Правильное заземление в частном доме, схемы, устройство, монтаж, подключение

Заземление в частном доме

Заземление в частном доме это задача нуждающаяся в решении в первую очередь. Заземление решает проблему по защите потребителей от поражающего действия электрического тока. При неисправной изоляции проводов и приборов ток уходит через заземление.

В этом случае срабатывает устройство защиты (УЗО) и происходит отключение напряжения.

В полной мере заземление работает при правильном монтаже и соблюдении всех норм, правил и требований нормативных документов. При выполнении монтажа своими силами следует помнить об этом и строго следовать этим требованиям.

Ещё одна функция заземления - правильная работа электрических приборов. Для некоторых из них требуется подключение к “земле” напрямую, даже если оно есть в розетке. Поэтому на приборах есть специальный болт (электродуховка, стиралка, микроволновка).

При прикосновении к бытовым приборам мокрыми руками часто чувствуется лёгкое пощипывание. Оно не опасно, а избавиться от этого можно подключив “землю” прямо на корпус.

Нужно ли устройство заземления при строительстве своего дома

Суть работы заземления заключается в том, что это устройство направляющее электрический ток при неисправности электрических приборов и замыкании их на корпус по пути наименьшего сопротивления в землю.

Подключение шины заземления при вводе в домСоединение шины заземления для ввода в дом

Поэтому весь ток направляется в контур заземления и при касании человеком опасных приборов или проводов не представляет опасности.

Обязательное применение заземления для любого частного жилого строения определяется нормами и правилами (ПУЭ, ГОСТы, СНИП).

Другое предназначение заземляющей системы: повышает долговечность и надёжность бытовой техники. Она защищает от помех в сети, перенапряжений и источников электромагнитных излучений.

Системы заземления. Какую лучше применить

Существует таких систем шесть, но в нашей действительности применяются как правило две: TN-S-C и TT. Рассмотрим TN-S-C, эта схема предусматривает что нулевой провод (N) на подстанции заземлён. При этом земля (PE) и ноль (N) к частному домовладению подводится одним проводом (PEN) и затем у потребителя в электрощитке разделяется снова на два.

Схема заземления TN-S-C Схемы заземления TN-S-C для частного дома

В случае применения такой схемы выполнения заземления для защиты достаточно наличие автоматов, УЗО не обязательно. Но, следует знать, что при обрыве провода PEN к домовладению в доме на земляной шине появляется напряжение фазы. По правилам ПУЭ требуется защита провода PEN и заземление на столбах через 100 или 200 метров.

Из-за длительной эксплуатации и изношенности, большинство линий электропередач не отвечают этим требованиям. Поэтому рекомендуется применять систему ТТ. В этой схеме провод PE идёт на щиток от контура заземления, а не от подстанции (схема TN-S-C). В этой системе защитный провод более защищён, но необходимо применение УЗО или дифавтомата. Без них защита не обеспечивается, их применение обязательно.

Схема заземления ТТСхема заземления ТТ для частного дома

ПУЭ 7, п.1.7.59 гласит, что если условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены (т.е. магистральная линия находится в таком плачевном состоянии, что не может обеспечить надёжность проводника PEN), то только тогда допускается заземляться по схеме ТТ.

Что такое контур заземления: определение и устройство

Контур заземления - это электротехническое устройство с низким электрическим сопротивлением, позволяющее быстро отвести электрический ток в землю. Он представляет из себя две части, соединённые между собой - наружная и внутренняя система. Соединение этих частей осуществляется в электрощитке, расположенном на входе в дом.

Наружная система представляет из себя устройство которое позволяет перейти электрическому току в землю с последующим распределением его по площади. Она состоит, как правило из нескольких электродов забитых (закопанных) в землю и соединённых при помощи сварки пластинами определённого сечения. От них приваренная шина отходит в щит, где соединяется с внутренней частью.

Выполнение монтажа заземленияМонтаж заземления в частном доме

Что такое внутренняя подсистема? Это разводка проводки заземления по всем комнатам и помещениям дома к розеткам и к мощным электроустановкам. Формируется общая шина, которая в электрощитке соединяется с внешним контуром.

Защитные свойства заземления очень просты. При нарушении изоляции проводов, ток из электросети по проводам внутренней системы попадает на внешний контур заземления. По электродам этого контура он стекает в землю. Из электротехники известно, что земля имеет большую электрическую ёмкость, что даёт уверенность в поглощении таких утечек электричества.

Виды контуров заземления

Для эффективной работы системы заземления оно должно распределять ток “стекания” в землю на несколько электродов увеличивающих площадь рассеивания. Существует два главных вида систем заземления.

Контур заземления - треугольник

В таком виде контура используется три штыря, которые сварены с помощью полос в треугольник с равными сторонами. Между электродами длина выбирается в зависимости от длины заглубления электрода до двух таких глубин. Т.е. для длины электрода (заглубление) 2м, сторона треугольника будет 2-4м.

Выполнение заземления в виде треугольникаКонтур заземления - треугольник

Линейный

При невозможности сделать замкнутую фигуру из-за конфигурации участка составляется вариант из нескольких электродов, их располагают полукругом или в линию. Между вбитыми штырями промежуток должен составлять 1-1,5 глубины погружения штырей. Минус способа - большое число электродов.

Линейное заземление Контур заземления - линейный

Предлагаемые виды самые используемые при проектировании и устройстве систем заземления. Его можно сделать в виде любой геометрической фигуры (прямоугольник, круг и т.д.), но надо понимать что это потребует соответствующее количество заземляющих штырей. Основное достоинство таких систем - при разрыве соединения между электродами функции системы заземления сохраняются.

Важно! Линейный контур работает по принципу гирлянды и повреждение перемычки выводит из эксплуатации определенный его участок.

Требования к контуру заземления

Для эффективной работы заземления согласно ПУЭ он должен соответствовать правилам:

  1. Штыри заземления, сваренные в контур должны находиться не менее 1 метра и не более 10 метров от дома. Наиболее правильное расстояние от фундамента 2-4 метра.
  2. Стержни необходимо забивать на глубину 2-3 метра.
  3. Соединение электродов производится полосой из металла при помощи сварки. От щита до контура заземления применяется шина более 16 квадратных миллиметров. Для присоединения проводов к заземлению в щите может производиться с помощью болтов.
  4. Сопротивление заземления для напряжения в 380 вольт должно быть не выше 4 Ом, а для напряжения в 220 вольт - 8 Ом.

Внешняя часть системы заземления заглублена в землю, поэтому к ней предъявляются определённые требования. Она должна находиться ниже промерзания грунта, иначе электроды будут выталкиваться из-за вспучивания земли. Электроды должны быть такие, чтобы их можно было вбить в твёрдый грунт.

Рекомендуемые типы и параметры забиваемых электродов:

  • уголок толщина металла не менее 4 мм, любой размер;
  • труба диаметром удобным для забивания, с толщиной стенки не менее 3 мм;
  • стержень диаметром не менее 14 мм, более мелкий загибается при погружении в землю;
  • полоса для соединения электродов, толщиной не менее 3 мм, шириной более 10 мм.

Минимальная длина электродов выбирается 1,5 метра, штыри располагаются на расстоянии 1-2 длины электрода. Следует учитывать, что электроды (их длина) должны быть на 15-20 сантиметров ниже уровня промерзания почвы.

Разрабатываем схему)

Для того, чтобы организовать устройство заземление для частного дома необходимо проработать схему заземляющего контура. Самой популярной и наиболее часто применяемой является схема в виде треугольника.

Как правило 3 электрода стоят в его вершинах, можно добавить дополнительные, которые забивают по прямой линии между вершинами.

В случае невозможности выполнить такой контур, электроды можно установить в линию, прямоугольник, полукругом или волной. Но нужно заметить, что треугольная схема контура заземления значительно эффективнее.

Материалы для контура заземления

Электроды для устройства системы заземления делают из прочного металлического профиля или прута. При достаточной толщине их электрическое сопротивление должно удовлетворять предъявляемым требованиям. Они сравнительно легко могут быть погружены в землю их забиванием. Применяемые для изготовления контура заземления материалы:

  1. Стержень. Берётся пруток диаметром более 14 мм. Арматура как правило для этих целей не используется, т.к. при закалке арматуры повышается её удельное сопротивление.
  2. Труба. Диаметр более 40 мм, толщина стенки не менее 4 мм. Внизу трубы рекомендуется сделать отверстия. При засушливом климате и погоде в трубу можно залить солёной воды, это повышает электропроводность грунта.
  3. Уголок. Размер 50х50, толщиной не менее 4 мм. Низ уголка делают острым, что облегчает процесс его забивания в землю.

Из чего делать металлосвязь

Металлосвязь, т.е. соединение вбитых в землю электродов между собой выполняется при помощи следующих материалов:

  1. Медный провод или шина, площадь сечения - 10 кв. мм и больше.
  2. Стальная шина, сечением - 48 кв. мм.
  3. Алюминиевый провод или полоса, площадь сечения более 16 кв. мм.

Для таких целей предпочтительна полоса из стали 25-30х5 мм. Соединение такой полосы с электродами производится с помощью электросварки, что обеспечивает надёжность соединения. При использовании алюминиевых или медных проводников, присоединение производится при помощи болтового соединения.

Схема расположения стержней заземленияРасположение штырей устройства заземления

Самостоятельный монтаж заземления

Для контура заземления необходимо выбрать место. Его нужно расположить там, куда меньше всего будут заходить люди и ваши домашние питомцы. От фундамента должно быть расстояние больше 1 метра. На участке делаются отметки мест где будут находиться штыри. Располагают их в форме равностороннего треугольника.

Земляные работы. После нанесения разметки по прямой между штырями прокапывается траншея глубиной в полметра. Такая же траншея для прокладки шины, копается от контура заземления к вводному электрощитку.

Далее, придерживаясь выбранной схемы вбиваем стержни на необходимую длину. Они соединяются полосой из металла при помощи сварки. Дальше шина приваренная к контуру заземления прокладывается в траншее к электрощитку.

Ввод в дом. Шина подведённая к дому заводится в электрощиток. В ней сверлится отверстие и болтом с гайкой соединяется с определённой жилой кабеля. При схеме TN-C-S заведённая в щиток шина присоединяется к шине - расщепителю.

Проверка

После выполнения всех операций по монтажу и подключению контура заземления, необходимо провести его проверку методом измерения его электрического сопротивления. Параметры этой величины не должны выходить за пределы, указанные в нормирующих документах.

В домашних условиях можно воспользоваться простым методом проверки. Лампочка от 100 до 150 Вт подключается между фазой и заземлением.

Лампа для проверки заземленияПроверка исполнения заземления при помощи лампы

По свечению лампы делаются выводы:

  • если лампа не загорается - заземление сделано неправильно;
  • горение лампы неярким, тусклым светом говорит о некачественном соединении элементов контура заземления или соединений при подключении;
  • яркое горение лампы говорит о хорошей работе заземления.

При такой проверке, в случае наличия в цепи УЗО, оно может сработать, что говорит о рабочем состоянии контура.

Проверка с помощью мультиметра.

Мультиметр для проверки заземленияПроверка заземления мультиметром

Проводится она по следующей методике:

  • необходимо подать напряжение, включив вводной автомат;
  • на мультиметре выберите режим измерения напряжения;
  • присоединяем концы мультиметра между фазным и нулевым проводами. Прибор должен показать величину в районе 220 вольт;
  • подобный замер делаем между фазой и заземляющим проводом. Напряжение может немного отличаться от предыдущего измерения, но само его наличие говорит о присутствии заземления;
  • если напряжение отсутствует, то заземления нет, либо оно нерабочее.

Проверку можно доверить профессионалам. Такая проверка приведена в видео:

Проверка контура заземления профессионалами

Готовые комплекты 

Изготовление заземления собственными силами позволяет значительно снизить затраты. Но существуют готовые комплекты, позволяющие повысить надёжность контура.

Комплект стержней и комплектующих для заземленияГотовый комплект для монтажа заземления

На рынке представлены следующие модели:

Elmast - система производится в России. Стоимость - 8000 рублей.

ZandZ - электроды из нержавейки. Глубина погружения в грунт до 10 метров. Комплект обойдётся по цене - 23500 (элетроды длиной 5 метров).

Galmar – средняя стоимость — 41000 рублей (электроды длиной до 30 м).

Для российских потребителей на рынке существует несколько моделей. Это предоставляет большие возможности для выбора. Стоимость колеблется от 6000 до 28000 рублей.
Монтаж контура заземления в частном доме

Выводы

Необходимость устройства заземления не вызывает сомнения. Это требование техники безопасности и нормативных документов (ПУЭ). Оно защищает потребителей от поражения электрическим током и позволяет предотвратить трагедию.

Но следует обратить внимание на следующие ошибки при самостоятельном устройстве заземления:

  1. Нельзя применять болтовое соединение штырей с металлосвязью. Коррозия металла приводит к нарушению контакта, что ведёт к увеличению сопротивления.
  2. Красить электроды для защиты их от коррозии, что также ведёт к увеличению сопротивления контура.
  3. Применять электроды с маленькой площадью поперечного сечения.
  4. Далеко удалять сам контур заземления от дома, это сильно увеличивает сопротивление всей системы.
  5. Соединять между собой алюминиевые и медные проводники. Контактная коррозия ведёт к ухудшению соединения.

Если в процессе устройства и эксплуатации контура заземления обнаруживаются недостатки, устранить их необходимо незамедлительно. Обрыв цепи или увеличение электрического сопротивления ведёт к нарушению надёжной работы заземляющего устройства. В таком случае контур не сможет обеспечить безопасность.

Следует внимательно подходить к устройству заземления, его эффективность и гарантированная работа зависит от выбора схемы, правильных расчётов и монтажа. Если вы не уверены в своих силах и умении, лучше воспользоваться предложением профессионалов.

А вам приходилось заниматься заземлением? Как вы это делали?Оставляйте своё мнение в комментариях.

С уважением, Алексей.

Нет комментариев

Оставить комментарий

Отправить комментарий Отменить

Сообщение