Главная · Провода и кабели · Защитное зануление в частном доме. Как сделать заземление на даче: заземление с металлическими деталями своими руками

Защитное зануление в частном доме. Как сделать заземление на даче: заземление с металлическими деталями своими руками

Заземление является преднамеренным электрическим подсоединением некоторой точки сети, оборудования или установки к специальному заземляющему устройству.

Выполнить заземление в частном доме своими руками на 220в - задача вполне решаемая, и не требующая особых навыков или узкопрофильных знаний.

Принцип действия

Особенность действия заземляющей схемы базируется на элементарных физических законах, согласно которым электроток устремляется по направлению к наименьшим показателям сопротивления.

В условиях нарушения изоляционного слоя приборов, электрический ток замыкается на корпусной части, что может стать причиной поломки устройства и получения человеком травмы.

Наличие заземляющей схемы позволяет электротоку распределяться в соответствии с обратно пропорциональной зависимостью относительно величины сопротивления тела и показателей заземляющего контура.

При грамотно продуманном и правильно обустроенном защитном устройстве образуется электрическая цепь, уровень сопротивления в которой заметно ниже аналогичных параметров внутри человеческого тела. В этом случае электрический ток, проходящий через человека, не оказывает смертельно опасного воздействия, так как основной заряд уходит непосредственно в грунт.

Электрическим током выбирается наиболее быстрый и самый легкий путь к электроемкой земле, поэтому при наличии в системе УЗО-устройства, любая утечка в цепи сопровождается отключением такого участка.

Устройство в частном доме

Расчёт

Максимально точно выполнить расчет размеров заземляющего контура и глубины его погружения достаточно проблематично. Чтобы произвести такие расчеты самостоятельно, нужно учитывать несколько основных параметров, представленных показателями:

  • электрического сопротивления - способностью земли предотвращать свободное прохождение тока;
  • сопротивления металлов, из которых выполнены заземлители.

Схема контура заземления

Чтобы избежать сложных самостоятельных расчетов, которые выполняются, как правило, только специалистами, рекомендуется изготовить заземляющий контур усредненных размеров, после чего осуществить замеры сопротивления посредством омметра.

Если при тестовых замерах показатели сопротивления выше 4,0 Ом, то длина контура должна быть увеличена наращиванием количества стержней из металла, заглубляемых в землю.

Правила и требования к заземлению

В соответствии с конструкцией линии электрической передачи, используемой для снабжения частного домовладения, могут применяться разные системы заземления:

  1. ТN-С;
  2. ТN-S;
  3. ТN-С-S.

Первый и последний варианты являются наиболее предпочтительными для самостоятельного выполнения. Система ТN-С-S характеризуется совмещением нулевого и защитного проводника на определенном участке, начинающимся рядом с источником питания и заканчивающимся на вводе в домовладение. На этом же участке разделяются нулевой защитный и рабочий провода.

Заземляющий контур

Одной из особенностей системы TT, является наличие в домашней структуре электрического снабжения обособленного глухого заземления, не соединяемого с заземляющим комплексом на питающей подстанции.

Требования, предъявляемые к системе заземления:

  • вертикальные прутки длиной не менее 1,6 см;
  • горизонтальные прутки - не короче 1,0 см;
  • минимальные показатели толщины металла - 0,4 см;
  • минимальные показатели диаметра стальных труб - 3,2 см.

Стандартная система представлена заземлителем в виде нескольких контактирующих с грунтом проводников, заземляющим устройством и специальным проводником для соединения с электрическими приборами.

Эффективность системы заземления в частном домовладении заметно повышается, если на вводных цепях устанавливаются - устройства для защитного отключения.

Как сделать заземление дома своими руками?

На первом этапе требуется правильно определить оптимальную схему заземления в частном доме. Треугольная система считается более эффективной по сравнению с рядной схемой. Тем не менее, в каждом конкретном случае нужно подбирать тип заземления строго индивидуально.

Необходимые материалы и инструменты

От того, насколько правильно будут подобраны материалы и инструменты, напрямую зависит работоспособность самостоятельно сделанной системы заземления частного домовладения. Основные инструменты и материалы:

  • сварочный аппарат;
  • болгарка;
  • лопата штыковая;
  • перфоратор;
  • кувалда;
  • набор гаечных ключей;
  • нержавеющие металлические уголки 5х5х200 см или водопроводная стальная труба аналогичной длины и диаметром 32 мм;
  • металлические полоски размером 120х4х0,4 мм - три штуки;
  • полоса из нержавеющей стали размером 40х4 мм;
  • болты М8 или М10.

Для подсоединения системы заземления применяются медные провода, толщиной 6 мм 2 или с большим сечением.

Последовательность работ

Изначально выбирается место для расположения заземляющей системы. Участок для заглубления конструкции должен быть вне досягаемости для людей или животных. Как правило, токовый отвод размещается вдоль ограждения за домовладением, на расстоянии метра от фундамента строения, после чего ограничивается невысокой контрольной загородкой безопасности.

Технология выполнения работ своими руками:

  • выкопать траншею в форме треугольника, имеющего стороны 120 см, глубиной 0,5-0,7 м;
  • прокопать траншею до крыльца домовладения;
  • подточить при помощи болгарки – кончики металлических уголков или труб;
  • в соответствии со схемой вбить подточенные электродные элементы на глубину почти два метра в грунт;
  • приварить к верхушечной части электродов металлические пластины таким образом, чтобы был получен треугольный каркас;
  • уложить стальную пластину в траншею, которая идет к крыльцу домовладения;
  • зафиксировать один конец стальной пластины к самой близкорасположенной вершине треугольника;
  • подсоединить кабель к пластине при помощи болта.

На заключительном этапе работ, выкопанная траншея с установленной металлической системой заземления засыпается грунтом.

При наличии на участке песчаных грунтов, с целью повышения токопроводимости земли требуется подлить обычный солевой раствор под все устанавливаемые в конструкции электродные элементы.

Проверка

Категорически нельзя пренебрегать проверкой системы заземления. Такие мероприятия позволяют удостовериться в качестве контактов и осуществляются посредством специальных измерительных приборов. Оптимальным является применение трехэлектродного метода с использованием вольтметра и амперметра. Источником электрического тока в этом случае может послужить традиционный трансформатор понижающего типа на 12-16 В.

Измерение сопротивления контура заземления

В настоящее время правилами не предписывается обязательный вызов сертифицированных электриков с целью прокладки заземления, поэтому подобные работы можно выполнять своими руками.

Тем не менее, важно помнить, что контур заземления целесообразно обустраивать на затененных участках и в строгом соответствии с требованиями, так как именно показатели влажности грунта и качество выполняемых работ оказывают влияние на функциональность самостоятельно выполненной заземляющей системы.

Видео на тему

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:

  • Эффективный отвод утечки напряжения с токопроводящих деталей, прикосновение к которым может вызвать поражение током.
  • Выравнивание потенциалов в сех объектов в доме, например, заземленных приборов и труб отопления, водопровода, подачи газа.
  • Обеспечение корректной работы всех установленных систем и устройств безопасности – плавких предохранителей, .
  • Немаловажное значение имеет заземление и в предотвращении накопления на корпусах бытовых приборах статического заряда.
  • Особую важность приобретает оно для современной электроники, особенно – вычислительной техники. Например, работа импульсных блоков питания компьютеров очень часто сопровождается наведением напряжения на корпуса системных блоков. Любой разряд может привести к выходу из строя электронных элементов, сбоям в работе, потере информации.

Теперь, когда важность системы заземления разъяснена, можно перейти к вопросу, как ее сделать условиях частного дома самостоятельно.

Какими бывают системы заземления в частных домах

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:

  • Схема «а» — установка заглубленного металлического замкнутого контура по периметру дома. Как вариант – неглубоко забитые штыри, соединённые по кольцу шиной.

В дачном строительстве применяется она нечасто из-за большого объема земляных работ или в связи с особенностями расположения построек на участке.

  • Схема «б», пожалуй, самая популярная у владельцев загородного жилья. Три или больше умеренно заглубленных штыревых электрода, связанных одной шиной – такую конструкцию несложно выполнить самостоятельно даже на ограниченном пространстве.
  • На схеме «в» показано заземление с одним электродом, установленным на большую глубину. Иногда подобную систему устраивают даже в подвале здания. Схема удобная, но не всегда исполнимая – ее практически невозможно реализовать на каменистых грунтах. Кроме того, для такой системы заземления нужно использовать специальные электроды – речь о ней пойдет чуть ниже.
  • Схема «г» — достаточно удобная, но лишь в том случае, если она была продумана еще на стадии проектирования дома, а выполнена во время заливки фундамента. Воплощать ее в жизнь на готовом здании будет крайне нерентабельно.

Итак, проще всего реализовать с минимальными затратами схемы «б» или, по возможности , «в».

Заземление с использованием самодельных металлических деталей

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.

  • Итак, первоначально на выбранном месте делается разметка.

  • Затем целесообразно отрыть небольшой котлован намеченной формы на глубину до 1 метра. Минимальная глубина – 0,5 м . Одновременно роется траншея на ту же глубину – по ней от контура к цоколю дома пойдет шина заземления.

  • Задачу можно несколько упростить, выкапывая не сплошной котлован, а лишь траншеи по периметру создаваемого контура. Главное, чтобы их ширина позволяла свободно проводить забивку электродов и сварочные работы.

  • Готовятся электроды нужной длины. Край, которыми они будут вбиваться в землю, необходимо заострить шлифмашинкой , обрезав его под углом. Металл должен быть чистым, неокрашенным.

  • В намеченных местах электроды вбиваются в землю с помощью кувалды или электромолота . Их заглубляют так, чтобы в котловане (траншее) они выступали над уровнем поверхности примерно на 200 мм.

  • После того, как все электроды забиты, из связывают общей шиной (горизонтальным заземлителем) из металлической полосы 40 × 4 мм. Здесь применима только сварка, хотя можно встретить рекомендации обойтись болтовым соединением. Нет, чтобы обеспечить надежное и долговечное заземление эту обвязку обязательно приваривают – резьбовой контакт, размещенный под землей , быстро окислится, сопротивление контура резко возрастет .

  • Теперь можно проложить шину из той же полосы к фундаменту дома. Шина приваривается в одному из забитых электродов и укладывается в траншею затем она заходит на цоколь здания.
  • Шина крепится к цоколю. На рисунке не показано, но целесообразно перед точкой крепления предусмотреть небольшой изгиб, так называемый «компенсационный горб» , чтобы компенсировать линейные расширения металла при перепадах температур. На конце полосы приваривается болт с резьбой М10. К нему будет крепиться медная клемма с проводом заземления, который уйдет на распределительный щиток.

  • Для прохождения провода через стену или через цоколь сверлится отверстие и в него вставляется пластиковая гильза. Провод используется медный, сечением 16 или 25 мм² (этот параметр лучше заранее уточнить у специалистов). Гайку и шайбы для соединения тоже лучше использовать медные.

  • Иногда поступают и иначе – к шине приваривают длинную стальную шпильку, так чтобы она проходила насквозь через стенку дома, также через гильзу. В этом случае клеммная часть окажется в помещении и меньше будет подвержена окислению под действием повышенной влажности воздуха.

Бронзовая распределительная пластина для проводов заземления

  • Заземляющий провод заводится к электрическому распределительному щитку. Для дальнейшей «раздачи» лучше всего применять специальную пластину из электротехнической бронзы – к ней будут крепится все провода заземления, уходящие к точкам потребления.

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.

Видео: монтаж заземляющего контура с применением металлического уголка

Использование готовых заводских комплектов

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:

  • Штыри стальные длиной 1500 мм с оцинкованной или омеднённой поверхностью, или же сделанные из нержавеющей стали. Диаметр шт ырей может в разных комплектах отличаться – от 14 до 18 мм.

  • Для их соединения они оснащаются резьбовыми муфтами, а для удобства проходки через грунт в комплект вх одит стальной наконечник.

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.

  • Для передачи ударного воздействия предусматривается специальная насадка (нагель) из высокопрочной стали, которая не будет деформироваться от воздействия молота.

Нагель — насадка, которая будет передавать ударное усилие от молота

  • В некоторых комплектах предусмотрено наличие специального переходника, который позволяет использовать в качестве забивного инструмента мощный перфоратор.

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.

Видео: забивка штыревых электродов вручную

Какой тип покрытия стержней выбрать – оцинкованный или омедненный?

  • С точки зрения экономичности, оцинковка с тонким слоем (от 5 до 30 мкм) выгоднее. Эти штыри не боятся механических повреждений при монтаже, даже оставленные глубокие царапины не влияют на степень защищенности железа. Тем не менее , цинк является довольно активным металлом, и, защищая железо, окисляется сам. Со временем, когда весь слой цинка прореагировал, железо остается без защиты и быстро «съедается» коррозией. Срок службы подобных элементов обычно не превышает 15 лет. А делать цинковое покрытие более толстым – это стоит немалых денег.

  • Медь же, наоборот, не вступая в реакции, защищает закрываемое ею железо, которое более активно с точки зрения химии. Такие электроды могут без ущерба эффективности служить очень долго, например, производитель гарантирует их сохранность в суглинистой почве вплоть до 100 лет. Но при монтаже следует проявлять осторожность – в местах повреждения слоя омеднения наверняка возникнет участок коррозии. Чтобы снизить вероятность этого, слой омеднения делают достаточно толстым, до 200 мкм, поэтому такие штыри значительно дороже обычных оцинкованных.

Каковы общие достоинства такого комплекта системы заземления с одним глубоко размещённым электродом:

  • Монтаж не представляет особой сложности. Не требуется объемных земляных работ, не нужен сварочный аппарат – все производится обычным инструментом, который есть в каждом доме.
  • Система очень компактна, ее можно разместить на крошечном «пятачке» или даже в подвале дома.
  • Если используется омедненные электроды, то срок службы такого заземления будет исчисляться несколькими десятками лет.
  • Благодаря хорошему контакту с грунтом достигается минимальное электрическое сопротивление. Кроме того, на эффективность системы практически не влияют сезонные условия. На уровень промерзания грунта приходится не более 10% длины электрода, и зимние температуры никак не могут отрицательно сказаться на проводимости.

Есть, конечно, и свои недостатки:

  • Такой тип заземления не может быть реализован на каменистых грунтах – скорее всего, забить электроды на требуемую глубину не удастся.
  • Возможно, кого-то отпугнет и цена комплекта. Однако это – вопро с с порный, так как качественный металлический прокат для обычной схемы заземления тоже стоит недешево . Если еще присовокупить длительность эксплуатации, простоту и быстроту монтажа, отсутствие необходимости в специализированном инструменте, то, вполне возможно, такой подход к решению проблемы заземления может показаться даже более перспективным с точки зрения экономичности.

Видео: как сделать заземление не даче с помощью модульной штыревой системы


Важным моментом при обустройстве жилья является заземление в частном доме своими руками 220в. Это специальное устройство, которое гарантирует безопасность при использовании электроприборов, а также служит защитой от короткого замыкания. Необходимость в заземлении возникает при подведении электричества к жилому зданию. Данное оборудование можно установить своими руками. Сделать это качественно и недорого помогут специальные рекомендации. Заземление может выполняться для двух разных сетей – 220 и 380 в. При этом для второго варианта обязательно нужно выполнять специальный контур.

Организация защиты дома

Заземление в частном доме можно выполнить своими руками. Данный способ позволит выводить блуждающие токи и предотвращать скопление на электрическом оборудовании статистического электричества.

Схема монтажа к клемме заземления в щитке

Статья по теме:

При минимальном знании электромонтажных работ и с помощью нашего руководства Вы сможете самостоятельно выполнить проводку в своем доме.

Контур защищает жильцов от поражения электричеством. При обрывании нулевой фазы корпус электрического оборудования представляет большую опасность. Для таких случаев и предусмотрен контур заземления, который представляет собой фазу, через которую электричество уходит в землю.

Полезная информация! Устройство помогает уменьшить риск возникновения пожаров, перегрузок, также повышает безопасность при работе с различным оборудованием.

Устройство и принцип работы

Контур заземления представляет собой устройство из двух подсистем: внутренней и наружной. Две трассы соединяются в распределительном щитке. Вторая часть размещается на улице и состоит из электродов, которые соединены металлическими пластинами и вкапываются в землю.

От подобного устройства проводится металлическая шина, которая подсоединяется к главному щитку. Принцип функционирования конструкции такой, что при контакте человека с электрическим оборудованием ток устремляется в почву не через тело, а через специальный проводник. При этом можно сделать разные виды заземления в частном доме своими руками. 380в требует немного несколько иного подхода.

Устройство защиты дома

У человека показатель сопротивления – 1 кОм, а у механизма – 4 Ом. Электрический ток выбирает самый быстрый и простой путь к земле, который обладает более низким сопротивлением.

В состав заземляющего устройства входят:

  • Заземлитель – это элемент, который соприкасается с грунтом и производит спуск и распределение тока. В частных строениях применяются естественные виды приборов из стального трубопровода, защитного покрытия силового кабеля и железобетонной части фундамента или колонны.
  • Заземляющий проводник представляет собой деталь, которая соединяет электрическую установку и заземлитель.

Применяются три элемента вертикального типа, а также три горизонтальные полоcы, которые соединяют вертикальные элементы. Стальная полоса используется в качестве проводника между распределительным щитом и контуром заземления.

При монтаже используются две схемы:

  • В виде треугольника делается замкнутая схема.
  • Линейная выполнятся из последовательно соединенных перемычек.

Пользуется популярностью контур в виде равнобедренного треугольника. Его располагают на расстоянии нескольких метров от фундамента здания. При этом выкапывается траншея, куда вбиваются стальные элементы. Затем по периметру монтируется полоса из стали.

Полезная информация! В частном доме лучше использовать схему треугольник. Так как она отличается большей эффективностью.

Как организовать заземление в частном доме своими руками 220в?

Если делать заземление в частном доме своими руками: 380в или 220в варианты выполняются в несколько этапов:

  • Рядом с постройкой создается яма, которая выкапывается при помощи лопаты.

  • В дно траншеи монтируется металлический уголок.

  • К конструкции присоединяется многожильный профиль и подводится к щиту.

Для создания максимального эффекта создается определенная металлическая связь. 3-4 уголка свариваются с помощью полоски определенной ширины. Кроме основного процесса выполняются следующие важные условия:

  • Выравниваются показатели потенциалов.
  • Понижается напряжение.
  • Монтируется устройство для автоматического выключения.
  • Применяются провода с двойной изоляцией.
  • Используются разделительные трансформаторы.

Требования к заземлению: 220 и 380в

Важным параметром при монтаже является сопротивление растекания. Данное значение определяет, с какой скоростью ток будет преодолевать расстояние до земли от поверхности электрического прибора.

Процесс заземления требует соблюдения определенных условий:

  • Длина вертикальных деталей должна быть не менее 16 мм.
  • Горизонтальных - 10 мм.
  • Толщина металла не менее 4 мм.
  • Минимальное сечение для труб – 32 мм.
Полезная информация! В электрощитке контур подсоединяется к специальной шине, которая покрывается специальной смазкой и начищается до блеска.

Особенности монтажа

Важно правильно выбрать место для установки устройства. В этом месте должно быть исключено нахождение человека или животного, так как это может привести к летальному исходу.

Эту зону нужно тщательно оградить, или закрыть каким либо валуном или скульптурой. Особые правила нужно учитывать, выполняя заземление в частном доме своими руками 220в. Схема предполагает использование заземлителей, которые вбиваются на глубину около трех метров.

Затем пруты обрезаются на 15-20 см ниже уровня земли. Между ними делаются каналы, куда укладываются соединяющие элементы. Для крепления применяется сварка. Контуры 220в и 380в отличаются разным значением сопротивления.

Заземление и громоотвод

Громоотводное устройство и заземление представляют собой две разные вещи. Заземление в частном доме выполненное своими руками 380в или 220 в направлено на отвод в землю избыточного электричества. Громоотвод отводит электрический атмосферный заряд в землю и работает только при ударе молнии.

Что запрещено делать при заземлении?

Выполняя заземление, не стоит делать следующие вещи:

  • Не стоит монтировать только один металлический прут. Для качественного заземления требуется один или даже два треугольника.
  • Нельзя использовать элементы с высокой плотностью: швеллера или арматуру. Из-за прочной поверхности они будут хуже контактировать с грунтом.
  • Нельзя делать монтаж на глубину меньше, чем на 1 метр.

Полезный совет! Перед тем как вкапывать металлические детали в землю, нужно их обработать специальными защитными покрытиями.

Отличия в занулении и заземлении

От зануления сильно отличается заземление в частном доме своими руками 380в, схема которого предполагает использование в иных условиях. Зануление часто применяется на производственных предприятиях. Зануление способно защитить только от короткого замыкания и не производит отвод лишнего электричества. В бытовых условиях подобная функция бесполезна. Она может привести даже к перегоранию электрических приборов.

Полезная информация! При монтаже устройства зануления стоит применять механизм для отключения аппаратуры или ограничитель напряжения.

Какой комплект заземления выбрать: цены и производители

Для установки защитного контура в домашних и промышленных условиях предлагаются готовые комплекты оборудования. Стоит рассмотреть следующих производителей:

  • Популярным производителем считается Галмар. Прибор предназначен для монтажа на глубину около 30 м. Стоит такой прибор около 40 тыс. рублей.
  • К отечественным производителям относится продукция "ВОЛЬТ-СПБ". Глубина монтажа может быть от 6 до 30 метров. Стоимость от 6 до 26 тыс. рублей.
  • Универсальными устройствами считаются приборы компании Zandz. Они монтируются на глубину 10 м.
  • Комплекты компании Эзетек считаются недорогими. Могут стоить около 7 тыс. рублей.
  • Из нержавеющей стали производятся комплекты фирмы Elmast. Могут стоить около 7 тысяч рублей.

Тестовые работы на работоспособность

После выполнения монтажных работ выполняется обязательная проверка. Для этого к одному концу контура подсоединяется лампочка. Контур сделан правильно, если ярко светит. Также работоспособность проверяется с помощью заводского прибора – мультиметра.

Статья

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

Для чего необходимо заземление

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

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

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

Защитное заземление (1.7.63, 1.7.65, 1.7.66);

Автоматическое отключение питания (1.7.61, 1.7.63);

Уравнивание потенциалов (1.7.78);

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

Защитное электрическое разделение цепей (1.7.86, 1.7.88);

Изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки (1.7.86, 1.7.89);

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

Выравнивание потенциалов (1.7.65, 1.7.66).

ПУЭ-2009

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

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

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

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

Какие типы есть

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

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

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

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

Для следующих бытовых приборов должно быть предусмотрено защитное заземление:

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

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

Заземление в бытовой электросети

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

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

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

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

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

Принципиальная схема

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

Общий вид

Различие заземления для сети на 220В и 380В

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

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

Для сети 220 В

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

Для сети 380 В

Виды

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

Заземлители бывают двух видов:

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

Искусственные заземлители различают по их конструкционным особенностям.

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

    Заземляющий контур

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

    Заземлитель в форме треугольника

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

    Монтажная схема

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

Как сделать контур заземления для частного дома своими руками

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

Схема «треугольник»

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

Материалы:

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

Инструмент:

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

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

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

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

Штыри для заземляющего контура

Рассмотрим процесс монтажа контура заземления поэтапно.

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

    Подготовленные торцы для забивания в грунт

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

    Подготовленная ямка

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

    Монтаж заземляющего контура

  4. Соединение штырей заземлителя стальной полосой методом сварки.

    Метод сварки

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

    Полоса из стали, выведенная к зданию

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

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

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

Использование лампы накаливания

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

Расчёт заземляющего устройства

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

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

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

Существует упрощённый метод.

Упрощенный расчет заземлителя:

Для вертикального электрода заземлителя (одиночного) применяют такую формулу:

R1=0,84*p/L где:

R1 - сопротивление заземления, Ом;

р - удельное сопротивление грунта, Ом*м;

L - длина (глубина) заземлителя;

Для нескольких вертикальных заземляющих штырей (электродов):

R=R1/0,9*n где:

R - сопротивление одного электрода, Ом;

n - количество электродов в контуре заземления;

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

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

Значения для распространённых грунтов

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

Выбор места для монтажа

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

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

Земляные работы и сборка конструкции

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

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

Монтаж контура заземления

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

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

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

Соединение обмеднённых элементов контура прижимными пластинами

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

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

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

Видео: самостоятельный монтаж контура заземления

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

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

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

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:

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

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

Измерение сопротивления заземления

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.