Заземляющий контур, несмотря на простоту своего устройства, многофункционален и выполняет :

  • Защиту человека от поражения электрическим током при прикосновении к неисправному электроприбору.
  • Снижает уровень магнитных помех высокой частоты, излучаемый бытовыми электроприборами и самой инженерной электрической сетью в доме.
  • Обеспечивает безопасную работу электроприборов работающих в условиях повышенной влажности (стиральные и посудомоечные машины, бойлеры и проточные водонагреватели).
  • Убирает шумовые помехи в электрической сети.

Устройство заземления в частном доме

Устройство заземляющего контура для частного дома, обусловленное правилами ПУЭ и является несложным в процессе изготовления.

Состоит защитный контур непосредственно из 3-х заземляющих электродов вкопанных в землю и металлической сварной конструкции являющейся отводящей шиной для электричества.

Использование в конструкции нескольких заземляющих электродов обусловлено тем, что площади одного недостаточно для создания необходимой площади для полноценной защиты и несколько электродов связанных между собой на расстоянии компенсируют это.

Важно не разносить электроды на большое расстояние иначе поверхность моделируемой площади нарушится, и эффективность заземляющего контура уменьшится в десятки раз.

В качестве материала для изготовления заземления согласно нормам и правилам ПУЭ допускается стальные металлы с различным покрытием либо луженая и оцинкованная медь .

Фото контура заземления в частном доме.

Контур заземления для частного дома. Схема

Высота каждого заземляющего электрода монтируемого в землю согласно нормам схемы должна быть 2 – 3 метра. Располагаются электроды в земле по принципу равнобедренного треугольника на расстоянии не менее 1.2 метра между собой согласно правилам ПУЭ. В качестве связующего элемента используется металлическая пластина, которая накладывается сварным методом для получения надежного контактного соединения между электродами.

Для подведения заземления от изготовленного контура в дом можно использовать (рекомендовано) ту же металлическую шину либо стальной провод соответствующего сечения.

Монтаж заземления в частном доме своими руками. Видео

Как заземлить частный дом? Сделать заземление в частном доме достаточно несложно произвести своими руками . Для этого понадобятся металлические уголки размером 50х50 мм и длиной от 2х до 3х метров и металлическая пластина размером 40 х 4 мм.

На выбранном участке для монтажа делаем разметку равнобедренного треугольника со сторонами 3м . По размеченному чертежу роем траншею глубиной 70см и по углам забиваем уголки, которые будут, являются заземляющими электродами.

После соединяем их между собой металлической полосой сваркой и с помощью той же пластины или стального провода подтягиваем шину заземляющего контура к дому. В месте распределения заземляющей цепи по дому делаем болтовое соединение с гибким медным проводом и распределяем его по инженерной электросети. Засыпаем траншеи землей и наше заземление в доме готово.

Процесс установки защитного заземления в частном доме является несложным и не требует специализированных навыков, достаточно лишь придерживаться правил приведенной схемы.

А на этом видео еще один способ, как выполнить заземление для частного дома из комплекта.

Системы заземления для частного дома. Проверка заземления

Система заземления коттеджа, перед введением в эксплуатацию, должна быть проверена на работоспособность. Тестирование системы производится электрическим тестером замеряющим сопротивление или как он называется на простом языке Омметром. Для частного дома с подключением в сети 220 вольт сопротивление не должно превышать 30 Ом.

Идеальным вариантом показателя сопротивления является нулевая величина, что говорит о полном поглощении электричества землей. Так как идеального показателя добиться практически невозможно, поэтому существую нормативы для создания электроники бытовых приборов. Удельное сопротивление рассчитывается исходя из конструктивных особенностей заземляющего контура, и имеет стандартные величины 0.5 , 1, 2, 4, 8, 10, 15, 30, 60 Ом.

Не имея под рукой необходимого оборудования можно проверить работоспособность заземления с помощью обыкновенной лампочки, соединив один контакт с фазой в сети, а второй с заземлением. Чем ярче загорится лампочка, тем меньше сопротивление в заземляющем контуре.

Ориентировочная стоимость заземления в частном доме

Сметная стоимость для изготовления заземления в доме рассчитывается исходя из стоимости и количества материала израсходованного для монтажа, а так же стоимости работ по сборке и пусконаладочным работам.

Для расчета возьмем стандартный контур :

  1. Стоимость 9 метров уголка 50 х 50 (3 заземляющих электрода по 3 метра);
  2. Стоимость 9 метров металлической пластины (3 стороны равнобедренного треугольника по 3 метра);
  3. Стоимость стального провода для подведения шины заземления к месту распределения;
  4. Стоимость проводимых земельных работ для изготовления контура;
  5. Сварочные работы по сборке контура;
  6. Пусконаладочные работы электротехнической лабораторией.

При изготовлении контура своими руками в расчет берется только стоимость материалов необходимых для изготовления заземления .

Электричество в нашем доме облегчает жизнь и делает её более комфортной, но нельзя забывать, что оно же может стать причиной серьёзных электротравм. Один из способов обезопасить себя -это применять защитное заземление. Кроме того, некоторые современные электроприборы, например, микроволновые печи, газовые котлы, системные блоки домашних компьютеров, нуждаются в заземлении для обеспечения их нормальной работы (уменьшение помех, снижение уровня вредного излучения).

Очень редко можно встретить частный дом или дачу, в которых используется заземление . Перед владельцами такого жилья встаёт выбор, нанять рабочих или сделать заземление самостоятельно. Для сети 220 В (380в) решить эту задачу достаточно просто. Поэтому, если у вас есть желание физически поработать, нет необходимости покупать дорогостоящие комплекты готовых заземлителей или нанимать организации для выполнения этих работ.

В процессе изготовления понадобится выполнение небольшого количества сварочных работ, если с этим трудностей не возникает, остаётся приобрести металлоизделия и приниматься за работу.

Большинство наших сетей оборудовано глухозаземленной нейтралью, проще говоря, нулевой провод в розетке на электростанции соединён с землёй. Ещё провод заземляется в дополнительных точках, например, на столбах линий электропередач. К сожалению, электросети сильно изношены, и это заземление оставляет желать лучшего.

Теперь представим ситуацию, когда из-за повреждённой изоляции напряжение попало на корпус прибора. Если прикоснуться к прибору, ток начнёт течь через тело человека к земле. Принято считать, что тело человека имеет сопротивление около 1 тыс. Ом, увеличивает эту величину резиновая подошва обуви, сухой коврик на полу и т. д. Чем меньше эта величина , тем сильнее будет ощущаться воздействие тока на организм.

Если присутствует заземление, ток с повреждённого устройства потечёт на землю по нему. Если в этом случае человек касается корпуса прибора, то его тело становится параллельно подключённым к заземляющему проводнику. Сопротивление последнего намного меньше сопротивления тела, поэтому большая часть тока будет течь по пути наименьшего сопротивления, а человек максимум ощутит лёгкое пощипывание и избежит получения тяжёлых электротравм.

Для того чтобы схема работала так , как описано выше, система заземления должна иметь определённое сопротивление:

  • для сети напряжением 380В - не более 2 Ом;
  • для сети напряжением 220В - не более 4 Ом.

Требования к конструкции устройства заземления частного дома с сетью 380 В более высокие, поэтому такой контур можно использовать и для сети 220 В. При построении отличаются они только тем, что для 380 В применяются заземляющие проводники большего сечения, а элементы конструкции выполнены из более толстого металла. Поэтому нет необходимости отдельно рассматривать, как сделать контур заземления 380 В и 220 В. Рассмотрим изготовление заземления для 380 В.

Элементы и материалы

Устройство заземления состоит из трёх элементов .

Чем больше сечение применяемых металлических элементов, тем лучше токи растекаются на землю, а следовательно, лучше работает весь контур заземления . Кроме того, толстый метал будет дольше разрушаться коррозией, поэтому при прочих равных условиях следует выбирать металл потолще.

Электропроводность у калёного металлопроката ниже, чем у обычной стали, по этой причине не следует применять арматуру, швеллер и подобные им элементы металлоконструкций .

Схемы и размеры

Схема контура заземления частного дома - это способ расположения и соединения вертикальных заземлителей. Если вы делаете заземление 380 вольт на дом, схема выполнения может быть разной, но основных две .

Размеры контура заземления для частного дома, приведённые выше, подходят для большинства случаев, но их можно изменять в зависимости от конкретных условий. Например, если на вашем участке грунтовые воды расположены близко, то длина вертикальных заземлителей может быть уменьшена до метра.

Если невозможно углубить заземлители до необходимого уровня, или на участке сухая песчаная почва, может возникнуть ситуация, когда готовое заземление обладает большим сопротивлением и не выполняет свои функции. В этом случае необходимо увеличивать число вертикальных штырей. Например, если уже есть треугольный контур, нужно отступить от него три метра и вбить стержень, который соединяется с треугольником металлической полосой. Получается совмещение замкнутой и линейной схем построения. Можно сделать два треугольника и соединить их между собой. Так поступать до тех пор, пока сопротивление контура не опустится до необходимой величины.

Выбор места

Заземляющее устройство располагается не ближе одного метра от дома.

Хорошо, если в выбранном месте земля никогда не пересыхает, например, участок земли с северной стороны дома, низина и так далее.

Не следует забывать и о мерах предосторожности, нужно ограничить посещение места с контуром заземления животными и людьми. Для этого заземление нужно расположить там, где исключено нахождение людей, или огородить его.

Перед началом земляных работ убедитесь, что под землёй не проложены трубопроводы и кабели.

Проверка заземления

Методика измерения сопротивления заземления отличается от измерения обычного сопротивления, поэтому для таких целей используют специальные приборы. Если у вас такого прибора нет, вы можете проверить свой контур практическим методом.

Понадобится патрон с лампой накаливания мощностью не менее 100 Вт. Один провод от патрона лампы подключают к фазному контакту розетки, а второй - к шине заземления. Если лампа светит так же, как и при обычном подключении к сети, контур работает правильно. В идеале напряжение на лампе в обоих случаях должно быть одинаковым.

В случае когда лампа светит тускло или не горит вовсе, необходимо проверить места сварки металла и соединения проводов. Если соединения в норме, необходимо увеличивать контур заземления.

Последовательность выполнения работ

Защитное зануление

Некоторые люди для экономии или по незнанию вместо защитного заземления используют в частном доме зануление. Схема последнего применяется на предприятиях при использовании промышленного оборудования. Основное назначение зануления - это защита оборудования от короткого замыкания. Поэтому применение его в частном доме нецелесообразно, и оно никак не может заменить защитное заземление.

Не стоит экономить на своей безопасности. Сделать заземление для 220 В в частном доме своими руками несложно. Все необходимые инструменты есть в наличии у каждого хозяина.

Если проводка в вашем доме выполнена двухжильными проводами, то провода для подключения заземляющего проводника нет. Решить эту проблему можно без замены проводки следующим способом. Розетки в доме заменяются с обычных на розетки с заземлением, а заземляющий провод ведут по наружной поверхности стены, можно его спрятать под плинтусом или в декоративный пластмассовый короб.

Для безопасной эксплуатации мощных электроприборов, особенно расположенных во влажных помещениях (бойлер, стиральная машина), применения заземляющего контакта в розетке недостаточно. Корпусы таких приборов нужно соединить медными жилами напрямую с заземляющей шиной. Для этого на корпусе есть специальный болт, помеченный значком заземления.

Элементы заземлителя выполнены из чёрного металла, который под действием коррозии будет постепенно разрушаться, и в какой-то момент заземление перестанет выполнять свои функции. Чтобы не пропустить этот момент, необходимо периодически проверять работоспособность контура и при необходимости восстанавливать его. Поэтому нелишним будет зарисовать план расположения всех элементов.

Человек XXI века настолько свыкся с электричеством, что совершенно забывает об опасности, которая в нем таится. Современные электроприборы повышают ее многократно. Чтобы всегда чувствовать себя в безопасности, следует заземлить бытовую технику.

Контур заземления – как работает и в чем отличие от зануления

В большинстве старых построек подача напряжения в дом осуществляется по двум проводам, из которых один фазный, а другой – нулевой. Между ними возникает разница потенциалов, которую именуют напряжением, и составляет оно обычно 220 Вольт. Все электроприборы подключаются к розетке двухконтактной вилкой. Но современные приборы на вилке имеют еще один контакт, который называется "земля".

В обычном доме с двухпроводной системой он бесполезен, а в современных квартирах служит для заземления приборов. С 1997 года во всех новостройках применяется трехпроводная система с дополнительным проводом заземления. В старых домах частного сектора остается по-прежнему два провода без заземления. Но смонтировать его своими силами совсем не трудно, и тогда можно быть уверенным в собственной безопасности.

В ряде случаев возникает ситуация, когда фазное напряжение замыкает на корпус, и бытовой прибор оказывается под напряжением, опасным человека. Причем не обязательно касаться поверхности, достаточно встать на мокрое место возле бойлера или стиральной машины. Особая опасность исходит со стороны бытовой техники, которая одновременно подключена к сети и водопроводу.

Следует заземлить следующую технику:

  1. 1. Стиральную машину, которая обладает большой собственной электрической емкостью и во влажном помещении даже заземленная через евророзетку может щипаться. Подключенная к водопроводу из металлических труб она представляет повышенную опасность. То же самое относится к бойлеру.
  2. 2. Микроволновую печь, в которой используются сверхвысокие частоты. Если в розетке плохие контакты, она начинает испускать лучи на уровне, опасном для здоровья. На многих изделиях сзади есть специальное место для заземления.
  3. 3. Варочные панели, электроплиты, электродуховки. Имеют большую мощность, условия работы внутренней проводки крайне тяжелые, высока вероятность пробоя.
  4. 4. Персональный компьютер, блок питания которого дает большую утечку. От этого снижается производительность.

Когда прибор заземлен, то в момент касания к нему человека, он не ощутит удара. Назначение заземления – отвести ток, который пробивает на корпус, в землю. Именно поэтому при касании к неисправному, но заземленному электроприбору напряжение на корпусе не опасно для человека. Он не становится единственным проводником тока, через который тот начинает стекать в слой земли.

Зануление тоже предназначено для предотвращения поражения человека. Но подключается и работает оно по другому принципу. Если прибор оказывается под напряжением, он отключается. Многое зависит от приборов отключения, которые применяются. Это могут быть плавкие предохранители или автоматическое устройство. В любом случае они защитят человека.

Для лиц, имеющих поверхностное представление об электротехнике, проще сделать контур заземления, поскольку для его монтажа требуется больше навыков слесаря и сварщика, чем электрика.

Элементы заземления – используемые материалы

Контур заземления в частном доме состоит из проводника и заземлителя, который располагается в самой земле. Для проводника заземления используется токопроводящая жила, которая соединяет шину на щитке с заземлителем. Ее сечение зависит от фазного провода. Если он на вводе имеет сечение до 16 мм 2 , то заземляющий должен быть с таким же сечением или большим. При больших размерах фазного провода, сечение идущего на контур заземления может составлять половину. Материалы обоих проводников должны совпадать.

От верхней части заземлителей к щитку идет металлосвязь, которая заземляет его корпус. Образуется прочная металлическая конструкция, которая на щите крепится через болт, а на стержне сваркой.

Сам заземлитель имеет чрезвычайно простую конструкцию: горизонтальные проводники, проложенные в земле и вертикальные заземляющие электроды. Российские и международные требования допускают использовать в качестве материала для них сталь, черную или с различным покрытием, медь – луженую, оцинкованную или без покрытия. Стержни должны не менее чем на полметра входить в почву, которая никогда не промерзает и не пересыхает. Чтобы они гарантированно находились в постоянно увлажненной земле, их длина должна составлять 2–3 м.

Допускается различная форма элементов: полоска, пруток, уголок, труба. Для каждого из материалов существуют ограничения в отношении минимального размера. Например, стальная полоса не может быть тоньше 4 мм, независимо от ее ширины. Такие условия диктуются необходимостью противостояния коррозии. Монтаж стальных деталей производится сваркой, болты быстро разрушаются.

Стальные материалы должны соответствовать следующим требованиям:

  • прутки для стержней иметь диаметр от 16 мм и выше:
  • горизонтальные – не менее 10 мм;
  • стальные трубы диаметром 32 мм и больше.

Для надежного заземления сечение материала должно постоянно увеличиваться вдвое. Например, если пруток от шины к горизонтальным полосам 5 мм 2 , то они уже должны быть 10 мм 2 , а стержни – 20 мм 2 .

Ошибки в устройстве – чего нельзя делать

Вертикальных стержней должно быть несколько, одного, вбитого в грунт, недостаточно. Сопротивление земли находится в сильной зависимости от площади заземлителя, которая контактирует с ней. У одного заземлителя она недостаточна для обеспечения надежной защиты. Если разнести два и больше стержня на 1–2 м, между ними возникает потенциал, площадь эффективного контакта возрастает в сотни раз. Слишком далеко разносить тоже нельзя: разорвется потенциальная поверхность, останутся просто отдельные заземлители.

Если ВЩ расположен в доме, и нет возможности подвести к нему стальную шину, используется соединение медным проводником. Существует ошибочное мнение, что достаточно закрепить опрессованный наконечник болтом, покрыв защитной токопроводящей смазкой. Она способна предохранить от коррозии только в сухом помещении. Следует обеспечить защиту шины от влаги, расположив ее на стене и закрыв в металлическом ящике.

Увлажнение способствует образованию гальванической пары и электрокоррозии, которая распространяется и под изоляцию. В аварийной ситуации происходит мгновенное перегорание контакта, тем более нельзя крепить заземляющий проводник непосредственно к заземлителю и засыпать грунтом.

Также недопустимо последовательное заземление приборов и подключение нескольких заземляющих проводников к одному контакту заземляющей шины. Это грозит тем, что авария одной установки вызовет цепную реакцию, потянет за собой другие.

Не следует использовать в качестве материала металлоизделия с упрочненной поверхностью вроде арматуры, рельс, швеллера. Повышенная плотность их поверхности препятствует созданию хорошего контакта с грунтом. Также нельзя окрашивать металл, надеясь противостоять коррозии. Ее, может, и не будет, но утрачивается всякий смысл в таком заземлении. Краска препятствует надежному контакту металла с землей.

Самый большой враг заземления – коррозия, которая иногда через несколько лет способна свести его эффективность к нулю. Поэтому перед вкапыванием стальные изделия следует покрывать специальным защитным токопроводящим покрытием.

Установка заземлительных частей – определение схемы и сборка

Перед началом работ определяемся со схемой. Их существует достаточно много, но наиболее распространенных – две: замкнутая и линейная. Каждый вариант требует примерно одинакового расхода материалов, все дело в надежности.

Замкнутая схема выполняется чаще всего как треугольник, хотя может иметь и другой вид. Она надежна в своем функционировании. При повреждении одной перемычки между штырями она продолжает работать. Для частного дома рекомендуется использовать замкнутую схему – треугольник.

При линейном способе все стержни располагаются по линии, соединяясь последовательно. Недостаток в том, что повреждение одной перемычки снижает эффективность, а если она первая, то полностью пропадает работоспособность.

Для создания контура заземления требуется вбить в грунт вертикально три штыря и соединить их заземлителями, расположенными горизонтально. Кроме того, от заземлителя следует подвести металлический прут или ленту для соединения с электрощитом. Вертикальные заземлители выполняем из стальных уголков 50×50×5 мм, горизонтальные – из стальных полос 40×4 мм. Контур и вводной щит соединяем прутком не менее 8 мм 2 . Можно использовать и другие материалы, о которых рассказано выше, но мы покажем изготовление на примере этих материалов.

Отступив от фундамента около одного метра, размечаем треугольник, имеющий стороны 1,2 м. По линиям разметки выкапываем траншею на глубину до 1 м. Ширину делаем достаточной для того, чтобы заниматься сварочными работами. Это траншея для горизонтальных линий заземления.

Концы угольников обрезаем болгаркой под острым углом, чтобы легче было забивать. Устанавливаем их по вершинам треугольника и бьем кувалдой. Идут они довольно легко, и через несколько минут первый готов, то же самое проделываем и с остальными двумя. Если есть бур, можно просверлить колодец, чтобы меньше забивать. Над нижним уровнем траншеи стержни должны выступать сантиметров на 30.

Когда они все окажутся в земле, приступаем к соединению горизонтальными полосами, чтобы создать замкнутый контур. Применяя обычную сварку, привариваем полосы к уголкам. Используем именно сварку, потому что болтовое соединение в земле быстро разрушится. Потеря контакта приведет к утрате заземлением своей функциональности.

Если нет никакой возможности применить сварку, можно использовать болты, но только над поверхностью грунта. Их обрабатывают токопроводящей смазкой, периодически подтягивают и опять смазывают.

Собранный контур соединяем со щитком. Привариваем к уголку проволоку из стали, прокладываем по дну траншеи к электрощитку. На другом конце привариваем шайбу для создания надежного контакта в месте соединения с ВЩ. Если нет прута подходящего сечения, используем такую же полосу, что и для горизонтальных перемычек. Она даже предпочтительнее, с землей у нее большая площадь контакта, но с ней труднее работать. В крайнем случае, если не удается изогнуть полосу под нужным углом, разрезаем ее на части и свариваем из отдельных элементов.

Готовый контур заземления обрабатываем антикоррозийным составом, после чего можно засыпать землей. Изготовленная таким способом конструкция прослужит десятки лет.

Подключение потребителей – изменения в схеме проводки

Одним монтажом внешнего заземляющего устройства дело не ограничивается. Если в доме имеются три провода, то проблем никаких не возникает. Но со старой двухпроводной схемой придется повозиться. Ведь она не предусмотрена для подключения заземления.

Существует несколько вариантов, из которых можно выбрать наиболее подходящий:

  1. 1. Устанавливаем новые евророзетки, проводим от них к щитку отдельные заземляющие провода. Через электрощит подключаем их на шину заземления.
  2. 2. Полностью отключаем старую проводку. Отсоединяем ее от электрощита и оставляем в стене, а новую прокладываем поверх нее в пластиковых кожухах. Для розеток и выключателей используем старые гнезда.
  3. 3. Меняем двухпроводную схему на трехпроводную. Старую можно не удалять, а оставить для освещения и подключения маломощных приборов. Трехпроводную монтируем отдельно после установки нового щита.

Но на вводе у нас осталось два провода, с подключением по системе TN-C. На трансформаторной подстанции нейтраль заземлена, по воздуху подходит фаза L и другая жила, которая совмещает в себе нулевую защиту с рабочим проводом, помечается на схемах PEN. Собственный контур заземления теперь следует подключить к домашней сети. Для этого существует два способа:

  • переделать систему с TN-C на TN-C-S;
  • подключить по системе ТТ.

В двухпроводной системе TN-C нет отдельного защитного проводника. Чтобы переделать ее на TN-C-S, применяем разделение совмещенного PEN провода на два отдельных: защитный РЕ и рабочий N. Для его определения воспользуемся индикатором: на фазном он будет светиться, а на нужном нам PEN свечение отсутствует.

В электрическом вводном щите устанавливаем шину, металлически связанную с его корпусом. Она будет служить шиной заземления РЕ, подключаем к ней провод PEN, который идет с улицы. Устанавливаем в щите еще две шины, изолированные от корпуса. К одной из них делаем перемычку, это будет шина нулевого рабочего провода N. На вторую изолированную шину подключаем фазу L.

Применение системы ТТ не требует разделения PEN провода. При такой схеме между контуром заземления и PEN проводником отсутствует электрическая связь. Два провода входят в дом через шины, изолированные от корпуса ВЩ. Заземляется сам электрощит.

ТТ имеет преимущества перед TN-C-S системой, которая требует разделения PEN провода. Если отгорит ноль со стороны входа в системе TN-C-S, все приборы окажутся заземленными на контур, что при некоторых обстоятельствах может вызвать негативные последствия. При системе ТТ у провода PEN отсутствует всякая связь с домашним заземлением, на корпусах приборов гарантированно не будет напряжения.

Применение схемы ТТ требует обязательного наличия УЗО – устройств защитного отключения. Нелишними они будут и в системе TN-C-S. Особенно полезными окажутся в ситуации, когда наблюдается неравномерная нагрузка фаз, и на нулевом проводнике появляется небольшое напряжение. Когда сеть электрически связана с защитным проводником, оно может появиться и на корпусе прибора. Именно тогда должна сработать защита.

Из рассмотренного выше делаем вывод, что для дома со старой проводкой лучшим вариантом является применение схемы ТТ, а внутри лучше смонтировать отдельные подводы для заземления мощных приборов.

Заземление в частном доме совсем недавно стало обязательным требованием, предъявляемым к электросетям – раньше его оборудовали только на производственных и других объектах высокой мощности. Однако, благодаря техническому прогрессу, количество домашних электроприборов постоянно увеличивается. Это привело не только к использованию трехфазных сетей в бытовых целях, но и к необходимости организации правильного заземления. Рассмотрим, как сделать заземление в частном доме или на даче, как произвести необходимые расчеты своими руками.

Зачем нужен контур защитного заземления

Сегодня мы используем в своих домах и квартирах все больше электрического оборудования и, несмотря на общее стремление технологий к экономичности и экологичности, некоторые из них обладают довольно большой потребляемой мощностью. К таким устройствам можно отнести стиральные машины, водонагревательные бойлеры, микроволновки, электрические плиты, полы с подогревом и др. По проводам, проложенным к этим устройствам, идет ток высокого напряжения и силы, поэтому нарушение изоляции может стать причиной самых серьезных последствий, вплоть до фатального исхода. Именно для предотвращения таких случаев необходимо правильно организовать защитное заземление.

Итак, защитное заземление представляет собой преднамеренное соединение всех непроводящих ток частей и конструкций электрооборудования с землей. При этом важно, что на них при нормальном функционировании сети не подается напряжение. Это (подача нагрузки) может произойти в случае нарушения герметичности изоляции и контакта с токоведущими частями.


Для более подробного описания обратимся к курсу физики, который все изучали в школе. Итак, одной из главных свойств электрического тока – способность течь в сторону меньшего сопротивления. Как раз это и происходит когда на проводах или токоведущих конструкциях оборудования нарушается изоляция. Таким образом, может появиться «пробой на корпус» — контакт кабеля с металлическим корпусом (поскольку его сопротивление (ну, практически) равно нулю). Человек или домашнее животное, прикоснувшееся к такому устройству, испытает на себе удар электрическим током.

Защитное заземление обеспечивает безопасность человека в данной ситуации. Его работа основывается на том же самом свойстве тока — течь к потребителю с более низким сопротивлением. Тело человека (и других существ) всегда обладает небольшим сопротивлением (эта величина непостоянна), а сопротивление Земли всегда равно нулю. Соответственно, «выбирая» между двумя этими объектами, ток будет течь в Землю. Однако на практике сопротивление монтируемого заземления не бывает нулевым – это связано с тем, что материалы, с помощью которых создается контур, имеют своё сопротивление. Отсюда вытекает одно из главных требований к создаваемому заземлению – его сопротивление должно быть настолько низким, чтобы при замыкании сети человеком, через него прошел ток с допустимыми параметрами, а остальная его часть ушла на контур.

Конструкция контура

Процесс сборки и присоединения заземляющего контура проводится абсолютно одинаков, вне зависимости от того, используется трехфазная сеть с напряжением 380 В, или однофазная – на 220 В. Чаще всего контур заземления конструируют путем закапывания в землю нескольких электродов, соединенных между собой (схема их соединения и называется контуром). Обычно монтируется «квадрат» или «треугольник», но есть и другие варианты. Иногда незамкнутый контур, получаемый в результате последовательного соединения электродов. Выбор того или иного способа зависит от размера здания, территории, и удобства расположения – иногда даже прибегают к созданию прямоугольного контура по периметру защищаемого здания. После соединения (чаще всего – сварки) заземляющих электродов между собой их подключают с помощью специального кабеля к распределительному электрическому щитку.

Контур нельзя располагать произвольно – чтобы правильно его установить, необходимо соблюдать определенные правила и требования. Так, например, запрещено закапывать контур слишком далеко или близко к дому – он должен залегать на расстоянии не меньше 1-2 метров от здания и не дальше 10 метров.

Большое значение имеет и глубина залегания электродов, которая варьируется в зависимости от характера и структуры грунта, отдаленности грунтовых вод. Точно известно, что контур можно закладывать на глубине ниже уровня промерзания земли – то есть, не меньше 80 см (на большей части России). В зависимости от насыщенности грунта водой, регулируется дальнейшее углубление – если она залегает высоко, то и электроды необходимо прокладывать выше к поверхности, а если же воды нет и земля малонасыщенная, контур будет необходимо забивать как можно глубже (или выполнить заземление другим способом).

Контур из черного металлопроката

Электроды для заземляющего контура как правило изготавливают своими руками из стержней черного металла. Для этой задачи неплохо подходит металлопрокат в виде стальной трубы, уголка, гладкой арматуры и двутавра. Фигурное исполнение проката не оказывает влияния на функциональные показатели схемы, поэтому выбирать его следует исходя из того, насколько удобно будет забивать. Как показывает практика, чаще всего обращаются именно к стальному уголку из-за его доступности – такой материал можно найти практически в каждом гараже или на даче.

Впрочем, один из критериев выбора все-таки есть – нужно брать прокат с площадью сечения не меньше 1,5 см2. Количество забиваемых стержней, устройство контура и его схема могут определяться и опытным путем, однако лучше, конечно, провести необходимые расчеты. Самым распространенным способом соединения является треугольник. Такая схема требует забивать стержни-электроды в вершинах треугольника. Для соединения их между собой можно использовать такой же уголок или металлическую полосу.

Стержни необходимо располагать между собой на расстоянии от 1,2 м, эта величина также должна выбираться исходя из сопротивления грунта. Приложенная ниже схема позволит вам приблизительно определить, какое сопротивление имеют различные слои грунта, перед тем, как выполнять своими руками монтаж заземления на даче, в загородном или частном доме.

Модульные системы

Безусловно, если делать контур заземления своими руками, нужно будет проводить сварочные работы, самому вычислять показатели сети и размеры контура, обеспечивать надежность соединения частей схемы. Для того чтобы избавить от лишних хлопот тех, кому они не по душе, или просто облегчить процесс монтажа, в продаже можно найти модульные заземляющие системы со всеми необходимыми составляющими.

Система комплектуется набором стальных стержней с медным покрытием. Их диаметр составляет 14мм, а длина – до 150 см, а на концах нарезана специальная резьба, тоже покрытая медью. На нее накручивается специальная латунная муфта, позволяющая соединить два стержня между собой. На нижний конец крайнего стержня накручивается конусовидная муфта-наконечник, для облегчения забивания. Примечательно, что эти выпускается несколько типов этих наконечников для различных грунтов. Помимо перечисленных компонентов, набор включает в себя специальные зажимы для металлических полос и стержней. Антикоррозийная защита частей конструкции обеспечивается с помощью специальной пасты, которой необходимо покрывать все узлы и элементы.

Модульные системы для заземления обладают рядом характерных преимуществ:

  • последовательное соединение множества стержней позволяет поместить электроды на глубину до 50 метров;
  • благодаря использованию нержавеющей стали с медным напылением в качестве материала стержни устойчивы к коррозии и обладают повышенным сроком службы;
  • схема заземления с помощью модульной системы, при необходимости, может быть размещена в пределах одного квадратного метра, что очень удобно, например, на даче;
  • монтаж не требует использования профессионального оборудования.

Для того чтобы организовать электрическую безопасность на даче и провести заземление в частный или загородный дом, можно воспользоваться готовой системой или сделать контур своими руками. При правильном монтаже обе этих схемы будут работать эффективно и безопасно. Поэтому выбор должен осуществляться исходя из финансовых или личных предпочтений и особенностей ландшафта и планировки. Главное – провести правильные расчеты заземления.

Расчет

Для расчета заземления существует два способа. Мы сначала рассмотрим тот, в котором не требуется работать с формулами и цифрами. Однако учтите, что он подходит только для тех, кто планирует своими руками изготавливать контур заземления.

Итак, для примера, мы варим треугольный контур из стальных стержней (гладкая арматура) длиной в 3 метра. Забиваем их в землю на расстоянии 1,5-2 метра друг от друга и соединяем металлическими полосками. После этого берем омметр или мультиметр и замеряем сопротивление. Согласно правилам электротехнических установок (ПУЭ) заземляющий контур должен иметь сопротивление в пределах 4-10 Ом, при этом – чем меньше, тем лучше. Если сопротивление собранной схемы не соответствует этим требованиям, необходимо забить дополнительные электроды и соединить их с уже готовыми.

Такой способ послемонтажного расчета позволяет довольно часто обойтись без предварительных замеров и вычислений. Металлический треугольник с размерами, описанными в примере, достаточно часто будет «попадать» сопротивлением в допустимые рамки. Даже если это значение будет выше 4 Ом (но, конечно, ниже 10 Ом), схема будет удовлетворять требованиям к заземлению на даче, в бане или небольшом загородном доме.

Расчет по формулам

Однако сконструированный контур может и не подойти из-за особенностей материала, земли или других причин. И процесс «достраивания» может занять немало времени, да и значительно усложнить схему. В такой ситуации, конечно, предпочтительнее было бы знать требования заранее. Кроме того, знание расчетного сопротивления необходимо при покупке модульной системы заземления.

Для вычислений нам понадобится узнать сопротивление стержней, длину горизонтального заземления (периметр треугольника) и сопротивление грунта.

Сопротивление одного вертикального электрода-заземлителя находится по следующей формуле:

где, R – сопротивление электрода, Ом; ρ экв – эквивалентное удельное сопротивление грунта, Ом*м; L – длина электрода, м; d – диаметр электрода, м; T – расстояние от середины стержня до поверхности, м.

Хорошо. Только, чтобы совершить расчеты, нам необходимо знать удельное сопротивление грунта. Для этого можно воспользоваться следующей таблицей:

Если же мы имеем дело с неоднородным грунтом, следует рассчитывать сопротивление заземления по другой формуле:

где, Ψ – сезонный климатический коэффициент; ρ 1 , ρ 2 – удельное сопротивление грунта (1 – верхний слой, 2 – нижний); H – толщина верхнего слоя; t – глубина забивания электрода.

Сезонный коэффициент заземления можно найти в следующей таблице, исходя из климатической зоны нахождения здания.

Формула для нахождения количества электродов без учета сопротивления заземления:

где, n 0 – количество электродов; R н – нормируемое сопротивление заземления.

Полученное значение необходимо округлять до целого в большую сторону. Для нахождения длины электродов-заземлителей существуют две специальные формулы:

Lr = a * (n 0 1 ); — при расположении в ряд;

Lr = a ; — при расположении замкнутым контуром.

а – расстояние между электродами

На сопротивление контура влияют также токи вертикальных электродов, поэтому, чем дальше они будут расположены друг от друга, тем меньше будет сопротивление контура. По этой причине рекомендуется размещать друг от друга на расстоянии, равном их длине.

Монтаж

Итак, перейдем непосредственно к описанию того, как выполнить заземление в частном, загородном доме или на даче своими руками. Для самостоятельной сборки заземляющего контура в загородном доме, садовом участке или на даче нам понадобится стальной уголок, прут или труба, а для стержней – оцинкованные электроды. Иногда вместо них применяют электропроводной бетон.

Как уже было сказано, для забивания стержней модульные системы комплектуются специальными коническими наконечниками, облегчающими прохождение штыря в земле.

Диаметр наконечника несколько больше диаметра прута, что значительно облегчает вбивание в грунт по сравнению с просто заострённым болгаркой нижним концом.

Забивать их можно и вручную – с помощью кувалды или молота, а также инструментом – необходим ударный перфоратор или отбойный молоток с силой удара примерно 20 Дж и специальной головкой. В модульных системах соединения электродов и заземляющим проводником выполняются с помощью специальных зажимов. При самостоятельном монтаже можно просто сварить их между собой.

Обратите внимание, что покраска, смазка или какая-либо другая консервация заземлителей запрещена – это снижает их проводимость. Учитывая негативное воздействие коррозии, приводящее к постепенному утончению стержней, необходимо брать прутья с небольшим запасом. Эти размеры указаны в ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) и составляют 6 мм в диаметре — для оцинкованного прута, 10 мм – для прута из черного металла, 48 мм2 (площадь в поперечнике) — для проката с прямоугольным сечением. Стенки труб и полок прямоугольной стали должны иметь толщину не меньше 4 мм.

Для соединения электродов между собой можно также использовать пруты, трубы и уголок. С помощью них заземление прокладывается от контура до распределительного электрощита. Размеры данных материалов также имеют определенные нормативы. Прутья должны быть в толщину не менее 5 мм, площадь сечения прямоугольной стали – от 24 мм2, с толщиной стенок не меньше 2,5 мм.

Безусловно, монтаж заземления потребует прокладывать заземляющие провода непосредственно по частному дому, даче или другому зданию, электробезопасность которого требуется осуществить. К внутренним заземляющим проводам также выдвигают специальные требования – их сечение должно быть равным площади сечения фазной жилы, но больше нормативного минимума (диаметр поперечника):

  • 1,5 мм – для изолированного медного;
  • 2,5 – для изолированного алюминиевого;
  • 4 мм – для медного без изоляции;
  • 6 мм – для алюминиевого без изоляции.

Коммутация всех проводников заземления с контуром должна проводиться с помощью специальной PE (Protection Earth ) шины из электротехнической бронзы, которая должна быть установлена в электрощитке.

Одной из самых распространенных ошибок, совершаемых при подключении электроприборов к заземляющему контуру своими руками, является нарушения порядки их подсоединения. Обратите внимание, что оно должно всегда проводиться параллельно – от каждого устройства на щиток должен идти отдельный заземляющий провод.

При последовательном подключении или подключении на одну площадку шины, аварийные устройства будут «тянуть», создавая таким образом помехи. Такое нарушение правил подключения электроприборов называется электромагнитной несовместимостью. Из-за нее возникает высокая опасность для жизни во время устранения аварии.

Жизнь современного человека немыслима без электричества, даже если он и перебрался подальше от «цивилизации» и живет в деревянном домике на опушке леса. Электричество позволяет экономить силы, время и деньги, но чтобы использовать его без опасения получить удар током или исключить возгорание проводки, необходимо организовать заземление. В случае с частными домами его приходится делать самостоятельно или нанимать специалистов. Если у вас есть опыт работы с электрикой, читайте как правильно сделать заземление в частном доме.

Заземлением называют связь нескольких частей установок, которые оказываются под напряжением. Оно образовано двумя составляющими: заземлителем и заземляющим проводником. Первый – это несколько металлических проводников, контактирующих с землей. Второй – электросоединение заземлителя с заземляемым объектом. Заземляющим устройством или попросту заземлением называют совокупность вышеперечисленных составляющих.

Основным параметром заземления является сопротивление, которое показывает степень легкости течения тока на землю. Сопротивление же можно назвать вентилем, который перекрывает поток стекающего тока, и чем оно меньше, тем лучше. Сила сопротивления зависит от количества и глубины расположения заземлителей, а также влажности почвы в данный момент. Самым оптимальным вариантом является обустройство контура по периметру всего дома или на северной его части, поскольку там всегда максимально влажный грунт.

Для обеспечения всех необходимых условий безопасности в жилом частном доме заземление 380В или 220В всегда необходимо включать в список работ по электрификации и проводить одновременно с прокладкой проводки. Заземляющие контакты соединяют металлические корпуса холодильников, микроволновок, стиральных машин и другой бытовой техники с заземлением. Если не сделать заземление в частном доме, то при неисправности устройства и сбое фазы произойдет короткое замыкание.

Опасность отсутствия заземления не понять, если не рассмотреть все факторы риска. Известно, что человеческий организм на 80% состоит из воды, которая является прекрасным проводником тока. Если человек получит электрический удар, то жидкость проведет ток по телу, вызывая судороги, сбой работы внутренних органов и ожоги. Если удар будет достаточно сильным, это приведет к остановке сердца. При этом опасным для жизни может стать даже обычный тостер, если в результате аварийной ситуации оборвался «ноль». К примеру, разрушилась изоляция провода, тот дотронутся до корпуса, к тостеру прикоснулся человек и получил разряд.

