Современные электроприборы становятся все мощней, и, соответственно, возрастают и риски поражения ими. Устройство заземления гарантирует не только безопасность людей, но и сохранность оборудования.
Принцип действия заземляющего устройства
Электрический ток, подобно жидкости, течет от места наибольшего сопротивления (фаза L «+») к наименьшему (N нуль «–»). В случае повреждения изоляции электроды устремляются к любому из ближайших проводников электрического тока, обладающему наименьшим сопротивлением. Чаще всего ими становятся металлические детали корпуса, прикосновение к которым становится крайне опасным.Прикосновение к неисправным электроприборам опасно!
Даже при наличии установленных автоматов в щитке ПЭУ вероятность поражения током сохраняется: ведь они рассчитаны на определенную величину силы тока. При заземлении же любой, даже небольшой заряд, попавший на корпус, мгновенно стекает в землю.
В роли отводящих проводников тока (PE) выступает заземляющий контур : несколько металлических стержней, выполняющих роль электродов. закопанных в землю на определенную глубину и соединенных в единую цепь. При этом сопротивление заземляющего контура подбирается таким образом, чтобы оно было меньше электрического сопротивления тела человека (меньше 4 Ом).
Заземление строения
Расчет контура заземления
Точно рассчитать размеры контура и глубину его погружения в землю достаточно сложно. Для этого необходимо знать:способность грунта препятствовать свободному прохождению тока (его электрическое сопротивление);
сопротивление металла, из которого изготовлены заземлители;
их количество и точную глубину их закладки в землю.
Во избежание сложных расчетов, которые под силу только специалисту, можно вначале изготовить контур заземления по усредненным размерам, а затем с помощью омметра измерить величину его сопротивления. В случае, если она выше 4 Ом, длину контура следует увеличить за счет наращивания количества металлических стержней, углубленных в землю.
Контур заземления
Совет. Так как омметр – достаточно дорогой прибор, для измерения сопротивления можно пригласить специалиста из электросети или подобной организации. В том случае, если глубина промерзания грунта известна точно (эти данные можно уточнить в геологии), измерение сопротивления цепи можно не производить или подстраховаться и увеличить длину контура.
Монтаж контура заземления
В качестве заземлителей для изготовления контура можно выбрать любой металл с сечением от 1,5 см2. Чаще всего используют уголок 50×50, один конец которого для лучшего вхождения в землю срезается наискось болгаркой.1. Форма контура может быть любой, при этом минимальное количество стержней, заглубленных в землю – три. Именно поэтому наиболее распространенным является контур в виде треугольника , стороны которого равны 1,2-1,5 м и более.
Контур заземления
2. Для обустройства контура в земле на расстоянии 3-10 м от здания ближе к распределительному шкафу выкапывается треугольная траншея с равными сторонами глубиной от 0,7 и шириной 0,5 м. Дополнительно прокладывается и траншея, ведущая к силовому шкафу.
Подготовка траншеи
3. По углам контура вбиваются вертикальные заземлители, которые будут выполнять роль электродов. Стержни забиваются на глубину промерзания грунта (но не менее 1,5 и не более 3 м) так, чтобы их верхняя часть выступала над землей на 20-25 см. Для лучшего вхождения в землю их концы заостряются . При этом существует правило: чем больше влаги содержится в грунте, тем меньшим может быть шаг электродов и меньшей глубина их погружения.
Забивание металлических стержней
4. Значение имеет и его сопротивление силе тока . Так, если сопротивление глины и чернозема составляет 25, торфа – 20, то песка – аж 500 Ом*м и выше. Очень высоким является и сопротивление каменистой почвы. В скалистой местности глубина погружения штырей перестает иметь решающее значение (ведь добраться до влажной земли, имеющей минимальное сопротивление, нереально). В таких случаях следует монтировать контуры заземления с большей площадью рамки, расположенной горизонтально или в форме расходящихся лучей.
Удельное сопротивление грунта
5. Если плотность грунта слишком высока, и забить стержни в него сложно, можно предварительно пробурить отверстия в земле .
6. Для соединения цепи к их концам по всему периметру треугольника привариваются полосы из стали 40*4 мм или гладкой арматуры 14 мм. Место сварки для уменьшения коррозии следует обработать битумом или иным антикоррозийным составом .
Сваривание цепи контура
Важно! Использовать рифленую арматуру для связывания контура не рекомендуется. В противном случае пустоты могут нарушить контакт с грунтом.
7. К проводу заземления такая цепь приваривается с помощью болта 10 мм . Использование скрутки для соединения недопустимо.
Скрутка для соединения цепи не допустима
После проверки данных сопротивления контура с помощью омметра траншея засыпается грунтом.
Естественно, вся внутренняя проводка в доме монтируется по трехпроводной схеме , где третьими является провода заземления. Они выводятся на электрощит, а затем подсоединяется к общему контуру заземления. В качестве дополнительной защиты система оборудуется УЗО или дифавтоматами .
Трехпроводная схема
Устройство молниезащиты
Напряжение грозовых разрядов, возникающих между наэлектризованными облаками, может достигать миллиардов вольт. Природным молниеприемником являются деревья, глубоко уходящими корнями в землю (ведь сырая земля обладает минимальным сопротивлением). Иногда молния может ударить и по самым высоким частям зданий. Именно поэтому молниезащиту устанавливают чаще всего именно на крыше.Молниеприемник представляет из себя проводник из металла 1,5 м диаметром от 12 мм, установленной на самом высоком месте строения. На слишком больших зданиях их может быть несколько. Чем выше они расположены, тем больше защищаемая ими территория. При этом их максимальная высота может составлять 15 м (при большей высоте их эффективность снижается).
Устройство молниеприемника
Важно! Металл, покрытий лаком или краской, не может служить в качестве молниеприемника.
Если трубка металлоприемника полая, она обязательно заваривается. В качестве заземлителя выбирается алюминиевый или медный провод, который крепится к такому приемнику муфтами или клеммами. Другой его конец уходит к заземлителю, устроенному по такому же принципу, что и контур, предназначенный для заземления строений, описанный выше.
Важно! Для усиления защиты заземление молниеотвода обязательно соединяется с помощью стальной полосы, проходящей под землей, с контуром заземления здания.
В последнее время появилось множество полезных электроприборов, которые делают нашу жизнь максимально комфортной. Например, если в ваш загородный особняк не проведён газ, то отапливать помещения можно с помощью керамических обогревателей, еду готовить на электроплите, а для подогрева воды установить бойлер. Но чем больше вы используете приборов, тем выше вероятность поражения током при контакте с ними. Чтобы обезопасить свою жизнедеятельность, надо сделать заземление устройств, работающих от сети. В отличие от многоэтажных зданий выполнение этой меры электробезопасности в частном доме не составляет особых трудностей. Поэтому сегодня мы расскажем об устройстве заземления, приведём его расчёт и пошаговую инструкцию по установке.
Назначение защитного заземления
Правильно сделанный контур заземления в частном доме убережёт вас от поражения электрическим током при пробое изоляции на корпус прибора
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.
Чем ниже удельное сопротивление грунта, тем лучше будет контур
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
Контур заземления, выполненный по схеме «треугольник», является самым надёжным
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
В качестве электродов используйте стуржни из материалов с высокой электрической проводимостью
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
Ройте траншеи под контур недалеко от дома. Так, вам не придётся рыть длинную траншею к постройке
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
Если грунт неоднородный, то для забивания штырей используйте перфоратор
- 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.
- 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.
- 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.
- Далее берём металлическую полосу 40×5 миллиметров и прихватываем её сваркой к штырям. В итоге у вас получится контур в виде равностороннего треугольника.
- Теперь делаем подвод контура к зданию. Для этого также используем полосу. Её нужно вывести и зафиксировать у стены (по возможности вблизи распределительного щита).
Хорошо приварите болт к шине, так как от качества контакта зависит сопротивление контура заземления
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!
Все сварные соединения должны быть окрашены, так как эти места больше всего подвержены разрушению
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.
В частном доме контур заземлния подключается по схеме TN-C-S или TT
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:
- 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.
- Подключаем к шине РЕ совмещённый РЕN проводник, идущий от источника питания.
- Затем делаем перемычку между заземляющей шиной и нулевым рабочим проводником N, шина которого должна быть изолирована от распределительного щита.
- 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
Измерение сопротивления растеканию заземлителя осуществляется посредством поверенного прибора Ф4103-М1
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.
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)
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.
Еще совсем недавно защитное заземление оборудовалось только на промышленных предприятиях и других объектах, где используют мощные электроустановки. Чтобы защитить своих работников от случайного пробоя на корпус, в обязательном порядке каждая установка и прибор заземлялись. Но время не стоит на месте. Сегодня наши дома напичканы мощной бытовой техникой: холодильники, морозильные камеры, микроволновые печи, индукционные плиты, системы «теплый пол» и многое другое. А ведь все это является источником повышенной опасности. В случае нарушения их изоляции «тесное общение» с мощными приборами может стать фатальным. Именно поэтому, чтобы обезопасить всех обитателей жилища, в загородных домах обязательно необходимо оборудовать электрическое заземление. Его обустройство можно доверить профессионалам, а можно выполнить самостоятельно.
Для чего необходимо защитное заземление
В профессиональной литературе указано, что защитное заземление - это соединение нетоковедущих частей электроустановок с землей (грунтом), которое выполняют преднамеренно. При этом в нормальном состоянии данные части электроприборов и установок не находятся под напряжением. Но если вдруг произойдет частичное разрушение изоляционного слоя, металлический корпус прибора может оказаться под напряжением.
Если объяснять более доступным языком, то придется вспомнить школьный курс физики. Как нам известно из оного, ток имеет свойство течь в ту сторону, где наименьшее сопротивление. Когда на токоведущих частях электроприборов нарушается изоляция, ток начинает искать место, где сопротивление самое низкое. Так он доходит до корпуса прибора, в результате чего корпус оказывается под напряжением. Эту ситуацию называют «пробоем на корпус». Помимо того, что ток на корпусе может нанести вред самому прибору или нарушить его функциональность, если в такой момент человек или животное дотронутся до корпуса прибора, они получат удар током. Это может повлечь печальные последствия.
Защитное заземление выполняется для того, чтобы отвести ток в землю (грунт). При этом крайне важно сделать контур заземления с таким низким сопротивлением, чтобы ток, который распределяется в обратно пропорциональной зависимости между человеком и заземляющим устройством, прошел через человека в предельно допустимых нормах, а большая часть была перенаправлена в землю.
Что собой представляет контур заземления
Самый распространенный вариант контура заземления - заглубленные в грунт электроды, соединенные между собой в какой-либо контур, который может представлять собой любую геометрическую фигуру - треугольник, квадрат или другую, но также соединение может производиться в один ряд. Вариант обустройства зависит от того, насколько он удобен для монтажа, и от размеров территории, которую можно использовать под контур. Иногда контур заземления выполняют по периметру здания. Полученная конструкция присоединяется к щитку, для чего используется кабель заземления.
Расстояние от заземляющего контура до дома не должно быть слишком большим, оптимальным считается 4 - 6 м. Нельзя располагать контур ближе 1 м к дому, нежелательно дальше 10 м.
Важно! Контур заземления в обязательном порядке обустраивается ниже уровня промерзания грунта, т.е. на глубине не менее 0,8 м.
Глубина, на которую необходимо заглублять электроды, зависит от структуры грунта и насыщенности его водой и может составлять от 1,5 м до 3 м и более. Если грунтовые воды находятся близко к поверхности почвы, грунт насыщен водой, то глубина будет небольшой. В противном случае придется забивать стержни глубоко в грунт либо обустраивать другой вариант системы заземления.
Контур заземления из черного металлопроката
В качестве заземляющих электродов можно использовать любые стержни из черного металла. Это может быть стальной уголок (чаще всего используется), труба, двутавр, арматура с гладкой структурой. Принцип выбора прост - удобство забивания в грунт. Т.е. можно выбрать любую форму, главное, чтобы сечение металла было не менее 1,5 см2.
Количество стержней - электродов можно определить опытным путем или произвести расчеты, но самым распространенным является треугольный контур заземления с электродами в вершинах треугольника. Между собой стержни соединены металлическими полосами, такая же полоса ведет и к распределительному щитку.
Расстояние между стержнями может быть от 1,2 м до 3 м и более. Это зависит от сопротивления грунта.
Важно! Перед тем как делать заземление в своем доме, посоветуйтесь с обычными электриками в вашем районе. Спросите у них, какие чаще всего конструкции, и с какими характеристиками обустраивают в вашем регионе. На какую глубину ставить электроды, как далеко выносить от дома, какое расстояние между стержнями делать. Это значительно облегчит вашу задачу.
Помимо того, что можно оборудовать контур заземления из подручного материала, на рынке появились готовые модульные системы заземления.
В комплект входят стержни из высококачественной стали, сверху они покрыты медью. Диаметр стержней около 14 мм, длина до 1,5 м. С обеих сторон на стержне есть нарезка омедненной резьбы. Элементы соединяются между собой с помощью латунных муфт. Для заглубления стержней в грунт есть наконечники, которые навинчиваются на резьбовое соединение. Таких наконечников несколько видов для разных грунтов. Еще в комплекте есть зажимы для соединения вертикальных (стержней) и горизонтальных (полос) элементов. Для защиты конструкции от коррозии используется специальная паста, которой обрабатываются все элементы системы.
У готовых модульных систем заземления есть несколько существенных преимуществ:
- Путем соединения вертикальных элементов можно осуществить заглубление на 50 м;
- Стержни не сильно поддаются коррозии благодаря медному напылению и нержавеющей стали;
- Не требуются сварочные работы;
- Обустройство может сэкономить площадь, т.к. всю систему можно оборудовать на 1 м2;
- Для монтажа не требуется специальное оборудование;
- Долговечные.
Выбор системы заземления, самодельная или готовая модульная, зависит только от финансового бюджета и личных предпочтений. Но в любом случае перед обустройством необходимо произвести расчеты заземления.
Как произвести расчет заземления
Для тех, кто не любит лишних сложностей, существует вариант выполнения заземления опытным путем. Можно обустроить треугольный контур на оптимальном расстоянии от дома, использовать металлические стержни длиной 3 м, расстояние между стержнями сделать от 1,5 до 2 м, соединить их между собой и произвести замер сопротивления контура. Требования к заземлению таковы: сопротивление заземляющего контура должно быть в диапазоне от 4 до 10 Ом. А общее правило - чем меньше значение сопротивления, тем лучше. Если результат замеров нашего контура не удовлетворяет требованиям, то добавляем еще электроды и соединяем с уже установленными. Снова производим замеры. И так повторяем до тех пор, пока наш контур не будет иметь сопротивление 4 Ом.
Более правильным решением будет все же произвести все необходимые расчеты до начала монтажа контура. Самое главное - определить количество требуемых электродов и длину горизонтального заземлителя (полосы). Все это напрямую зависит от свойств грунта, а точнее его сопротивления.
Первым делом определяем сопротивление одного стержня.
Значение удельного сопротивления грунта для расчетов можно брать из таблицы.
Если же грунт неоднородный, тогда его сопротивление рассчитывается по формуле:
Значение сезонного климатического коэффициента можно брать из таблицы:
Если не брать в расчет сопротивление горизонтального заземлителя (полосы), то количество электродов можно найти по формуле:
Находим сопротивление растекания горизонт. заземлителя:
Длину заземлителя находим по таким формулам:
Окончательное количество электродов:
Коэффициент спроса можно узнать из таблицы:
Показатель коэффициента использования обозначает влияние токов друг на друга, которое зависит от расположения вертикальных заземлителей. При параллельном соединении электродов токи, проходящие по ним, влияют друг на друга. Чем меньше делается расстояние между вертикальными электродами, тем больше сопротивление всего контура. Именно поэтому иногда советуют разносить стержни друг от друга на расстояние, равное их длине, например, 3м.
Полученное в ходе расчетов значение количества электродов округляется до целого числа в большую сторону. Расчеты готовы, можно приступать к монтажу.
Как сделать заземление в частном доме своими руками
Монтаж заземления рекомендуется начинать в теплое время года. Во-первых, так легче производить земляные работы. Во-вторых, более точным и максимальным будет значение сопротивления грунта. Для качественного заземления это очень важно. А то можно сделать заземление, когда грунт временно насыщен водой, и его сопротивление будет 4 Ом, а потом наступит засуха и его сопротивление увеличится до 20 Ом. Лучше сразу учесть максимальное значение.
Мы будем рассматривать обустройство контура заземления из металлопроката в виде треугольника:
- Первым делом выбираем удобное место. Копаем траншею в виде треугольника. Оптимальная глубина от 0,7 до 1 м, ширина 0,5 - 0,7 м. Длина каждой линии такая, как мы определили в ходе расчетов (длина горизонтального заземлителя).
- От одного из углов (любого) копаем траншею, ведущую к силовому щитку возле дома.
- Вертикальные заземлители - электроды вбиваем в вершины треугольника. Можно использовать стальной уголок 50*50 или любой другой стержневой металлопрокат. Для удобства забивания в грунт конец стержня заостряем болгаркой. Если грунт слишком твердый, чтобы забивать в него электроды, тогда бурим скважины.
- Стержни заглубляем так, чтобы их верхушка торчала из земли. Если нам пришлось бурить скважины, то вставляя в них электроды, засыпаем их грунтом вперемешку с солью.
- Стальную полосу (минимум 40*5 мм) привариваем к стержням таким образом, чтобы образовался треугольник. Одну полосу ведем по траншее к силовому шкафу.
- В частный дом заземление заводим через щиток. Для этого полосу присоединяем к проводу заземления или непосредственно силовому щитку болтом 10 мм. Болт в обязательном порядке привариваем к полосе.
- Следующий этап - проверка заземления. Для этого потребуется прибор «Омметр», стоит он немало. Ради того, чтобы раз - два за всю жизнь проверить сопротивление, покупать его накладно. Поэтому приглашаем для проверки сопротивления контура специалистов из энергоуправления. Помимо того, что они произведут замеры, также заполнят паспорт контура заземления. Если показатели сопротивления соответствуют норме, тогда можно закапывать контур. Если же нет - тогда вбиваем дополнительные электроды.
- Засыпаем траншею. Используем для этого однородный грунт без примесей щебня или строительного мусора.
Важно! В засушливую погоду контур заземления рекомендуют поливать водой со шланга, так его сопротивление уменьшается.
Для более качественного срабатывания автомата отключения выполняют еще и заземление нейтрали. На входе в здание нейтраль соединяют с повторным заземлением. Дело в том, что в частные дома электричество приходит по воздуху. Для опор ЛЭП 6 - 10 кВт выполняется повторное заземление нейтрали, а вот для ЛЭП 0,4 кВт - практически никогда энергокомпании этого не делают. Чтобы нагрузка распределилась правильно, необходимо повторно заземлить опору возле дома (желательно, чтобы все соседские тоже были заземлены). И это заземление не объединять с контуром.
