Правильное заземление для частного дома - секреты и ошибки монтажа

Ещё совсем недавно самыми мощными электроприборами в доме были утюг, плитка и кипятильник. В наше время список потребителей электроэнергии регулярно пополняется оборудованием, которое делает жизнь более удобной и комфортной. Обратной стороной медали является то, что увеличение количества бытовых электроприборов повышает риск поражения электрическим током. Для защиты от опасного воздействия высокого напряжения корпус электроприбора подключают к заземляющему контуру. В многоквартирных домах проводка проложена с учётом присоединения к "земле", а на частном подворье соорудить надёжное заземление можно своими руками.

Что такое заземление: немного теории

Прежде чем приступать к сооружению заземления, разберёмся, что это такое и как оно работает. Стандартное напряжение подаётся к бытовым потребителям двумя способами - по двум или четырём проводам. В первом случае между так называемым фазным и нулевым проводником присутствует напряжение 220 В - такая сеть называется однофазной. Во втором случае мы имеем дело с трёхфазной сетью, электричество в которой передаётся тремя фазами и одним нулём. Потенциал между соседними фазами составляет 380 В, тогда как напряжение между нулевым проводником и каждой фазой равняется 220 В.

Схема подключения дома к сети 220 В с контуром заземления называется однофазной

Нулевой провод часто называют "землёй" и совсем неслучайно. Дело в том, что он имеет прямое соединение с поверхностью нашей планеты, вследствие чего потенциал между ними равняется нулю. Если по какой-либо причине соединение с нулевым проводом исчезнет, то проводником электричества может стать человек. Попадание под опорное напряжение смертельно опасно, поэтому учёные придумали способ, как пустить ток по другому пути. Для этого корпус современных электроприборов подключают к устройству, которое имеет хороший контакт с землёй. Его сопротивление по нормам не должно превышать 4 Ом, тогда как наше тело обладает сопротивлением в 100 000-500 000 Ом. Естественно, в этом случае ток будет течь по пути минимального сопротивления и человек окажется в безопасности.

Для подключения коттеджа к трёхфазной сети используется четыре провода

Упоминаемое выше приспособление называется контуром защитного заземления. Благодаря ему удаётся:

• снизить риск поражения электрическим током;
• избежать повреждения бытовой техники при обрыве нуля;
• снизить уровень электромагнитных помех, исходящих от бытового электрооборудования и электропроводки;
• сгладить шумовые помехи, присутствующие в электрических сетях.

Заземляющие контуры обустраиваются не произвольно, а в строгом соответствии со следующими нормативными документами:

1. Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок (ПТБЭ).
2. Правилами устройства электроустановок потребителей (ПУЭ).
3. Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭ).

Прочитав все три документа, вы нигде не встретите упоминаний, что к монтажу заземляющих контуров допускаются исключительно квалифицированные представители энергопоставляющих организаций. Соответственно, работы по обеспечению электробезопасности можно выполнить самостоятельно. Главное, чтобы заземляющий контур был построен по всем правилам и соответствовал принятым нормам.

Определяем тип защитного устройства

Эксплуатация электрооборудования требует использовать несколько типов заземляющих устройств, предназначением которых является не только защита людей от воздействия высокого напряжения, но и обеспечение нормального функционирования самих электрических приборов. Поэтому сегодня на производстве и в частных домовладениях используют две различные схемы подключения - так называемое защитное и рабочее заземление. Подключения по той или иной схеме различаются принципиально и никогда не используются совместно.

Защитное заземление

Контуры защитного заземления создаются с одной целью - защитить людей от поражающего действия тока, если кожух или иные доступные части оборудования по какой-либо причине окажутся под напряжением. Соединение с землёй выполняется малым по величине сопротивлением (от 4 до 10 Ом), вследствие чего значительно уменьшается проходящий через человеческое тело ток.

Защитное заземление позволяет в разы снизить ток при касании к устройству, корпус которого находится под напряжением

Защитное подключение этого типа сооружается для следующих электросетей и подключений:

• двухпроводные сети постоянного тока, построенные по схеме с заизолированной общей точкой катушек источников питающего напряжения;
• заизолированные от земли бытовые однофазные сети с напряжением до 1 кВ;
• трёхфазные сети переменного тока напряжением до 1 кВ с изолированным нулевым проводом;
• электросети обоих типов с напряжением выше 1 кВ - с любым режимом нуля.

В бытовых электроприборах защищающее заземление реализуется при помощи третьего контакта, который размещается на вилке подачи питания и присоединяется к внешнему каркасу или кожуху оборудования. Ответная часть системы представляет собой отдельный контакт в розетке, который при помощи заземляющих проводников подсоединяется к заземлителям - вкопанным в грунт металлическим элементам.

Рабочее заземление

Заземление с рабочим контуром подразумевает соединение с землёй различных токоведущих узлов электроустановок, в частности, нейтральных точек трансформаторных катушек или обмоток генераторов. От рассмотренных выше защитных устройств оно отличается назначением - обеспечивать нормальное функционирование оборудования в случае пробоя изоляции, замыкании одного из проводников на землю или для возможности максимально быстро отключить проблемную часть установки.

Рабочий защитный контур с глухозаземлённой нейтралью даёт возможность быстро отключить неисправную часть установки

Сопротивление рабочего заземляющего контура по нормативам не должно быть выше 4 Ом. Подобное условие обусловлено потенциалом, который может возникать на нейтральном проводе относительно земли в то время, когда ток замыкания начнёт протекать в сторону заземлителей.

По технике безопасности совмещать рабочий и защитный контуры заземления запрещено, поскольку при этом в сеть могут проникать токовые помехи от атмосферных разрядов. Это чревато нарушением нормальной работы электроустановок, вплоть до выхода оборудования из строя. Кроме того, снижается эффективность защитного заземления, которое в аварийных ситуациях возьмёт на себя функции рабочего или и вовсе будет бездействовать.

Заземление сетей 220 В и 380 В практически не отличается по части обустройства защитного контура. Есть различия только в способе подключения - в сети 220 В коммутация осуществляется при помощи трёх проводов (фаза, нейтраль и земля), тогда как подключения на 380 В требуют задействовать пять проводов (три фазных, нулевой и земля).

Разновидности заземлителей

Выше уже неоднократно отмечалось, что для отвода тока используются заземлители - металлические электроды, которые находятся в прямом электрическом контакте с грунтом.

Различают заземлители естественного и искусственного типа. В качестве первых допускается использование:

• металлических частей строений при условии низкого сопротивления в местах их контакта с землёй;
• обсадных труб;
• подземных частей инженерных коммуникаций, построенных из металла;
• стальных шпунтов гидротехнических конструкций;
• бронированных кожухов подземных кабелей.

Не допускается применение в виде естественного заземления:

• инженерных магистралей, используемых для перекачивания огнеопасных материалов;
• трубопроводов, которые имеют антикоррозионную изоляцию;
• трубопроводов центрального отопления;
• канализационных труб.

Если нет возможности подключиться к одной из естественных защитных конструкций, то придётся прибегнуть к помощи искусственных заземлителей. В отличие от естественных сооружений, их устанавливают специально. Для этого вбивают в землю или прокладывают на определённой глубине:

• трубы из конструкционной стали диаметром 25-62 мм длиной 2-3 м;
• стальные уголки с полками не менее 50х50 мм;
• металлические стержни диаметром 10-12 мм;
• полосовую или шинную сталь при условии, что её сечение превышает 1,5 см 2 .

Поверхность электродов должна быть максимально гладкой - это необходимо для того, чтобы достигался максимальный контакт с грунтом . Полностью защитить заземление от пагубного действия коррозии невозможно. Частично предотвратить разрушение можно двумя способами - используя защитное покрытие антикоррозионными токопроводящими составами или же выбирая в качестве электродов омеднённый или оцинкованный стальной прокат.

Выбираем схему заземления для частного дома

Сегодня существует две схемы защиты от поражающего действия тока - подключение TN-C-S и TT. Особенность первого заключается в том, что в нейтральном проводе защитный нуль совмещается с рабочим, тогда как второе имеет глухозаземлённую нейтраль. Подача же электричества к частному дому чаще всего происходит с использованием воздушных линий со схемой заземления TN-C, которые характеризуются наличием фазного проводника (L) и совмещённого с нулём защитного проводника PEN. Для подключения собственного земляного контура применяют два способа:

• преобразование традиционной схемы в TN-C-S;
• подсоединение к "земле" по системе TT.

Забегая наперёд, отметим, что подключение по схеме TT получило большее распространение, поскольку подразумевает заземление всех токоведущих частей оборудования. Тем не менее рассмотрим оба этих способа.

Подсоединение TN-C-S

Выше уже неоднократно говорилось, что отдельный защитный провод в системе TN-C не предусматривается. Чтобы получить точку подключения к заземлению, совмещённый PEN-проводник разделяется на две отдельные линии - защитную (РЕ) и нулевую рабочую (N).

При подключении TN-C-S провод PEN разделяют на две отдельные линии

В этих целях в электрощит монтируют заизолированную шину N, кроме того, устанавливают PE-шину, подключённую к кожуху шкафа. К последней подключают PEN-провод от линии электропередачи. В качестве шин используются отрезки медной ленты, сечение которой соответствует максимальной силе тока. Затем устанавливают перемычку между двумя шинами, а сам щит подключают к контуру заземления. Фазный провод монтируют на отдельную изолированную шину.

Подключение по схеме TT

Этот тип защиты не требует никакого разделения PEN-провода. Как и в предыдущем случае, фазный провод крепят к отдельной изолированной шине, а совмещённый с рабочей нейтралью PEN-проводник соединяют с другой изолированной от щита шиной. В дальнейшем его считают обычным нулевым проводом. Заземляющий контур подсоединяют к металлическому кожуху шкафа, поэтому он не связан с PEN-проводом.

Заземление, подключённое по схеме TT, предполагает изоляцию линий N и PE

Благодаря особенностям этого подключения появляются преимущества в сравнении со схемой TN-C-S:

• при отгорании совмещённого с рабочей нейтралью PEN-проводника корпус любого потребителя не окажется под напряжением (потенциал будет равняться нулю);
• отсутствие связи между нулём сети и защитным проводом делает невозможной ситуацию, когда на корпусе электрооборудования появляется напряжение перекоса фаз.

Скептики могут заявить, что описанные выше случаи вызовут срабатывание устройства защитного отключения (УЗО), которым сегодня оборудуют практически все защитные системы. Тем не менее, не стоит испытывать судьбу и надеяться на электронику - лучше обеспечить себя двойной защитой. Следует отметить, что вследствие необходимости в дополнительных реле напряжения и УЗО система TT обходится потребителям дороже, чем TN-C-S, поэтому при её выборе надо быть готовым к дополнительным тратам.

Монтаж контура заземления своими руками

Работы по обустройству заземляющего контура выполняют поэтапно, начиная от проектирования и расчёта системы и заканчивая монтажом контура.

Выбираем рабочую схему

На первом этапе необходимо определиться со схемой, по которой будет построено заземление частного дома. Сегодня используются преимущественно системы двух типов:

Помимо этого, стержни можно вбить любым произвольным образом - в форме овала или прямоугольника. Главное, чтобы при этом соблюдались требования относительно надёжности и сопротивления заземлителей.

Расчёт параметров заземляющего контура

Определение параметров заземления производят исходя из максимального сопротивления "земляного" контура, которое не должно превышать 4 Ом. Специалисты рекомендуют рассчитывать защитную систему на сопротивление искусственного заземлителя, равное 1 Ом .

В домашних условиях выполнить полноценное проектирование очень сложно, поскольку фундаментальный подход требует определения множества параметров - удельного сопротивления грунта с учётом его промерзания и обезвоживания, сопротивления растекания, изменения влажности почвы и т. д. В принципе, столь серьёзный подход требуется для промышленных энергоустановок. На частном подворье можно воспользоваться упрощённым методом.

Для определения параметров вертикального контура пользуются формулой P1=0,84×p/L, где P1 - сопротивление контура в Ом, p - удельное сопротивление почвы, Ом×м, а L - длина штыря, м.

Для случаев, предусматривающих использование нескольких вертикальных заземлителей, рассчитывают параметры отдельных стержней P=P1/0,9×m, где P - сопротивление единичного стержня в Ом, а m - число заземлителей в контуре.

В этих формулах "тёмной лошадкой" является лишь удельное сопротивление почвы. Зная его величину, по первой формуле несложно рассчитать сопротивление контура. Подставляя это значение во второе уравнение, получают необходимое число заземлителей при выбранной длине каждого электрода.

Если нет возможности определить удельное сопротивление почвы при помощи специального оборудования, то можно взять данные из таблицы для почвы любого типа.

Таблица: удельное сопротивление грунтов

Кроме того, можно воспользоваться практическим методом определения сопротивления почвы на участке, выбранном для установки заземляющего контура. Для этого электрод вбивают в грунт, периодически измеряя сопротивление. Если при дальнейшем погружении его значение перестало меняться, то считают, что стержень находится на глубине, где удельное сопротивление почвы остаётся постоянным. Далее этот заземлитель связывают с другими электродами контура, которые устанавливают аналогичным способом.

Определяем место монтажа защитной конструкции

Перед тем как приступить к монтажу защитного сооружения, выбирают ровную площадку, которая удалена от дома на расстояние не менее 1,5 м и не более 10 м.

Место для контура заземления должно находиться недалеко от дома

При размещении конструкции руководствуются следующими правилами:

1. Запрещается монтаж контура заземления в местах регулярного пребывания людей или животных, поскольку при отводе тока в грунт живые существа попадают под действие шагового напряжения. Если выполнить это правило нет возможности, то участок необходимо оградить.
2. Лучше, если заземляющее устройство будет установлено с северной стороны дома - как правило, почва там более сырая, а значит, контакт со стержнями будет лучше.
3. Не рекомендуется устанавливать элементы системы рядом с тепловыми инженерными системами, поскольку чрезмерное высыхание почвы повышает сопротивление контура.
4. Электроды монтируют ниже точки промерзания грунта. Минимальная глубина установки заземлителей - 0,5 м.

Чересчур влажная почва на выбранной площадке положительно сказывается на сопротивлении системы. В таких местах заземление работает лучше всего, вот только существует опасность быстрой коррозии стержней. В этом случае используют электроды увеличенной толщины, а также стержни, покрытые специальными токопроводящими материалами.

Окрашивание или покрытие заземлителей краской или иными защитными составами, которые снижают проводимость тока, запрещается. Это приведёт к увеличению сопротивления контура, что негативно скажется на его работоспособности.

Какие инструменты и материалы понадобятся

Для постройки собственной системы заземления следует подготовить такие материалы:

• стальной уголок 50х50 мм, труба диаметром не менее 32 мм с толщиной стенок от 3,2 мм или пруток толщиной 10-12 мм - три отрезка расчётной длины;
• металлическая шина сечением не менее 40х4 мм - три отрезка по 120 см и одна полоса длиной от места установки контура до электрического щита или места ввода в дом;
• болт с гайкой М8 или M10;
• проводник медный сечением не менее 6 мм 2 .

Если вы заинтересовались изготовлением заземляющего контура, то, скорее всего, в вашей мастерской найдутся такие инструменты:

• сварочный трансформатор или полупроводниковый инвертор;
• угловая шлифмашина, которую у нас называют "болгаркой";
• электрическая дрель и свёрла по металлу Ø 10 мм или Ø 12 мм (в зависимости от диаметра используемого болта);
• круг для резки металла;
• лопата штыковая;
• кувалда;
• перфоратор или ударная дрель;
• рулетка.

После того как будут подготовлены нужные материалы и инструмент, можно приступать к сооружению заземления своими руками.

Земляные работы

Монтаж контура

Сборка заземляющего контура является основной частью процесса, поэтому монтаж ведут в строгом соответствии с разработанным ранее проектом.

1. После того как все стержни будут забиты в землю на нужную глубину, их концы сваривают, получая металлический каркас в форме треугольника.

   Соединение штырей между собой выполняют сваркой

2. Согласно принятой схеме, по углам треугольной траншеи в землю забивают электроды. Чтобы облегчить работу, один конец заземлителей следует сделать острым. Для этого болгаркой срезают металл, получая подобие копья или наконечника стрелы.

   Электроды заземления должны иметь заострённые края

3. Минимальная глубина, на которую заземлители необходимо вбивать в землю, составляет 2 м. Сверху должны остаться верхушки штырей для того, чтобы можно было соединить их сваркой.

   Для соединения стержней в замкнутую систему вместо стальной полосы можно использовать металлические уголки

4. Отдельную шину укладывают в траншею, которая ведёт по направлению к дому, после чего сваркой прихватывают к ближайшему стержню. На другом её конце в металлической полосе выполняют сверление Ø10-12 мм. При помощи болта и гайки заземляющий кабель крепят к металлической шине, после чего конструкцию засыпают грунтом.

   Надёжное подключение контура заземления к кабелю получают при помощи резьбового соединения

Для повышения токопроводимости почвы места установки электродов поливают раствором кухонной соли в воде. Являясь отличным электролитом, соляной раствор способствует снижению сопротивления контура. Недостатком является то, что эта смесь является ещё и хорошим окислителем, поэтому металл начинает активно ржаветь, а сопротивление системы - расти. Вместе с тем этот способ можно без проблем использовать в системах с шинами и электродами из нержавеющей стали.

Проверка правильности монтажа

Проверку проводят после окончания монтажных работ. Если есть доступ к специальному оборудованию, то можно использовать приборы типа ТН-200, ЕР-183М, Extex GRT300. Их принцип работы построен на измерении величины сопротивления между заземлителями и двумя заглублёнными в почву электродами. Для этого:

1. Комплектные стержни вбивают в землю до специальной метки или на глубину более 50 см и зачищают небольшой участок на шине.
2. Согласно инструкции выполняют присоединение прибора к штырям и соединительной шине, после чего считывают показания. В сети 220 В прибор должен показывать сопротивление не более 4 Ом, а для трёхфазной системы и того меньше - до 2 Ом.

Правильность монтажа проверяют специальными приборами - измерителями сопротивления заземления

При использовании измерителя сопротивления заземления М-416 электроды втыкают в грунт на расстоянии не менее 10 м друг от друга и более 20 м от ближайшего заземлителя.

Если доступа к таким точным приборам у вас нет, то проверить работоспособность заземления для сетей 220 В можно старым "дедовским" способом, который, тем не менее, сможет дать ответ о пригодности сделанной вами конструкции.

1. Берут лампочку мощностью 100 Вт с патроном, к которому подключают два многожильных проводника.
2. Их концы зачищают и включают в розетку - лампочка при этом должна ярко гореть.
3. После этого при помощи индикаторной отвёртки определяют, какой контакт розетки соответствует фазе и подключают импровизированный "пробник" к этому выводу и контуру заземления.

Проверить работоспособность системы заземления можно при помощи лампы накаливания

Если свет при этом не менее яркий, чем при включении в сеть 220 В, то всё сделано правильно. Тусклое свечение указывает на высокое сопротивление или плохой контакт между отдельными элементами заземляющего контура. Если же лампочка не горит вовсе, то это указывает на обрыв в системе или неправильный монтаж.

Система заземления должна быть оборудована в каждом доме. Установка защитного контура своими руками не является какой-то непосильной задачей. Всё, что понадобится для её решения - это правильный расчёт и аккуратный монтаж. Важно только не забывать о правилах техники безопасности при проведении работ, связанных с напряжением 220 В или 380 В. Если вы не уверены в своих силах, то проверку системы следует доверить знакомому электрику либо человеку, хорошо осведомлённому в том, где искать ту самую "фазу".

Отправим материал вам на e-mail

Ж изнь современного человека, проживающего в собственном доме, невозможно представить без комфорта и удобств, которые ему обеспечивают всевозможные бытовые электроприборы. Люди настолько привыкли к большинству полезных функций работающих от электричества домашних помощников, что зачастую не обращают на них внимания, принимая как данность. Но электричество способно не только создавать комфортные условия жизни, но и несет еще и определенную опасность. Для снижения вероятности возникновения этой опасности требуется в частном доме своими руками 220В.

Общая схема устройства заземления

Устройство заземления собственного дома требуется по нескольким причинам.

Существуют конкретные нормы, обязывающие заземлять дом - в ином случае можно получить весьма серьезный штраф. Помимо этого, некоторые приборы, без которых комфорт в частном доме невозможен (например, ), просто нельзя эксплуатировать без данной защиты.

Главной же целью устройства токозащиты является устранение риска поражения электротоком от прикосновения к корпусу какого-либо бытового электроприбора. При испорченной проводке , например, на ее корпусе висит фаза. Стоит только прикоснуться к устройству, и можно получить очень чувствительный электроудар, который может оказаться смертельным. При наличии защиты ток просто убежит по пути наименьшего сопротивления.

Правильное устройство заземления позволяет минимизировать количество помех в электросети. Также оно значительно снижает электромагнитные излучения, негативно сказывающиеся на самочувствии и состоянии здоровья проживающих людей.

Типы заземлений

Используется два типа заземлений в частном доме, устраивающихся своими руками 380В и 220В: рабочее и защитное.

Рабочее

Устраивается преимущественно в целях предупреждения внезапного повышения напряжения в использующихся в быту приборах, возникающего вследствие нарушения изоляции обмотки трансформатора. Эффективная защита обеспечивается также при попадании в здание молнии - благодаря тому, что весь разряд уходит в грунт, бытовые приборы не выходят из строя.

Защитное

Такой тип устраивается путем принудительного подсоединения через проводник корпуса электроприбора с землей. Как правило, для устройства такого заземления вполне достаточно наличия розеток с заземляющей клеммой, но некоторые виды техники требуют дополнительной защиты.

Защитное заземление обязательно должно быть предусмотрено для следующих бытовых потребителей тока:

• Стиральной машины . Ее эксплуатация проходит в условиях повышенной влажности, при этом корпус имеет большую электрическую емкость.
• Микроволновая печь. Главным элементом этого прибора является магнетрон большой мощности. При недостаточном контакте заземления в розетке возможно значительное возрастание уровня электромагнитных излучений. Большинством производителей предусмотрена установка клеммы на тыльной стороне печи для дополнительной ее защиты.

• Компьютер. Блок питания этого, без сомнений, незаменимого прибора зачастую создает напряжение на корпусе системного блока, что небезопасно для пользователя. Заземление ПК осуществляется посредством подсоединения провода заземления к одному из винтов системного блока.
• Бойлер. Для нагрева воды в этом устройстве используется электроток. Любая утечка тока на корпус устройства, работающего в условиях высокой влажности, опасна для человека.

Заземление 220В и 380В: отличия

Заземление в частном доме своими руками 380В и 220В имеет лишь несущественные отличия.

Контур в обоих случаях сооружается аналогично, различие есть только в способе подключения к домашней системе электроснабжения. В сети однофазной напряжением 220 В используются розетки с тремя контактами: фазой, нулем и заземлителем. В трехфазных сетях напряжением 380 В применяется 5 проводов и розетки с пятью полюсами: те же ноль и заземление, но фазы - три.

Полезная информация! Не допускается применение нулевого провода для заземления в частных домах своими руками 380 В и 220В - это может повлечь порчу недешевых бытовых электроприборов, а также создать реальную опасность находящихся в доме людей.

Виды заземлителей

Заземлители могут применяться двух видов:

• естественные;
• искусственные.

В качестве естественных заземлителей могут выступать металлоконструкции, глубоко установленные в грунт, либо железобетонный фундамент здания.

Искусственные же заземлители, использующиеся для самостоятельного устройства заземления 220В в частном доме разделяются на следующие виды:

• горизонтальные - изготовленные из круглой либо полосовой стали, укладывающиеся в траншею параллельно земле;

• вертикальные - отрезки стального уголка, забиваемые в почву;

• заглубленные - изделия из полосовой стали, укладывающиеся на дно траншеи по ее периметру.

Для изготовления устройств защиты преимущественно используются:

• сталь круглая Ø 10-16 м;
• сталь полосовая сечением 40х4 мм;
• сталь угловая 50х5х5 мм.

Уголки для устройство заземлителя

Важно! Крайне нежелательно в качестве заземлителя использовать арматуру - она изготавливается из каленого металла, который обладает относительно невысокой электропроводностью.

Выбор места

В первую очередь следует определить место, в котором будет сделан заземляющий контур, так как от этого зависит безопасность эксплуатации системы. При срабатывании защиты и отводе электричества в землю, в месте отвода не должны находиться ни люди, ни животные так как это может привести к смертельному исходу.

Отвод удобнее всего расположить за домом возле забора , отступив от края фундамента не менее 1 метра. Для ограждения опасной зоны нелишним будет и возведение небольшого забора.

Для скрытия заземления в частном доме своими руками 220В и 380В, облагораживания территории, на этой площадке, например, можно уложить скульптурную композицию из валунов. В таком случае никто не сможет подойти слишком близко опасной зоне, а приусадебная территория будет выглядеть красиво.

Земляные работы

Заземление в частном доме своими руками 380В схема представляет собой три металлических проводника, погруженных в землю на расстоянии 2 м один от другого.

Траншея для контура токовой защиты

Лопатой выкапывается траншея формы равностороннего треугольника с длинами сторон, равными 2 м. Глубина ее должна составлять 0,5-0,7 м. Точно такая же траншея прокапывается и к крыльцу дома.

Сборка конструкции

Сборку конструкции контура можно назвать главным этапом, на котором заземление в частном доме своими руками 220В схема предусматривает забивку электродов в грунт на двухметровую глубину. При этом на поверхности следует оставить верхушки для прихватывания сваркой.

При забивке вбиваемый конец следует слегка подточить для облегчения вбивания в грунт.

После забивки всех штырей к их верхушка привариваются пластины для получения металлического каркаса в форме треугольника.

Отдельную пластину необходимо уложить в прокопанную к крыльцу траншею, она так же одним концом прихватывается к ближней вершине треугольника.

Затем к пластине на болт подсоединяется кабель, траншеи засыпаются грунтом.

В статье рассказывается о том, как самостоятельно сделать заземление в частном коттедже. Мы разберёмся в принципах работы заземления, научимся рассчитывать конфигурацию этого устройства, определимся, какие понадобятся материалы.

Ещё каких-то 20-25 лет назад мы строили частные и общественные здания, даже не думая об эффективной защите человека от поражения электрическим током. С недавних пор стало всё по-другому - наши вводно-распределительные щитки становятся крупнее, в них теперь располагаются десятки автоматов защиты, несколько УЗО, и там практически всегда есть отдельная шина для заземления. Что изменилось? Электричество теперь буквально вокруг нас, в домах появилось огромное количество электроустановочных изделий , масса бытовых приборов и силовых агрегатов, которые являются потенциальными источниками опасности, кроме того, наверное, мы стали больше ценить человеческую жизнь.

Современные строительные нормы (в частности ПУЭ) требуют, чтобы для защиты человека в жилых помещениях применялась хотя бы одна из следующих мер:

• понижение напряжения;
• выравнивание потенциалов;
• использование двойной изоляции проводов;
• применение разделительных трансформаторов;
• установка устройств защитного отключения;
• обустройство зануления, заземления.

Конечно, к вопросу безопасности следует подходить комплексно и воспользоваться всеми возможными способами, но заземление в доме должно быть обязательно.

Заземление электроустановок - это самый надёжный и действенный метод защиты, который вкупе с другими мероприятиями делает бытовое электричество абсолютно безопасным. По сути, заземление представляет собой умышленное соединение корпусов электроустановок (элементов, которые не под напряжением) с грунтом. Для многих домовладельцев организация заземления кажется делом либо слишком дорогим и технологичным, либо слишком простым, что тоже не совсем так.

В частном доме сделать надёжное заземление технически совсем не сложно, так как расстояние до земли совсем небольшое, а свободные площади во дворе можно найти всегда. Куда меньше повезло жителям старых многоквартирных домов, где заземляющие контуры уже не работают, и то некоторые соотечественники умудряются индивидуально заземлиться с верхних этажей, прокладывая проводник от своей квартиры по стенам здания до самой земли. Между тем было бы ошибкой полагать, что любой забитый в почву железный штырь, или любая водопроводная труба станет нормальным работающим контуром заземления. Заземление - это система, состоящая из нескольких важных элементов с конкретными нормируемыми параметрами, которая функционирует по определённым принципам, плотно взаимодействует с другими системами.

Основы работы защитного заземления

В неисправном электрическом приборе (например, при повреждении изоляции питающего провода) на его корпусе может появляться напряжение. Когда человек прикасается к устройству, ток устремляется в землю, проходя через его тело и часто нанося непоправимый вред, далеко не все защитные приспособления могут среагировать или успеть достаточно быстро разорвать цепь. Почему ток идёт в землю? Потому что она легко принимает разряд, так как обладает очень большой электроёмкостью. Если току утечки (сквозной ток проводимости, протекающий между двумя или несколькими электродами) предложить другой, более простой путь, например проводник с меньшим сопротивлением - для заземления оно не должно превышать 4 Ом, то он пойдёт к земле по нему, а не через человека с сопротивлением тела 1 кОм. В цепи возникает утечка тока, и устройство защитного отключения (УЗО) за доли секунды отключает повреждённый участок.

Именно поэтому все современные электрические исполнительные устройства и агрегаты разрабатываются таким образом, чтобы к ним можно было подключить заземляющий проводник, а для разводки применяют трёхжильные провода. Это касается также всей современной бытовой техники, где корпус и один из контактов сетевой вилки соединены - для их питания применяют розетки с РЕ-контактом (усиками). Все светильники, люстры, бра имеют клеммы для присоединения "жёлтого" проводка, заземляются и металлические ящики распределительных щитков и металлоконструкции, на которых расположено силовое оборудование. В обязательном порядке заземляются все потребители сетей с напряжением переменного тока свыше 42 В, для постоянного тока - свыше 110 В. Заметим, что заземление обеспечивает не только электробезопасность людей, но также:

• стабилизирует работу электроустановок;
• защищает приборы от перенапряжений;
• снижает количество сетевых помех и интенсивность электромагнитных излучений высокой частоты.

Заземляющее устройство состоит из следующих элементов:

• заземлителя
• заземляющих проводников

Заземляющим проводником будет любая часть заземляющего устройства, соединяющая электроустановки с заземлителем, это отдельные жилы проводов (общепринято - в жёлтой изоляции), элементы наружных и внутренних контуров, специальная шина, находящаяся в щитке.

Заземлитель - это электрод, часть цепи заземления, непосредственно контактирующая с землёй. Данный элемент обеспечивает стекание токов в грунт и их рассеивание. В зависимости от того, используются для этого заглублённые элементы строительных конструкций или созданный специально проводник, выделяются естественные и искусственные заземлители. Согласно ПУЭ предпочтение всегда необходимо отдавать использованию естественных заземлителей (пункт 1.7.35), в частном доме это может быть:

• металлическая обсадная труба скважины;
• любые стальные трубопроводы, в том числе трубы для прокладки электрических проводов;
• свинцовая броня силового кабеля;
• различные металлические стойки и опоры на улице, например, элементы забора;
• заглублённые железобетонные и металлические элементы здания (колоны, фермы, шахты, фундаменты).

Искусственные электроды можно использовать, если сопротивление естественных заземлителей не соответствует норме, далее мы рассмотрим их подробнее.

Расчёт заземляющего устройства

Основной параметр, который необходимо рассчитать - это проводимость заземлителя. Иными словами, нам нужно подобрать электрод такой конфигурации, чтобы сопротивление заземляющего устройства не превышало нормативное. Положения ПУЭ указывают следующие цифры, которые являются допустимым максимумом:

• 2 Ом - для линейного напряжения однофазного тока 380 вольт;
• 4 Ом - для 220 вольт;
• 8 Ом - для 127 вольт.

При трёхфазном токе максимальными сопротивлениями будут те же 2, 4 и 8 Ом, но только для напряжений 660, 380 и 127 вольт соответственно.

От чего же зависит проводимость заземлителя (читай, сопротивление заземляющего устройства)? Упрощённо - от площади контакта электрода с землёй и удельного сопротивления грунта. Чем крупнее заземлитель, тем меньше сопротивление, тем больше тока принимает грунт. Все формулы расчёта предлагают учитывать площадь поверхности электрода и глубину его погружения. Например, для расчёта единичного заземлителя круглого сечения имеем такую формулу:

где: d - диаметр штыря, L - длина электрода, T - расстояние от поверхности до средины заземлителя, ln - логарифм, π - константа (3,14), ρ - удельное сопротивление грунтов (Ом·м).

Обратите внимание, удельное сопротивление грунта - это основной параметр расчёта. Чем меньше это сопротивление, тем более проводимым будет наше заземление и более эффективной защита. Основные базовые цифры для определённого типа грунта можно найти в общедоступных таблицах и графиках, но многое зависит от его фактического состояния - плотности, водного баланса, температуры, сезонной глубины промерзания, наличия и концентрации в нём "электроактивных" химических веществ - щелочей, кислот, солей. Более того, на разных глубинах ситуация может существенно меняться, другими становятся физические свойства материкового основания, появляются водоносные слои, которые уменьшают сопротивление, увеличивается температура... Как правило, с увеличением глубины грунт становится более приемистым по току.

При температурах ниже нуля сопротивление грунтов резко повышается из-за замерзания воды. Поэтому возникают определённые сложности с заземлением в районах с вечномёрзлыми грунтами. По этой же причине, длина заземлителей должна быть на порядок больше, чем сезонная глубина промерзания в нормальных широтах.

В идеале, сопротивление грунта и заземляющего устройства в целом необходимо исследовать практически, тогда как формулы помогут нам сделать базовые расчёты. Часто анализ происходит непосредственно на стадии монтажа контуров - погружают электроды и в реальном времени делают замеры проводимости заземления: если сопротивление слишком велико, то увеличивают количество заземлителей или степень их заглубления.

Отметим, что заземление должно работать в любое время года, поэтому его рекомендуют проверять в самых неблагоприятных условиях (засуха, морозы). Если такой возможности нет, к результатам применяются специальные коэффициенты, учитывающие сезонные изменения сопротивления грунтов в конкретной местности.

Если для обустройства заземлителя используется несколько электродов, то порядок расчётов будет несколько другим:

1. Производится расчёт сопротивления для каждого из них (может применяться формула, указанная выше).
2. Показатели суммируются.
3. Необходимо учесть "коэффициент использования".
4. Формула выглядит следующим образом:

где: N - количество заземлителей, К и - коэффициент использования, R 1 сопротивление каждого электрода в отдельности.

Как видим, проводимость горизонтальных элементов, соединяющих электроды в единый контур, не учитывается.

Некоторую сложность может вызывать коэффициент использования - он отображает явление, при котором рядом расположенные электроды в контуре оказывают влияние друг на друга, так как зоны рассеивания токов в грунте при излишнем приближении начинают пересекаться. Чем ближе расположены отдельные заземлители друг к другу - тем больше общее сопротивление заземляющего устройства. Вокруг каждого электрода в грунте образуется рабочая сфера с радиусом равным его длине, значит, идеальное расстояние между заземлителями будет их длина в земле (L), умноженная на 2.

где: R - проектное сопротивление заземляющего устройства, R 1 - сопротивление одного электрода, К и - коэффициент использования.

Что касается схемы расположения заземлителей, то они не обязательно должны образовывать треугольник, хотя это самая распространённая конфигурация контура. Электроды могут располагаться в один ряд с последовательным соединением. Такой вариант удобен, если для обустройства заземления выделена узкая полоска земли.

Монтаж заземления

Принципиально можно выделить два типа заземляющих устройств, которые отличаются друг от друга по технике монтажа и характеристикам материалов. Первый представляет собой штыревую модульную конструкцию (заводского производства) с одним или несколькими электродами, второй - самодельный вариант с несколькими заземлителями из металлопроката. Основные их отличия заключаются лишь в организации заглублённой части - проводниковая, "верхняя", часть у них идентична.

Заводские наборы заземления технологичны и имеют ряд достоинств:

• поставляются комплектно, элементы специально разработаны для обустройства защиты и произведены на промышленном оборудовании;
• почти не требуют выполнения земляных, не нужны сварочные работы;
• позволяют заглубиться на несколько десятков метров и получить очень низкое, стабильное сопротивление всего устройства.

Единственный недостаток подобных систем - это их высокая стоимость.

Материалы и инструмент для устройства заземления

Искусственные заземлители должны быть изготовлены из стального металлопроката. Для этих целей подходит:

• уголок;
• труба круглая или прямоугольная;
• прут.

Чтобы защитить металл от коррозии, применяют оцинкованные электроды. Также допускается применение электропроводного бетона в качестве заземлителя.

В заводских наборах это полутораметровые цельнотянутые омеднённые штыри с резьбами на концах. На первом элементе устанавливается острый конический наконечник, отдельные штыри соединяются посредством латунных резьбовых муфт. Электроды погружаются в землю с помощью ручных ударных инструментов (патрон SDS-Max, мощность удара - около 20 Дж). Для передачи энергии от перфоратора применяется переходник и направляющая головка. Соединения заземляющего проводника с электродом осуществляется через зажим из нержавеющей стали. Для защиты соединений от коррозии и снижения сопротивления на стыках применяется специальная паста.

Внимание! Заземлители нельзя окрашивать, смазывать или консервировать какими-то иными способами, снижающими их проводимость.

Воздействие коррозии (стальная деталь постепенно утончается) должно учитываться при выборе сечения электрода, его подбирают с некоторым запасом, что обеспечивает достаточную долговечность контуру. Минимально допустимые сечения заземлителей, находящихся в грунтах, ограничиваются нормативными документами:

• прут оцинкованный - 6 мм;
• прут из чёрного металла - 10 мм;
• прокат прямоугольного сечения - 48 мм 2 .

Внимание! Толщина полок прямоугольной стали или толщина стенок труб должна быть не менее 4 мм.

В качестве проводника, соединяющего в земле несколько электродов, чаще всего используется полоса, но можно применить проволоку, уголок, трубу. Этими материалами можно подвести заземление до самого электрического щита (сечение материалов имеет меньше ограничений: прут - 5 мм, прямоугольная сталь - 24 мм 2 , толщина стенок и полок - 2,5 мм).

Заземляющий проводник внутри здания должен иметь сечение, равное сечению фазной жилы, используемой в разводке по дому.

Тут также есть минимальные требования:

• алюминиевый неизолированный - 6 мм;
• медный неизолированный - 4 мм;
• алюминиевый в изоляции - 2,5 мм;
• медный в изоляции - 1,5 мм.

Для коммутации всех заземляющих проводников необходимо использовать шины заземления из электротехнической бронзы. В системе заземления ТТ эти элементы распределительного щита крепятся непосредственно на стенку металлического ящика.

Заглубление самодельного заземлителя производится с помощью кувалды, заводские комплекты забиваются отбойными молотками. В обоих случаях рекомендуем подготовить подмости или стремянку. Для работы с чёрным прокатом необходимо будет использовать ручную дуговую сварку.

Собираем заземляющее устройство

Рассмотрим порядок действий. В начальных пунктах будем указывать операции, характерные для монтажа обоих типов заземлителей.

Разметка и земляные работы. Заземлители рекомендуется монтировать в землю на дистанции около метра от фундамента. В соответствие с проектом делается разметка контура - как мы уже говорили, это может быть равносторонний треугольник, линия, окружность, несколько рядов... Расстояние между электродами принимается от 1,2 метра, делать его больше удвоенной длины заземлителя - бессмысленно. В качестве базового варианта, подходящего для большинства наших условий, можно принять треугольник со стороной 1,5-3 метра и длиной электродов в 2-3 метра.

Далее необходимо выкопать траншею глубиной около 70-80 см, минимальная глубина, которая допускается - 50 см. Ширина траншеи в точках заглубления должна обеспечивать удобство для сваривания проводников, обычно роют с откосами шириной около 0,5-0,7 метра.

Для забивания модульного одноэлектродного заземления потребуется только один приямок размером 50x50x50 см.

Подготовка электрода. Чтобы облегчить погружение заземлителя в грунт, металлопрокат с помощью болгарки заостряется, например, на уголке под углом срезаются полки, труба отрезается наискось, прут затачивается. Если применяется бывший в употреблении металл, то его, при необходимости, следует полностью очистить от защитных покрытий.

На заводской штырь модульного заземления накручивается остроконечная головка, соединение промазывается пастой.

Ударами кувалды уголки (чаще всего это уголки 50x50x5 мм) забиваются в грунт. Начало работ удобнее всего производить с подмостей. Если металл мягкий, лучше бить по заготовкам через деревянные прокладки. Оголовок заземлителя должен на 150-200 мм возвышаться над дном траншеи, чтобы мы могли соединить электроды в контур.

Заводские штыри заглубляются с помощью отбойного молотка с патроном под хвостовик SDS-Max и мощностью удара 20-25 джоулей. После погружения каждого штыря (1,5 метра), на него накручивается муфта и следующий элемент заземлителя, этот цикл повторяется, пока электрод не достигнет проектной глубины, или не произойдёт отказ (невозможность дальнейшего заглубления). В случае отказа, забиваются дополнительные заземляющие штыри, система становится многоэлектродной.

Заземлители соединяются горизонтальным проводником, как правило, наиболее удобно работать полосой 40x4 мм. Для чёрного металла здесь необходимо применять сварку, так как болтовые соединения быстро окислятся и сопротивление устройства повысится. Прихватка не подойдёт - нужен качественный длинный сварной шов.

От получившегося контура отводим полосу в сторону дома, изгибаем её и фиксируем на цоколе. На конце полосы привариваем болт М8, через который будет присоединён защитный заземляющий проводник, идущий из щита.

На последний модульный штырь устанавливается зажим-хомут и фиксируется проводник. Зажим обматывается специальной гидроизоляционной лентой.

Заводские наборы с одним электродом могут комплектоваться пластиковым ревизионным колодцем.

Проводник заземления ведётся в распределительный щит . Он может крепиться непосредственно к конструкциям здания, исключение составляют участки с повышенной влажностью - там лучше применить изоляторы. Через стены проводник проводится посредством металлических или пластиковых труб-гильз, собственно, правила прокладки применяются те же, что и для "основной" разводки (об этом будет одна из следующих статей).

В распределительном щите проводник после обжатия болтовым соединением подключается к шине заземления, которая установлена на корпусе бокса (система ТТ).

Сопротивление заземляющего устройства проверяется мультиметром, если с учётом сезонных коэффициентов (определяются Госэнергонадзором для разных широт, есть готовые таблицы) оно превышает 4 Ом, то необходимо увеличивать количество электродов.

Во время коммутации вводно-распределительного устройства жилы проводов в жёлтой изоляции (они идут от потребителей тока) также зажимаются в разъёмах шины.

При подключении розеток, приборов, светильников жёлтые заземляющие проводники коммутируем на соответствующих местах (обычно они обозначены специальным знаком - три горизонтальной полосы разного размера), например, в розетках это центральный винт.

Система, в которой контур заземления никак не связан с нулевым рабочим проводником N называется ТТ. Её рекомендуют к применению, когда варианты ТN (есть связь нейтрали и заземляющего проводника) применяться не могут, например, при неудовлетворительном состоянии воздушных линий электроснабжения. Разумеется, по этой расхожей причине она стала очень популярной. Но, необходимо отметить, что система ТТ с независимой глухозаземлённой нейтралью потребителей обязательно должна подстраховываться с помощью УЗО. Про устройства защитного отключения мы поговорим в следующей статье .

Правильно обустроенная система заземления частного дома - это гарантия безопасности как самого строения и всего, что в нем находится, так и его жильцов. Создание контура заземления - вполне простая работа. Справиться с ее выполнением можно самостоятельно.

Существует защитное и рабочее заземление. Главное предназначение защитного заземления - обеспечение надежной защиты жильцов от поражения электротоком, а электрической техники - от поломки при разного рода сбоях в сети. Если система включает в себя молниеотвод, наличие которого крайне желательно в частных домовладениях, заземление будет защищать и от поражения молнией.

Рабочее же заземление отвечает преимущественно за защиту электроприборов от поломки при разного рода чрезвычайных ситуациях. В частном строительстве оно активируется исключительно при возникновении сбоев.

Для большинства предметов домашней бытовой техники и электроники достаточно обыкновенного заземления посредством современной евророзетки. Однако кое-что рекомендуется заземлять "наглухо", а именно:

• стиральную машинку. Такая техника имеет серьезную электрическую емкость. В условиях повышенной влажности машинка может относительно безопасно, но все равно неприятно "щипаться";
• микроволновку. Главным рабочим органом микроволновых печей являются высокомощные магнетроны. Если в розетке произойдет сбой, микроволновка начнет "сифонить" на крайне неблагоприятном для человека уровне. Задние панели многих СВЧ печек оснащаются специальной клеммой для отдельного заземлителя;
• электрические духовки, индукционные плиты (современные встраиваемые варочные поверхности). Особенности конструкции этих изделий таковы, что вероятность пробоя остается на довольно высоком уровне, поэтому отдельное заземление лишним определенно не будет;
• персональный компьютер. Попытки производителей сделать компьютерные блоки питания максимально компактными привели к тому, что уровень нормальной рабочей утечки упомянутых агрегатов находится на уровне стильной машины, а то и выше. Подобные воздействия крайне негативно отражаются на производительнос ти и состоянии элементов компьютера. Подключить глухое заземление можно к любому крепежному винту на задней части системного блока.

Из чего состоит система заземления?

Система заземления состоит из ряда важных элементов. Первый из них - заземлитель . Обычно их несколько. Представляют собой металлические проводники, вбитые или врытые в грунт.

Оптимальная длина заземлителя - 200-300 см. Конкретные рекомендации по количеству и длине заземлителей уточняются в отдельном порядке в представительств е местной энергослужбы.

Вторым важным элементом системы заземления дома является металлосвязь. Этот агрегат представляет собой металлическую конструкцию, обеспечивающую соединение верхних концов заземлителей.

Металлосвязь заводится в дом как шина заземления. В частном доме может одновременно присутстовать несколько вводов заземляющих шин, однако одна из них должна в обязательно порядке заземлять вводно-распредел ительный щиток.

В комплексе металлосвязь и заземлители складываются в контур заземления.

Электроустановки соединяются с заземляющей шиной посредством заземляющих проводников. Существуют проводники гибкого и жесткого типа.

В случае использования гибких проводников важно, чтобы их сечение составляло не меньше 4 мм2.

Заземляющий проводник можно переносить на заземляющую шину. К этой шине проводники подсоединяются через контактные площадки. Они выглядят как блестящие места покрытые смазкой с предварительно подготовленными отверстиями для болтов.

Благодаря смазке будет предотвращаться окисление и развитие электрокоррозии. Контактные площадки могут иметь различные обозначения, обычно это черные косые полосы. Запрещается выполнять сплошное окрашивание заземляющих шин.

Измерение электросопротивле ния металлосвязи выполняется от клеммы заземления электрической установки до той части контура, которая отдалена от нее больше всего. На любой части металлосвязи уровень сопротивления должен составлять не более 0,1 Ом.

Неправильное заземление

В соответствии с требованиями соответствующих нормативных документов запрещается выполнять заземление электрических установок на любого рода трубопроводы.

Нюансы заземления частного дома

Существует несколько вариантов обустройства контура заземления. Конкретный способ выбирается с учетом типа грунта на участке и особенностей дома. Вне зависимости от выбранного метода заземлители рекомендуется изготавливать из труб, один из концов которых предварительно сплющен в острие.

На нижнем участке каждой трубы (длина участка должна составлять порядка 50 см) делается вразброс 10-15 отверстий диаметром порядка 5-7 мм.

В жаркую погоду внутрь труб заземлителей рекомендуется заливать соляной раствор. Для его приготовления достаточно растворить половину пачки соли на ведро чистой воды. Этот раствор будет способствовать поддержанию сопротивления на нормальном уровне.

Шины заземления также остаются одинаковыми вне зависимости от выбранного метода. От использования оцинкованной стали для создания металлосвязи следует воздерживаться - материал очень быстро утратит свои эксплуатационные свойства.

Контур заземления своими руками

Ознакомившись с теоретической частью, можете приступать к созданию контура заземления. Работа сравнительно простая и выполняется в несколько шагов.

Первый шаг. Рассчитайте контур. Для этого вам нужно узнать значение сопротивления почвы на вашем участке. Данную информацию узнавайте в соответствующей справочной литературе или местных службах. В той же службе вам могут дать рекомендованные параметры контура. Это избавит вас от лишних хлопот, ведь расчетные формулы довольно сложные и объемные.

Второй шаг. Подберите подходящее место для устройства контура. Контур устанавливайте в каком-нибудь малопосещаемом месте, минимальное расстояние от фундамента строения - 100 см.

Третий шаг. Заготовьте электроды. Их можно изготовить из стальных уголков. Минимальная ширина изделия - 5 см, оптимальная длина - 250-300 см.

Четвертый шаг. Выройте квадратную либо треугольную яму глубиной порядка 100 см. Электроды будут размещаться в углах котлована. Поэтому глубину и ширину ямы подбирайте так, чтобы расстояние между установленными электродами равнялось длине данных изделий.

Пятый шаг. Вбейте подготовленные электроды по углам вырытой ямы. В этом вам поможет кувалда.

Шестой шаг. Приварите полосу металла к штырям электродов. Сварное соединение должно быть надежным и качественным. Места сварки обязательно обработайте антикоррозийным составом, к примеру, битумной мастикой.

Седьмой шаг . Дотяните металлическую полоску до вводного щита. Далее вам нужно будет подсоединить к полосе шину заземления.

При отсутствии возможности использования полноценной шины подсоедините к металлической полосе качественный медный провод. Сечение этого провода должно составлять не менее 10 мм2. Для крепления провода используйте болт с гайкой. Место подсоединения полосы металла и медного провода обработайте антикоррозийным средством.

Восьмой шаг. Заройте яму. Основательно утрамбуйте засыпанную почву.

Контроль заземления после монтажа

После того как заземляющий контур будет готов, его следует обязательно проверить ради собственной же безопасности. Делается это путем измерения сопротивления растекания электрического тока в грунте и уровня сопротивления металлосвязи.

Профессиональные электрики делают это с помощью специальных приборов. Вы же можете сделать это при помощи инструмента под названием меггер. Специализированн ые организации дают такое оборудование на прокат.

Эти ручные электроиндукцион ные мегомметры и в наши дни пользуются популярностью. В их составе нет электроники, их не нужно подключать к сети, они не создают лишних шумов в протяженности цепи и имеют множество других преимуществ.

Единственное - металлосвязь с помощью меггера замерить нельзя. Однако при условии качественного соединения и правильного подключения проблем с этими участками не возникает в течение десятков лет.

Для определения сопротивления нужно, чтобы пара измерительных электродов находилась на расстоянии порядка 12-15 м от края металлосвсязи. Электроды должны быть тщательно зачищенными. Измерение проводится на электродах, заглубленных в грунт примерно на 70-100 см и установленных на расстоянии около 150 см.

Важно соблюдать полярность подсоединения меггера. Защитное заземление дома должно быть способным выдержать удар молнии. Простые молнии имеют отрицательную полярность. Существуют и положительные молнии, когда толстый столб огня бьет из земли в направлении неба. Однако такие природные явления встречаются крайне редко и имеют такую разрушительную силу, что ни одно заземление не поможет.

Непосредственно же измерение с помощью мегомметра выполняется так: вы берете инструмент, крутите его ручку и изучаете показания стрелки на предустановленно й шкале. Ранее упоминались оптимальные показатели, ориентируйтесь на них.

Ни в коем случае не измеряйте заземление с использованием миллиамперметра, сетевого напряжения и специального гасящего резистора - это смертельно опасная затея.

Таким образом, монтаж заземления является крайне важным этапом обустройства частного дома. Уделите должное внимание этой процедуре, и ваш дом станет не только удобным и комфортным, но и полностью безопасным.

Удачной работы!

Сегодня практически каждый загородный дом оснащен электрическими приборами. Безопасность их эксплуатации обеспечивается соединением установленного в помещениях электрооборудования с заземляющим устройством. Грамотно выполненное защитное заземление исключит вероятность поражения людей электрическим током и предотвратит выход из строя бытовой техники и сложных технических устройств от воздействия перенапряжений, если они защищаются УЗИП. Выбор схемы подключения зависит от различных факторов. В частном доме, в отличие многоквартирного, заземление можно сделать самостоятельно. Разобраться в вопросе его подключения поможет данная инструкция.

Основные элементы схемы подключения заземления загородного дома и правила по их выполнению

Схема подключения заземления в загородном доме выглядит следующим образом: электроприбор- розетка - электрический щит - заземляющий проводник - контур заземления - земля.

Подключение начинается с выполнения на придомовом участке заземляющего устройства в соответствие с правилами, определенными в главе 1.7 ПУЭ 7-го издания . Заземлитель представляет собой металлическую конструкцию, имеющую большую площадь контакта с землей. Предназначен для выравнивания разности потенциалов и уменьшения потенциала заземленного оборудования, в случае замыкания на корпус или появления избыточного напряжения в электросети. Конструкция и глубина его установки определяется исходя из сопротивления грунта на участке (например, сухой песок или влажный чернозем).

От выполненного на участке заземляющего устройства (заземления) прокладываем заземляющий проводник, который подключаем к главной заземляющей шине, с использованием болтового соединения, зажима или сварки. Выбираем проводник сечением не менее 6 мм2 для меди и 50 мм2 для стали, при этом он должен соответствовать требованиям к защитным проводникам, указанным в таблице 54.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013 , а для системы ТТ иметь сечение не менее 25 мм2 для меди. Если проводник голый и прокладывается в земле, то его сечение должно соответствовать приведенному в таблице 54.1 ГОСТ Р ГОСТ Р 50571.5.54-2013 .

В электрощитке заземляющий проводник через шину заземления соединяется с защитными проводниками, проложенными к розеткам, имеющим заземляющий контакт и остальным электроприемникам в доме. В результате чего, каждый электроприбор оказывается подключенным к системе заземления.

Зависимость схемы подключения заземления от контура заземления

Если у столба линии электропередач выполнено повторное заземление, то схема подключения заземления в загородном доме выполняется по системам TN-C-S или TT. Когда состояние сетей не вызывает опасений, в качестве заземляющего устройства дома следует использовать повторное заземление линии и подключать дом в соответствии с системой заземления TN-C-S. Если воздушная линия старая, либо качество выполнения повторных заземлений подлежит сомнению, лучше выбрать систему ТТ и оборудовать индивидуальное заземляющее устройство на придомовом участке.

Для заземляющего устройства в первую очередь следует использовать естественные заземлители - сторонние проводящие части, имеющие непосредственный контакт с грунтом (водопроводы, трубы скважин, металлические и железобетонные конструкции загородного дома и прочее). (см. п.1.7.54, 1.7.109 ПУЭ 7-го издания).

При отсутствии таковых, выполняем искусственное заземляющее устройство, используя вертикальные или горизонтальные электроды, которые вкапываем в землю. Выбор конфигурации заземлителя главным образом от требуемого сопротивления и особенностей придомового участка.

Наиболее эффективен в использовании, если на вашем участке почва представлена суглинком, торфом, насыщенным водой песком, обводненной глиной. Стандартная длина стержней составляет от 1,5‑х до 3‑х м. Выбирая длину вертикальных электродов, исходим из водонасыщенности вмещающих пород на участке. Заглубленные грунт вертикальные заземлители объединяются горизонтальным электродом, например, полосой, а для минимизации экранирования располагаются на расстоянии, соразмерном длине самих штырей.

Зависимость схемы подключения от типа системы заземления

Заземление объектов жилого фонда выполняют по следующим системам: ТN (подсистемы TN-C, TN-S, TN-C-S) или ТТ. Первая буква в названии обозначает заземление источника питания, вторая - заземление открытых частей электрооборудования.

Последующие буквы после N указывают на совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников. S - нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены. С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (РЕN-проводник).

Электробезопасность обеспечивается полноценно, когда уменьшение сопротивления заземлителя не влечет за собой увеличения показателей тока замыкания на землю. Рассмотрим, как схема подключения заземления зависит от выполненной на объекте системы электрической сети.

Система заземления TN-S

Рисунок 1. Система TN-S

На объектах, оборудованных электросетью по системе TN-S, нулевые рабочий и защитный проводники разделены по всей длине, и в случае пробоя изоляции фазы, аварийный ток отводится по защитному РЕ-проводнику. Устройства УЗО и дифавтоматы, реагирующие на появление утечки тока через защитный ноль, отключают сеть с нагрузкой.

Достоинством подсистемы заземления TN-S является надежная защита электрооборудования и человека от поражения аварийным током при пользовании электросетями. За счет чего данную систему относят к наиболее современной и безопасной.

Для выполнения заземления по системе TN-S, требуется прокладка от трансформаторной подстанции отдельного провода заземления к своему строению, что приведет к значительному удорожанию проекта. По этой причине, для заземления объектов частного сектора, подсистема заземления TN-S практически не используется.

Система заземления TN-C. Необходимость перехода на ТN-C-S

Рисунок 2. Система TN-S

Заземление по системе TN-C наиболее распространено для старых построек жилого фонда. Преимуществом является экономичность и проста ее выполнения. Существенным недостатком - отсутствие отдельного проводника РЕ, что исключает наличие в розетках загородного дома заземления и возможности уравнивания потенциалов в ванной.

К загородным постройкам электрических ток подводится по воздушным линиям. К самому строению подходят два проводника: фазный L и совмещенный PEN. Подключить заземление можно, только при наличии в частном доме трехжильной проводки, что требует переделки системы TN-C на TN-C-S, путем разделения нулевого рабочего и нулевого защитного проводника в электрическом щите (см. п. 1.7.132 ПУЭ 7-го издания).

Подключение заземления по системе TN-C-S

Для подсистемы заземления TN-C-S характерно объединение нулевого рабочего и нулевого защитного проводников на участке от линий электропередач до ввода в здание. Заземление по данной системе достаточно простое в техническом исполнении, за счет чего рекомендуется для широкого применения. К недостатку можно отнести потребность в постоянной модернизации, во избежание обрыва PEN проводника, в результате чего электроприборы могут оказаться под опасным потенциалом.

Рассмотрим схему подключения заземления в загородном доме по системе TN-C-S на примере перехода к ней от системы TN-C.

Рисунок 3. Схема главного распределительного щита

Как уже отмечалось, для получения трехжильной проводки, необходимо произвести правильное разделение PEN проводника в распределительном щитке дома. Начинаем с того, что в электрощит устанавливаем шину с обеспечением прочной металлической связи с ним, и подключаем к этой шине идущий со стороны линии электропередач объединенный проводник PEN. Шину PEN соединяем перемычкой со следующей установленной шиной РЕ. Теперь шина PEN выступает в качестве шины нулевого рабочего проводника N.

Рисунок 4. Схема подключения заземления (переход с TN-C на TN-C-S)

Рисунок 5. Схема подключения заземления TN-C-S

Выполнив указанные подключения, соединяем распределительный щиток с заземлителем: от заземляющего устройства заводим проводна шину РЕ. Таким образом, в результате несложной модернизации, мы оснастили дом тремя отдельными проводами (фазным, нулевым защитным и нулевым рабочим).

Правилами устройства электроустановок требуется выполнение повторного заземления для РЕ - и РEN-проводников на вводе в электроустановки, с использованием, в первую очередь, естественных заземлителей, сопротивление которых при напряжении электросети 380/220 В должно быть не более 30 Ом (см. п. 1.7.103 ПУЭ 7-го издания).

Подключение заземления по системе ТТ

Рисунок 6. Система TT

Другим вариантом схемы является подключения заземления загородного дома по системе ТТ с глухозаземленной нейтралью источника тока. Открытые токопроводящие элементы электрооборудования такой системы подсоединены к заземляющему устройству, не имеющему электрической связи с заземлителем нейтрали источника питания.

При этом должно соблюдаться следующее условие: значение произведения величины тока срабатывания устройства защиты (Iа) и суммарного сопротивления заземляющего проводника и заземлителя (Rа) не должно превышать 50 В (см. п.1.7.59 ПУЭ). Rа Iа ≤ 50 В.

Для соблюдения этого условия "Инструкция по устройству защитного заземления и уравнивания потенциалов в электроустановках" И 1.03-08 рекомендует выполнять заземляющее устройство с сопротивлением 30 Ом. Данная система достаточно востребована на сегодняшний день и применяется для частных, преимущественно мобильных построек, при невозможности обеспечения достаточного уровня электробезопасности системой TN.

Заземление по системе TТ не требует разделения совмещенного PEN проводника. Каждый из подходящих к дому отдельных проводов подсоединяем к изолированной от электрощита шине. А сам PEN проводник, в таком случае, считаем нулевым проводов (нулем).

Рисунок 7. Схема подключения заземления по системе TT

Рисунок 8. Схема подключения заземления и УЗО по системе TT

Как следует из схемы, системы TN-S и ТТ очень похожи между собой. Отличие состоит в полном отсутствии у ТТ электрической связи между заземляющим устройством и PEN проводником, что, в случае отгорания последнего со стороны источника питания, гарантирует отсутствие избыточного напряжения на корпусе электрических приборов. В этом и состоит очевидное преимущество системы ТТ, обеспечивающее более высокий уровень безопасности и надежности в эксплуатации. Недостатком ее использования можно назвать лишь дороговизну, поскольку для защиты пользователей при косвенном прикосновении, обязательна установка дополнительных устройств защитного отключения питания (УЗО и реле напряжения), что, в свою очередь, требует прохождение апробации и заверение специалистом энергонадзора.

Заключение

Схема заземления в общем виде представляет собой соединение ее элементов: электрооборудования, вводно-распределительного щита, заземляющего проводника РЕ, заземлителя.

Для установки заземляющего устройства в загородном доме необходимо разобраться в особенностях его подключения, в зависимости от следующих факторов:

• способ питания электрической сети (воздушными линиями или кабелем от трансформаторной подстанции)
• тип грунта на придомовом участке, где выполняется контур заземления.
• наличие системы молниезащиты, дополнительных источников питания или специфического оборудования.

Выполняя подключение заземления самостоятельно, необходимо руководствоваться положениями раздела 1.7 Правил устройства электроустановок. При невозможности использования естественных заземлителей, выполняем заземляющее устройство с применением искусственных заземлителей.. Заземление частного дома может быть выполнено по двум системам: TN-C-S или ТТ. Наиболее широкое применение получила модернизированная система TN-C - TN-C-S, за счет простоты ее технического исполнения. Для обеспечения электробезопасности загородного дома по системе TN-C-S, требуется разделение PEN проводника, на нулевой рабочий и нулевой защитный проводники.

Выполнив контур заземления, необходимо проверить качество его монтажа, и произвести замеры сопротивления на соответствие нормам ПУЭ при помощи специальных приборов, для чего может потребоваться привлечение специалистов.

Требуется консультация по организации заземления и молниезащиты для вашего объекта? Обратитесь в