Как правильно сделать контур заземления – Заземление в частном доме своими руками – как правильно сделать схему заземления

Содержание

Заземление 220 В в частном доме своими руками легко и просто

Обеспечить безопасность проживающих в доме от поражения электрическим током нужно – этот факт не оспаривается. Но одних автоматических выключателей или УЗО недостаточно. Надежнее в этом случае выполнить в частном доме заземление 220 В своими руками. Такая система позволит не волноваться за жизнь проживающих в случае возникновении аварийной ситуации. Но выполнить ее нелегко, хотя и вполне возможно даже без специального образования. Сегодня подробно разберем, для чего требуется заземление, что потребуется для монтажа. Имеет смысл и пошагово рассмотреть все этапы такой работы. 

Заземление 220 В в частном доме своими рукамиЗаземление необходимо как в частных, так и многоквартирных домах

Содержание статьи

Для чего нужно заземление: устройство и принцип работы

Зачем нужно заземление должен знать не только профессиональный электрик, но и каждый домашний мастер. Говоря простым языком, это средство защиты от поражения электрическим током в случае пробоя изоляции и возникновении напряжения на корпусах бытовых приборов и оборудования. Если оно выполнено по всем правилам, то при возникновении аварийной ситуации электрический ток «уйдет» в землю, исключив попадание человека под напряжение. Если при этом установлено устройство защитного отключения (УЗО), то оно сработает при подобной утечке.

Важно! Заземление для частных домов рассчитывается определенным образом и имеет свои параметры, игнорировать которые нельзя. Если сопротивление контура или шины окажется выше положенного, ни о какой защите не может идти речи.

Система TN-C-S в наши дни практически не применяется для защиты электросетей частных домовСистема TN-C-S в наши дни практически не применяется для защиты электросетей частных домов

Электрический ток можно образно сравнить с водой, которая течет по пути наименьшего сопротивления, а значит при повышении этого параметра заземляющей шины, разряд уйдет в землю сквозь человека.

Заземление на даче так же важно, как и в частном доме, но в этом случае можно заземлить только отдельные электроприборы.

Заземление и зануление: в чем разница между ними

Занулением называют схему защиты, при которой нулевым проводником выступает глухозаземленная нейтраль. В случае пробоя изоляции, соприкосновения корпуса прибора с токоведущей частью, происходит короткое замыкание, заставляющее сработать защитную автоматику. В частных секторах зануление запрещено в целях безопасности. Оно применяется только в многоквартирных домах старой постройки, не имеющих отдельного контура заземления.

Монтаж молниезащиты тоже немаловажен, особенно для высоких деревянных строений
Монтаж молниезащиты тоже немаловажен, особенно для высоких деревянных строений

Монтаж в частном доме заземления и молниезащиты особенно важны в случае, если строение находится на возвышении или в стороне от высоких сооружений. Они могут иметь общий контур. В этом случае молниезащита работает как заземление.

Статья по теме:

Заземление в частном доме своими руками 220 В: безопасность проживающихВ данной публикации мы более детально рассмотрим, что означают термины заземление и зануление, в чем разница

между ними, принцип работы, достоинства и недостатки каждого, когда возможно использование того или иного способа защиты и требования электробезопасности.

Схемы заземления частных домов своими руками: 380 В и 220 В

При монтаже контуров заземления значительной разницы между схемой частного дома на 3 фазы (380 вольт) и однофазной (220 вольт) нет. А вот в разводке кабелей она присутствует. Разберемся, в чем она заключается.

Правильно выполненный ввод в дом. Именно так он должен выглядеть в идеалеПравильно выполненный ввод в дом. Именно так он должен выглядеть в идеале

При однофазной сети для питания электроприборов используется трехжильный кабель (фаза, ноль и земля). Трехфазная сеть требует пятижильного электропровода (та же земля и ноль, но фазы три). Особое внимание нужно обратить на расключение – заземление не должно соприкасаться с нулем.

Рассмотрим ситуацию. С подстанции приходит 4 жилы (ноль и 3 фазы), заведенные в распределительный щит. Обустроив правильное заземление на участке, заводим его в щиток и «сажаем» на отдельную шину. Фазные и нулевая жила проходят через всю автоматику (УЗО), после чего идут к электроприборам. От заземляющей шины жила идет непосредственно на розетки и оборудование. Если нулевой контакт заземлить, устройства защитного отключения будут срабатывать без причины, а такой монтаж электропроводки в доме совершенно ни к чему.

Схема заземления на даче своими руками несложна, но требует внимательного и аккуратного подхода при выполнении. Несложно выполнить ее только для одного котла или иного электроприбора. Ниже мы обязательно на этом остановимся.

Корпус газового котла, как и металлические трубы, требуют качественного заземления во избежание возникновения искрыКорпус газового котла, как и металлические трубы, требуют качественного заземления во избежание возникновения искры

Полезная информация! Перед началом работ нужно составить подробный проект заземления в частном доме. Схема контура заземления пригодится при работе и поможет в случае возникновения аварийной ситуации впоследствии.

Что такое контур заземления в частном доме: определение и устройство

Контуром заземления называют конструкцию из штырей и шин, находящуюся в грунте, обеспечивающую отвод тока при необходимости. Однако не любой грунт подойдет для устройства заземлителя. Удачным для этого считают торф, суглинок или глинистую почву, а вот камень или скала не подходят.

Очень важно! Контур заземления должен проходить ниже уровня промерзания грунта. В противном случае зимой он не будет должным образом выполнять свои функции.

Контур готов. Остается проложить шину до стены домаКонтур готов. Остается проложить шину до стены дома

Контур заземления располагают на расстоянии 1÷10 м от здания. Для этого прокапывается траншея, заканчивающаяся треугольником. Оптимальными размерами являются длины сторон 3 м. По углам равностороннего треугольника вбиваются штыри-электроды, соединяемые стальной шиной или уголком при помощи сварки. От вершины треугольника шина идет к дому. Подробно мы рассмотрим алгоритм действий в пошаговой инструкции ниже.

Разобравшись, что является заземляющим контуром можно переходить к расчетам материала и размеров.

Расчет заземления для частного дома: формулы и примеры

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) и ГОСТ устанавливают точные рамки, сколько Ом должно быть заземление. Для 220 В – это 8 Ом, для 380 – 4 Ом. Но не стоит забывать, что для общего результата учитывается и сопротивление грунта, в котором устраивается заземляющий контур. Эти сведения можно узнать из таблицы.

Вид грунтаМаксимальное сопротивление, ОмМинимальное сопротивление, Ом
Глинозем6555
Гумус5545
Лёсовые отложения2515
Песчаник, залегание грунтовой воды глубже 5 м1000 —
Песчаник, грунтовые воды не глубже 5 м500 —
Песчано-глинистая почва160140
Суглинок6555
Торфяник2515
Чернозём5545

Зная данные можно использовать формулу:

Формула расчета сопротивления стержняФормула расчета сопротивления стержня

где:

  • Ro – сопротивление стержня, Ом;
  • L – длина электрода, м;
  • d – диаметр электрода, м;
  • T – расстояние от середины электрода до поверхности, м;
  • Рэкв – сопротивление грунта, Ом;
  • Т – расстояние от верха стержня до поверхности, м;
  • ln – расстояние между штырями, м.

Но пользоваться такой формулой сложно. Для простоты предлагаем воспользоваться онлайн-калькулятором, в который нужно только внести данные в соответствующие поля и нажать кнопку рассчитать. Это исключит возможность ошибки в вычислениях.

Для расчета количества штырей воспользуемся формулой

Формула расчета количества стержней в контуреФормула расчета количества стержней в контуре

где Rn – нормируемое сопротивление для заземляющего устройства, а ψ

– климатический коэффициент сопротивления грунта. В России за него принимают 1.7.

Рассмотрим пример заземления для частного дома, стоящего на черноземе. Если контур выполняется из стальной трубы, длиной 160 см и диаметром – 32 см. Подставив данные в формулу получим no = 25.63 х 1.7/4 = 10.89. Округлив результат в большую сторону, получается нужное количество заземлителей – 11.

Как правильно сделать заземление в частном доме

Перед тем, как правильно сделать заземление, следует ознакомиться с нормами и правилами монтажа. Значение имеет глубина закладки контура, материал, качество соединений. Лучше использовать медь, но ее стоимость высока. Поэтому часто применяется сталь.

Требования к контуру заземления частного дома следующие:

  • Вертикальные прутья не короче 16 мм;
  • Горизонтальные – от 10 мм;
  • Толщина стали не менее 4 мм;
  • диаметр стальной трубы – не менее 32 мм.

Полезно знать! Допускается использование естественных заземлителей – металлических конструкций, находящихся под землей или труб (за исключением трубопроводов ГСМ и канализации). Естественный заземлитель не должен быть покрыт антикоррозийными составами.

Все соединения выполняются при помощи сварки – болтовые стяжки не допускаются. Они быстро окисляются и уже через полгода толку от контура заземления не будет. Выполнен он может быть в виде треугольника рядом с жилищем или как квадрат по периметру здания.

Как сделать заземление 220 В в частном доме своими руками

ИллюстрацияВыполняемое действие
Заземление в частном доме своими руками 220 В: безопасность проживающих
Устройство контура заземления частного дома своими руками начинается с траншеи под будущий контур. Оптимальной длиной стороны треугольника является 3 м, но многие не обращают на это внимания. После полного устройства контура можно будет добавить штыри, если сопротивление нас не устроит.
Заземление в частном доме своими руками 220 В: безопасность проживающихПо углам треугольника, глубиной около полуметра пробуриваем скважины. Глубокими они не получатся, однако немного помогут забить электроды в грунт.
Заземление в частном доме своими руками 220 В: безопасность проживающихДля скважин можно воспользоваться ручным или бензиновым ямобуром.
Заземление в частном доме своими руками 220 В: безопасность проживающихВ нашем случае используется в качестве штыря стальной уголок, который нужно предварительно заточить. Это легко сделать посредством болгарки с отрезным диском по металлу.
Заземление в частном доме своими руками 220 В: безопасность проживающихТеперь нужно опустить электрод в скважину и забить в грунт то, что не зашло.
Заземление в частном доме своими руками 220 В: безопасность проживающихИз трехметрового уголка у нас осталось лишь 15÷20 см. Скважину забиваем глиноземом и можно переходить к установке шин.
Заземление в частном доме своими руками 220 В: безопасность проживающихШины крепятся к электродам только при помощи сварки. Болтовые соединения не подойдут – они не дают нужной плотности.
Заземление в частном доме своими руками 220 В: безопасность проживающихЗакончив приваривать шины к штырям, прокрашиваем соединительные швы. Сам контур красить нельзя, но сварочные швы подвержены коррозии, что может привести в негодность все заземляющее устройство за пару лет.
Заземление в частном доме своими руками 220 В: безопасность проживающихДалее приваривается шина заземления, идущая к дому. Длина опред

подробная пошаговая инструкция для монтажа и подключения

Краткое содержание статьи:

Показать / Скрыть


Безопасная электроэнергия в доме – первоочередная задача, и важнейшую роль в этом играет контур заземления. Казалось бы, простое устройство, но и учесть нужно немало. Чтоб монтаж заземления действительно был удачным, а не получился просто для проформы, нужно ориентироваться в тонкостях его устройства: необходимых характеристиках, основах расчёта и нормах эксплуатации.

Общее устройство заземления

заземление

За исключением специально созданных под спец-условия заземляющих устройств, в состав каждого контура заземления входят:

  • Группа вертикальных заземлителей, глубиной заложения 0.7 м от поверхности почвы.
  • Горизонтальный заземлитель, объединяющий вертикальные в одно заземляющее устройство, и подключающий их непосредственно к шине заземления, либо к ведущему на неё заземляющему проводнику.

На первый взгляд всё элементарно, однако возникает вопрос – зачем для контакта с землёй нужно несколько вертикальных заземлителей и почему недостаточно одного?