Если Вы не уверены, что все сделаете правильно, можете обратиться в специализированные организации, которые выполнят и все необходимые расчеты, и монтаж со знанием дела. Если же Вы ярый хозяйственник, который привык все делать собственноручно, что ж, дерзайте. Только помните - Ваше творение призвано защищать всю семью.
Своими руками 220в можно сделать. Это достаточно несложно, и при наличии соответствующего инструмента и материалов не займет много времени. Впрочем, как обычно, все сложности кроются в деталях, и в ряде случаев от самостоятельного обустройства этой полезной конструкции все же придется отказаться.
Заземление в частном доме своими руками 220в: все что нужно знать
Отказаться от заземления можно, но только в том случае, когда вам не жалко собственных средств, затраченных на покупку или даже , а также той мощной электрической техники, которая и требует установки заземления. К ее числу можно смело отнести:
- бойлеры ;
- стиральные и ;
- ;
- ;
- и ;
- .
А также все прочие бытовые приборы способные вызвать короткое замыкание в электросети. Первым признаком того, что вам заземление как воздух необходимо является факт периодического кусания током вас именно этой техники. Этот список значительно расширяется, если в доме имеется настоящий хозяин-мастер, у которого под рукой всегда найдется:
- электросварочный аппарат;
- болгарка;
- электрическая пила;
- перфоратор;
- электродрель;
и весь прочий инструмент высокой мощности, который включается в розетку, а не питается от аккумулятора.
Если это правило игнорировать придется держать в списке быстрого набора телефона пожарную бригаду и даже сервисный центр по ремонту бытовой техники. Если же этот вариант вас не устроит, придется все же реализовать проект заземления, а будет это выполнено собственноручно или чужими силами - это уже следующий вопрос. В нем важно понять хватит ли у вас сил, материалов и умений для выполнения поставленной задачи.
Важные навыки и умения
Кроме рабочих рук и головы у мастера выполняющего подобную задачу должно быть немало навыков. Первый из них – умение копать. Копать придется много, поскольку заземление, как следует из названия, находится именно в земле. Его потребуется туда установить, но перед этим потребуется вырыть траншею заданной глубины, чтобы обеспечить для себя комфортное рабочее пространство и безопасность для окружающих в процессе эксплуатации.
Следующий по важности навык – сварка металлов. Он имеется далеко не у каждого хозяина, а тем более хозяйки, и поэтому это одно из ключевых умений. Если подобный навык отсутствует, придется воспользоваться услугами профессионалов, либо тех знакомых, соседей и родственников, которые ими все же обладают. В этом случае стоимость выполняемых работ существенно возрастает, особенно если такую операцию делают по проекту, за который дополнительно взимается плата. Но в этом есть иная сторона, которая даст дополнительный плюс – можно быть уверенным в том, что комиссия, принимающая выполненную работу, в лице представителей поставщика электроэнергии, будет удовлетворена качеством выполненной работы.
Последний из наиболее важных навыков - умение пользоваться кувалдой или перфоратором. Один из них потребуется обязательно. Именно с его помощью подготовленные заранее электроды окажутся в земле. Иначе просто никак. В обоих случаях придется работать руками, но если последний вариант их несколько пощадит, то первый – нисколько.
Инструменты и материалы
Как понятно, из предыдущего раздела, справиться голыми руками с поставленной задачей попросту не удастся. Потребуется как минимум:
- лопата;
- сварочный аппарат (возможно даже 2);
- перфоратор или кувалда.
Кроме того, потребуется метровая лента для измерения исходного материала и участка, заготовленного под выполнение проекта, а также нескольких прочих инструментов, которые найдутся у каждого мастера. Это может быть топор, который пригодится для удаления корней, , болгарка, для обрезки расплющенных во время забивания частей металлических конструкций и что-либо еще подобное.
