Как сделать заземление в частном доме

Содержание:

Защита сети частного дома

Ветхая проводка является проблемой многих частных домов и квартир. В случае повреждения проводки провести подключение отводящего контура достаточно сложно. Если проверка определила то, что кабель находится в плохом техническом состоянии, то придется провести его полную замену. При отсутствии возможности замены всей проводки можно обновить розетки и выключатели, изменив схему их расположения. Современные варианты исполнения имеют ноль, который и требуется для отвода электричества.

Дешевым вариантом решения проблемы со старой проводкой можно назвать ее полное отключение и создание новой системы. Новый кабель может прокладываться поверх стены при использовании специального защитного корпуса.

Простой расчет с помощью онлайн калькулятора с примером

Есть специальные программы для расчета заземления — MatchCad и Excel, но с ними нужно уметь работать. Наиболее простые для пользователей — онлайн калькуляторы. В соответствующие поля вводится климатический регион, тип почвы верхнего и нижнего слоя, длина и диаметр электрода.

На выходе вы получите сразу все данные — удельное сопротивление грунта в вашей местности, сопротивление растеканию тока вертикального заземлителя и соединительной полосы, общее сопротивление, количество штырей и длину полосы. Меняя данные, вы сможете определить наиболее компактную конфигурацию с учетом характеристик имеющихся у вас материалов.

Пример. Для частного дома, подключенного к сети с напряжением переменного тока 380 В, нормируемое сопротивление равно 30 Ом. Климатическая зона выбирается из температурного режима в январе и июле — II. Верхний и нижний слой грунта — глина. Для заземления используются вертикальные электроды длиной 2 м диаметром 25 мм. Для горизонтального элемента будем использовать полосу шириной 10 см. Глубина закладки стандартная — 0,7 м.

При этих данных калькулятор высчитал, что потребуется 3 стержня при длине горизонтального заземлителя 4 м, что нас вполне устраивает. 2 электрода будут по краям полосы, один в центре.

ЧТО ТАКОЕ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Заземляющее устройство это конструкция, обеспечивающее электрический контакт заземляющих проводников с землей.

Работает оно следующим образом (рис.3).

Земля (то по чем мы ходим) способна поглотить практически любой заряд, но не сразу. При появлении на заземляющем устройстве потенциала отличного от нуля, возникает так называемый ток растекания.

То есть до нуля этот потенциал уменьшается на некотором расстоянии от заземлителя (10-20 метров). Таким образом на этом участке протекает ток (во все стороны от устройства заземления), величина которого определяется сопротивлением грунта.

Процесс этот достаточно сложный и простыми словами его описать тяжело. Но тем не менее для уяснения принципа работы заземления этого достаточно.

Сопротивление, оказываемое току растекания и является сопротивлением заземляющего устройства. Его величина нормируется ПУЭ и, в зависимости от требований к условиям эксплуатации и типу электроустановки лежит в пределах 4-60 Ом.

Кстати, лучше ориентироваться на минимальное значение.

Сопротивление току растекания помимо характеристик грунта, которые, кстати меняются в зависимости от погодных условий и времени года, зависит еще и от площади контакта заземлителя с грунтом и его материала.

Таким образом, в одном случае достаточно будет одного штыря, в другом – потребуется создание контура заземления из нескольких заземлителей. Кстати, такие заземлителя называют искусственными.

При определенных условиях можно использовать готовые строительные конструкции (естественные заземляющие устройства):

  • арматуру фундаментов;
  • трубы водопроводов и пр.

Только не надо путать магистральный водопровод и водопроводные трубы или трубы отопления в квартире.

Последние использовать в качестве заземления категорически запрещено. Если они и подключаются к заземлению, то только в составе системы уравнивания потенциалов.

В завершение – данный материал следует рассматривать как ознакомительный, преследующий цель дать понимание назначения, устройства и принципа работы системы заземления, но никак как пособие по его самостоятельному изготовлению.

  *  *  *

2014-2021 г.г. Все права защищены.Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Разберем ситуацию со схемами

С точки зрения протекания электрического тока, отличия между заземлением от занулением нет. Нулевой провод в любом случае имеет электрический контакт с физической землей.

Соответственно, при замыкании фазы на корпус, произойдет то самое короткое замыкание, и сработает отключение защитного автомата. Разумеется, (при условии правильного подключения: розетка должна иметь третий земляной контакт, как и электроприбор. По этой причине, электрики, нарушая требования Правил устройства электроустановок, часто разводят земляную шину от нулевого контакта вводного щитка.

Представим ситуацию, когда нулевой провод по какой-то причине разорван:

  • потеря контакта по причине коррозии (в старых многоэтажках это рабочая ситуация);
  • механический разрыв кабеля вследствие ремонтных работ с нарушениями технологии (к сожалению, тоже не редкость);
  • несанкционированное вмешательство доморощенного «электрика»;
  • авария на подстанции (возможно отключение только нулевой шины).

На схеме это выглядит следующим образом:

При организации защитного зануления, электрическая цепь между физической «землей» и контактом заземления электроприбора разрывается. Установка становится беззащитной. Кроме того, свободная фаза без нагрузки может создать потенциал, равный входному напряжению на ближайшей подстанции. Как правило, это 600 вольт. Можно представить, какой ущерб будет нанесен включенному в этот момент электрооборудованию. При этом утечки тока на физическую землю нет, и защитный автомат не сработает.

Представьте, что в этот момент, вы одновременно коснетесь фазы (пробой на корпус электроустановки), и металлического предмета, имеющего физическую связь с грунтом (водопроводный кран или батарея отопления). Можно получить поражение электротоком при напряжении 600 вольт.

А теперь посмотрим, в чем разница между заземлением и занулением (на нашей схеме). При разрыве нулевой шины, просто пропадет питание на всех электроустановках в этой цепи. Поражения электротоком не будет, ни при каких обстоятельствах: электрическая цепь между физической землей и контактом заземления электроприборов не нарушена. Здоровье мы уже сохранили. Теперь посмотрим, что произойдет с электроустановками. Максимум ущерба — это перегоревшая лампа накаливания, ближайшая к вводному щитку. Причем неприятность произойдет лишь в случае повышения напряжения на фазном проводе. Сила тока возрастет (согласно закону Ома), сработает автомат защиты, и возможно, остальные электроприборы не пострадают.

Именно по этой причине, ПУЭ жестко предписывают: защитное заземление и зануление электроустановок должно быть организовано независимо друг от друга, с помощью разных линий.

Для справки: Обычно используется цветовая маркировка проводов:

  1. Фаза — коричневого или белого цвета.
  2. Рабочий ноль — синего цвета.
  3. Защитное заземление — желто-зеленая оболочка.

Если у вас жилье современной постройки, значит зануление и заземление выполнено согласно Правилам устройства электроустановок. Это легко проверить, взглянув на вводной кабель в щитке. Кроме того, вы сами можете проверить правильность подключения.

Контур заземления в частном доме своими руками

Сначала разберемся с формой заземлителя. Наиболее популярный — в виде равностороннего треугольника, в вершинах которого забиты штыри. Есть еще линейное расположение (те же три штуки, только в линию) и в виде контура — штыри забиваются вокруг дома с шагом около 1 метр (для домов площадью более 100 кв. м). Штыри между собой соединены металлическими полосами — металлосвязью.

От края отмостки дома до места установки штыре должно быть не менее 1,5 метров. На выбранном участке копают траншею в виде равностороннего треугольника со стороной 3 м. Глубина траншеи 70 см, ширина — 50-60 см — чтобы было удобно варить. Одну из вершин, как правило, расположенную ближе к дому, соединяют с домом траншеей, имеющей глубину не менее 50 см.

В вершинах треугольника забивают штыри (круглый пруток или уголок длиной по 3 м). Над дном котлована оставляют около 10 см

Обратите внимание, заземлитель на выводят на поверхность земли. Он находится ниже уровня грунта на 50-60 см

К выступающим частям стержней/уголков приваривают металлосвязь — полосу 40*4 мм. Созданный заземлитель с домом соединяют металлической полосой (40*4 мм) или круглым проводником (сечением 10-16 мм2). Полосу с созданным треугольником из металла тоже сваривают. Когда все готово, места сварки очищают от шлака, покрывают антикоррозионным составом (не краской).

После проверки сопротивления заземления (в общем случае оно не должно превышать 4 Ом), траншеи засыпают землей. В грунте не должно быть крупных камней или строительного мусора, земля послойно утрамбовывается.

На входе в дом к металлической полосе от заземлителя приваривают болт, к которому крепится медный проводник в изоляции (традиционно окраска заземляющих проводов — желтая с зеленой полосой) сечением жилы не менее 4 мм2.

Контур заземления ПУЭ нормы

В электрощитке заземление подключается к специальной шине. Причем, только на специальную площадку, начищенную до блеска и смазанную консистентной смазкой. От этой шины «земля» подключается к каждой линии, которая разводится по дому. Причем разводка «земли» отдельным проводником по нормам ПУЭ недопустима — только в составе общего кабеля. Это значит, что, если у вас проводка разведена двухжильными проводами, вам придется ее полностью менять.

Монтаж заземления

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

Тестовые работы на работоспособность

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

Почему нельзя делать отдельные заземления

Переделывать проводку во всем доме, конечно долго и дорого, но, если вы хотите без проблем эксплуатировать современные электроприборы и бытовую технику, это необходимо. Отдельное заземление определенных розеток неэффективно и даже опасно. И вот почему. Наличие двух или более таких устройств рано или поздно приводит к выходу включенного в эти розетки оборудования.

Все дело в том, что сопротивление контуров зависит от состояния почвы в каждом конкретном месте. В какой-то ситуации между двумя устройствами заземления возникает разница потенциалов, которая приводит к поломке оборудования или электротравме.

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:

  1. Прокопать канаву под горизонтальный электрод на глубину порядка 0,8 метра. Ее ширина в местах забивки вертикальных штырей должна обеспечить удобство работы сварочными электродами.
  2. 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».

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:

  1. Уголок 50х50х5 — 9 м (3 отрезка по 3 метра).
  2. 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.
  3. Болт М12 (М14) с 2 шайбами и 2-я гайками.
  4. 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).

Как же работает заземление

Представим такую ситуацию. Вы взяли в свои руки предмет, на поверхности которого находилось напряжение. Оно может вас поранить или даже убить, все зависит от его силы и мощности.

Напряжение начинает отдаваться, и тут срабатывает заземление. Вместо того, чтобы все напряжение прошлось по вашим рукам в тело, оно направляется по специальному проводнику в грунт земли. Оно отдаётся земле потому, что по сравнению с человеком у земли более высокий уровень электроёмкости, а значит для напряжения это наиболее простой способ. После того, как напряжение отдалось земле, чтобы человек не пострадал, срабатывает автоматическое отключение проблемной зоны. Это, в принципе, и весь процесс работы заземления.

Главные термины и понятия о заземлении

Самое главное устройство, без которого не будет происходить ни один процесс заземления, — заземляющее. В его компоненты входят:

Сам металлический заземлитель. Он должен соприкасаться с землей. Именно по заземлителю проходит ток, который он как бы «всасывает» и направляет в грунт.

Металлические заземлители бывают двух основных типов:

  • Естественный. Естественный заземлитель — это, в принципе, простые элементы строительных материалов, который вкапываются в землю. Естественное заземление хорошо подходит для установки своими руками, поэтому мы рекомендуем его вам. Он может состоять из трубопровода, различных сооружений, типа столбов, находящихся на улице, фундамента, различных колонн и арок.
  • Искусственные. В том случае, если природное напряжение естественных проводников не подходит под рамки нормы, используют искусственные заземлители. Они представляют собой приготовленные специально для заземления проводники.

Проводник заземления. Это сам провод, который проходит от электроустановки до нашего заземлителя. Обычно, он представляет собой обыкновенный проводник, изолятор которого имеет жёлтый цвет или оттенок.

Расчёт сопротивления нашего заземляющего устройства

Очень важное значение для работы всей системы имеет количество и сила проводимости по нашему заземлителю. Количество максимального значения проводимости, по ПУЭ, имеют:

  • Если ток имеет одну фазу, то при «заземлении в частном доме своими руками 360 В» — 2 Ом, при «заземлении в частном доме своими руками 220 В» — 4 Ом, при 127 В — 8 Ом.
  • Но если же наш ток имеет три фазы, то при 660 В — 2 Ом, при 380 В — 4 Ом, при 127 В — 8 Ом. Если вы не желаете, чтобы в вашем доме были проблемы, «заземление в частном доме» необходим сделать максимально качественно. Для этого нужно производит расчеты.

Например, можно использовать эту формулу:

Удельное сопротивление грунта должно быть разделено на два, умноженное на постоянное и на длину электрода. Все это умножаем на модуль от логарифма двойной длины, разделенной на диаметр электрода, сложенного с половиной логарифма от четырех расстояний от поверхности земли до середины заземлителя, сложенных с длинной электрода, деленное на четыре расстояний от поверхности земли до середины заземлителя, из которого вычитаем длину электрода.

Все данные о том, как и какие расчёты нужно производить находятся в специальных учебниках или на просторах интернета. В том случае, если получившееся число не соответствует нормальному, стоит или увеличить общее число всех заземлителей, либо увеличить его глубину под грунтом.

Если у вас имеется более одного электрода, то это значительно осложняет все действие. Во-первых, для каждого из имеющихся электродов необходимо найти его показатель по той формуле, о которой я рассказала чуть выше, это нужно сделать для того, чтобы позже рассчитать их сумму. Во-вторых, после этого нужно применить коэффициент, который будет показывать то, как они воздействуют друг на друга. Самое подходящее расстояние между заземлителями это глубина их нахождения, умноженная на четыре.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector