Заземление в частном доме это задача нуждающаяся в решении в первую очередь. Заземление решает проблему по защите потребителей от поражающего действия электрического тока. При неисправной изоляции проводов и приборов ток уходит через заземление.
В этом случае срабатывает устройство защиты (УЗО) и происходит отключение напряжения.
В полной мере заземление работает при правильном монтаже и соблюдении всех норм, правил и требований нормативных документов. При выполнении монтажа своими силами следует помнить об этом и строго следовать этим требованиям.
Ещё одна функция заземления — правильная работа электрических приборов. Для некоторых из них требуется подключение к “земле” напрямую, даже если оно есть в розетке. Поэтому на приборах есть специальный болт (электродуховка, стиралка, микроволновка).
При прикосновении к бытовым приборам мокрыми руками часто чувствуется лёгкое пощипывание. Оно не опасно, а избавиться от этого можно подключив “землю” прямо на корпус.
Нужно ли устройство заземления при строительстве своего дома
Суть работы заземления заключается в том, что это устройство направляющее электрический ток при неисправности электрических приборов и замыкании их на корпус по пути наименьшего сопротивления в землю.
Соединение шины заземления для ввода в дом
Поэтому весь ток направляется в контур заземления и при касании человеком опасных приборов или проводов не представляет опасности.
Обязательное применение заземления для любого частного жилого строения определяется нормами и правилами (ПУЭ, ГОСТы, СНИП).
Другое предназначение заземляющей системы: повышает долговечность и надёжность бытовой техники. Она защищает от помех в сети, перенапряжений и источников электромагнитных излучений.
Причины, по которым бьет током
В большинстве случаев причиной электротравмы является замыкание фазы на металлический корпус прибора. Это происходит из-за разрушения изоляции на проводах вследствие старения или перегрева. Коснувшийся корпуса человек попадает под напряжение и получает удар током.
Особенно опасны приборы, работающие с водой: бойлеры, стиральные и посудомоечные машины, пр. Влага хорошо проводит электричество.
Если она вступает в контакт с токоведущим элементом, например спиралью ТЭНа при разгерметизации его трубки, то под напряжение попадают не только корпус, но и коммуникации вместе с текущей по ним водой.
Системы заземления. Какую лучше применить
Существует таких систем шесть, но в нашей действительности применяются как правило две: TN-S-C и TT. Рассмотрим TN-S-C, эта схема предусматривает что нулевой провод (N) на подстанции заземлён. При этом земля (PE) и ноль (N) к частному домовладению подводится одним проводом (PEN) и затем у потребителя в электрощитке разделяется снова на два.
Схемы заземления TN-S-C для частного дома
В случае применения такой схемы выполнения заземления для защиты достаточно наличие автоматов, УЗО не обязательно. Но, следует знать, что при обрыве провода PEN к домовладению в доме на земляной шине появляется напряжение фазы. По правилам ПУЭ требуется защита провода PEN и заземление на столбах через 100 или 200 метров.
Из-за длительной эксплуатации и изношенности, большинство линий электропередач не отвечают этим требованиям. Поэтому рекомендуется применять систему ТТ. В этой схеме провод PE идёт на щиток от контура заземления, а не от подстанции (схема TN-S-C). В этой системе защитный провод более защищён, но необходимо применение УЗО или дифавтомата. Без них защита не обеспечивается, их применение обязательно.
Схема заземления ТТ для частного дома
ПУЭ 7, п.1.7.59 гласит, что если условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены (т.е. магистральная линия находится в таком плачевном состоянии, что не может обеспечить надёжность проводника PEN), то только тогда допускается заземляться по схеме ТТ.
Что такое контур заземления: определение и устройство
Контур заземления — это электротехническое устройство с низким электрическим сопротивлением, позволяющее быстро отвести электрический ток в землю. Он представляет из себя две части, соединённые между собой — наружная и внутренняя система. Соединение этих частей осуществляется в электрощитке, расположенном на входе в дом.
Наружная система представляет из себя устройство которое позволяет перейти электрическому току в землю с последующим распределением его по площади. Она состоит, как правило из нескольких электродов забитых (закопанных) в землю и соединённых при помощи сварки пластинами определённого сечения. От них приваренная шина отходит в щит, где соединяется с внутренней частью.
Монтаж заземления в частном доме
Что такое внутренняя подсистема? Это разводка проводки заземления по всем комнатам и помещениям дома к розеткам и к мощным электроустановкам. Формируется общая шина, которая в электрощитке соединяется с внешним контуром.
Защитные свойства заземления очень просты. При нарушении изоляции проводов, ток из электросети по проводам внутренней системы попадает на внешний контур заземления. По электродам этого контура он стекает в землю. Из электротехники известно, что земля имеет большую электрическую ёмкость, что даёт уверенность в поглощении таких утечек электричества.
Как производится расчет параметров основных заземляющих элементов
На основании результатов подобных расчетов проектируется чертеж заземляющего устройства объекта.
Важно! Устройство, смонтированное в соответствии со всеми расчетными данными схемы заземления, позволяет добиться максимальной эксплуатационной эффективности всего комплекса защитного заземления.
Основа вычислений — допустимые пределы напряжения шага и прикосновения. На их основании рассчитывается конфигурация (размер, количество) заземлителей и принцип их размещения.
Выполняются расчеты на основании таких данных:
- Описание характеристик конкретного электрического оборудования: тип установки; основные структурные элементы прибора; рабочее напряжение; возможные варианты, позволяющие осуществить заземление нейтралей как трансформирующих, так и генерирующих устройств.
- Конфигурация заземлителей. Такие данные необходимы для определения оптимальной глубины погружения электродов.
- Информация о проведенных исследованиях по измерению удельного сопротивления грунта на конкретной территории. Дополнительно учитываются климатические сведения зоны, на которой обустраивается система.
- Информация о пригодных естественных элементах заземления, которые можно использовать в работе. Необходимы данные о реальных значениях растекания токов у этих объектов. Получить их можно путем специальных измерений.
- Результат стандартного вычисления точных показателей расчетного замыкания тока на почве.
- Расчетные значения нормативной стандартизации допустимых характеристик напряжений по ПУЭ.
- Показатели сопротивления сезонного промерзания слоя грунта, в период высыхания и промерзания. Учет таких значений необходим для расчета заземляющих элементов, которые располагаются в однородной среде. Применяются специальные стандартизированные коэффициенты.
- При необходимости монтажа сложной группы заземлителей, состоящей из нескольких элементов, необходимы сведения всех потенциалов, которые будут наведены на монтируемые электроды. Для этого нужны данные о значениях сопротивления всех слоев грунта.
Важно! Если система будет размещаться в двух слоях грунта, учитывается показатель сопротивления каждого из них. Это необходимо для определения точных данных о мощностных параметрах верхнего слоя почвы.
Виды контуров заземления
Для эффективной работы системы заземления оно должно распределять ток “стекания” в землю на несколько электродов увеличивающих площадь рассеивания. Существует два главных вида систем заземления.
Контур заземления — треугольник
В таком виде контура используется три штыря, которые сварены с помощью полос в треугольник с равными сторонами. Между электродами длина выбирается в зависимости от длины заглубления электрода до двух таких глубин. Т.е. для длины электрода (заглубление) 2м, сторона треугольника будет 2-4м.
Контур заземления — треугольник
Линейный
При невозможности сделать замкнутую фигуру из-за конфигурации участка составляется вариант из нескольких электродов, их располагают полукругом или в линию. Между вбитыми штырями промежуток должен составлять 1-1,5 глубины погружения штырей. Минус способа — большое число электродов.
Контур заземления — линейный
Предлагаемые виды самые используемые при проектировании и устройстве систем заземления. Его можно сделать в виде любой геометрической фигуры (прямоугольник, круг и т.д.), но надо понимать что это потребует соответствующее количество заземляющих штырей. Основное достоинство таких систем — при разрыве соединения между электродами функции системы заземления сохраняются.
Важно!
Линейный контур работает по принципу гирлянды и повреждение перемычки выводит из эксплуатации определенный его участок.
Итог
Подводя итог всему сказанному, обратим внимание на рекомендации, которыми делятся опытные мастера:
- Перед началом монтажных работ желательно подготовить чертеж будущей конструкции, который может понадобиться при дальнейшей эксплуатации. При его наличии легче восстановить в памяти схему расположения штырей.
- Отрезки электродов допускается вбивать не только в угловых точках треугольника. Их можно располагать как в линию, так и по дуге. Главное, чтобы суммарное сопротивление растеканию тока, создаваемое всей цепочкой, не превышало 3-4-х Ом.
- Если оно больше нормируемого значения, то систему придется доработать, добавив в нее еще пару стержней.
- При отсутствии опыта самостоятельной проверки сопротивления заземления — лучше всего пригласить специалиста.
После ознакомления со всеми тонкостями процесса сборки и тестирования ЗК, попытаться изготовить его своими руками может каждый желающий.
Требования к контуру заземления
Для эффективной работы заземления согласно ПУЭ он должен соответствовать правилам:
- Штыри заземления, сваренные в контур должны находиться не менее 1 метра и не более 10 метров от дома. Наиболее правильное расстояние от фундамента 2-4 метра.
- Стержни необходимо забивать на глубину 2-3 метра.
- Соединение электродов производится полосой из металла при помощи сварки. От щита до контура заземления применяется шина более 16 квадратных миллиметров. Для присоединения проводов к заземлению в щите может производиться с помощью болтов.
- Сопротивление заземления для напряжения в 380 вольт должно быть не выше 4 Ом, а для напряжения в 220 вольт — 8 Ом.
Внешняя часть системы заземления заглублена в землю, поэтому к ней предъявляются определённые требования. Она должна находиться ниже промерзания грунта, иначе электроды будут выталкиваться из-за вспучивания земли. Электроды должны быть такие, чтобы их можно было вбить в твёрдый грунт.
Рекомендуемые типы и параметры забиваемых электродов:
- уголок толщина металла не менее 4 мм, любой размер;
- труба диаметром удобным для забивания, с толщиной стенки не менее 3 мм;
- стержень диаметром не менее 14 мм, более мелкий загибается при погружении в землю;
- полоса для соединения электродов, толщиной не менее 3 мм, шириной более 10 мм.
Минимальная длина электродов выбирается 1,5 метра, штыри располагаются на расстоянии 1-2 длины электрода. Следует учитывать, что электроды (их длина) должны быть на 15-20 сантиметров ниже уровня промерзания почвы.
Заземлители
1.7.109. В качестве естественных заземлителей могут быть использованы:
1) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;
2) металлические трубы водопровода, проложенные в земле;
3) обсадные трубы буровых скважин;
4) металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т.п.;
5) рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных и железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами;
6) другие находящиеся в земле металлические конструкции сооружения;
7) металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Оболочки кабелей могут служить единственными заземлителями при количестве кабелей не менее двух. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается.
1.7.110. Не допускается использовать в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей и трубопроводов канализации и центрального отопления. Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов в соответствии с 1.7.82.
Не следует использовать в качестве заземлителей железобетонные конструкции зданий и сооружений с предварительно напряженной арматурой, однако это ограничение не распространяется на опоры ВЛ и опорные конструкции ОРУ.
Возможность использования естественных заземлителей по условию плотности протекающих по ним токов, необходимость сварки арматурных стержней железобетонных фундаментов и конструкций, приварки анкерных болтов стальных колонн к арматурным стержням железобетонных фундаментов, а также возможность пользования фундаментов в сильноагрессивных средах должны быть определены расчетом.
1.7.111. Искусственные заземлители могут быть из черной или оцинкованной стали или медными.
Искусственные заземлители не должны иметь окраски.
Материал и наименьшие размеры заземлителей должны соответствовать приведенным в табл.1.7.4.
1.7.112. Сечение горизонтальных заземлителей для электроустановок напряжением выше 1 кВ следует выбирать по условию термической стойкости при допустимой температуре нагрева 400 °С (кратковременный нагрев, соответствующий времени действия защиты и отключения выключателя).
В случае опасности коррозии заземляющих устройств следует выполнить одно из следующих мероприятий:
увеличить сечения заземлителей и заземляющих проводников с учетом расчетного срока их службы;
применить заземлители и заземляющие проводники с гальваническим покрытием или медные.
При этом следует учитывать возможное увеличение сопротивления заземляющих устройств, обусловленное коррозией.
Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора.
Не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под действием тепла трубопроводов и т.п.
Разрабатываем схему заземления
Для того, чтобы организовать устройство заземление для частного дома необходимо проработать схему заземляющего контура. Самой популярной и наиболее часто применяемой является схема в виде треугольника.
Как правило 3 электрода стоят в его вершинах, можно добавить дополнительные, которые забивают по прямой линии между вершинами.
В случае невозможности выполнить такой контур, электроды можно установить в линию, прямоугольник, полукругом или волной. Но нужно заметить, что треугольная схема контура заземления значительно эффективнее.
Видео
Кофе капсульный Nescafe Dolce Gusto Капучино, 3 упаковки по 16 капсул
1305 ₽ Подробнее
Кофе в капсулах Nescafe Dolce Gusto Cappuccino, 8 порций (16 капсул)
435 ₽ Подробнее
Батарейки
Материалы для контура заземления
Электроды для устройства системы заземления делают из прочного металлического профиля или прута. При достаточной толщине их электрическое сопротивление должно удовлетворять предъявляемым требованиям. Они сравнительно легко могут быть погружены в землю их забиванием. Применяемые для изготовления контура заземления материалы:
- Стержень. Берётся пруток диаметром более 14 мм. Арматура как правило для этих целей не используется, т.к. при закалке арматуры повышается её удельное сопротивление.
- Труба. Диаметр более 40 мм, толщина стенки не менее 4 мм. Внизу трубы рекомендуется сделать отверстия. При засушливом климате и погоде в трубу можно залить солёной воды, это повышает электропроводность грунта.
- Уголок. Размер 50х50, толщиной не менее 4 мм. Низ уголка делают острым, что облегчает процесс его забивания в землю.
Безмуфтовые стержни
Кстати, не смотря на все преимущества и хороший контакт, многие считают резьбовые соединения самым слабым местом подобных модульных систем.
Вспомните про водопроводные трубы, лежащие в земле. После нескольких лет эксплуатации в первую очередь в них ржавеют именно резьбовые муфты.
То же самое может произойти и со штырями. Кроме того, в момент забивания вибромолотом, нередко происходит ослабление соединения. Попросту говоря, резьба откручивается.
Опытные монтажники после каждого вхождение в грунт очередного стержня, подтягивают электрод по резьбе. В этот момент случается еще одна ошибка.
Затягивая гладкий штырь или муфту газовым ключом с насечками, вы царапаете и сдираете медный слой с поверхности. К чему это приводит, говорилось выше.
Через 3-4 года вместо полноценного электрода, у вас останется полая медная трубка с трухой из ржавчины внутри.
Так вы не будете касаться ни электрода, ни муфты.
Еще обратите внимание, что во всех муфтовых комплектах, сама муфточка немного шире диаметра стержня. Чем это чревато?. Более узкий электрод при заходе в землю вслед за такой муфтой, не будет достаточно плотно соприкасаться с поверхностью грунта
Для получения реальных показателей сопротивления иногда приходится выжидать несколько дней, пока земля не осыпится и не уплотнит все свободные места
Более узкий электрод при заходе в землю вслед за такой муфтой, не будет достаточно плотно соприкасаться с поверхностью грунта. Для получения реальных показателей сопротивления иногда приходится выжидать несколько дней, пока земля не осыпится и не уплотнит все свободные места.
Поэтому многие предпочитают другой вид стержней для глубинного заземления. Например, как у OBO Беттерманн с системой BP (Bundes Post).
У таких комплектов штыри стыкуются между собой без резьбы, методом прессовки.
Это что-то типа соединения “шип-паз” с саморасклепывающимся штырем. При забивании шип намертво расклинивается в пазе и получается абсолютно монолитное соединение.
Иногда внутри отверстия на конце одного стержня может идти свинцовый шарик, который при ударах еще более герметично заполняет все пространство.
Поэтому, если не доверяете муфтам и хотите свести на нет человеческий фактор, покупайте подобные комплекты.
Из чего делать металлосвязь
Металлосвязь, т.е. соединение вбитых в землю электродов между собой выполняется при помощи следующих материалов:
- Медный провод или шина, площадь сечения — 10 кв. мм и больше.
- Стальная шина, сечением — 48 кв. мм.
- Алюминиевый провод или полоса, площадь сечения более 16 кв. мм.
Для таких целей предпочтительна полоса из стали 25-30х5 мм. Соединение такой полосы с электродами производится с помощью электросварки, что обеспечивает надёжность соединения. При использовании алюминиевых или медных проводников, присоединение производится при помощи болтового соединения.
Расположение штырей устройства заземления
Чем соединять электроды
Чтобы заземление быстро выводило ток, электроды необходимо соединить между собой посредством металла с невысоким сопротивлением. Для этой цели используется либо сталь, либо цветные металлы – алюминий или медь. При этом нужно правильно рассчитать сечение соединительной шины, что обеспечит эффективность всей системы.
Минимальное сечение, в зависимости от материала:
- Медная шина или провод должны иметь сечение не менее 10 мм2.
- Алюминиевый соединитель не может быть тоньше 16 мм2.
- Стальная полоса сечением не менее 48 мм2.
Важно помнить, что цветные металлы, в отличие от стали, невозможно приварить к обычному железу, и поэтому, если в качестве шины используется медь или алюминий, на электродах нарезается резьба, чтобы крепить полосу на болты.
Самостоятельный монтаж заземления
Для контура заземления необходимо выбрать место. Его нужно расположить там, куда меньше всего будут заходить люди и ваши домашние питомцы. От фундамента должно быть расстояние больше 1 метра. На участке делаются отметки мест где будут находиться штыри. Располагают их в форме равностороннего треугольника.
Земляные работы. После нанесения разметки по прямой между штырями прокапывается траншея глубиной в полметра. Такая же траншея для прокладки шины, копается от контура заземления к вводному электрощитку.
Далее, придерживаясь выбранной схемы вбиваем стержни на необходимую длину. Они соединяются полосой из металла при помощи сварки. Дальше шина приваренная к контуру заземления прокладывается в траншее к электрощитку.
Ввод в дом. Шина подведённая к дому заводится в электрощиток. В ней сверлится отверстие и болтом с гайкой соединяется с определённой жилой кабеля. При схеме TN-C-S заведённая в щиток шина присоединяется к шине — расщепителю.
Проверка готового заземления
После выполнения всех операций по монтажу и подключению контура заземления, необходимо провести его проверку методом измерения его электрического сопротивления. Параметры этой величины не должны выходить за пределы, указанные в нормирующих документах.
В домашних условиях можно воспользоваться простым методом проверки. Лампочка от 100 до 150 Вт подключается между фазой и заземлением.
Проверка исполнения заземления при помощи лампы
По свечению лампы делаются выводы:
- если лампа не загорается — заземление сделано неправильно;
- горение лампы неярким, тусклым светом говорит о некачественном соединении элементов контура заземления или соединений при подключении;
- яркое горение лампы говорит о хорошей работе заземления.
При такой проверке, в случае наличия в цепи УЗО, оно может сработать, что говорит о рабочем состоянии контура.
Проверка с помощью мультиметра.
Проверка заземления мультиметром
Проводится она по следующей методике:
- необходимо подать напряжение, включив вводной автомат;
- на мультиметре выберите режим измерения напряжения;
- присоединяем концы мультиметра между фазным и нулевым проводами. Прибор должен показать величину в районе 220 вольт;
- подобный замер делаем между фазой и заземляющим проводом. Напряжение может немного отличаться от предыдущего измерения, но само его наличие говорит о присутствии заземления;
- если напряжение отсутствует, то заземления нет, либо оно нерабочее.
Проверку можно доверить профессионалам. Такая проверка приведена в видео:
Проверка контура заземления профессионалами
Соблюдение техники безопасности
Перед проведением любых работ на заземляющем устройстве нужно сделать одно из двух:
- обесточить дом;
- отсоединить заземляющий провод от главной шины.
Заземленные части электроустановок могут оказаться под напряжением в любой момент, в т.ч. и во время манипуляций с контуром. Если он не будет отключен, пользователь получит удар током.
Перед выполнением работ в электрощите дом тоже нужно обесточить. Выключив автомат, убедитесь в отсутствии напряжения с помощью указателя фазы (индикаторной отвертки).
Готовые комплекты для монтажа заземления
Изготовление заземления собственными силами позволяет значительно снизить затраты. Но существуют готовые комплекты, позволяющие повысить надёжность контура.
Готовый комплект для монтажа заземления
На рынке представлены следующие модели:
Elmast — система производится в России. Стоимость — 8000 рублей.
ZandZ — электроды из нержавейки. Глубина погружения в грунт до 10 метров. Комплект обойдётся по цене — 23500 (элетроды длиной 5 метров).
Galmar – средняя стоимость — 41000 рублей (электроды длиной до 30 м).
Для российских потребителей на рынке существует несколько моделей. Это предоставляет большие возможности для выбора. Стоимость колеблется от 6000 до 28000 рублей.
Монтаж контура заземления в частном доме
