети.
Некоторые хозяева пребывают в предубеждении, что для заземления достаточно использовать трубы водопровода или отопления. Это – чрезвычайно опасно и абсолютно ненадежно . Во-первых , гарантировать эффективный отвод напряжения невозможно – трубы могут быть сильно окислены и не иметь достаточно хорошего контакта с землей , а кроме того , на них нередко бывают пластиковые участки. Не исключается и поражение током при при косновении к ним в случае пробоя электропитания на корпус, причем такой опасности могут быть подвержены в том числе и соседи.
Большинство современных электроприборов сразу оснащаются кабелем питания с трехконтактной вилкой. Соответствующие розетки должны устанавливаться и при проведении работ по монтажу проводки в доме. (Некоторые электроприборы старых моделей имеют вместо этого контактную клемму на корпусе для подключения заземления).
Есть строго определённая цветовая «распиновка » проводов : синий провод однозначно является «нулевым», фаза может иметь различную расцветку, от белой до черной , а заземляющий – всегда желто-зеленый .
И вот, зная это, некоторые «мудрые» хозяева, желая сэкономить на обновлении проводки и организации полноценного заземления, просто делают в розетках перемычки между нулевым контактом и заземляющим. Однако, этим они не решают проблемы, а, скорее, усугубляют ее . При определенных условиях, например, при перегорании или плохом контакте рабочего нуля в каком-то участке цепи, или при случайной перефазовке , на корпусе приборов появится фазный потенциал, причем это может случиться в самом неожиданном месте дома. Опасность поражения током возрастает в такой ситуации многократно.
Заземление — это надежная защита от многих неприятностей
Вывод из всего сказанного – заземление является обязательным конструктивным элементом домашней электрической сети. Оно выполняет сразу функций:
Теперь, когда важность системы заземления разъяснена, можно перейти к вопросу, как ее сделать условиях частного дома самостоятельно.
Итак, грамотно исполненная система заземления должна обеспечивать надежный контакт с нулевым потенциалом земли и с минимально возможным сопротивлением созданного контура. Однако, гру нт — гр унт у рознь – разные его типы серьезно отличаются друг от друга удельным сопротивлением:
| Тип грунта | удельное сопротивление грунта (Ом × м) |
|---|---|
| Песок (при уровне грунтовых вод ниже 5 м) | 1000 |
| Песок (при уровне грунтовых вод выше 5 м) | 500 |
| Плодородная почва (чернозем) | 200 |
| Влажная супесь | 150 |
| Полутвердый или лесовидный суглинок | 100 |
| Меловой слой или полутвердая глина | 60 |
| Графитовыен сланцы, глинистый мергель | 50 |
| Суглинок пластичный | 30 |
| Пластичная глина или торф | 20 |
| Подземные водоносные слои | от 5 до 50 |
Очевидно, что те слои, которые обладают наименьшим удельным сопротивлением, располагаются, как правило, на значительной глубине. Но и при заглублении электрода получаемых результатов может быть недостаточно. Проблема эта решается несколькими способами – от увеличения глубины установки штыревых электродов, до увеличения их числа, расстояния между ними или общей площади контакта с грунтом. На практике чаще всего применяются несколько основных схем:
В дачном строительстве применяется она нечасто из-за большого объема земляных работ или в связи с особенностями расположения построек на участке.
Итак, проще всего реализовать с минимальными затратами схемы «б» или, по возможности , «в».
Чтобы сделать систему заземления такого типа , потребуются металлические профили, сварочный аппарат, инструменты для земляных работ, кувалда. В ряде случаев, при сложных плотных грунтах, может понадобится ручной бур.
Схематично эта система выглядит подобным образом:
Место расположения заглубленных электродов выбирается с тем расчетом , чтобы было максимально удобно подвести заземляющую шину к распределительному щитку. Оптимальное расстояние от дома – 3— 6 метров. Допустимые пределы – не ближе одного метра и не далее десяти.
Размеры, указанные на схеме, отнюдь не являются какой-то догмой. Так, сторона треугольника может быть и до трех метров в длину, а глубина забивки штыря может быть несколько меньшей — 2,0 ÷ 2,5 м . Количество электродов тоже может меняться – если грунт пл отный и на большую глубину забить штыри не удается , можно увеличить их количество.
Здравый совет – заранее обратиться в местную службу энергоснабжения за получением рекомендаций по выполнению заземляющего контура. У этих специалистов наверняка есть продуманные и опробованные в данном регионе схемы. Кроме того, они смогут помочь просчитать размеры и исходя из планируемой нагрузки домашней электросети – это тоже имеет значение.
Что может послужить электродами? Для этих целей чаще всего используют стальной уголок с полкой 50 × 50 мм и толщиной не менее 4 ÷ 5 мм. Могут применяться трубы, лучше – оцинкованные с толщиной стенок не менее 3,5 мм. Можно взять стальную полосу с площадью поперечного сечения порядка 48 мм² (12 × 4), но ее сложнее вбить вертикально в грунт. Если решено использовать стальной прут, то то же лучше брать оцинкованный, диаметром не менее 10 мм.
Чтобы связать штыри в один контур, используют полосу 40 × 4 мм или катанку 12 – 14 мм. Этот же материал подойдёт для прокладки шины заземления к точке ввода ее внутрь дома.
Бронзовая распределительная пластина для проводов заземления
Не следует торопиться сразу же засыпать смонтированный контур грунтом.
— Рекомендуется, во-первых, запечатлеть его на фотографии с привязкой к окружающим стационарным наземным объектам – это может потребоваться для внесения изменений в проектную документацию, а также для проведения контрольно-проверочных мероприятий в будущем.
— Во-вторых, необходимо проверить сопротивление получившегося контура. Для этих целей лучше пригласить специалистов энергоснабжающей организации, тем более что их вызов, так или иначе, будет необходим для получения разрешительных документов.
Если результаты проверки показывают, что сопротивление велико, необходимо будет добавить еще один или даже несколько вертикальных электродов. Иногда перед проверкой идут и на хитрости, обильно поливая места около заколоченных в грунт уголков насыщенным раствором обычной поваренной соли. Это безусловно, улучшит показатели, однако, не стоит забывать и о том, что соль активизирует коррозию металла.
Кстати, если забить уголки не получается, то прибегают к бурению скважин на нужную глубину. После установки электродов их с максимально возможной плотностью заполняют глиняным грунтом, в который также перемешивают с солью.
После того как работоспособность контура заземления проверена, необходимо обработать сварные швы антикоррозийным составом. Это же можно проделать и с шиной, идущей к зданию. Затем, после высыхания мастики, котлован и траншеи засыпаются грунтом. Он должен быть однородным, не замусоренным и без щебеночных включений. Затем место засыпки тщательно утрамбовывается.
Весьма удобны для организации заземления на даче готовые комплекты заводского изготовления. Они представляют собой набор штырей с соединительными муфтами, позволяющими наращивать глубину погружения в грунт по мере забивки.
Эта система заземления предусматривает монтаж одного штыревого электрода, но на большую глубину, от 6и даже до 15 метров.
В комплект обычно входят:
В некоторых комплектах муфты являются не резьбовыми, а запрессовочными . В этом случае один конец заземляющего штыря суженс помощью ковки и имеет ребристую поверхность. При ударном воздействии происходит прочное соединение и достигается надежный электрический контакт между стержнями.
Нагель — насадка, которая будет передавать ударное усилие от молота
Для установки такой системы заземления также целесообразно вырыть небольшой котлован глубиной до метра и такой же в диаметре, хотя некоторые предпочитают даже наружное размещение.
Штыри последовательно вбиваются с наращиванием на нужную глубину.
Затем на оставленный на поверхности участок (порядка 200 мм) надевается латунный контактный зажим.
В него вставляется или токопроводящая шина из металлической полосы, или же сразу кабель заземления сечением 25 кв. мм. Для соединения со стальной полосой предусмотрена специальная прокладка, которая не даёт возможности для электрохимического контакта между мелью стержня и сталью (цинком). В дальнейшем шина или кабель заводятся в дом и подключаются к распределительному щитку точно так же, как это было описано выше.
Какой тип покрытия стержней выбрать – оцинкованный или омедненный?
Каковы общие достоинства такого комплекта системы заземления с одним глубоко размещённым электродом:
Есть, конечно, и свои недостатки:
