Обустройство заземления в частном доме

Во многих зданиях частного сектора проводка была проведена много лет назад. В подобных конструкциях наличие заземления не было предусмотрено, но для безопасного использования большинства мощных приборов и устройств это необходимо. Именно поэтому собственникам частных зданий приходится проводить заземление в частном доме своими руками 220В, а также 380В.

Для чего нужно заземление

Наличие электрического тока создаёт потенциальную опасность для жизни людей. Если произойдёт аварийный случай, то корпус электрического прибора может быть под напряжением. Это создаёт риск для организма человека при прикосновении. Наличие заземления позволит это предотвратить.

Опасность при взаимодействии с корпусом электрических устройств появляется в момент, когда нарушается нулевая фаза. Контур заземления играет роль этой фазы, способной перевести ток в почву.

Заземление в доме
Для безопасности функционирования электричества в загородном доме необходимо заземление

Наличие заземления необходимо не только для частного сектора, оно также пригодится для любых бытовых электрических устройств, а также промышленного оборудования. Заземляющий контур способен понизить опасность возгорания, предотвратить перегрузки, снизить риски при контакте с электрическим оборудованием.

Устройство заземления

Указания к устройству заземления в России регламентируются Правилами устройства электроустановок. Система заземления состоит из следующих элементов:

  • Заземлители в виде штырей;
  • Металлические линии для объединения в общий контур;
  • Полосы от контура до щитка.

Заземление бывает естественным или искусственным. Естественное заземление предполагает наличие конструкций, которые находятся в почве перманентно (фундамент). Однако его нельзя применять для заземления электроустановок из-за невозможности регулировать сопротивление. Искусственное заземление создаётся при умышленном объединении точки электросети с заземлителем и проводником.

Существует два основных типа заземления:

  1. Защитное заземление. Этот вид ещё характеризуют умышленным электрическим соединением с почвой или её заменителем. Основная функция такого устройства заключается в предотвращении удара током во время прикосновения к корпусу электрической установки или другим её частям.
  2. Рабочее заземление. Характер его устройства заключается в умышленном объединении с почвой точек цепи. Ими выступают как нейтральные точки обмоток генератора, так и измерительных трансформаторов. Главная задача рабочего заземления – предоставление эффективной работы электрических установок независимо от условий. Осуществление функционирования происходит при объединении частей с заземлителем непосредственно или посредством особых приспособлений (резисторы, предохранители).

При монтаже защитного заземления учитываются два мощных бытовых прибора: стиральная машина и микроволновая печь. Машина функционирует при большой влажности, поэтому её корпус имеет высокую электрическую ёмкость. А главный элемент в печи представляет собой магнетрон большой мощности. Из-за него уровень электромагнитного излучения сильно возрастает при нарушении контакта с заземлителем.

Схемы заземления
Схемы заземления в частном доме

Схемы подключения

Всего существует 6 основных схем, но в частном секторе широко используются лишь две из них:

  1. TN-C-S. В данной системе защитный и рабочий нулевые проводники соединены в одном. Их можно расщепить на N и PE, а затем повторно заземлить. Основное достоинство схемы в простоте её реализации, из-за этого она и получила широкое распространение.
  2. ТТ. В этой системе нейтраль источника имеет глухое заземление, а открытие проводящие части присоединены к независимому заземлителю. Чаще всего такой тип применяется для вагончиков, ларьков и павильонов. Система требует дополнительного повторного заземления (модульно-штыревое). При её применении рекомендуется использовать УЗО.

Отличие заземления 220 и 380 В

Монтаж заземления с 220 и 380 В в частном секторе практически идентичен. В обеих ситуациях необходимо соорудить контур, но подключается он к счётчикам по-разному. В сети с одной фазой с напряжением 220 В используются розетки с тремя контактами (фаза, ноль и заземлитель). А в трёхфазной сети с напряжением 380 В используется 5 проводов и розетки с тремя плюсами (ноль, заземление и 3 фазы).

Это важно! Запрещено использовать нулевой провод для заземления 380 и 220 В. Это ведёт к неисправностям техники и создаёт опасность для людей, находящихся внутри дома.

Виды заземлителей

Заземляющие устройства состоят из двух частей: проводника и самого заземлителя. Заземлитель представляет собой основной элемент конструкции, находящийся в перманентном контакте с землёй. По конструкционным особенностям разделяют естественные и искусственные заземлители.

Естественными заземлителями могут быть:

  • Металлические трубы, проведённые в почве как трубопроводы (кроме тех, что используются для ведения горючей жидкости, канализации, центрального отопления, а также взрывчатых газов);
  • Металлические и железобетонные сооружения, соприкасающиеся с землёй (включая фундаменты построек из бетона и железа);
  • Обсадные трубы скважин;
  • Шпунты гидротехнических сооружений, затворы и водоводы, сделанные из металлов;
  • Заземлители опор ВЛ, прикреплённые к заземляющему устройству посредством грозозащитного троса, если он не изолирован;
  • Рельсовые пути (только в том случае, когда между рельсами и подъездными путями присутствует специально проложенное устройство перемычек);
  • Нулевые провода ВЛ с повторным заземлением до 1 кВт (можно применять, если присутствует более одного);
  • Любые иные металлические предметы, расположенные в почве;
  • Оболочка бронированных или свинцовых металлических кабелей, размещённых в грунте, за исключением алюминиевого (можно применять, только если присутствует более одного кабеля).

Металлические трубы
Металлические трубы часто используют в качестве заземлителей

Искусственные заземлители разрешается делать из меди, а также чёрной или оцинкованной стали. Красить их запрещено, это уменьшает электропроводность. В отдельных ситуациях допускается использование электропроводящего бетона.

Классификация заземлителей предполагает существование ещё нескольких видов:

  1. Вертикальные стержни. Они имеют определённый диапазон диаметра, производятся из нержавеющей или омеднённой стали, а также из оцинкованных труб.
  2. Горизонтальные стержни. Они сделаны из плоских или круглых проводников, изготавливаются из конструкционной или нержавеющей стали, меди. Размещаются в почве горизонтально на глубине не менее 0,5 метра.
  3. Локальные заземлители. В их конструкции преобладают вертикальные электроды, а горизонтальные используются в небольшом количестве. Редко используются в плотных и каменистых грунтах из-за трудностей при погружении на необходимую глубину.
  4. Глубинные конструкции. Считаются одним из подвидов локальных заземлителей. Производятся непосредственно на объекте путём соединения нескольких стержней.
  5. Пространственные заземлители. Представляют собой конструкцию из вертикальных сеток и горизонтальных стержней. Размещаются на небольшой дистанции от фундамента дома. Предполагают большие денежные траты при монтаже.
  6. Химические заземлители. Для монтажа используются трубки с дырками и солевым раствором. Применяются для почвы с высоким удельным сопротивлением. Имеют короткий срок службы из-за быстрой коррозии, стоят достаточно дорого.

Это важно! Для создания заземлителей не рекомендуется использовать арматуру. Её производят из не калённого металла, имеющего низкую электропроводность.

Как сделать заземление в частном доме

При работе следует руководствоваться общим порядком ведения работ и основными требованиями техники безопасности.

Техника безопасности

При самостоятельном создании и установке заземления придерживаются следующих рекомендаций:

  1. Перед началом работ нужно прочитать руководство по установке заземления.
  2. Необходимо учитывать коррозию. При её появлении сопротивление заземляющих устройств может заметно снизиться. Если земля достаточно влажная, то рекомендуется применять заземлители с гальваническим покрытием или большой площадью сечения.
  3. Запрещено применять для заземления единственный металлический прут, вкопанный в почву. Следует создать специальный контур: 1–2 треугольника, помещённых в землю на глубину более 3 метров.
  4. Запрещается размещать контур в непосредственной близости с трубопроводами (около него земля сильно высушивается).
  5. Пространство между электродами следует делать больше их длины.
  6. Запрещается применять для заземления элементы из металла с повышенной прочностью (рельсы, арматура, швеллеры). Это ухудшает контакт с почвой или вовсе его убирает.
  7. Располагать электроды для заземления следует ниже, чем находится точка промерзания почвы.
  8. Во время работы рекомендуется использовать защитные боты, перчатки, а также изолированные инструменты.
  9. Сопротивление всей системы должно быть не выше 4 Ом.
  10. Все измерения и монтаж должны проводиться при нормальных погодных условиях (без грозы, тумана, снега, дождя) и только в светлое время суток.
  11. Соединение электродов с использованием сварочного аппарата запрещено.
  12. Размеры сечения электродов должны находиться в пределах нормы.

Если внимательно соблюдать все указанные рекомендации, то можно быть уверенным в том, что полученный контур сможет эффективно защитить электрические приборы от повреждений, а жильцов от удара током.

Расчёт заземляющего контура

Для успешного размещения заземления необходимо провести подробные расчёты. Для укладки заземления с заглублением используют несколько формул.

Для начала необходимо вычислить размер промежутка между стержнями. Он должен быть кратным длине самого стержня.

Система заземления состоит из горизонтальных и вертикальных элементов. Расчёт вертикального заземлителя, который помещают в почву на глубину 70 см, проводится по следующей формуле:

где:

  • p – удельное сопротивление почвы;
  • l – длина заземлителя;
  • d – диаметр электрода (если для заземления применяется угловой профиль с шириной b, то d = 0,95 * b);
  • h1 = 0,7 (глубина 70 см);
  • lg – логарифм.

Показатель удельного сопротивления почвы берётся из таблицы:

ГрунтУдельное сопротивление, Ом
Песок400–1000 и более
Супесок150–400
Суглинок40–150
Глина8–70
Садовая земля40
Торф20
Чернозём10–50
Мергель, известняк1000–2000
Скалистый грунт2000–4000

Подсчёт горизонтального электрода делают по формуле:

Если применяется полоса с шириной b, то d = 0,5 * b.

Подсчёт общего сопротивления заземлителя осуществляется по формуле:

где:

  • n – число вертикальных заземлителей;
  • Rв и Rг – сопротивления элементов заземления;
  • nв и nг – коэффициент употребления заземлителей.

Коэффициент употребления заземлителей можно найти в таблице:

Коэффициент заземлителей
Коэффициент использования заземлителей

Создание контура заземления предполагает проведение достаточно сложных расчётов. Чтобы избежать ошибок, рекомендуется использовать один из онлайн-калькуляторов.

Выбор места

До начала работ необходимо определиться с местом, в котором будет проходить заземляющий контур. Этот этап один из самых важных, ведь от него зависит безопасность дальнейшего использования системы. Следует учитывать, что при возможном пробое электропроводки в участке, где будут расположены штыри, не окажется людей. Наилучшим решением будет разместить отвод около изгороди за домом на расстоянии около 1 метра от фундамента. В качестве дополнительной защиты лучше поставить оградительный парапет.

Земляные работы

Для прокладывания треугольного контура при помощи лопаты выкапывается соответствующая форма. Стороны треугольника должны быть около 1,2 метра, а глубина всей конструкции составлять 50–70 см. Ров с аналогичной глубиной следует выкопать и к зданию.

Сборка и монтаж

Можно начинать основной этап создания конструкции. Электроды следует вбивать в почву на глубину около 2 метров так, чтобы наружу торчали маленькие куски для стыков. Для облегчения проникновения можно заточить один край при помощи болгарки.

Установка электродов
Укрепление электродов в почве

После этого к осям присоединяются пластины так, чтобы получился каркас в форме треугольника. Затем в длинный прямой ров укладывается ещё одна пластина, конец которой присоединяется к одному из углов треугольника. В конце к ней подводится кабель при помощи болта, а все существующие ямы в земле засыпаются.

Это важно! Если вместо земли на используемой территории присутствует песочная подушка, следует дополнительно повысить её токопроводимость при помощи раствора соли. Жидкость заливается под основания всех электродов.

Как проверить

После окончания монтажа система обязательно тестируется на работоспособность путём проверки на сопротивление. Для этого удобнее всего использовать мультиметр. В правильно установленном контуре для сети с напряжением 220 В прибор должен показывать напряжение 4 Ома, а для 380 В – 2 Ома.

Тестирование на сопротивление
Проверка работоспособности заземления на сопротивление

Для измерения в бытовых условиях можно использовать другой способ. Для него потребуются лампочка с мощностью от 100 Вт и провод. Один контакт подключается к заземляющему контуру, а второй подводится к фазе.

Если лампа горит ярко, значит, система установлена идеально. Если появился тусклый свет, следовательно, в одном из стыков ослаблен контакт. Его нужно найти и переделать. Если лампа вообще не загорелась, где-то во время монтажа произошло прерывание контакта. В такой ситуации придётся просмотреть весь контур и исправить его.

Комплекты оборудования

Проведение заземления собственноручно представляет собой весьма трудоёмкую задачу. Если нет опыта работы с подобными установками, лучшим решением будет приобрести готовый набор оборудования от одного из популярных производителей:

  1. «10 Ом». Российская фирма, которая производит наборы для заземления на различной глубине. Стоимость варьируется от 6 до 25 тысяч рублей, а глубина установки может составить от 6 до 30 метров.
  2. «Elmast». Ещё один производитель наборов из России. Материал изготовления – нержавеющая сталь. Большинство устройств поставляется в разборном виде. Продукция отличается долгим сроком службы и хорошей стойкостью к воздействию агрессивных химических элементов из почвы, а также различным природным условиям. Средняя стоимость наборов находится на уровне 9 тысяч рублей.
  3. «ZandZ». Компания предлагает на выбор универсальные устройства. В комплекте идут один или несколько сборных электродов из нержавейки. Существует возможность закапывания на глубину до 10 метров. Стоимость варьируется от нескольких факторов (глубина, количество электродов). В среднем она составляет 20–23 тысячи.
  4. «Ezetek». Наборы этой фирмы отличаются сравнительно низкой стоимостью, но срок их службы меньше, чем у конкурентов. За набор, установка которого рассчитана на глубину 6 метров, придётся заплатить лишь 6 тысяч.
  5. «Galmar». Один из самых качественных, но дорогостоящих изготовителей комплектации для заземления. Предполагает возможность закапывания в землю на 30 метров с общей стоимостью около 42 тысяч рублей.

Практически все наборы имеют одинаковую комплектацию (стержни, соединительные муфты, удароприёмная головка и зажим). В некоторых из них дополнительно включены токопроводная паста и изоляционная лента для удобства.

Комплект заземления
Стандартный комплект заземления

На рынке продаётся широкое разнообразие комплектов от других производителей с разной стоимостью. При покупке лучше делать выбор в пользу проверенных фирм, хорошо зарекомендовавших себя. Для упрощения выбора лучше послушать советы соседей или почитать комментарии пользователей о комплектах в интернете.

Создание системы заземления собственными руками нельзя считать невыполнимой задачей. Для решения проблемы следует лишь грамотно подобрать контур, а также найти подходящие материалы и инструменты. Всегда можно обратиться за помощью к знакомым или специалистам со стороны. Но в любом случае собственноручный монтаж заземления обойдётся гораздо дешевле, чем заказ аналогичного проекта в специализированной фирме.

Добавить комментарий

 

Войти с помощью:

vkontakte facebook odnoklassniki yandex

Уважаемые читатели! Мы не приемлем в комментариях мат, оскорбления других участников, спам и ссылки на сторонние ресурсы, враждебные заявления в сторону администрации и посетителей ресурса. Комментарии, нарушающие правила сайта, будут удалены.
Обязательные поля отмечены *