Чтобы не допустить таких ситуаций все токопроводящие части приборов необходимо заземлить, дабы опасное напряжение, возникшее в неположенном месте, просто уходило в землю. Если у заземленного прибора оборвется нулевой проводник, то заземление сохранит его работоспособность и будет выполнять функцию «нуля».

Итак, из всего вышесказанного можно сделать вывод, что заземление необходимо для того, чтобы обеспечивать безопасность для человека при прикосновении к поврежденным приборам и предотвращения этих повреждений.

Технология заземления

Как сделать заземление в частном доме самому и можно ли вообще приступать к такой работе без разрешения соответствующих инстанций? Если вы сделаете работу правильно, и все будет работать должным образом, то штрафов можно не бояться. Измерения должны показывать сопротивление не больше 4 Ом, тогда не будет никаких формальных поводов вас наказывать. Чтобы ознакомиться с подробным устройством заземления в частном доме, прочтите соответствующую документацию (ПТБЭ, ПТЭЭ, ПУЭ).

Если вы будете читать внимательно, то ни в одном из документов не найдете строгого правила о том, что заземление должны делать исключительно оплачиваемые специалисты и организации. Отталкиваясь от этого, можно смело начинать работу и не бояться претензий со стороны. Однако, если вы все-таки наняли специалистов, они сделали заземление по утвержденному энергослужбой проекту, а потом произошла авария, без колебаний требуйте полное возмещение ущерба. В этом, пожалуй, единственное преимущество такого способа.

Итак, мы уже знаем, что заземление состоит из двух частей: заземлителей и заземляющего проводника (металлосвязи). Заземлитель должен уходить ниже глубины промерзания грунта не меньше чем на 50 см, чтобы его не вытолкнуло из земли по весне. Также на этой глубине обычно находится почва со стабильным уровнем влажности. Точные данные о глубине промерзания грунта, необходимой длине заземлителей и их количестве узнавайте в местной энергоснабжающей службе.

Металлосвязь представляет собой несколько металлических деталей, соединенных в единую конструкцию сварочным аппаратом. Эта конструкция соединяет верхние части торчащих из грунта заземлителей. Ее заводят внутрь дома, и вводов может быть несколько, но один из них обязательно должен заземлять распределительный щиток. Заземлители вкупе с металлосвязью – это контур заземления.

Клеммы приборов соединяются с шиной заземления (металлосвязью, проведенной в дом) посредством заземляющих проводников, которые могут состоять из нескольких жил или быть жесткими неизолированными. Многожильные провода должны иметь сечение не меньше 4 мм² с желтым в зеленую полоску цветом изоляции. При необходимости можно перенести проводник на шину.

Как видно на изображении выше, заземляющие проводники устанавливают на подготовленные зачищенные контактные площадки с резьбой под болты не меньше М4. Участки должны быть хорошо обработаны смазкой, которая будет защищать металл от окисления и не допускать электрокоррозию.

Электрическое сопротивление заземлительных установок необходимо изменять от клеммы прибора до самой удаленной от него наземной части заземлителя. По сути, проводник является частью металлосвязи, сопротивление которой не должно быть выше 0,1 Ом. Одного заземлителя будет недостаточно, поскольку земля является нелинейным проводником, и ее сопротивление напрямую зависит от площади контакта и напряжения в данный момент. Маленькой площади отдельного заземлителя недостаточно для обеспечения хорошей защиты, поэтому надо увеличить их число. Если установить два заземлителя на расстоянии в 1-2 м, то появится потенциальный участок, и эффективная площадь контакта увеличится во много раз. Не стоит ставить заземлители далеко друг от друга, иначе вы рискуете разорвать потенциальную поверхность и получить просто два отдельных независимых элемента. Оптимальной дистанцией является 1,2-2 м.

Инструменты и материалы

Установка заземления в частном доме – дело нелегкое, поэтому если вы решились заняться этим самостоятельно, запаситесь терпением, стройматериалами и инструментами.

Что потребуется для работы:

  • сварочный аппарат;
  • лопата;
  • кувалда весом около 5 кг;
  • стальной уголок 50х50х4 мм на 3 м и на 1,5 м – по 3 шт;
  • стальной прут с сечением 14 мм (чтобы определить необходимую длину, измерьте расстояние от места установки заземляющего контура до дома, прибавьте высоту до фронтона; еще один прут будет идти от контура до дома и подниматься до конька для защиты от молнии);
  • электроды 3 мм;
  • гофрированная труба, чтобы спрятать кабель (чтобы узнать длину, измерьте точку от распайки с прутом до распределительного щитка);
  • провод 4х4 мм длиной от распайки с прутом до распределительного щитка;
  • клемма, чтобы соединить провод с прутом.

Пошаговый монтаж

Сперва рассмотрим, как сделать заземление в частном доме 220 В над землей.

На изображении выше показаны провода, которые идут в дом (1), прут, выходящий из-под земли и тянущийся к точке распайки и защите от молний (2), само место подключения (распайки) заземления (3), заземляющий кабель внутри гофротрубы, который идет в распределительный щиток внутри дома (4) и молниезащиту (5).

Оба прута должны быть приварены к заземляющему контуру и выходить из грунта. Первый идет к распределительному щитку, второй – на дом к молниеотводу.

Так выглядит заземляющий провод, спрятанный в гофрированную трубу, подведенный к трехфазному распределительному щитку. Также на фото показаны деревянные подкладки, которые не позволяют кабелю и заземляющим прутам контактировать со стеной дома.

На коньке дома следует обустроить молниеотвод.

Стрелка указывает на заземляющий прут, выходящий из-под земли и поднимающийся к коньковой балке дома. Молниеотвод изготовлен из стального троса диаметром 8 мм, а натяжение между опорами обеспечивается обычной дверной пружиной.