Сегодня практически каждый загородный дом оснащен электрическими приборами. Безопасность их эксплуатации обеспечивается соединением установленного в помещениях электрооборудования с заземляющим устройством. Грамотно выполненное защитное заземление исключит вероятность поражения людей электрическим током и предотвратит выход из строя бытовой техники и сложных технических устройств от воздействия перенапряжений, если они защищаются УЗИП. Выбор схемы подключения зависит от различных факторов. В частном доме, в отличие многоквартирного, заземление можно сделать самостоятельно. Разобраться в вопросе его подключения поможет данная инструкция.
Основные элементы схемы подключения заземления загородного дома и правила по их выполнению
Схема подключения заземления в загородном доме выглядит следующим образом: электроприбор— розетка — электрический щит — заземляющий проводник — контур заземления — земля.
Подключение начинается с выполнения на придомовом участке заземляющего устройства в соответствие с правилами, определенными в главе 1.7 ПУЭ 7-го издания . Заземлитель представляет собой металлическую конструкцию, имеющую большую площадь контакта с землей. Предназначен для выравнивания разности потенциалов и уменьшения потенциала заземленного оборудования, в случае замыкания на корпус или появления избыточного напряжения в электросети. Конструкция и глубина его установки определяется исходя из сопротивления грунта на участке (например, сухой песок или влажный чернозем).
От выполненного на участке заземляющего устройства (заземления) прокладываем заземляющий проводник, который подключаем к главной заземляющей шине, с использованием болтового соединения, зажима или сварки. Выбираем проводник сечением не менее 6 мм2 для меди и 50 мм2 для стали, при этом он должен соответствовать требованиям к защитным проводникам, указанным в таблице 54.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013 , а для системы ТТ иметь сечение не менее 25 мм2 для меди. Если проводник голый и прокладывается в земле, то его сечение должно соответствовать приведенному в таблице 54.1 ГОСТ Р ГОСТ Р 50571.5.54-2013 .
В электрощитке заземляющий проводник через шину заземления соединяется с защитными проводниками, проложенными к розеткам, имеющим заземляющий контакт и остальным электроприемникам в доме. В результате чего, каждый электроприбор оказывается подключенным к системе заземления.
Зависимость схемы подключения заземления от контура заземления
Если у столба линии электропередач выполнено повторное заземление, то схема подключения заземления в загородном доме выполняется по системам TN-C-S или TT. Когда состояние сетей не вызывает опасений, в качестве заземляющего устройства дома следует использовать повторное заземление линии и подключать дом в соответствии с системой заземления TN-C-S. Если воздушная линия старая, либо качество выполнения повторных заземлений подлежит сомнению, лучше выбрать систему ТТ и оборудовать индивидуальное заземляющее устройство на придомовом участке.
Для заземляющего устройства в первую очередь следует использовать естественные заземлители - сторонние проводящие части, имеющие непосредственный контакт с грунтом (водопроводы, трубы скважин, металлические и железобетонные конструкции загородного дома и прочее). (см. п.1.7.54, 1.7.109 ПУЭ 7-го издания).
При отсутствии таковых, выполняем искусственное заземляющее устройство, используя вертикальные или горизонтальные электроды, которые вкапываем в землю. Выбор конфигурации заземлителя главным образом от требуемого сопротивления и особенностей придомового участка.
Наиболее эффективен в использовании, если на вашем участке почва представлена суглинком, торфом, насыщенным водой песком, обводненной глиной. Стандартная длина стержней составляет от 1,5‑х до 3‑х м. Выбирая длину вертикальных электродов, исходим из водонасыщенности вмещающих пород на участке. Заглубленные грунт вертикальные заземлители объединяются горизонтальным электродом, например, полосой, а для минимизации экранирования располагаются на расстоянии, соразмерном длине самих штырей.
Зависимость схемы подключения от типа системы заземления
Заземление объектов жилого фонда выполняют по следующим системам: ТN (подсистемы TN-C, TN-S, TN-C-S) или ТТ. Первая буква в названии обозначает заземление источника питания, вторая - заземление открытых частей электрооборудования.
Последующие буквы после N указывают на совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников. S - нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены. С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (РЕN-проводник).
Электробезопасность обеспечивается полноценно, когда уменьшение сопротивления заземлителя не влечет за собой увеличения показателей тока замыкания на землю. Рассмотрим, как схема подключения заземления зависит от выполненной на объекте системы электрической сети.
Система заземления TN-S
Рисунок 1. Система TN-S
На объектах, оборудованных электросетью по системе TN-S, нулевые рабочий и защитный проводники разделены по всей длине, и в случае пробоя изоляции фазы, аварийный ток отводится по защитному РЕ-проводнику. Устройства УЗО и дифавтоматы, реагирующие на появление утечки тока через защитный ноль, отключают сеть с нагрузкой.
Достоинством подсистемы заземления TN-S является надежная защита электрооборудования и человека от поражения аварийным током при пользовании электросетями. За счет чего данную систему относят к наиболее современной и безопасной.
Для выполнения заземления по системе TN-S, требуется прокладка от трансформаторной подстанции отдельного провода заземления к своему строению, что приведет к значительному удорожанию проекта. По этой причине, для заземления объектов частного сектора, подсистема заземления TN-S практически не используется.
Система заземления TN-C. Необходимость перехода на ТN-C-S
Рисунок 2. Система TN-S
Заземление по системе TN-C наиболее распространено для старых построек жилого фонда. Преимуществом является экономичность и проста ее выполнения. Существенным недостатком - отсутствие отдельного проводника РЕ, что исключает наличие в розетках загородного дома заземления и возможности уравнивания потенциалов в ванной.
К загородным постройкам электрических ток подводится по воздушным линиям. К самому строению подходят два проводника: фазный L и совмещенный PEN. Подключить заземление можно, только при наличии в частном доме трехжильной проводки, что требует переделки системы TN-C на TN-C-S, путем разделения нулевого рабочего и нулевого защитного проводника в электрическом щите (см. п. 1.7.132 ПУЭ 7-го издания).
Подключение заземления по системе TN-C-S
Для подсистемы заземления TN-C-S характерно объединение нулевого рабочего и нулевого защитного проводников на участке от линий электропередач до ввода в здание. Заземление по данной системе достаточно простое в техническом исполнении, за счет чего рекомендуется для широкого применения. К недостатку можно отнести потребность в постоянной модернизации, во избежание обрыва PEN проводника, в результате чего электроприборы могут оказаться под опасным потенциалом.
Рассмотрим схему подключения заземления в загородном доме по системе TN-C-S на примере перехода к ней от системы TN-C.
Рисунок 3. Схема главного распределительного щита
Как уже отмечалось, для получения трехжильной проводки, необходимо произвести правильное разделение PEN проводника в распределительном щитке дома. Начинаем с того, что в электрощит устанавливаем шину с обеспечением прочной металлической связи с ним, и подключаем к этой шине идущий со стороны линии электропередач объединенный проводник PEN. Шину PEN соединяем перемычкой со следующей установленной шиной РЕ. Теперь шина PEN выступает в качестве шины нулевого рабочего проводника N.
Рисунок 4. Схема подключения заземления (переход с TN-C на TN-C-S)
Рисунок 5. Схема подключения заземления TN-C-S
Выполнив указанные подключения, соединяем распределительный щиток с заземлителем: от заземляющего устройства заводим проводна шину РЕ. Таким образом, в результате несложной модернизации, мы оснастили дом тремя отдельными проводами (фазным, нулевым защитным и нулевым рабочим).
Правилами устройства электроустановок требуется выполнение повторного заземления для РЕ - и РEN-проводников на вводе в электроустановки, с использованием, в первую очередь, естественных заземлителей, сопротивление которых при напряжении электросети 380/220 В должно быть не более 30 Ом (см. п. 1.7.103 ПУЭ 7-го издания).
Подключение заземления по системе TТ
Рисунок 6. Система TT
Другим вариантом схемы является подключения заземления загородного дома по системе ТТ с глухозаземленной нейтралью источника тока. Открытые токопроводящие элементы электрооборудования такой системы подсоединены к заземляющему устройству, не имеющему электрической связи с заземлителем нейтрали источника питания.
При этом должно соблюдаться следующее условие: значение произведения величины тока срабатывания устройства защиты (Iа) и суммарного сопротивления заземляющего проводника и заземлителя (Rа) не должно превышать 50 В (см. п.1.7.59 ПУЭ). Rа Iа ≤ 50 В.
Для соблюдения этого условия “Инструкция по устройству защитного заземления и уравнивания потенциалов в электроустановках” И 1.03-08 рекомендует выполнять заземляющее устройство с сопротивлением 30 Ом. Данная система достаточно востребована на сегодняшний день и применяется для частных, преимущественно мобильных построек, при невозможности обеспечения достаточного уровня электробезопасности системой TN.
Заземление по системе TТ не требует разделения совмещенного PEN проводника. Каждый из подходящих к дому отдельных проводов подсоединяем к изолированной от электрощита шине. А сам PEN проводник, в таком случае, считаем нулевым проводов (нулем).
Рисунок 7. Схема подключения заземления по системе TT
Рисунок 8. Схема подключения заземления и УЗО по системе TT
Как следует из схемы, системы TN-S и ТТ очень похожи между собой. Отличие состоит в полном отсутствии у ТТ электрической связи между заземляющим устройством и PEN проводником, что, в случае отгорания последнего со стороны источника питания, гарантирует отсутствие избыточного напряжения на корпусе электрических приборов. В этом и состоит очевидное преимущество системы ТТ, обеспечивающее более высокий уровень безопасности и надежности в эксплуатации. Недостатком ее использования можно назвать лишь дороговизну, поскольку для защиты пользователей при косвенном прикосновении, обязательна установка дополнительных устройств защитного отключения питания (УЗО и реле напряжения), что, в свою очередь, требует прохождение апробации и заверение специалистом энергонадзора.
Заключение
Схема заземления в общем виде представляет собой соединение ее элементов: электрооборудования, вводно-распределительного щита, заземляющего проводника РЕ, заземлителя.
Для установки заземляющего устройства в загородном доме необходимо разобраться в особенностях его подключения, в зависимости от следующих факторов:
- способ питания электрической сети (воздушными линиями или кабелем от трансформаторной подстанции)
- тип грунта на придомовом участке, где выполняется контур заземления.
- наличие системы молниезащиты, дополнительных источников питания или специфического оборудования.
Выполняя подключение заземления самостоятельно, необходимо руководствоваться положениями раздела 1.7 Правил устройства электроустановок. При невозможности использования естественных заземлителей, выполняем заземляющее устройство с применением искусственных заземлителей.. Заземление частного дома может быть выполнено по двум системам: TN-C-S или ТТ. Наиболее широкое применение получила модернизированная система TN-C - TN-C-S, за счет простоты ее технического исполнения. Для обеспечения электробезопасности загородного дома по системе TN-C-S, требуется разделение PEN проводника, на нулевой рабочий и нулевой защитный проводники.
Выполнив контур заземления, необходимо проверить качество его монтажа, и произвести замеры сопротивления на соответствие нормам ПУЭ при помощи специальных приборов, для чего может потребоваться привлечение специалистов.
Требуется консультация по организации заземления и молниезащиты для вашего объекта? Обратитесь в
Основным элементом обеспечения безопасности электроустановок является защитное заземление. Сопутствующие системы: автоматические защитные выключатели, предохранители, молниезащита - не могут функционировать при его отсутствии, и становятся бесполезными.
Что такое заземление
Это комплекс, состоящий из металлических конструкций и проводников, который обеспечивает электрический контакт корпуса электроустановки с физической землей, то есть с грунтом. Система начинается с заземлителя: металлического электрода, заземленного в грунт. Эти элементы не могут быть одиночными, для надежности они объединяются в заземляющий контур.
Как это работает
Внешний контур заземления (который находится непосредственно в грунте), соединяется с помощью надежного проводника с внутренним контуром в помещении, или с щитком заземления. Далее, с помощью внутренней сети защитных проводников, производится подключение к корпусам электроустановок, и контактам заземления на коммутационных устройствах (распределительные щитки, коробки, розетки и прочее).
Устройства, генерирующие электроэнергию, также имеют систему заземления, с которой соединяется нулевая шина. При возникновении аварийной ситуации (фаза соединилась с корпусом электроустановки), возникает электрическая цепь между фазным проводником и нулевой шиной по линии заземления. Сила тока в аварийной цепи спонтанно возрастает, срабатывает устройство защитного отключения (автоматический выключатель) или перегорает предохранительная вставка.
Результат работы исправной системы:
- не происходит возгорание силового кабеля (опасность пожара);
- предотвращается возможность поражения электротоком при касании аварийного корпуса электроустановки.
Сопротивление тела человека в десятки раз выше, чем сопротивление заземления. Поэтому сила тока (при наличии фазы на корпусе электроустановки) не достигнет опасной для жизни величины.
Из чего состоит заземление
- Внешний контур заземления. Располагается за пределами помещений, непосредственно в грунте. Представляет собой пространственную конструкцию из электродов (заземлителей), соединенных между собой неразделимым проводником.
- Внутренний контур заземления. Токопроводящая шина, размещенная внутри здания. Охватывает периметр каждого помещения. К этому устройству подсоединяются все электроустановки. Вместо внутреннего контура может быть установлен щиток заземления.
- Заземляющие проводники. Соединительные линии, предназначенные для подключения электроустановок непосредственно к заземлителю, или внутреннему контуру заземления.
Рассмотри эти компоненты подробнее.
Внешний, или наружный контур
Монтаж контура заземления зависит от внешних условий. Прежде чем начать расчет, и выполнить проектный чертеж, необходимо знать параметры грунта, в котором будут установлены заземлители. Если вы сами строили дом, эти характеристики известны. В противном случае лучше вызвать геодезистов, для получения заключения по грунту.
Какие бывают грунты, и как они влияют на качество заземления? Примерное удельное сопротивление каждого типа грунта. Чем оно ниже, тем лучше проводимость.
- Глина пластичная, торф = 20–30 Ωм·м
- Суглинок пластичный, зольные грунты, пепел, классическая садовая земля = 30–40 Ом·м
- Чернозем, глинистые сланцы, полутвердая глина = 50–60 Ом·м
Это лучшая среда для того, чтобы установить наружный контур заземления. Сопротивление растекания тока будет достаточно низким даже при малом содержании влаги. А в этих грунтах естественная влажность обычно выше среднего.
- Полутвердый суглинок, смесь глины и песка, влажная супесь - 100–150 Ом·м
Сопротивление немного выше, но при нормальной влажности параметры заземления не выйдут за нормативы. Если в регионе установки установится продолжительная сухая погода, необходимо принимать меры к принудительному увлажнению мест установки заземлителей.
- Глинистый гравий, супесок, влажный (постоянно) песок = 300–500 Ом·м
Гравий, скала, сухой песок – даже при высокой общей влажности, заземление в такой почве будет неэффективным. Для соблюдения нормативов, придется устанавливать глубинные заземлители.
Важно! Неверный расчет контура заземления, игнорирование параметров, часто приводят к печальным результатам: поражение электротоком, выход из строя оборудования, возгорание кабеля.
Многие владельцы объектов, экономя «на спичках», просто не понимают, для чего нужен контур заземления. Его задача при соединении фазы с землей обеспечить максимальную величину тока короткого замыкания. Только в этом случае быстро сработают устройства защитного отключения. Этого невозможно достичь, если сопротивление растекания тока будет высоким.
Определившись с грунтом, вы сможете выбрать тип, и самое главное - размер заземлителей. Предварительный расчет параметров можно выполнить по формуле:
Расчет приведен для вертикально установленных заземлителей.
Расшифровка величин формулы:
- R0 - полученное после вычисления сопротивление одного заземлителя (электрода) в омах.
- Рэкв - удельное сопротивление грунта, см. информацию выше.
- L - общая длина каждого электрода в контуре.
- d - диаметр электрода (если сечение круглое).
- Т - вычисленное расстояние от центра электрода до поверхности земли.
Задавая известные данные, а также меняя соотношение величин, вы должны добиться значения для одного электрода порядка 30 Ом.
Если установка вертикальных заземлителей невозможна (по причине качества грунта), можно рассчитать величину сопротивления горизонтальных заземлителей.
Важно! Монтаж горизонтального контура более трудоемок и связан с повышенным расходом материала. К тому же, такое заземление сильно зависит от сезонной погоды.
Поэтому лучше потратить больше времени на забивание вертикальных стержней, чем следить за барометром и влажностью воздуха.
И все же приводим формулу расчета горизонтальных заземлителей.
Соответственно, расшифровка дополнительных величин:
- Rв - полученное после вычисления сопротивление одного заземлителя (электрода) в омах.
- b - ширина электрода - заземлителя.
- ψ - коэффициент, зависящий от погодного сезона. Данные можно взять в таблице:
- ɳГ - так называемый коэффициент спроса горизонтально расположенных электродов. Не вдаваясь в подробности, получаем цифры из таблицы на иллюстрации:
Предварительный расчет сопротивления необходим не только для правильного планирования закупок материала: хотя будет обидно, если вам не хватит для завершения работ, пары метров электрода, а до магазина несколько десятков километров. Более-менее аккуратно оформленный план, расчеты и чертежи, пригодятся для решения бюрократических вопросов: при подписании документов о приемке объекта, или составлении ТУ с компанией энергосбыта.
Разумеется, никакой инженер не подпишет бумаги только на основании пусть и красиво исполненных чертежей. Будут произведены замеры сопротивления растекания.
Технология проведения работ
Выбираем место размещения заземлителей. Разумеется, недалеко от дома (объекта), чтобы не пришлось прокладывать длинный проводник, который придется механически защищать. Желательно, чтобы вся площадь контура находилась на территории, которую вы контролируете (являетесь собственником). Чтобы в один прекрасный момент, ваша защитная «земля» не была выкопана пьяным экскаваторщиком. Так что забивать штыри за забором не будем.
Подойдет огород (за исключением картофельной грядки), палисадник, клумба возле дома. Возделываемые участки предпочтительнее, они регулярно поливаются. А дополнительная влага в земле пойдет на пользу заземлению. Если ваш грунт обладает низким удельным сопротивлением - можно установить заземление на площадке, которая затем будет покрыта асфальтом или плиткой. Под искусственным покрытием земля не пересушивается. Да и риск повредить контур заземления минимален.
Разумеется, необходимо учитывать дальнейшие планы. Если в месте установки контура через год появится гараж со смотровой ямой - лучше сразу выбрать место поспокойнее.
В зависимости от формы площадки, выбираем порядок расположения электродов: в линию, или треугольником.
Важно! Вне зависимости от расположения, вертикальных заземлителей должно быть не менее трех.
Если выбран треугольник - размечаем площадку соответствующей формы со сторонами 2.5–3 метра. Копаем траншею в форме равностороннего треугольника на глубину 70–100 см, шириной 50–70 см. Мы знаем, что все заземлители соединяются между собой. Проводник должен быть углублен на расстояние не менее 50 см, с учетом минимального уровня грунта (например, вскопка грядки). Если сверху будет уложено покрытие - его толщина в расчет не берется. Только чистый грунт.
Можно выбрать весь грунт, не только по периметру траншеи. Получится треугольная яма глубиной 0.7–1.0 м. Готовый контур можно будет засыпать грунтом с низким удельным сопротивлением. Например, золой или пеплом. Соли проникнут в землю, и будут способствовать снижению общего сопротивления растекания тока.
После чего, по углам ямы (траншеи) начинаем забивать электроды.
Параметры заземлителей (рассматриваем вертикальное расположение)
- Сталь без гальванического покрытия:
Круг - диаметр 16 мм.
Труба - диаметр 32 мм.
Прямоугольник или уголок - площадь поперечного сечения 100 мм².
- Сталь оцинкованная
Круг - диаметр 12 мм.
Труба - диаметр 25 мм.
Прямоугольник или уголок - площадь поперечного сечения 75 мм².
Круг - диаметр 12 мм.
Труба - диаметр 20 мм.
Прямоугольник или уголок - площадь поперечного сечения 50 мм².
Грунт должен плотно облегать металлическую поверхность заземлителя. Красить электроды запрещено!
А как быть, если по расчетам длина каждого из трех электродов превышает 1.5–2 метра? Есть небольшие секреты.
Соединяем электроды проводником. Если арматура стальная - лучше всего подойдет сварка. Медные стержни соединяются болтовой стяжкой, проводник должен иметь сечение не менее 30% от сечения электродов.
После сборки контура, проводим замеры сопротивления растекания тока. Требования к контуру заземления для индивидуального жилья - 10 Ом. Измерение лучше доверить сертифицированным специалистам, у которых имеется соответствующее оборудование. Тем более, что при получении ТУ от энергетиков, вам все равно придется представить систему заземления для измерений. Если сопротивление выше нормы - добавляем электроды и привариваем их к контуру. Пока не получим норму.
Контур заземления внутри объекта
Как правило, это стальная шина, проложенная открытым способом по внутренней поверхности стен, вблизи пола.
В индивидуальных жилых домах монтаж внутреннего контура заземления не проводится. По причине невысокого класса опасности помещения, и небольшого количества электроустановок. Вместо внутреннего контура устанавливается заземляющий щиток, или главная заземляющая шина (ГХШ).
Щиток соединяется либо с внутренним контуром (как на иллюстрации), либо с помощью проводника с внешним контуром заземления. Непосредственно от щитка выполняется разводка проводников защитного заземления по электроустановкам. Часто вместо щитка заземления, может применяться контактная колодка «PE», непосредственно во входном щите квартиры.
Итог
Мы подробно рассмотрели, что такое контур заземления, для чего он нужен, и каким он должен быть согласно ПУЭ. Самостоятельная установка не снижает ответственности: от выполнения требований безопасности зависит ваша жизнь, и жизнь домочадцев.
Видео по теме
Содержание:
Многие люди живут и проводят время на дачах и в частных загородных домах. Они стараются создать для себя максимальный уют и комфорт, окружить всеми современными удобствами. Подавляющее большинство таких объектов полностью электрифицировано, поэтому часто возникает вопрос, как сделать заземление в частном доме своими руками.
Схема заземления в частном доме своими руками 220 и 380в
В каждом частном доме заземление устраивается в зависимости от того, какое напряжение подключено к нему - 220 или 380 вольт. Обе схемы заземления практически не различаются между собой. В обоих вариантах устройство контура заземления будет абсолютно одинаковым. Существующие отличия касаются способа подключения, в зависимости от типа электрической сети.
При подключении к однофазной сети, напряжением 220 вольт используются три провода - фазный, нулевой и заземление. В розетках также имеется три соответствующих контакта. Если подключается трехфазное напряжение на 380 вольт, применяется уже пять проводов, из которых три являются фазными, а два остальных выполняют функции нуля и заземления. В розетках также предусмотрено пять контактов.
Категорически запрещается применять нулевой провод вместо заземляющего проводника, независимо от напряжения в электрической сети. В этом случае вполне возможен выход из строя дорогостоящей бытовой техники и оборудования. Кроме того, создается реальная угроза для здоровья и жизни людей, находящихся в доме.
При устройстве заземления в частном доме следует учитывать разницу в сопротивлении. Если монтаж выполняется по всем правилам, то сопротивление заземления с напряжением 220 вольт составит около 30 Ом. При напряжении 380 вольт этот показатель будет равен 10 Ом. Большую роль играет удельное сопротивление грунта, в котором прокладывается контур заземления. Например, скальный грунт обладает очень низкими показателями.
Схемы заземления
В первую очередь нужно определиться с наиболее подходящим вариантом схемы заземления для частного дома. В зависимости от этого в дальнейшем будет монтироваться вся система.
Наиболее популярны следующие схемы заземления:
- Замкнутая схема в форме треугольника. Ее основным преимуществом считается более надежное функционирование. В случае повреждения перемычки между штырями, работа системы будет продолжаться с любой целой стороны.
- Линейная схема состоит из нескольких штырей, вкопанных на одной линии, соединенных последовательно между собой. Недостатком такой системы является ее полный выход из строя при повреждении перемычки, установленной в самом начале.
Для частных домов лучше всего подходит треугольник. По объему работ эта схема ничем не отличается от других систем, однако ее эффективность значительно выше. Исходя из конкретных условий, можно воспользоваться собственным вариантом и выполнить конфигурацию заземления в виде прямоугольника или других фигур.
Необходимые инструменты и материалы
Для изготовления искусственных заземлителей применяется стальной металлопрокат. Лучше всего для этих целей подходят круглые прутки, трубы разного сечения и уголки.
Категорически запрещается использовать в качестве заземляющих проводников и заземлителей профильную арматуру. Это связано с каленым наружным слоем, имеющимся во всех изделиях этого типа. В результате, нарушается распределение тока по сечению, а процесс окисления происходит намного быстрее.
С целью защиты металла от коррозии, практикуется использование оцинкованных электродов. В некоторых случаях функции заземлителя может выполнять электропроводный бетон.
Существуют наборы заводского изготовления, состоящие из цельнотянутых штырей, покрытых медью. Их длина составляет 1,5 метра, а на конце имеется резьба. Для соединения штырей между собой предусмотрены специальные латунные резьбовые муфты. Погружение в землю электродов осуществляется ручными ударными инструментами повышенной мощности с помощью переходника и направляющей головки. Электроды соединяются с заземляющим проводником зажимами, изготовленными из нержавеющей, стали. Защита соединений от коррозии на стыках выполняется путем покрытия специальной пастой.
Нельзя производить окраску заземлителей или наносить на них другие покрытия, способствующие снижению проводимости. Однако под действием коррозии толщина стальных деталей постепенно снижается. Этот фактор должен обязательно учитываться, поэтому сечение электрода подбирается с определенным запасом. Таким образом, обеспечивается достаточно продолжительная эксплуатация контура.
В нормативных документах определяется минимально допустимое сечение заземлителей, которое должно учитываться при выборе материалов. Так, для прута, оцинкованного этот параметр составляет 6 мм2, для прута из обычного черного металла - 10 мм2, а для прямоугольного проката - 48 мм2. Стенки труб или полки стальных прокатов выбираются с минимальной толщиной 4 мм.
Большое значение имеет правильный выбор материала, используемого для соединения электродов. В большинстве случаев применяется полоса, однако в определенных условиях допускается использование трубы, уголка или проволоки. С помощью этих материалов заземление может быть подведено прямо к электрическому щиту. Сечение заземляющего проводника, находящегося внутри здания, должно совпадать с сечением фазного провода, применяемого в разводке.
Все заземляющие проводники подключаются к единой шине заземления, используемой для коммутации. Сама шина изготавливается из специальной электротехнической бронзы. Она является одним из элементов распределительного щита и закрепляется непосредственно на его стенке. Для выполнения работ может потребоваться кувалда и стремянка. Соединение деталей из проката черного металла осуществляется с помощью сварки.
Монтаж системы заземления
В частных домах практикуется использование в виде треугольника с равными сторонами. Для того что бы сделать контур заземления в частном доме своими руками разметку для будущей конструкции выполняют точно такой же конфигурации. Расстояние заземления от фундамента здания не должно превышать 1 метр.
После выполнения разметки, по всему периметру треугольника отрывается траншея на глубину от 0,8 до 1 метра. Ее ширина составляет от 50 до 70 см, что обеспечивает удобство проведения сварочных и других работ. Сама траншея необходима для прокладки горизонтальных соединяющих заземлителей.
В каждой вершине треугольника забиваются вертикальные заземлители из уголка длиной 2-3 метра. Они заглубляются почти полностью ударами кувалды. Чтобы уголки лучше входили в землю, их концы заостряются. Облегчить работу поможет устройство небольших колодцев напротив каждой вершины треугольника, глубиной около 1,5 м. В этом случае уголки забиваются в землю на меньшее расстояние.
После выполнения всех подготовительных работ, можно начинать непосредственный монтаж контура заземления:
- В самом начале работ уголки забиваются в землю с таким расчетом, чтобы их верхний край выступал над поверхностью дна траншеи примерно на 20-25 см.
- По окончании установки вертикальных заземлителей, выполняется горизонтальная обвязка с целью создания замкнутого контура. Все соединения выполняются с помощью сварки - стальная полоса приваривается к концам уголков. Не допускается использование болтовых соединений, поскольку через некоторое время происходит окисление этих мест. В результате, контакт теряется, и заземляющий контур начинает работать неэффективно.
- После полной сборки контура заземления, он должен быть соединен с электрическим щитом. Это делается с помощью заземляющего проводника, для которого используется стальная проволока сечением 8-10 мм. Она приваривается к контуру и далее прокладывается в траншее к месту соединения со щитом. В этом месте также приваривается болт, диаметром 6 или 8 мм, к которому и будет крепиться заземляющий провод.
- Если стальная проволока отсутствует, то заземляющим проводником вполне может стать стальная полоса, такая же как в горизонтальном заземлителе. Полоса будет даже более эффективной, поскольку обладает большей площадью соприкосновения с землей. Однако с ней тяжелее работать, особенно при прокладке на сгибах траншеи.
- По окончании всех сварочных работ места сварки обрабатываются специальными антикоррозийными составами. Для этих целей нельзя использовать краску, поскольку она полностью нарушает связь металла с землей и система заземления просто не будет работать.
После проверки всех соединений, выкопанная траншея засыпается землей. Далее, заземление необходимо подключить к оборудованию, установленному в доме. В многих частных домах используется система заземления TN-C, где заземляется . После установки собственного заземляющего контура такая схема уже не будет работать и потребует переделки на систему TN-C-S или ТТ.
Система подключения заземления TN-C-S
В схеме TN-C отсутствует отдельный заземляющий проводник, поэтому ее требуется переделать в схему TN-C-S. Для этого необходимо разделить в электрощите совмещенный провод PEN, являющийся одновременно нулевым рабочим и защитным проводником. После разделения должно получиться два отдельных провода: N - рабочий и РЕ - защитный.
Поскольку к дому подводятся только два питающих провода, то для получения трехжильной внутренней проводки необходимо воспользоваться специальной шиной заземления РЕ, связанной со щитом через металлическую поверхность. К ней подключается провод PEN, подведенный со стороны наружной сети.
Затем шина РЕ соединяется перемычкой с такой же шиной, подключенной к нулевому рабочему проводнику N. Нулевая шина в обязательном порядке изолируется от щита. После этого сам щит подключается к заземляющему контуру. С этой целью используется многожильный медный провод, один конец которого соединяется со щитом, а другой крепится к заземляющему проводнику при помощи болта, приваренного на конце.
Подключение заземления по схеме ТТ
Данная система не требует разделений проводника PEN. Схема предусматривает подключение фазного проводника к шине, изолированной от электрощита. Далее он будет выполнять функцию нулевого провода. После этого корпус щита подключается к заземляющему контуру.
Таким образом, заземление в частном доме своими руками по схеме ТТ, не предусматривает какого-либо электрического соединения контура с проводником PEN. Данное подключение обладает заметными преимуществами по сравнению со схемой TN-C-S. При отгорании PEN провода, нулевой потенциал на корпусах приборов будет сохраняться. Поэтому схема ТТ считается более надежной и безопасной. Серьезным недостатком считается ее высокая стоимость, поскольку в схеме обязательно присутствие защитных устройств.
Как самому сделать заземление своего дома
Обычные жильцы многоквартирных домов и частных особняков имеют слабое представление о том, что такое заземление. Конечно, слышали о нем все, но лишь очень немногие понимают его устройство и представляют принцип работы. Обычно это люди строительных профессий.
Но иногда даже у самых простых обывателей возникает необходимость устроить в своем доме заземление. При кажущейся сложности вопроса сделать заземление в частном доме своими руками достаточно просто. Потребуется, конечно, какая-никакая помощь, но ничего сверхсложного или невыполнимого.
Как сделать заземление дома своими руками
В любом частном доме почти круглосуточно работает большое количество бытовой техники, периодически включается и выключается свет в комнатах, и все это обуславливает солидную суммарную мощность потребления электрической энергии. В целях обеспечения ППБ и безопасности пользования электросетями в доме обязательно должно быть заземляющее устройство.
Принцип работы заземления доходчиво описан в видео. Чтобы сделать заземление сети в 220в, необходимо соорудить так называемый заземляющий контур. Он представляет собой провод, который подсоединяется к главной заземляющей шине на электрощите и выводится к заземляющему устройству, которое заглублено в грунт возле дома (фото).
От главной заземляющей шины отходят заземляющие кабеля ко всем электроприборам и точкам электропитания в доме. Таким образом, заземление устраняет любые негативные процессы, которые теоретически (а зачастую и практически) могут происходить внутри электропроводки и приборов, которые используются в вашем доме.
Ситуаций подобного рода может быть множество: открытая фаза, образование блуждающих токов, короткое замыкание и пр. Заземление как раз и устраняет любые последствия таких аварийных ситуаций и выводит ток через заземляющее устройство в землю. Схема заземления представлена на фото.
Как сделать заземляющий контур
Заземляющее устройство, или заземляющий контур, представляет собой несколько металлических штырей (электродов), которые соединены между собой с одного конца, а другим концом заглублены в грунт. Обычно электроды «в домашних условиях» изготавливаются из арматуры или угловой стали. Реже – из труб. Как изготовить, забить в землю и соединить между собой такие штыри, можно посмотреть в видео.
Заземляющий контур чаще всего имеет форму квадрата или треугольника (схема). Электроды должны быть не короче 2,5 метров. Ребра заземляющего контура должны либо равняться, либо быть кратными им. Например, если длина электрода равна 2,5 метрам, то ребра контура должны равняться либо 2,5, либо 5 метрам. Оптимальная длина штырей-электродов – 2,5-3 метра.
Соответственно, заземляющий контур может обладать следующими параметрами: его стороны должны соотноситься либо как 2,5 х 2,5, либо как 3 х 3. Квадрат иногда делают несколько больше (4 х 4 м). Электроды желательно заострить с одного конца. Так их будет легче забивать в землю. Свариваются штыри между собой в контур только после заглубления их в землю.
Процесс установки заземляющего контура выглядит так:
1. Сначала рядом с домом нужно выкопать траншею по форме будущего контура (квадратную или треугольную). Ее глубина должна равняться 70-80 см.
2. Нарезаем арматуру на равные по длине штыри 2,5-3 м. Забиваем их по углам траншеи, как на видео. Обязательно оставляем над землей небольшие части электродов.
3. Вершины электродов соединяются между собой стальными полосами. Сделать это можно при помощи сварки.
4. К одному из углов приваривается стальная полоса, которую необходимо довести до стены здания.
5. К концу стальной полосы при помощи все той же электросварки нужно приварить болт.
6. К приваренному таким образом болту крепится выходящий из дома заземляющий кабель 220 В. Крепление можно выполнить следующим образом: кабель свернуть в петлю и просто надеть на болт. Сверху на него надевается гайка с шайбой и сильно затягивается.
7. После этого траншею с заземляющим контуром нужно просто засыпать землей.
8. Кабель подводится, как уже было сказано ранее, к заземляющей шине в распределительном щите.
Обратите внимание: Сечение проводника должно быть более 75 кв. мм. Только в этом случае заземление будет эффективным и прослужит долго.
Альтернативный метод
Есть еще один — более современный — метод обустройства заземления в частном доме. Для него используется не сваренный из частей квадратный или треугольный контур, а один-единственный длинный электрод (фото). Этот способ называется модульно-штыревым, потому что заземляющий электрод представляет собой очень длинный (6, 10 и более метров) штырь, состоящий из отдельных модулей.
По вполне понятным причинам забить целиком такой длинный электрод в грунт просто невозможно. Именно поэтому модули заглубляются поочередно, один за другим присоединяясь друг к другу (видео). Стандартная длина модуля – 1,5 м. Изготавливается он из стального бруса (D = 17-25 мм), покрытого медью. Медь обладает антикоррозийными свойствами.
Каждый такой модуль заканчивается заостренным стальным наконечником, который помогает забивать его в землю. С другой стороны модуля располагается латунная муфта, в которую вставляется следующий модуль.
Таким образом, каждый модуль нашего длинного электрода забивается в грунт перфоратором, после чего к открытой его части (муфте) присоединяется следующий модуль. И так сегмент за сегментом, пока весь электрод на будет утоплен в землю.
Последовательность работ:
1. В земле выкапывается небольшая яма 0,3 х 0,3 м. Глубина = 0,3 м.
2. На модуль с одной стороны надевается наконечник из стали. Этим концом штырь погружается в землю.
3. На другой его конец надевается муфта.
4. Чтобы легче было работать перфоратором, в муфту можно вкрутить болт с круглой шляпкой.
5. Штырь заглубляется в землю на 1,2 м. Над поверхностью земли остается небольшой кусок штыря с муфтой.
6. Из муфты удаляется болт.
7. Затем в нее заливается немного антикоррозийной пасты и вставляется следующий модуль. После этого вся история повторяется.
8. Самый последний модуль забивается достаточно глубоко. Его муфта должна располагаться прямо над поверхностью грунта.
9. Ее нужно открутить и заменить на латунный зажим.
10. К зажиму присоединяется стальная полоса (30 х 5 мм), которую вполне успешно может заменить стальной трос (D = 10 мм). Место соединения нужно заизолировать прорезиненной лентой.
11. Затем яма засыпается.
Такой модульно-штыревой контур продается в готовом виде. Загляните в любой магазин стройматериалов. Можно убедиться, что устройство такого заземления довольно простое. Единственная рекомендация: обязательно правильно подбирайте длину штыря-электрода. Он должен быть заглублен в почву ниже уровня ее промерзания (это 6-8 модулей в среднем).
Одним из условий подключения коттеджа к поселковой электросети является наличие у строения контура заземления. Его параметры электрики энергоснабжающей организации проверяют перед подсоединением вводного кабеля к домовому ВРУ. Энергетики заботятся о безопасности даже тех, кто считает подобную защиту излишней. При этом сделать заземление в частном доме можно самостоятельно. Надо лишь к монтажу всех его элементов внутри и снаружи здания подойти максимально внимательно.
Заземление в частном доме
Делать заземления требуется не только в частном доме, но и во всех постройках на участке. Оно во многом бессмысленно лишь в бане или веранде, где есть только освещение. В остальном – любой электрический инструмент или бытовой прибор (стиральная машинка, плита и т.п.) может стать источником поражения током. И провод «на землю» как раз предназначен для предотвращения этого.
Принцип работы заземления
Следует разделять защитное (PE) и функциональное рабочее (FE) заземление. По зданию проводами они идут раздельными контурами и нигде не соприкасаются между собой. Первое делается с целью повышения электробезопасности и является обязательным в частных домах. Второе предназначено для правильной работы электроустановок с трансформаторами или электродвигателями и в коттеджах обустраивается редко.
Варианты схем заземления
Домовая система заземления делится на две части
- Внутренняя.
- Наружная.
Первая представляет собой сеть дополнительных жил в электропроводке, которые посредством розеток подходят к каждому электрическому прибору в коттедже. Вторая делается в виде нескольких железных штырей забитых в землю на участке неподалеку от заземляемого здания.
Предназначенная для отвода опасного тока в грунт наружная составляющая заземления малоэтажного дома по форме может быть замкнутой либо линейной. В обеих конструкциях используется три-четыре штыря (электрода), которые заглубляются в почву. Но в первом случае они сверху соединяются по кругу, треугольником или прямоугольником, а во втором – одной линией.
Замкнутая
Замкнутый вариант контура заземления более надежен, но требует больше материала. Для его устройства на участке возле дома придется выделять много места под яму порядка 3х3 метра. Она будет хоть и неглубокой, но большой.
Замкнутая схема заземления
Линейная
Линейный аналог дешевле и проще. Однако к внутренней части системы заземления частного дома он подключается проводником только с одного края. Если в находящейся в земле линии произойдет разрыв, то часть внешнего контура просто выпадет из работы, а сопротивление оставшейся станет слишком высоким. В такой ситуации УЗО может и не сработать когда нужно.
Линейное заземление
Системы заземления применяемые для домов
Для коттеджей существует несколько вариантов организации системы заземления. И выбор подходящего зависит не столько от схемы электропроводки в построенном частном доме, сколько от того, чем располагают энергетики в поселке.
TN-C
Самой простой и дешевой является схема TN-C. Защитный проводник в ней объединен с рабочим нулевым. Вся электропроводка в частном доме в этом случае делается двухжильной (фаза и N). Жил меньше, а соответственно стоимость монтажа внутридомовой электросети минимальна.
Однако при обгорании нуля защита в TN-C просто исчезает – если в данный момент с металлическим корпусом электроприбора соприкасается человек, то он обязательно получит удар током. Этот способ заземления дома считается устаревшим и сейчас не рекомендуется к применению.
Подключение по cхеме TN-C
TN-S
Гораздо более надежный вариант тот, что сделан по схеме TN-S. Здесь сразу от подстанции идут два раздельных проводника N и PE. Такое заземление частного дома наиболее совершенно с технической точки зрения, но встречается редко, так как является слишком дорогостоящим (в первую очередь для энергетиков).
Схема подключения TN-S
TN-C-S
Чаще всего сейчас применяется вариант TN-C-S. При нем от подстанции прокидывается совмещенный PEN проводник, который при вводе в дом уже разделяется на N и PE. Это более надежно и безопасно. Но в частном секторе зачастую используется его аналог со схемой ТТ. В этом случае от подстанции также идет одна защитно-нулевая жила, но сам коттедж дополнительно защищается отдельным контуром со штыревой конструкцией возле строения.
Схема подключения TN-C-S
Особенности схем заземления 220 В и 380 В
Независимо от того, двухфазные 220 В или трехфазные 380 В подведены к участку, заземление в частном доме можно выполнить по любой схеме. Вольтаж влияет только на количество фазных жил. PEN или N все равно идут в том или ином виде от подстанции, от них при выборе и надо отталкиваться.
Как правильно рассчитать
Находящееся в земле устройство заземления должно иметь сопротивление не более 4 Ом. Чтобы сделать его расчет правильно, необходимо обладать специфическими познаниями и разбираться в соответствующих довольно сложных формулах.
При вычислении должных размеров заземляющих штырей надо учесть:
- общее количество погружаемых электродов и их форму;
- удельное сопротивление грунтов на участке (причем на разной глубине);
- влажность почвы;
- применяемый в конструкции металл;
- расстояние между электродами и многое другое.
Таблица сопротивляемости грунтов
На фото подобное устройство не выглядит сложным. Но расчеты его сложны, самостоятельно выполнять их не рекомендуется. Однако простое заземляющее устройство из стальных уголков 40х40 для организации заземления в частном доме можно рассчитать и по упрощенной формуле.
Для одиночного вертикального электрода формула следующая:
R1=0,84*P/L
Если электродов в землю погружается несколько, то они считаются дополнительно по:
R=R1/0,9*N
Здесь R – общее сопротивление устройства, R1 – сопротивление одного электрода, L – длина штыря (глубина погружения в грунт), а P – удельное сопротивление почвы.
Как сделать контур заземления
Если есть проект с полностью рассчитанной схемой заземления, то смонтировать подобную защитную систему самостоятельно не сложно. Фактически это обычная электропроводка в деревянном доме или коттедже из иных материалов. Здесь важно лишь соблюдать стандартные меры безопасности и правила электромонтажа.
Выбираем место
Контур заземления следует устанавливать:
- вдали от газопроводов, а также электрических и слаботочных сетей в земле;
- в месте, где люди и животные будут находиться только изредка (в идеале этот участок следует огородить);
- с северной стороны от коттеджа (там почва всегда более влажная, что повышает токопроводимость);
- на удалении в 1,5–2 метра от отмостки дома.
Материалы и компоненты
Чаще всего для создания заземляющий контур в грунте делают из стальных уголков 40х40. Из них делают заостренные штыри, ими же потом эти электроды соединяют сваркой.
Материалы для заземления
Порядок действий
Монтаж классической треугольной заземляющей конструкции производится в шесть этапов:
- Вырывается траншея глубиной 50–70 см со сторонами в 2,5 метра (ближе друг к другу штыри погружать в почву не стоит, толку от них будет ноль).
- Кувалдой по углам забиваются электроды.
- Три погруженных в землю штыря соединяются уголками сверху сваркой.
- К созданному треугольнику приваривается стальная полоса шириной 40 мм и с болтом на конце для крепления проводника.
- Полоса отводится до коттеджа и фиксируется на его стене.
- Траншея закапывается грунтом без камней.
