2 схемы изготовления контура заземления в частном доме
Приступать к практическим работам на грунте можно только после того, как теоретический расчет собираемой схемы полностью уложился в требования безопасности, заложенные в ПУЭ.
Типовой контур для обычных грунтов из подручных средств
Для сборки заземлительного устройства потребуется:
- Прокопать канаву под горизонтальный электрод на глубину порядка 0,8 метра. Ее ширина в местах забивки вертикальных штырей должна обеспечить удобство работы сварочными электродами.
- Забить в грунт вертикальные штыри на всю глубину, оставив на поверхности только десяток сантиметров для монтажа горизонтальной полосы.
Чтобы не разбивать верхушку электрода кувалдой его сразу защищают предохранительным колпаком. Можно заранее приварить пластину или кусок уголка, предотвращающий деформации.
Сварить по длине горизонтальный заземлитель и приварить его к вертикальным электродам. Сварные швы должны проходить по всему периметру стыкуемых поверхностей.
Вывести полосу на цоколь здания, закрепить, приварить к ней болт 10 мм для крепления заземляющего проводника, через который будет создаваться электрическая связь с главной шиной заземления.
Подключить заземляющий проводник болтовому соединению.
ПУЭ определяет нормативы на использование защитного проводника из:
- стали с поперечным сечением 75 мм кв (очень проблемно подключать к ГЗШ вводного щита);
- алюминиевого провода 16 кв мм (требует периодического поджатия при эксплуатации из-за высокой текучести металла);
- меди сечением 10 квадрат. Это самый приемлемый вариант монтажа к контуру и ГЗШ.
Промышленные модульные заземлители быстрого монтажа
Специальные заводские комплекты значительно облегчают сборку и монтаж контура, но их стоимость может разочаровать.
Здесь обычно используется один вертикальный стальной электрод с омедненным покрытием сборной конструкции за счет промежуточных резьбовых переходников.
Длина одного элемента составляет 1,5 метра. Последовательное соединение четырех звеньев позволяет углубиться на 6 м. Можно забивать в землю и дальше, вплоть до 30 метров.
Но здесь махать кувалдой очень затруднительно. Такую работу выполняют мощным перфоратором.
На верхний штырь забитого электрода монтируется через специальный обжимной переходник под заземляющий проводник.
Место контакта защищается битумной лентой. В таком виде оно может быть скрыто в почве.
Однако для проведения профилактических осмотров его лучше делать чуть выше грунта и помещать в защитный короб.
Пример того, как сделать заземление в частном доме своими руками по этому методу объясняет своим видеороликом владелец Energosystems.
Заключительный совет
Окончанием работы следует считать не завершение монтажа и подключение заземлительного проводника к ГЗШ вводного щитка, а электрические проверки собранной схемы.
Они заключаются в замере электрического сопротивления специальными приборами. Это работа электротехнической лаборатории.
Она оценит сопротивление собранного заземлительного устройства и ближайшего повторного заземлителя. Если они укладываются в норму, то вопрос закрыт. Вы получите заверенный протокол проверки.
На практике встречаются случаи, когда теоретический расчет не оправдывает ожидания, а реальная норма завышена. К этому надо быть готовым.
Выход из этой ситуации прост: траншею в районе концевого электрода оставляют открытой и прокапывают ее дальше для вбивания дополнительного вертикального заземлителя.
Его подключают сваркой через соединительную полосу к основному контуру. Затем выполняют повторный замер сопротивления.
Свои работы лаборатория выполняет за деньги. Они позволяют оценить реальное состояние контура, а не полагаться на волю случая.
Выражаю благодарность владельцу видео Алекс Жук за его канал «Лекции по электротехнике». Предлагаю оценить его работу «Зачем нужен контур заземления».
Монтаж системы заземления на даче
Заземляющее устройство – система токопроводящих стержней погруженных в землю и соединённых между собой. Важнейшим свойством заземления является сопротивление – чем оно ниже там лучше. Если заземление будете использовать только для бытовых приборов, его сопротивление должно составлять не более 30 Ом, если же вы будете его использовать вместе с молниеприёмником, сопротивление не должно превышать 10 Ом. Добиться этого можно несколькими способами: увеличение глубины погружения стержней, увеличение расстояния между стержнями, увеличивая количество стержней, заливая грунт солевым раствором.
Стержней должно быть минимум 3, можно 4 и более. В зависимость от количества стержней, по периметру условного треугольника, либо квадрата со стороной не менее 1,2м (чем больше, тем лучше) выкопайте углубление на глубину до 0,5м.
Схема заземления на даче своими руками
На вершинах выкопанной фигуры забейте в землю стержни. Стержнем может быть угольник, арматура, труба. В общем, то, что есть под рукой. Забивайте на глубину не менее 2 м. Чем глубже, тем лучше. Опыт показывает, что удвоение глубины погружения стержня на 40% уменьшает сопротивление. Использовать можно увесистую кувалду либо электромолот. Не забудьте стержень предварительно заострить. Можно просто болгаркой отрезать конец под острым углом. Это позволит с большей долей вероятности не попасть на камень. Если земля каменистая и не удаётся сильно углубить стержни, увеличьте расстояние между ними и количество самих стержней. В этом случае не копайте соединительные каналы, а сначала забейте стержни. И так, стержни забиты. Соедините их между собой посредством сварки металлической полосой 40х4 или что-то около того. Если по какой либо причине нет возможности использовать сварку, детали контура можно соединить между собой и болтовым соединением, но в таком случае постарайтесь достичь максимально надёжного контакта. Такой же полосой или катанкой 12-15 мм проведите заземление к дому. Исходите из того, что площадь сечения проводника, которым соединяете стержни и подводите заземление к дому, должна быть около 150 мм2для стали или 50 мм2 для меди. После соединения всех деталей произведите замер сопротивления контура. (Самостоятельно замерить сопротивление у вас вряд ли получится. Необходим спецприбор и некоторые навыки. Поэтому заранее пригласите специалиста). При слишком высоком сопротивлении добавьте ещё штырь и соедините его с остальными.
Перед засыпкой землёй сфотографируйте контур с привязкой к зданию. В дальнейшем это может пригодиться. И вообще, всю проводку в доме, а также другие коммуникации перед оштукатуриванием либо другими облицовочными работами фотографируйте с линейкой.
Контур заземления не обязательно должен иметь форму треугольника либо квадрата. Вполне сгодится и такой вариант.
Образец контура заземления
Или вот такой – Когда штыри в землю не забиваются, а ток уходит в землю за счёт большой площади рамки.
Схема контура заземления
Дополнит систему электробезопасности дома система уравнивания потенциалов (СУП).
Суть её в том, чтобы соединить между собой все потенциально опасные поверхности. Как известно напряжение это разность потенциалов. Таким образом, если человек касается поверхности с высоким потенциалом и одновременно поверхности с низким, ток будет переходить через тело человека из первой во вторую. Если же все поверхности в помещении соединены между собой, то и потенциал у всех буде равен. В случае применения такой системы, между собой необходимо соединить все металлические трубы коммуникаций (вода, газ, отопление), металлические части каркаса здания, системы вентиляции, контур заземления и нулевой проводник системы электроснабжения.
Как сделать модульно штыревое заземление
Каким образом производится весь монтаж? Во-первых, необходимо выкопать небольшой приямок глубиной 0,5м.
Далее накручиваете стартовый наконечник на первый стержень.
После чего, руками пробуем его забить в землю. Для облегчения вхождения в грунт подливайте водички.
При достаточно мягком грунте, поступательными движениями и ударами небольшого молотка, иногда получается целиком загнать первый штырь.
Почему это лучше попробовать сначала сделать вручную? При забивании первого или второго электрода, в этих верхних слоях зачастую попадаются камни. В случае ручной работы, электрод после этого легко вытаскивается наружу и переставляется на новое место.
А вот если вы с самого начала работали перфоратором, то плотность вхождения его в грунт будет таковой, что без раскопки еще на 1м его и вытащить то не получится.
После погружения первого заземлителя накручиваете муфту и вставляете второй прут.
Не забывайте про смазку. Она улучшает токопроводящие свойства и защищает резьбу от коррозии.
Также следите за тем, чтобы приямок постоянно был в воде. Это существенно улучшает вхождение электродов в грунт.
При этом обратите внимание на важный момент! Некоторые недобросовестные электрики таким дешевых способом пытаются обмануть заказчиков. Забивают два, три электрода, обильно смочив приямок соленой водичкой, присыпают место свежей землицей и тут же делают замер
Показатели с таким грунтом первоначально могут быть в идеале
Забивают два, три электрода, обильно смочив приямок соленой водичкой, присыпают место свежей землицей и тут же делают замер. Показатели с таким грунтом первоначально могут быть в идеале.
А вот через несколько дней после просыхания почвы, все резко меняется. Только вы об этом даже не узнаете.
Без специальных измерительных приборов невозможно понять, насколько надежно и качественно сделан контур заземления. Можете только перекреститься и уверовать.
Второй и последующие электроды загоняете в землю ударным перфоратором большой мощности, или отбойным молотком.
Производители заземлений рекомендуют для этого дела инструменты с ударом от 20 Джоулей и выше.
То есть, лучше, чтобы это был не дорогой перфоратор Хилти, а дешевый ноу нэйм китайский отбойник.
Кстати, есть комплекты заземлений, которые забиваются без отбойного молотка, а обычной кувалдой весом более 10кг.
Для этого понадобится специальный нагель, по которому и будут наноситься удары.
Здесь самое главное не сила удара и размер замаха, иначе быстро разобьете посадочное отверстие, а равномерность и поступательность движений.
При работе перфом следите за кривизной направляющей. Из-за сильного изгиба и вибраций, ударная головка нередко ломается!
После углубления очередного штыря делается замер. Там, где преобладает чернозем и суглинок с глиной, показатели всего с одного заземлителя уже могут достигать минимально требуемых 30 Ом. При погружении второго на глубину 3м, вполне реально приблизиться до 10 Ом.
А вот там, где песок, электроды один за одним будут просто улетать вниз, при этом не давая желаемого результата.
Здесь действует правило – чем тяжелее идет штырь, тем лучше будет сопротивление.
Но это конечно не относится к скальному грунту.
Если загнали почти все штыри из комплекта, а последний зашел наполовину и встал как мертвый, срезайте его болгаркой возле земли, оставив место под сжим.
При плохих результатах сопротивления, придётся отступить расстояние равное глубине уже забитых заземлителей и делать на новом месте второе. После чего соединять два контура горизонтальной шиной.
Проверка заземления при вводе на 380 В
При оборудовании ввода в частное домостроение на 380 В с использованием трехфазного электросчетчика, разводка внутри дома будет преобразовываться в 220 В путем отбора одной токоведущей фазы и нулевого провода. Поэтому проверка заземления в розетке будет аналогичной ранее рассмотренной процедуре.
Если необходимо проверить заземление в цепи трехфазного потребителя (например, электродвигателя), то щупы мультиметра необходимо разместить так, чтобы один обеспечивал контакт с токоведущей фазой, а второй – с контуром заземления. Наличие результата – признак работоспособности системы.
Как действует и для чего нужен заземляющий контур
Человека от поражения током предохраняют изоляция электроприборов, защитные устройства. Но они могут прийти в негодность. Напряжение 220В попадает на корпус прибора. Прикасаясь к нему, человек получает удар током. Возможен смертельный исход, если тело замкнет электрическую цепь. Это случается при одновременном контакте с неисправным прибором и естественным заземлителем. В роли последнего могут выступать стальные трубы, конструктивные элементы дома, сырая земля.
Ток всегда выбирает путь наименьшего сопротивления. В этом случае им оказывается человеческое тело. Чтобы обезопасить людей, создают контур заземления, по которому пойдет ток. Его сопротивление в десятки раз меньше, чем у человека, – 30 Ом. Средний показатель у людей – 1кОм.
Устройство контура
Конструкция состоит из вбитых в землю металлических электродов. Их соединяют в общую цепь полосами из аналогичного материала. От контура проводят металлическую шину к вводному электрическому щиту дома.
Система надежно работает, если обеспечены хороший контакт электродов с землей, минимальное сопротивление.
Свойства грунтов в зависимости от типа различаются величиной удельного сопротивления:
- Наименьшее – у подземных водоносных слоев: 5–50 Ом.
- У пластичных глин или суглинков, торфа, графитовых сланцев, мелов – от 20 до 60 Ом.
- Полутвердые, лессовые суглинки, влажные супесчаные почвы, черноземы обладают удельным сопротивлением 100–200 Ом.
- У песка показатель зависит от близости грунтовых вод. Если они находятся выше 5 м – 500 Ом, ниже – 1 кОм.
Наименьшее сопротивление у слоев, залегающих на глубине. Чтобы добиться эффективности заземления, одновременно или по отдельности применяют несколько способов: погружают электроды на большую глубину, увеличивают их количество, расстояние между элементами, площадь контакта с почвой.
Разновидности систем
В частных домах заземление устраивают в зависимости от схемы, используемой для подачи электричества: TN или TT. Первая имеет глухозаземленную на подстанции нейтраль. Это соединенные вместе нулевые провода: защитный (PE) и рабочий (N). Система TN включает разновидности TN-C, TN-S, TN-C-S.
Подсистема TN-C использует заземление проводом, который на схемах обозначают PEN. В дом заходят 2 провода – фазный и общий нулевой.
В системе TN-C-S, подобно TN-C, от трансформатора идет общий провод PEN. В домашнем щите его разделяют на нулевой N и заземляющий PE, соединяют с общей шиной. Схема используется с трехфазной сетью питания. В однофазной прокладывают дополнительный третий провод от розеток ко входному распределительному щитку.
Самая совершенная – подсистема TN-S. В дом, кроме фазных, заходят независимые разделенные нулевые проводники PE и N. Новые электролинии выполняют по этой схеме, для прокладки используют пятижильный кабель или 5 воздушных линий. Требования к заземляющей конструкции при такой системе минимальные. Она используется одно- и трехфазными потребителями.
Самая простая система – TT. Отсутствует связь между глухозаземленной нейтралью подстанции и домашним заземлением. К его контуру подключают отдельные провода, идущие от корпусов электроприборов, щитков. При исполнении такой системы обязательное требование – установка в электрической цепи УЗО или дифавтомата. Автоматический выключатель может не сработать из-за малого тока, возникающего при замыкании заземленного корпуса с токоведущим проводником.
Необходимо ли делать заземление на даче
Заземляющий контур выполняет важные задачи обеспечения безопасной для человека эксплуатации оборудования. Особую потенциальную опасность имеют некоторые бытовые приборы: бойлер, стиральная машина, электроплита.
Заземление одновременно осуществляет ряд функций:
- отводит ток утечки с корпусов приборов;
- предотвращает накопление статического заряда;
- обеспечивает корректную работу защитной автоматики.
Многие надеются на автоматику, считают, что она гарантируют безопасность. Автоматические выключатели защищают только сеть от последствий короткого замыкания. Для обеспечения безопасности человека служат дифавтоматы и устройства защитного отключения.
Схемы и расчет заземления
Правильно выполненная заземлительная система должна надежно контактировать с нулевым потенциалом грунта и с минимальным сопротивлением контура. При этом нужно учитывать, что в разных видах грунта сопротивление существенно разнится (смотрите таблицу).
Слои земли с самым маленьким сопротивлением обычно находятся глубоко под землей. Однако просто заглубления электродов бывает недостаточно. Поэтому для получения нужного сопротивления увеличивают количество проводников, дистанцию между ними или площадь контакта с землей. Для улучшения результата используют схемы, показанные на рисунке ниже.
Описание схем:
- Схема «А». В данном случае создается замкнутый контур по периметру здания. Не очень глубоко вкопанные штыри соединяют по кольцу с помощью шины. Заземление на даче таким способом выполняется редко, так как требуется значительный объем земляных работ. Кроме того, схема часто нереализуема из-за расположения строений на участке.
- Схема «Б». Это наиболее распространенный способ организации заземления для дачного дома. Система включает три или более закопанных на умеренную глубину штыря (электрода), объединенных между собой шиной.
- Схема «В». Основана на использовании всего одного электрода, вкопанного на большую глубину. Такая схема применяется даже в подвале строения. Способ достаточно удобен, но не всегда реализуем, если речь идет о каменистой земле. Еще одна сложность — необходимость использования особых электродов, что требует повышенных финансовых затрат.
- Схема «Г». Отличается удобством, но создавать такое заземление нужно еще при проектировании дачного дома, а выполнять — во время заливки фундамента. В уже построенном здании постройка такой системы сопряжена с высокими затратами.
Недопустимые схемы заземления
Не рекомендуется использование водопроводных труб и стояков отопления в качестве заземления. Такие трубопроводы часто оказываются сильно окислены или имеют недостаточный контакт с грунтом. Также в трубопроводах нередко имеются пластиковые детали, из-за которых происходит размыкание электрической цепи.
Некоторые домашние мастера, желая удешевить систему заземления, идут таким путем: делают в розетке перемычку между контактами заземления и нуля. Такое решение может привести к неприятностям, поскольку если где-либо на участке цепи произойдет перефазовка или появится некачественный контакт рабочего нуля, на корпусе возникнет напряжение.
Способ подключения системы заземления ТТ
Отличительная особенность системы ТТ заключается в том, что заземляющий проводник РЕ является абсолютно независимым от рабочей нулевой жилы сети. То есть он не выводится из заземляющего контура параллельно с проводом N, а заземляется через свой собственный контур. Говоря доступными словами: РЕ не имеет ничего общего с нулевым и фазным проводом, спускаемым к частному дому от опор электропередач. Он соединяется с землей через трассу, заведенную в дом от описанной выше системы заземления.
Проводник РЕ разводится по всему дому и к нему подключаются корпуса мощной бытовой техники и всех металлических объектов, способных проводить электрический ток. Таким образом РЕ-проводник объединяет все точки возможного появления неконтролируемого напряжения в одну общую систему уравнивания потенциалов. Соединять с рабочим нулем (проводом N) какие-либо заземленные конструкции, в том числе корпуса электроприборов – категорически запрещено.
Схема заземления по системе ТТ с РЕ проводником
Преимуществом системы ТТ является сохранение безопасности электрической сети и запитанных от нее потребителей в случае обрыва нулевого провода, выходящего от подстанции. Такое иногда происходит, особенно в частном секторе, где обрыв провода на столбах может случиться из-за ветра, скорость которого не гасится высотными зданиями, или от веток деревьев. При обрыве или замыкании, в электросетях могут возникнуть непредвиденные скачки и падения напряжения, которые будут погашены с помощью описываемой системы. Но остается опасность одновременного пробития фазы на корпус потребителя электроэнергии в момент касания его человеком.
Устройство заземления своими руками: поэтапная инструкция
Если Вы задаетесь вопросом: «как сделать заземление на даче?», то для выполнения данного процесса потребуется следующий инструмент:
- сварочный аппарат или инвертер для сварки металлопроката и вывода контура на фундамент здания;
- угловая шлифмашинка (болгарка) для разрезания металла на заданные куски;
- гаечные глючи для болтов с гайками М12 или М14;
- штыковая и подборная лопаты для рытья и закапывания траншей;
- кувалда для вбивания электродов в землю;
- перфоратор для разбивания камней, которые могут встречаться при рытье траншей.
Чтоб правильно и согласно нормативным требованиям выполнить контур заземления в частном доме нам потребуются следующие материалы:
- Уголок 50х50х5 — 9 м (3 отрезка по 3 метра).
- Сталь полосовая 40х4 (толщина металла 4 мм и ширина изделия 40 мм) — 12 м в случае вывода одной точки заземлителя на фундамент здания. Если же Вы хотите выполнить контур заземления по всему фундаменту к указанному количеству добавьте общий периметр здания и еще возьмите запас для подрезки.
- Болт М12 (М14) с 2 шайбами и 2-я гайками.
- Медный заземлитель. Может быть использована заземляющая жила 3-х жильного кабеля либо провод ПВ-3 с сечением 6–10 мм².
После того как все необходимые материалы и инструменты есть в наличии можно переходить непосредственно к монтажным работам, которые детально расписаны в следующих главах.
Выбор места для монтажа контура заземления
В большинстве случаев рекомендуется монтировать контур заземления на расстоянии в 1 м от фундамента здания в месте где оно будет скрыто от человеческого глаза и к которому будет сложно добраться как людям, так и животным.
Такие меры необходимы для того, что при повреждении изоляции в электропроводке потенциал будет идти на контур заземления и может возникнуть шаговое напряжение, которое может привести к электротравме.
Выполнение земляных работ
После того как было выбрано место, выполнена разметка (под треугольник со сторонами 3 м), определено место вывода полосы с болтами на фундамент здания можно приступать к земляным работам.
Для этого необходимо с помощью штыковой лопаты по периметру размеченного треугольника со сторонами по 3 м снять слой земли в 30–50 см. Это необходимо для того, чтоб в дальнейшем без особых трудностей к заземлителям приварить полосовой металл.
Также стоит дополнительно прокопать траншею такой же глубины для подвода полосы к зданию и выводу ее на фасад.
Забивание заземлителей
После подготовки траншеи можно приступать к монтажу электродов контура заземления. Для этого предварительно с помощью болгарки необходимо заточить края уголка 50х50х5 или круглой стали диаметром 16 (18) мм².
Далее выставить их в вершины полученного треугольника и с помощью кувалды забить в землю на глубину 3 м
Также важно чтоб верхние части заземлителей (электродов) находились на уровне выкопанной траншеи чтоб к ним можно было приварить полосу
Сварные работы
После того как электроды будут забиты на необходимую глубину с помощью стальной полосы 40х4 мм необходимо сварить между собой заземлители и вывести данную полосу на фундамент здания где будет подключен заземляющий проводник дома, дачи или коттеджа.
Там, где полоса будет выходить на фундамент на высоте 0.3–1 мот земли, необходимо приварить болт М12 (М14) к которому в дальнейшем будет подключено заземления дома.
Обратная засыпка
После выполнения всех сварных работ полученную траншею можно засыпать. Однако перед этим рекомендуется залить траншею соляным раствором в пропорции 2–3 пачки соли на ведро воды.
После полученную почву необходимо хорошо утрамбовать.
Проверка контура заземления
После выполнения всех монтажных работ возникает вопрос «как проверить заземление в частном доме?». Для этих целей конечно обычный мультиметр не подойдет, поскольку у него очень большая погрешность.
Для выполнения данного мероприятия подойдут приборы Ф4103-М1, Клещи Fluke 1630, 1620 ER и так далее.
Однако эти приборы очень дорогие, и если Вы выполняете заземление на даче своими руками, то для проверки контура Вам будет достаточно обычной лампочки на 150–200 Вт. Для данной проверки Вам необходимо один вывод патрона с лампочкой подключить к фазному проводу (обычно коричневого цвета) а второй — к контуру заземления.
Если лампочка будет ярко светить — все отлично и контур заземления полноценно функционирует, если же лампочка будет тускло светить или вообще не испускать световой поток — значит контур смонтирован неверно и нужно либо проверять сварные стыки или монтировать дополнительные электроды (что бывает при низкой электропроводимости почвы).
Подготовка электродов
Особенности электродной подготовки зависят от выбранной схемы установки системы заземления:
- при заглублении металлического контура вокруг домовладения предпочтение отдаётся арматуре, которая предварительно объединяется посредством металлической шины, а затем забивается в грунт;
- при заглублении в землю сразу нескольких электродов достаточной длины, предварительно выполняется их обвязка полосой из стали;
- одно-стержневой способ заземления предполагает заглубление единственного электрода на глубину в 600 см или более.
Оптимальным и очень популярным является вариант фундаментного заземлителя в виде традиционного замкнутого контура на основе металлической сварной сетки. В этом случае заземлитель укладывается под нижний фундаментный слой гидроизоляции ещё на стадии отлива фундамента.
Требуется учитывать основное правило подготовки электродов, которое заключается в отказе от окрашивания металлических элементов с целью улучшения параметров их проводимости.
Принцип действия системы заземления
Зачастую все электроприборы работают от однофазной сети. Электрическая цепь в такой сети обладает двумя основными проводниками — фазой и проводом с нулевым значением.
Знаете ли вы? Сопротивление человека составляет 1 килоОм, а сопротивление проводника — всего 4 Ома.
В случае пробивания вазы электроприбора, человек, взявшись за электроприбор, получит сильнейший удар током, поскольку блуждающий ток уйдёт в землю, используя человека в качестве проводника. Наличие системы заземления позволит отвести ток через проводник, сопротивление которого намного меньше, нежели сопротивление человека.