К сожалению, упрощать конструкцию зачастую непозволительно – одиночного заземлителя может просто не хватить для обеспечения безопасности. Для ясности, перейдём к рассмотрению параметра – сопротивление растеканию.

Наглядно о теории заземления

короткое замыкание

Начнём с наглядного примера – где присутствует схема заземления с заглубленным в грунт одиночным вертикальным заземлителем. Он подключен на металлический шкаф, либо на корпус какого-либо электроприбора, в котором случилось короткое замыкание. А именно, фаза замкнулась на корпус – стенку шкафа. Для простоты определим начальные условия:

  • Короткое замыкание «в чистом виде» – металл проводника к металлу корпуса электроприбора. Поэтому побочные значения, такие как сопротивление при контакте можно не учитывать.
  • Сопротивлением горизонтального заземлителя, либо проводника до электроприбора так же в учёт не берём, так как при больших сечениях оно пренебрежимо мало.

Далее полагаем, что почва в районе заземлителя, во всех направлениях имеет одинаковый состав и равные свойства. При этом ток пойдёт в грунт так же во все стороны одинаково:

  • Возле заземлителя – наибольшая плотность тока.
  • Удаляясь от заземлителя – плотность тока постепенно снижается.
иллюстрация ПУЭ

В результате, с удалением от заземлителя сопротивление распространению тока тоже уменьшается, так как он течёт по земле – постоянно растущему в «сечении» проводнику. И напряжение – наиболее высокое на заземлителе, а по мере удаления, согласно закону Ома – тоже постепенно снижается. Очевидно, что на определённой дистанции от заземлителя напряжение окажется незначительным – настолько приблизится к нулю, что им можно пренебречь. Такая точка – с пренебрежимо малым напряжением – это так называемая точка нулевого потенциала. В принципе, она и является той самой землёй, с которой для безопасной эксплуатации соединяется шкаф электроприбора.

1.7.20 Зона нулевого потенциала (относительная земля) – часть земли, находящаяся вне зоны заземлителя, электрический потенциал которой принимается равным нулю.

При этом важно понимать:

  • Что сопротивление заземляющего устройства не имеет ничего общего с сопротивлением его материала (металла) – оно незначительно.
  • И это не сопротивление при контакте металла заземлителя с грунтом – для его снижения намеренно выполняются определённые требования.

Это сопротивление от самого заземлителя до зоны нулевого потенциала.

А сопротивление заземляющего устройства – это частное от фазового напряжения, поданного на шкаф в результате короткого замыкания, и силы его тока. Это и есть основа дальнейших расчётов.

Rз : Uф / Iкз.

Однако, для соответствия заземляющего устройства требованиям ПУЭ – правил устройства электроустановок, с большой вероятностью параметров сопротивления одиночного заземлителя просто не хватит. Как получить достаточные для безопасной эксплуатации значения?

Один из главных факторов – площадь поверхности заземляющего электрода. Но её увеличение неизбежно потребует увеличения его поперечного сечения, а значит удорожания как самого заземлителя, так и работ по его заглублению. Получается, что самое простое решение добавить еще электрод. При этом важно, что заглублять их рядом не имеет никакого смысла – в этом случае ток растекается словно с одного электрода, что не даёт кардинальных улучшений.

Изменить конфигурацию растекания тока можно удалением заземляющих электродов на значительное промеж собой расстояние. Тогда они поделят ток – он будет стекать с каждого отдельного заземляющего электрода. Однако, при этом выявится новая проблема – чтобы вышло простое «параллельное соединение» их сопротивлений, электроды необходимо разносить очень далеко. Что трудно осуществить в реальности – заземляющее устройство займёт огромную площадь.

иллюстрация ПУЭ

Поэтому, заземлители размещают более компактно, из-за чего неизбежно образуется зона пересечения токов, исходящих с разных электродов. Для учёта их взаимного влияния и компенсации погрешности в расчётах удаления друг от друга, используют поправочный так называемый – коэффициент экранирования.

Сверх того, эффективно понизить сопротивление контура заземления можно простым увеличением длины заземляющих электродов с большим их заглублением. Таким образом увеличивается площадь его поверхности, контактирующая с грунтом, что стимулирует растекание тока.

Эффект прекрасно реализован на практике – в комплектах заземления из омеднённых стальных электродов. Необходимая для параметров заземления глубина достигается сращиванием штырей. По мере заглубления в грунт, последующий электрод наворачивается на резьбовую муфту предыдущего, образуя единый вертикальный заземлитель.

При этом, учитывается влияние горизонтального заземлителя – связи, объединяющей все вертикальные электроды в одно заземляющее устройство, и тоже снижающее его совокупное сопротивление. Горизонтальную связь экранируют вертикальные заземлители.

Таблица: коэффициенты экранирования вертикальных электродов из труб, уголков или стержней, размещённых по контуру.

Отношение расстояний
между вертикальными электродами
к их длине
Число вертикальных электродов в контуре
4 6 8 10 20 30 50 70 100
1 0,45 0,40 0,36 0,34 0,27 0,24 0,21 0,20 0,19
2 0,55 0,48 0,43 0,40 0,32 0,30 0,28 0,26 0,24
3 0,70 0,64 0,60 0,56 0,45 0,41 0,37 0,35 0,33

Образуется система из влияющих друг на друга отдельных компонентов и факторов:

  • Число заземляющих электродов.
  • Удаление между ними, на какую глубину они заложены.
  • Площадь поверхности, образуемая формой профиля – прут, труба, уголок.
  • Параметры горизонтальной связи – форма и длина.

Как видно, условий достаточно много. Поэтому и рассчитывать заземляющее устройство лишь по одной формуле не получится – результат будет некорректный. Какие ещё определения и величины влияют на расчёт заземления?

Напряжение прикосновения и напряжение шага

человек коснулся корпуса электроприбора

Вернёмся к представленному в примере электроприбору с коротким замыканием фазы на его корпус.

Даже задевая его, человек всё равно имеет значительно большее электрическое сопротивление, чем участок земли где он находится, поэтому по нему протекает сравнительно небольшой ток.

Опасность в том, что при этом человек стоит именно в зоне растекания тока короткого замыкания. Это причина возникновения электрического напряжения промеж контактирующих с поверхностями частей человеческого тела. Причём это не обязательно могут быть конечности (хотя чаще всего это руки и ноги), но ведь к шкафу электроприбора можно просто прислониться. В итоге – напряжение, получаемое человеком через точки касания – напряжение прикосновения.

1.7.24 Напряжение прикосновения – напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землёй при одновременном прикосновении к ним человека или животного.

Его стараются максимально понизить – подогнать под установленные нормы. Под них же рассчитывают допустимые параметры заземляющего устройства.

Для наглядности рассмотрим лишь один заземлитель. Разберёмся в процессах на самой поверхности земли:

  • Возле электрода – максимальное напряжение.
  • По мере удаления оно постепенно снижается.
  • И достигает определённого удаления, где потенциал = 0.

Если вокруг заземляющего электрода абстрактно объединить точки равного потенциала, то обозначатся подобия окружностей. Другое их название – эквипотенциальные линии.

шаговое напряжение

В случае, если заземлитель проводит ток короткого замыкания, то идущему к этому электроду человеку, через ступни тоже достаётся какая-то часть электрического напряжения – разность потенциалов, зависящая от положения его ног (удаления от электрода каждой ступни). Это и есть проявление напряжения шага.

1.7.25 Напряжение шага – напряжение между двумя точками поверхности земли, на расстоянии 1 м друг от друга, которое принимается равным длине шага человека.

В электроустановках, где предусмотрено моментальное отключение тока замыкания на землю, оно не особо опасно. За короткий промежуток времени (в течение каких-то секунд) человек может ощущать неприятные воздействия, этим всё и ограничится.

В электроустановках, где ток замыкания на землю может быть продолжительный период времени, применяются ограничения. Поэтому, шаговое напряжение – понятие актуальное для электробезопасности, особенно где речь идёт о приближении к токоведущим частям, замыкающимся с землёй в открытых и закрытых распределительных устройствах. Минимально допустимая дистанция приближения к ним: 8 и 4 метра соответственно.

Понятно, чтоб люди не пострадали – напряжения прикосновения и шага стараются минимизировать.

В принципе с этой же целью и выведены, опубликованы все нормы ПУЭ – для безопасности практического применения.

Естественные заземлители

скважина

Конечно же в первую очередь для защиты нужно использовать естественные заземлители. Это подземные коммуникации из металла (исключая трубопроводы горючих веществ), соединённые с землёй металлические конструкции зданий, оболочки кабелей, обсадные трубы колодцев, скважин, шурфов.

1.7.17 Естественный заземлитель – сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землёй непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемая в целях заземления.

И при условии, когда сопротивление растеканию естественных заземлителей удовлетворяет нормам – изготовление искусственных заземлителей не требуется. Но следует учесть, что его можно только измерить, заранее рассчитать сопротивление естественных заземлителей невозможно. А при отсутствии естественных заземлителей, либо их неудовлетворительных параметрах, применяют рукотворные – искусственные заземлители.

Расчёт и устройство контура заземления

При отводе от подстанции воздушной линии электропередач, на заданных дистанциях, возле опор монтируютсяповторные заземляющие устройства. В случае короткого замыкания, обеспечивающие ток необходимый для срабатывания защиты.

При вводе электролинии в бытовые и жилые здания: дома, коттеджи – тоже монтируются заземляющее устройства. Они также классифицируются как повторные.

Индивидуальные электрические параметры такого заземляющего устройства нужно замерять до его подключения – как только его включат в систему, он станет лишь её составляющей. Поэтому уже не получится узнать соответствует ли он требованиям и выполняет ли возложенные на него функции.

1.7.103 Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 5, 10, 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380, 220 В. источника трёхфазного тока или 380, 220, 127 В. источника однофазного тока.

Понятно, что частника не волнуют повторные контуры у столбов, ему важно лишь как сделать заземление в доме – якобы «своё-собственное» устройство. Поэтому, чтоб вложенные средства оправдали себя, а все усилия по постройке не оказались напрасными – для повторного заземляющего контура частного дома, как и для любых других, необходимо добиться сопротивлений, указанных в таблице:

Таблица: наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств.

Значение сопротивлений заземляющего устройства 15 Ом 30 Ом 60 Ом
Источники однофазного тока 380 В 220 В 127 В
Источники трёхфазного тока 660 В 380 В 220 В

При этом, «бытовое использование» не предполагает скидок для этих параметров. Даже если это однофазное напряжение 220 в, то сопротивление заземляющего устройства до подключения – 30 Ом, после включения в общую сеть – 10 Ом.

Но иногда может оказаться, что некоторые факторы изначально выводят «за грани разумного» стоимость заземляющего устройства по расчётным параметрам. Простая причина – огромное удельное сопротивление грунта, когда невозможно добиться необходимых параметров даже многократным добавлением заземлителей. Именно по этой причине, когда удельное сопротивление грунта превышает 100 Ом на метр, параметры для заземляющего контура можно увеличить, но не больше чем в 10 раз.

1.7.101 При удельном сопротивлении земли p > 100 Ом-м допускается увеличивать указанные нормы в 0,0110 степени раз, но не более десятикратного.

Удельное сопротивление грунта

земля

Абсолютно любой проводник тока имеет какое-то собственное значение удельного сопротивления – есть материалы, которые хорошо и плохо проводят электрический ток. В качестве бытовых примеров:

  • Медь – отличный проводник.
  • Алюминий – хороший проводник, но уступающий меди.
  • Нихром – плохой проводник, именно потому часто используется для изменения параметров тока.

Такая же классификация применима и ко грунтам. Потому можно сказать, что удельное сопротивление грунта – его возможность пропускать электрический ток:

  • Наихудшие способности у камня. Если в нём нет каких-либо солей и он сухой – это почти диэлектрик.
  • Наилучшие характеристики – у очень влажных грунтов.

Остальные варианты – просто как промежуточные значения:

Таблица: удельное сопротивление грунтов.

Грунт Удельное сопротивление P Ом*м Грунт Удельное сопротивление P Ом*м
Глина (слой 7-10 м, далее скала, гравий) 70 Скала 4000
Глина каменистая (слой 1-3 м, далее гравий) 100 Суглинок 100
Земля садовая 50 Супесь 300
Известняк 2000 Торф 20
Лёсс 250 Чернозём 30
Мергель 2000 Вода:
— грунтовая
— морская
— прудовая
— речная
 
50
3
50
100
Песок 500 Песок крупнозернистый с валунами 1000

Из таблицы видно, что у чернозёма хорошие показатели – вроде бы значит, что для большинства участков под дом не будет проблем с монтажом заземляющего устройства. Однако проблема кроется в том, что чернозём это лишь верхний слой почвы, по большей части даже не превышающий глубину заложения самого верха контура – горизонтального заземлителя.

При этом, для сохранения стабильных параметров контура при сменах сезонов – не просто желательно, а необходимо чтоб контур контактировал с грунтами ниже глубины промерзания. Поэтому только разведочный шурф на выбранном для устройства месте, либо непосредственное наблюдение за земляными работами могут дать точные данные для расчёта контура заземления.

Если выборка показала «чистый», однородный грунт – например, глину, либо песок – можно для расчётов просто взять значения из таблицы. Однако разнородный, либо грунт с подмесами придётся предварительно классифицировать. Пример, как это сделать на практике – зажмём в ладонях чуть-чуть глины и раскатываем в жгутик:

  • Чистая глина – если скаталась в тонкую нить.
  • Суглинок – делится на частички по сантиметру.
  • Песок и вовсе не получится раскатать.

В итоге, расчёт ведётся по наихудшему значению удельного сопротивления из всех разновидностей грунта.

Кроме того, электрическая проводимость грунтов зависит от наличия воды – более увлажнённый грунт выдаёт лучше показатели проводимости. В итоге, удельное сопротивление грунта подчиняется не только климатическим, но и сезонным колебаниям температуры и влажности. Именно поэтому сопротивление заземляющего контура желательно измерять в самую засуху и мороз.

Но чтоб расчёт был правильным в любом случае – предусмотрены сезонные коэффициенты, это поправки на климат региона, где проводится установка заземления. Таким образом, уже с скомпенсированной погрешностью, удельное сопротивление грунта берётся в работу.

Таблица: коэффициенты для климатических зон.

Данные, характеризующие климатические зоны и тип применяемых заземляющих электродов Климатические зоны СНГ
1 2 3 4
1. Климатические признаки зон:
Средняя многолетняя низшая температура (январь), С от -20 до -15 от -14 до -10 от -10 до 0 от 0 до +5
Средняя многолетняя низшая температура (июль), С от +16 до +18 от +18 до +22 от +22 до +24 от +24 до +26
Среднегодовое количество осадков, см 40 50 50 30-50
Продолжительность замерзания вод, дни 190-170 150 100 0
2. Значение коэффициента к:
При применении стержневых электродов длиной 2-3 м, при глубине заложения их вершины 0,5-0,8 м 1,8-2 1,5-1,8 1,4-1,6 1,2-1,4
При применении протяжённых электродов, при глубине заложения их вершины 0,8 м 4,5-7,0 3,5-4,5 2,0-2,5 1,5-2,0
При длине 5 м, глубине заложения вершины 0,7-0,8 м 1,35 1,25 1,15 1,10

Материалы и размеры комплектующих заземляющего устройства

Вряд ли удастся изготовить заземляющее устройство из «подножного» материала, ведь даже новый – специально для этого приобретённый материал должен соответствовать нормам ПУЭ:

металлопрофиль
  • Электроды заземления должны быть достаточно прочными, без деформаций и поломок «заходить» в грунт, так как методы: забивание или задавливание нельзя назвать щадящими.
  • Материалы должны рассчитываться на долгую эксплуатацию в земле. Ведь заземляющие устройства монтируются на десятилетия – частая замена просто невыгодна экономически.

Именно поэтому, материалам для применения в качестве вертикальных и горизонтальных заземлителей установлены минимальные сечения и размеры:

Таблица: минимальные размеры материалов для устройства заземления.

Материал Профиль
сечения
Диаметр, мм Площадь
поперечного
сечения, мм
Толщина
стенки, мм
Сталь чёрная Круглый
Для вертикальных
заземлителей
16
Для горизонтальных
заземлителей
10
Прямоугольный 100 4
Угловой 100 4
Трубный 32 3,5
Сталь оцинкованная Круглый
Для вертикальных
заземлителей
12
Для горизонтальных
заземлителей
10
Прямоугольный 75 3
Трубный 25 2

Понятно, что вертикальный стержень заземления – это прут, уголок, труба. Горизонтальный заземлитель: полоса, прут, иной подходящий профиль.

Окрашивать материалы для заземляющего устройства запрещено, иначе «заземления» просто не будет. Защищать нужно лишь сварочные швы и наружную часть при вводе в дом.

Понятие – контур заземления

Схема

Обычно вертикальные заземлители ориентируют на одной прямой, но это необязательно – их можно «выстроить» квадратом, либо треугольником. Примечательно, что при этом любое заземляющее устройство в обиходе называют «контуром». Такое название легко объяснимо – часто заземляющие электроды размещали вдоль внешнего периметра здания, а горизонтальный заземлитель в нескольких местах связывали с полосой из стали по внутреннему периметру здания – подключали на внутренний контур. Так что «контур» – просто исторический термин.

Однако вовсе незачем окружать электродами весь периметр коттеджа. Можно просто определить направление для линейной ориентации заземлителей, либо выделить площадь под «кустовое» размещение электродов. Важно, чтоб в дальнейшем заземление не создавало помех и было удобно размещено для подключения к распределительному щиту.

Расчёт контура заземления

Расчёты контура ведутся в несколько этапов – сама схема хоть и проста, но одних сведений о материалах и результатов сопротивлений для итоговых подсчётов явно недостаточно. Причем часть их просто исходят из сложившейся ситуации, а конкретно – от возможности приобрести материалы.

Первым делом, нужно рассчитать сопротивление одиночного заземлителя, исходя из его типа. Выбираем для этого подходящую формулу, с применением натуральных, либо десятичных логарифмов:

  • формула Вертикальный электрод: труба, стержень у поверхности земли (l – длина электрода, d – диаметр).
  • формула Вертикальный электрод: труба, стержень на глубине заложения h (l – длина электрода, d – диаметр).
  • формула Протяжённый заземлитель (полоса, арматура, труба на глубине h, l – длина электрода, b – ширина, d – диаметр).
  • формула Кольцевой заземлитель (полоса, труба на глубине h, l – длина электрода, b – ширина, d – диаметр).
формула

Кроме того, для расчёта сопротивления одиночного вертикального заземлителя существует и универсальная формула, где:

  • Рэкв — эквивалентное сопротивление грунта в Ом*м;
  • L— длина заземлителя в метрах;
  • d – диаметр заземлителя в миллиметрах;
  • Т – расстояние от поверхности земли до середины вертикального заземлителя, в метрах.

Как уже говорилось, Рэкв — эквивалентное сопротивление грунта берём из таблицы, но при неоднородном грунте принимаем значение его составляющей, наименее проводящей ток.

формула

Однако, для двуслойных грунтов можно повысить точность расчётов используя формулу для получения Рэкв,где:

  • Ж – сезонный климатический коэффициент;
  • Р1, Р2 – удельное сопротивление верхнего и нижнего грунта, в Ом*м;
  • Н – толщина верхнего слоя грунта, в М;
  • t – заглубление вертикального заземлителя (глубина траншеи), стандарт t=0.7 м.
схема

При этом, самый верхний плодородный слой в расчёт не берётся – он уберётся при копке траншеи. Первый слой вертикальные заземлители должны пройти полностью и заглубиться во второй – нижний слой как минимум на 0.5-0.8 метра.

Для вычислений необходимо взять параметры для грунтов из таблицы. Мы уже говорили, что они зависят от состава, средней плотности, влажности грунта и климатическими условиями региона, где монтируется заземляющее устройство.

формула

Далее необходимо рассчитать достаточное количество вертикальных электродов, не принимая во внимание горизонтальный заземлитель, где:

  • Rо – сопротивление одиночного вертикального заземлителя;
  • Ж – сезонный климатический коэффициент;
  • Rн – нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, определяется исходя из правил ПТЭЭП.

Таблица: наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств (ПТЭЭП).

Характеристики электроустановки Удельное сопротивление грунта р, Ом*м Сопротивление заземляющего устройства, Ом
660/380 В до 100 15
свыше 100 0.5*р
380/220 В до 100 30
свыше 100 0.3*р
220/127 В до 100 60
свыше 100 0.6*р
формула

После, рассчитываем сопротивление току растекания горизонтального заземлителя по формуле, где:

  • Lг, b – длина и ширина заземлителя;
  • Ж – сезонный климатический коэффициент горизонтального заземлителя;
  • n2 – коэффициент использования – экранирования? горизонтальных заземлителей.

Далее, расчёт длины горизонтального заземлителя, исходя из способов размещения вертикальных электродов:

формула

Если электроды установлены в ряд либо по контуру, где:

  • а – расстояние между вертикальными заземлителями;
  • n0 – количество вертикальных заземлителей.
формула

Рассчитаем сопротивление вертикального электрода с учётом влияния на него горизонтального заземлителя, где:

  • Rв – сопротивление растеканию вертикального заземлителя;
  • Rг – сопротивление растеканию горизонтального заземлителя;
  • Rн – нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, берётся нужное из таблицы ПТЭЭП.
формула

Теперь рассчитаем количество вертикальных заземлителей, уже с учётом влияния горизонтального заземлителя (то есть уточняем их число), где:

  • Rо – сопротивление одиночного вертикального заземлителя;
  • Rв – сопротивление растеканию вертикального заземлителя;
  • nв – коэффициент спроса вертикальных заземлителей.

По завершению, все дробные значения округляются в большую сторону.

Далее, по результатам расчётов можно приобретать запланированные материалы для изготовления контура.

Как видно, расчёт параметров заземляющего устройства довольно-таки сложен, поэтому не помешает рассмотреть более простой и не менее действенный метод.

Расчёт контура заземления методом подбора его физических параметров и подтверждения их правильности

Этот метод можно назвать не расчётом, а подтверждением выбранных параметров заземляющего устройства. Но при всей кажущейся сложности, наиболее прост, эффективен и понятен для индивидуального строительства. Дополнительно даёт неоценимое преимущество выбора материала – именно «из того что есть» с минимальными закупками.

уголки

Что можно смело использовать в контуре заземления? Конечно всё что имеется, снижая закупки. А если они неизбежны – ориентироваться на стоимость-качество материалов. Основное условие – чтобы материалы в полной мере отвечали указанным табличным параметрам.

Поэтому, когда заземление для частного дома монтируется не из «коробки», либо готового скомплектованного изделия, а из имеющихся «под руками» материалов – то далее необходимо запланировать следующие параметры:

  • Глубину залегания заземлителей. Их размер должен быть вменяемым – не менее глубины промерзания почвы, но при этом соответствовать способу погружения в грунт.
  • Расстояние между этими электродами. Выбирается кратным их длине – для корректного использования коэффициентов

Заземление в частном доме своими руками 220В пошагово с фото

Настали времена, когда мы с трудом можем представить себе жизнь без современной бытовой техники. «Умный дом» обеспечивает нашу жизнь всем необходимым. Электронные системы с минимальным вмешательством человека готовят пищу, делают уборку, охраняют жилище и снабжают нас необходимой информацией. Все эти гаджеты стоят совсем не дешево и только представьте себе, какой катастрофой может обернуться короткое замыкание! Чтобы этого не произошло, необходимо заземление. В этом материале пойдет речь о том, как сделать заземление в частном доме своими руками. 220В – стандартное напряжение в сети, и мы подробно обсудим, как сделать так, чтобы оно не причинило вреда ни людям, ни бытовой технике.

Заземление в частном доме своими руками 220В Без заземления бытовые приборы могут представлять серьезную опасность

Читайте в статье

Информация для тех, кто до сих пор не знает, для чего нужно заземление

Зачем нужно заземление? Трудно найти человека, который не знает, что такое электричество. Первый негативный опыт от контакта с ним получали многие еще в детстве, засовывая маленькие пальчики в розетку. Помните эти бодрящие ощущения? Все дело в том, что организм человека на 70% состоит из жидкости, а она, как известно, отлично проводит ток. И если провести через этот организм мощный поток электроэнергии, ткани разрушатся.

Серьезные поражения током являются причиной инвалидности или даже смертиСерьезные поражения током являются причиной инвалидности или даже смерти

Порой удивительно, как взрослые люди попадают в неприятные ситуации с электричеством, прекрасно зная эти азы.

Важно! Если вы случайно оказались вблизи оборванного провода высоковольтной линии электропередач, покиньте опасную зону, прыгая на одной ноге. Как только вы поставите две ноги на землю, неизбежно получите поражение током.

Между прочим, профессиональные электрики, не раз битые этим самым током, используют не только изолированный инструмент и специальные перчатки, но и диэлектрическую обувь. Она не дает цепи замкнуться.

Кто-то может сказать: ну я-то не хожу под вышками электропередач, я под собственной крышей, в безопасности. Нет, мол, такой необходимости в заземлении для частного дома. И будет неправ. Как раз в доме коварные 220 вольт так и ждут, когда вы расслабитесь. Простенький пример: вы установили современный электрокотел и подключили его к цепи батарей. Все чудесно до поры до времени, пока обогреватель не вышел вдруг из строя и не попала фаза на его корпус. Хорошо, если пощупать батареи решит взрослый, у него есть небольшой шанс выжить. А если ребенок?

Вот чтобы избежать таких катастрофических последствий и необходимо заземление на даче, в доме, в квартире, в офисе.

Заземление и зануление: в чем разница и есть ли она?

Заземление – это металлическая рамка (контур), которая является связующим звеном между электрической сетью дома и землей.

Изготавливают этот контур из стальных или медных стержней, они имеют минимальное сопротивлениеИзготавливают этот контур из стальных или медных стержней, они имеют минимальное сопротивление

Как работает заземление? Контур закапывается в землю возле дома и соединяется с электросетью дома с помощью проводников. К каждой домашней розетке подходят три провода: фаза, ноль и заземление. Современные производители электрооборудования (щитков, розеток) уже не выпускают моделей без заземления.

В электросетях старого образца использовалось зануление – это когда контакты «земля» выводились в щиток и соединялись с нулем напрямую. И получалось, что ноль одновременно являлся и заземлением.

Схема зануленияСхема зануленияСхема заземленияСхема заземления

Важно! Есть такие кулибины, которые при установке новых розеток с заземлением устанавливают перемычку между землей и нулем и считают, что таким образом позаботились о безопасности. А на деле если проводник ноль случайно оборвется, то и заземления не будет. От такой розетки в открытой проводке, например, в брусовом доме, точно будет пожар.

Зануление считается менее эффективной системой безопасности, чем заземление. Почему? В распределительном щитке при такой системе стоит автомат, который срабатывает при коротком замыкании. Он настроен на определенную критическую силу тока. Если «пробьет» меньше, например, не 18, а 10 ампер, автоматика просто не сработает. А вот человек от такого удара вполне может получить серьезные травмы.

Получается, что заземление более эффективно, так как срабатывает в любой ситуации и с разрядом любого напряжения, снижая его потенциал за счет отвода в грунтПолучается, что заземление более эффективно, так как срабатывает в любой ситуации и с разрядом любого напряжения, снижая его потенциал за счет отвода в грунт

Таким образом, можно сделать вывод, что заземление и молниезащита в частных домах – оптимальный выбор. А вот для квартиры в многоквартирном строении следует выбирать зануление.

Как правильно сделать заземление в частном доме с учетом нормативов

Планируя обустройство заземления, следует сначала разобраться с терминологией. Основные понятия, которые вам необходимо знать:

  • Заземляющий проводник – это провод с максимальной проводимостью, подключающий прибор (потребитель электроэнергии) к заземлителю.
  • Заземлитель – каркас из устойчивого к коррозии материала, хорошо проводящего ток, закопанный в грунт.

Важно! Для эффективной работы заземлитель должен быть заглублен в почву на полметра ниже уровня промерзания и ниже уровня пересыхания в районах с жарким климатом. Стержни заземлителя постоянно должны находиться во влажной почве.

Важное условие для эффективной работы контура – плотный контакт с грунтомВажное условие для эффективной работы контура – плотный контакт с грунтом

В процессе изучения вопроса вы можете столкнуться с термином «земля». Под ним обычно объединяют все составляющие части конструкции заземления.

Контуры заземления в частном доме, требования по обустройству:

  • при установке конструкции не используется механическое бурение грунта, придется копать яму;
  • в качестве заземлителя используют стальной уголок длиной 3 метра;
  • для конструкции потребуется 3-4 уголка. Их следует скрепить между собой металлической полосой при помощи сварки;
  • к конструкции присоединяется заземляющий проводник с сечением от 6 мм2, второй конец проводника подсоединяются к щитку.

Есть еще несколько важных требований, и при обустройстве контура нужно выполнить хотя бы одно из них:

  • выровнять значения потенциалов;
  • установить автоматику для отключения электричества в аварийной ситуации;
  • использовать проводку с надежной двойной изоляцией;
  • установить разделительные трансформаторы на разные объекты на участке.

Как правильно сделать заземление описано в стандарте ГОСТ Р 50571.5.54-2013. В частности, в этом документе описано, чего нельзя делать при подобных работах. Отметим только два наиважнейших момента: нельзя заземлятся на трубопроводы (даже пластиковые) и оставлять заземляющий проводник на поверхности без надлежащей защиты от влаги.

Проводник должен быть надежно закреплен к заземлителюПроводник должен быть надежно закреплен к заземлителю

Заземление частного дома своими руками: схемы и рекомендации

Даже если участок загородного домовладения полностью застроен, всегда можно найти место для контура. Его вполне можно разместить и на территории сада или цветника. Контур заглублен в грунт и не причинит вреда растениям.

Вы можете высадить над контуром клумбу или декоративный садикВы можете высадить над контуром клумбу или декоративный садик

Схема заземления на даче своими руками начинается с определ

80 фото инструкций по установке

Наш дом должен быть не только уютным, комфортным и красивым, но и полностью безопасным для его обитателей. Первостепенное значение имеет безопасность электрооборудования и проводки – это наиболее слабое и уязвимое место.

Последствия неисправности электробытовых приборов и подводящих проводов могут привести к травмам от удара электрическим током и пожару.

Именно поэтому, всем предусмотренным мерам электробезопасности необходимо уделять самое серьезное внимание.

Одним из ключевых элементов в системе безопасности электрооборудования является заземление. Если в современных, недавно построенных зданиях она уже предусмотрена, то в частных строениях, особенно построенных относительно давно, его нет.

При ремонте, замене электропроводки или строительстве частного дома, необходимо предусмотреть и смонтировать полноценную систему заземления в строгом соответствии со всеми требованиями и стандартами. Это обеспечит должный уровень защиты, позволит чувствовать себя в своем доме комфортно и в полной безопасности.

Как самостоятельно сделать заземление? Что для этого необходимо, и какие правила существуют? Именно обо всем этом и пойдет речь в этой статье. Можно конечно просто посмотреть фото заземления в частном доме на тематических сайтах, однако этого однозначно будет недостаточно, а потому приступим к изучению данного вопроса более тщательно.

Система заземления. Зачем она нужна и как работает

Главная и первостепенная задача системы защитного заземления – обеспечения должного уровня электробезопасности за счет отвода токов утечки или напряжения на корпусе бытового прибора при пробое изоляции.

При возникновении утечки тока помимо полезной нагрузки через контур заземления, срабатывает автоматическая защита – так называемая УЗО.

Заземление позволит спасти жизнь человека в случае, если через его тело будет протекать ток определенной величины, а также защитит строение от пожара при повреждении изоляции проводов внутри стен. Согласитесь, все это стоит затрат на создании заземляющего контура.

Кроме основной, защитной функции, заземление может быть необходимо для правильной и полноценной работы некоторых видов домашних приборов. Оно позволяет полноценно экранировать радиопомехи, возникающие в импульсных и иных радиосхемах, широко используемых в повседневной жизни.

Именно заземление будет экранировать корпус прибора, а потому, все возникающие внутри него радиопомехи в радиочастотном и других диапазонах будут надежно изолированы от внешнего мира.

Принцип работы заземления очень прост, и в его основе лежит факт того, что земля сама по себе является проводником электрического тока.

Контур заземления выполнен таким образом, что создает надежный контакт с землей, как с проводником электричества. Именно в надежности контакта с землей вся суть контура.

Когда на какой либо точке возникает электрический потенциал, отличный от нуля, он просто замыкается на землю, и сам становится равен нулю.

В этом случае, контур превращается в проводник между точки с потенциалом и землей – как точки с абсолютным электрическим нулем. Все это немного утрированно, но смысл понять позволяет.

Устройство заземляющего контура в частном доме

В самом общем виде, заземление в частном доме сделанное своими руками, состоит из четырех основных элементов:

  • Заземляющие штыри, вбитые в грунт на определенную глубину. Они предназначены для создания непосредственного контакта системы с землей.
  • Контур заземления. Представляет собой конструкцию из стальных прутьев или полос, соединяющей все штыри в единую систему.
  • Заземляющий электрический проводник, который представляет собой стальную полоску, соединяющую контур с электрощитом.
  • Система проводки. Представляет собой специальный заземляющий провод, который подводится к потребителям.

Сам по себе контур выполняют в виде треугольника с равными сторонами.

Что потребуется для системы заземления

Прежде чем ответить на вопрос, как сделать заземление в частном доме, обозначим, какие материалы для этого будут необходимы.

Для заземляющих штырей наиболее оптимально будет использовать стальные уголки размером 50 на 50 мм. Нельзя использовать в качестве штырей арматуру, поскольку ее верхний слой каленый и это приводит к неравномерному распределению тока внутри сечения, отчего эффективность системы снижается.

Для контура соединяющего заземляющие штыри, как правило, используют стальные полосы шириной 40 мм и толщиной 4 мм.

Для заземляющего проводника подойдет стальной пруток с площадью восемь – десять квадрат.

Все возможные материалы, а также точные размеры, можно найти в правилах устройства электроустановок, издание №7.

Когда будет проектироваться схема заземления в частном доме, необходимо иметь в виду, что проводка внутри помещения делается уже стандартным проводом, а заземляющий провод имеет желтый цвет с зеленой полоской – это общепринятый стандарт.

Как правильно сделать систему заземления

Опишем, как просто сделать правильное заземление частного дома. Приступим:

Во дворе дома, но не далее чем на расстоянии одного метра от фундамента, размечаем треугольник со стороной 1,2 м.

По размеченным линиям роем небольшую канаву, глубиной около одного метра и шириной достаточной для того, что бы в ней было удобно работать.

По угловым точкам размеченного треугольника, вбиваем уголки на глубину два-три метра. Над землей, внутри траншеи, уголки должны выступать на 20-25 см.

Соединяем уголки стальными полосками внутри вырытого канала.

Мы получили контур заземления, теперь соединяем стальной проволокой его с электрощитом. Для крепежа к электрощиту на конце проволоки приваривают болт.

После проведения всех сварочных работ необходимо обработать все места сварки и покрасить выступающие стальные конструкции.

Итак, в самом общем виде мы рассказали вам, как сделать подключение заземления в частном доме. Вам же остается с должным вниманием отнестись к этому вопросу и тогда жилище будет не только комфортным, но и полностью безопасным.

Фото заземления в частном доме

Также рекомендуем посетить:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *