Как сделать заземление. Контур заземления в частном доме – как сделать своими руками по всем правилам? Соединение со щитом

12.03.2020

Или загородной дачи всегда сопряжено с большим объемом электротехнических работ. В этом диапазоне задач, наряду с подводкой электропитания к дому, установке распределительного и защитного оборудования, прокладке внутренних линий, не меньшую значимость имеет и грамотно спланированная и исполненная система заземления. К сожалению, при проведении «самостроя » неопытные хозяева про этот момент достаточно часто забывают или же даже намеренно его игнорируют, пытаясь достичь какой-то ложной экономии денежных средств и трудозатрат.

А между тем система заземления имеет чрезвычайную важность – она способна предупредить многие неприятности, которые могут привести к весьма печальным или даже трагическим последствиям. Согласно существующим правилам, специалисты электросетей не произведут подключение дома к линии электропередач, если этой системы в доме нет или же она не отвечает необходимым требованиям. И владельцу, так или иначе, придется решать вопрос, как сделать заземление на даче.

В современных домах городской застройки контур заземления обязательно предусматривается еще на стадии проектирования здания и его внутренних коммуникаций. Хозяину частного жилья этот вопрос придется решать самому – приглашать специалистов или постараться все сделать своими руками. Пугаться не надо – все это является вполне выполнимой задачей.

Для чего необходим контур заземления

Для того чтобы понять важность заземления, достаточно базовых понятий из школьного курса физики.

Подавляющее большинство частных домов запитываются от однофазной сети переменного тока 220 вольт . Электрическая цепь, необходимая для работы всех приборов или установок обеспечивается наличием двух проводников – собственно, фазой и нулевым проводом.

Конструкция всех электрических приборов, инструментов , бытовой и иной техники предусматривает элементы изоляции и защитные приспособления, которые должны предотвратить попадание напряжения на токопроводящие корпуса или кожухи. Тем не менее , вероятность такого явления никогда не исключается – изоляция может быть разрядом, прогореть от ненадежных , искрящих контактов в соединениях проводов, могут выйти из строя элементы схемы и т.п .В этом случае фазное напряжение может попасть на корпус прибора, прикосновение к которому становится чрезвычайно опасным для человека.

Особую опасность представляют ситуации, если рядом с таким неисправным прибором находятся металлические предметы, имеющие так называемое естественное заземление – стояки отопления, водопроводные или газовые трубы, открытые элементы армирования строительных конструкций и т.п . При малейшем касании к ним цепь может замкнуться, и смертельно опасный ток пройдет через тело человека в сторону меньшего потенциала. Не менее опасны подобные ситуации и в том случае, если человек стоит босой или в мокрой обуви на влажном полу или земле – тоже есть все предпосылки к замыканию цепи переменного тока от корпуса прибора.

Одно из выраженных свойств электрического тока в том, что он обязательно выберет проводник с минимальным сопротивлением. Значит, необходимо заранее создать линию с минимальным сопротивлением и нулевым потенциалом, по которой в случае пробоя на корпус напряжение будет безопасно отводиться.

Сопротивление человеческого тела – величина непостоянная, зависящая и от индивидуальных особенностей, и даже от временного состояния человека. В электротехнической практике эту величину обычно принимают за 1000 Ом (1 кОм ). Стало быть, сопротивление заземляющего контура должно быть многократно ниже. Существует сложная система расчетов , но обычно оперируют величинами в 30 Ом для бытовой электросети частного дома и 10 Ом в том случае, если заземление используется еще и в качестве защиты от молнии.

Могут возразить, что все проблемы вполне решаемы установкой специальных защитных устройств (УЗО). Но для корректной работы заземление также является необходимостью. При появлении даже малейшей утечки тока цепь практически мгновенно замкнется и устройство сработает, отключив опасный участок домашней электросети.

Некоторые хозяева пребывают в предубеждении, что для заземления достаточно использовать трубы водопровода или отопления. Это – чрезвычайно опасно и абсолютно ненадежно . Во-первых , гарантировать эффективный отвод напряжения невозможно – трубы могут быть сильно окислены и не иметь достаточно хорошего контакта с землей , а кроме того , на них нередко бывают пластиковые участки. Не исключается и поражение током при при косновении к ним в случае пробоя электропитания на корпус, причем такой опасности могут быть подвержены в том числе и соседи.

Большинство современных электроприборов сразу оснащаются кабелем питания с трехконтактной вилкой. Соответствующие розетки должны устанавливаться и при проведении работ по монтажу проводки в доме. (Некоторые электроприборы старых моделей имеют вместо этого контактную клемму на корпусе для подключения заземления).

Есть строго определённая цветовая «распиновка » проводов : синий провод однозначно является «нулевым», фаза может иметь различную расцветку, от белой до черной , а заземляющий – всегда желто-зеленый .

И вот, зная это, некоторые «мудрые» хозяева, желая сэкономить на обновлении проводки и организации полноценного заземления, просто делают в розетках перемычки между нулевым контактом и заземляющим. Однако, этим они не решают проблемы, а, скорее, усугубляют ее . При определенных условиях, например, при перегорании или плохом контакте рабочего нуля в каком-то участке цепи, или при случайной перефазовке , на корпусе приборов появится фазный потенциал, причем это может случиться в самом неожиданном месте дома. Опасность поражения током возрастает в такой ситуации многократно.

Заземление — это надежная защита от многих неприятностей

Вывод из всего сказанного – заземление является обязательным конструктивным элементом домашней электрической сети. Оно выполняет сразу функций:

Эффективный отвод утечки напряжения с токопроводящих деталей, прикосновение к которым может вызвать поражение током.
Выравнивание потенциалов в сех объектов в доме, например, заземленных приборов и труб отопления, водопровода, подачи газа.
Обеспечение корректной работы всех установленных систем и устройств безопасности – плавких предохранителей, .
Немаловажное значение имеет заземление и в предотвращении накопления на корпусах бытовых приборах статического заряда.
Особую важность приобретает оно для современной электроники, особенно – вычислительной техники. Например, работа импульсных блоков питания компьютеров очень часто сопровождается наведением напряжения на корпуса системных блоков. Любой разряд может привести к выходу из строя электронных элементов, сбоям в работе, потере информации.

Теперь, когда важность системы заземления разъяснена, можно перейти к вопросу, как ее сделать условиях частного дома самостоятельно.

Цены на защитную автоматику

Защитная автоматика

Какими бывают системы заземления в частных домах

Итак, грамотно исполненная система заземления должна обеспечивать надежный контакт с нулевым потенциалом земли и с минимально возможным сопротивлением созданного контура. Однако, гру нт — гр унт у рознь – разные его типы серьезно отличаются друг от друга удельным сопротивлением:

Тип грунта	удельное сопротивление грунта (Ом × м)
Песок (при уровне грунтовых вод ниже 5 м)	1000
Песок (при уровне грунтовых вод выше 5 м)	500
Плодородная почва (чернозем)	200
Влажная супесь	150
Полутвердый или лесовидный суглинок	100
Меловой слой или полутвердая глина	60
Графитовыен сланцы, глинистый мергель	50
Суглинок пластичный	30
Пластичная глина или торф	20
Подземные водоносные слои	от 5 до 50

Очевидно, что те слои, которые обладают наименьшим удельным сопротивлением, располагаются, как правило, на значительной глубине. Но и при заглублении электрода получаемых результатов может быть недостаточно. Проблема эта решается несколькими способами – от увеличения глубины установки штыревых электродов, до увеличения их числа, расстояния между ними или общей площади контакта с грунтом. На практике чаще всего применяются несколько основных схем:

Схема «а» — установка заглубленного металлического замкнутого контура по периметру дома. Как вариант – неглубоко забитые штыри, соединённые по кольцу шиной.

В дачном строительстве применяется она нечасто из-за большого объема земляных работ или в связи с особенностями расположения построек на участке.

Схема «б», пожалуй, самая популярная у владельцев загородного жилья. Три или больше умеренно заглубленных штыревых электрода, связанных одной шиной – такую конструкцию несложно выполнить самостоятельно даже на ограниченном пространстве.
На схеме «в» показано заземление с одним электродом, установленным на большую глубину. Иногда подобную систему устраивают даже в подвале здания. Схема удобная, но не всегда исполнимая – ее практически невозможно реализовать на каменистых грунтах. Кроме того, для такой системы заземления нужно использовать специальные электроды – речь о ней пойдет чуть ниже.
Схема «г» — достаточно удобная, но лишь в том случае, если она была продумана еще на стадии проектирования дома, а выполнена во время заливки фундамента. Воплощать ее в жизнь на готовом здании будет крайне нерентабельно.

Итак, проще всего реализовать с минимальными затратами схемы «б» или, по возможности , «в».

Заземление с использованием самодельных металлических деталей

Чтобы сделать систему заземления такого типа , потребуются металлические профили, сварочный аппарат, инструменты для земляных работ, кувалда. В ряде случаев, при сложных плотных грунтах, может понадобится ручной бур.

Схематично эта система выглядит подобным образом:

Место расположения заглубленных электродов выбирается с тем расчетом , чтобы было максимально удобно подвести заземляющую шину к распределительному щитку. Оптимальное расстояние от дома – 3— 6 метров. Допустимые пределы – не ближе одного метра и не далее десяти.

Размеры, указанные на схеме, отнюдь не являются какой-то догмой. Так, сторона треугольника может быть и до трех метров в длину, а глубина забивки штыря может быть несколько меньшей — 2,0 ÷ 2,5 м . Количество электродов тоже может меняться – если грунт пл отный и на большую глубину забить штыри не удается , можно увеличить их количество.

Здравый совет – заранее обратиться в местную службу энергоснабжения за получением рекомендаций по выполнению заземляющего контура. У этих специалистов наверняка есть продуманные и опробованные в данном регионе схемы. Кроме того, они смогут помочь просчитать размеры и исходя из планируемой нагрузки домашней электросети – это тоже имеет значение.

Что может послужить электродами? Для этих целей чаще всего используют стальной уголок с полкой 50 × 50 мм и толщиной не менее 4 ÷ 5 мм. Могут применяться трубы, лучше – оцинкованные с толщиной стенок не менее 3,5 мм. Можно взять стальную полосу с площадью поперечного сечения порядка 48 мм² (12 × 4), но ее сложнее вбить вертикально в грунт. Если решено использовать стальной прут, то то же лучше брать оцинкованный, диаметром не менее 10 мм.

Чтобы связать штыри в один контур, используют полосу 40 × 4 мм или катанку 12 – 14 мм. Этот же материал подойдёт для прокладки шины заземления к точке ввода ее внутрь дома.

Итак, первоначально на выбранном месте делается разметка.

Затем целесообразно отрыть небольшой котлован намеченной формы на глубину до 1 метра. Минимальная глубина – 0,5 м . Одновременно роется траншея на ту же глубину – по ней от контура к цоколю дома пойдет шина заземления.

Задачу можно несколько упростить, выкапывая не сплошной котлован, а лишь траншеи по периметру создаваемого контура. Главное, чтобы их ширина позволяла свободно проводить забивку электродов и сварочные работы.

Готовятся электроды нужной длины. Край, которыми они будут вбиваться в землю, необходимо заострить шлифмашинкой , обрезав его под углом. Металл должен быть чистым, неокрашенным.

В намеченных местах электроды вбиваются в землю с помощью кувалды или электромолота . Их заглубляют так, чтобы в котловане (траншее) они выступали над уровнем поверхности примерно на 200 мм.

После того, как все электроды забиты, из связывают общей шиной (горизонтальным заземлителем) из металлической полосы 40 × 4 мм. Здесь применима только сварка, хотя можно встретить рекомендации обойтись болтовым соединением. Нет, чтобы обеспечить надежное и долговечное заземление эту обвязку обязательно приваривают – резьбовой контакт, размещенный под землей , быстро окислится, сопротивление контура резко возрастет .

Теперь можно проложить шину из той же полосы к фундаменту дома. Шина приваривается в одному из забитых электродов и укладывается в траншею затем она заходит на цоколь здания.
Шина крепится к цоколю. На рисунке не показано, но целесообразно перед точкой крепления предусмотреть небольшой изгиб, так называемый «компенсационный горб» , чтобы компенсировать линейные расширения металла при перепадах температур. На конце полосы приваривается болт с резьбой М10. К нему будет крепиться медная клемма с проводом заземления, который уйдет на распределительный щиток.

Для прохождения провода через стену или через цоколь сверлится отверстие и в него вставляется пластиковая гильза. Провод используется медный, сечением 16 или 25 мм² (этот параметр лучше заранее уточнить у специалистов). Гайку и шайбы для соединения тоже лучше использовать медные.

Иногда поступают и иначе – к шине приваривают длинную стальную шпильку, так чтобы она проходила насквозь через стенку дома, также через гильзу. В этом случае клеммная часть окажется в помещении и меньше будет подвержена окислению под действием повышенной влажности воздуха.

Бронзовая распределительная пластина для проводов заземления

Заземляющий провод заводится к электрическому распределительному щитку. Для дальнейшей «раздачи» лучше всего применять специальную пластину из электротехнической бронзы – к ней будут крепится все провода заземления, уходящие к точкам потребления.

Не следует торопиться сразу же засыпать смонтированный контур грунтом.

— Рекомендуется, во-первых, запечатлеть его на фотографии с привязкой к окружающим стационарным наземным объектам – это может потребоваться для внесения изменений в проектную документацию, а также для проведения контрольно-проверочных мероприятий в будущем.

— Во-вторых, необходимо проверить сопротивление получившегося контура. Для этих целей лучше пригласить специалистов энергоснабжающей организации, тем более что их вызов, так или иначе, будет необходим для получения разрешительных документов.

Если результаты проверки показывают, что сопротивление велико, необходимо будет добавить еще один или даже несколько вертикальных электродов. Иногда перед проверкой идут и на хитрости, обильно поливая места около заколоченных в грунт уголков насыщенным раствором обычной поваренной соли. Это безусловно, улучшит показатели, однако, не стоит забывать и о том, что соль активизирует коррозию металла.

Кстати, если забить уголки не получается, то прибегают к бурению скважин на нужную глубину. После установки электродов их с максимально возможной плотностью заполняют глиняным грунтом, в который также перемешивают с солью.

После того как работоспособность контура заземления проверена, необходимо обработать сварные швы антикоррозийным составом. Это же можно проделать и с шиной, идущей к зданию. Затем, после высыхания мастики, котлован и траншеи засыпаются грунтом. Он должен быть однородным, не замусоренным и без щебеночных включений. Затем место засыпки тщательно утрамбовывается.

Видео: монтаж заземляющего контура с применением металлического уголка

Использование готовых заводских комплектов

Весьма удобны для организации заземления на даче готовые комплекты заводского изготовления. Они представляют собой набор штырей с соединительными муфтами, позволяющими наращивать глубину погружения в грунт по мере забивки.

Эта система заземления предусматривает монтаж одного штыревого электрода, но на большую глубину, от 6и даже до 15 метров.

В комплект обычно входят:

Штыри стальные длиной 1500 мм с оцинкованной или омеднённой поверхностью, или же сделанные из нержавеющей стали. Диаметр шт ырей может в разных комплектах отличаться – от 14 до 18 мм.

Для их соединения они оснащаются резьбовыми муфтами, а для удобства проходки через грунт в комплект вх одит стальной наконечник.

В некоторых комплектах муфты являются не резьбовыми, а запрессовочными . В этом случае один конец заземляющего штыря суженс помощью ковки и имеет ребристую поверхность. При ударном воздействии происходит прочное соединение и достигается надежный электрический контакт между стержнями.

Для передачи ударного воздействия предусматривается специальная насадка (нагель) из высокопрочной стали, которая не будет деформироваться от воздействия молота.

Нагель — насадка, которая будет передавать ударное усилие от молота

В некоторых комплектах предусмотрено наличие специального переходника, который позволяет использовать в качестве забивного инструмента мощный перфоратор.

Для установки такой системы заземления также целесообразно вырыть небольшой котлован глубиной до метра и такой же в диаметре, хотя некоторые предпочитают даже наружное размещение.

Штыри последовательно вбиваются с наращиванием на нужную глубину.

Затем на оставленный на поверхности участок (порядка 200 мм) надевается латунный контактный зажим.

В него вставляется или токопроводящая шина из металлической полосы, или же сразу кабель заземления сечением 25 кв. мм. Для соединения со стальной полосой предусмотрена специальная прокладка, которая не даёт возможности для электрохимического контакта между мелью стержня и сталью (цинком). В дальнейшем шина или кабель заводятся в дом и подключаются к распределительному щитку точно так же, как это было описано выше.

Видео: забивка штыревых электродов вручную

Цены на комплектующие для молниезащиты и заземления

Комплектующие для молниезащиты и заземления

Какой тип покрытия стержней выбрать – оцинкованный или омедненный?

С точки зрения экономичности, оцинковка с тонким слоем (от 5 до 30 мкм) выгоднее. Эти штыри не боятся механических повреждений при монтаже, даже оставленные глубокие царапины не влияют на степень защищенности железа. Тем не менее , цинк является довольно активным металлом, и, защищая железо, окисляется сам. Со временем, когда весь слой цинка прореагировал, железо остается без защиты и быстро «съедается» коррозией. Срок службы подобных элементов обычно не превышает 15 лет. А делать цинковое покрытие более толстым – это стоит немалых денег.

Медь же, наоборот, не вступая в реакции, защищает закрываемое ею железо, которое более активно с точки зрения химии. Такие электроды могут без ущерба эффективности служить очень долго, например, производитель гарантирует их сохранность в суглинистой почве вплоть до 100 лет. Но при монтаже следует проявлять осторожность – в местах повреждения слоя омеднения наверняка возникнет участок коррозии. Чтобы снизить вероятность этого, слой омеднения делают достаточно толстым, до 200 мкм, поэтому такие штыри значительно дороже обычных оцинкованных.

Каковы общие достоинства такого комплекта системы заземления с одним глубоко размещённым электродом:

Монтаж не представляет особой сложности. Не требуется объемных земляных работ, не нужен сварочный аппарат – все производится обычным инструментом, который есть в каждом доме.
Система очень компактна, ее можно разместить на крошечном «пятачке» или даже в подвале дома.
Если используется омедненные электроды, то срок службы такого заземления будет исчисляться несколькими десятками лет.
Благодаря хорошему контакту с грунтом достигается минимальное электрическое сопротивление. Кроме того, на эффективность системы практически не влияют сезонные условия. На уровень промерзания грунта приходится не более 10% длины электрода, и зимние температуры никак не могут отрицательно сказаться на проводимости.

Есть, конечно, и свои недостатки:

Такой тип заземления не может быть реализован на каменистых грунтах – скорее всего, забить электроды на требуемую глубину не удастся.
Возможно, кого-то отпугнет и цена комплекта. Однако это – вопро с с порный, так как качественный металлический прокат для обычной схемы заземления тоже стоит недешево . Если еще присовокупить длительность эксплуатации, простоту и быстроту монтажа, отсутствие необходимости в специализированном инструменте, то, вполне возможно, такой подход к решению проблемы заземления может показаться даже более перспективным с точки зрения экономичности.

Видео: как сделать заземление не даче с помощью модульной штыревой системы

Основным элементом обеспечения безопасности электроустановок является защитное заземление. Сопутствующие системы: автоматические защитные выключатели, предохранители, молниезащита - не могут функционировать при его отсутствии, и становятся бесполезными.

Что такое заземление

Это комплекс, состоящий из металлических конструкций и проводников, который обеспечивает электрический контакт корпуса электроустановки с физической землей, то есть с грунтом. Система начинается с заземлителя: металлического электрода, заземленного в грунт. Эти элементы не могут быть одиночными, для надежности они объединяются в заземляющий контур.

Как это работает

Внешний контур заземления (который находится непосредственно в грунте), соединяется с помощью надежного проводника с внутренним контуром в помещении, или с щитком заземления. Далее, с помощью внутренней сети защитных проводников, производится подключение к корпусам электроустановок, и контактам заземления на коммутационных устройствах (распределительные щитки, коробки, розетки и прочее).

Устройства, генерирующие электроэнергию, также имеют систему заземления, с которой соединяется нулевая шина. При возникновении аварийной ситуации (фаза соединилась с корпусом электроустановки), возникает электрическая цепь между фазным проводником и нулевой шиной по линии заземления. Сила тока в аварийной цепи спонтанно возрастает, срабатывает устройство защитного отключения (автоматический выключатель) или перегорает предохранительная вставка.

Результат работы исправной системы:

не происходит возгорание силового кабеля (опасность пожара);
предотвращается возможность поражения электротоком при касании аварийного корпуса электроустановки.

Сопротивление тела человека в десятки раз выше, чем сопротивление заземления. Поэтому сила тока (при наличии фазы на корпусе электроустановки) не достигнет опасной для жизни величины.

Из чего состоит заземление

Внешний контур заземления. Располагается за пределами помещений, непосредственно в грунте. Представляет собой пространственную конструкцию из электродов (заземлителей), соединенных между собой неразделимым проводником.
Внутренний контур заземления. Токопроводящая шина, размещенная внутри здания. Охватывает периметр каждого помещения. К этому устройству подсоединяются все электроустановки. Вместо внутреннего контура может быть установлен щиток заземления.
Заземляющие проводники. Соединительные линии, предназначенные для подключения электроустановок непосредственно к заземлителю, или внутреннему контуру заземления.

Рассмотри эти компоненты подробнее.

Внешний, или наружный контур

Монтаж контура заземления зависит от внешних условий. Прежде чем начать расчет, и выполнить проектный чертеж, необходимо знать параметры грунта, в котором будут установлены заземлители. Если вы сами строили дом, эти характеристики известны. В противном случае лучше вызвать геодезистов, для получения заключения по грунту.

Какие бывают грунты, и как они влияют на качество заземления? Примерное удельное сопротивление каждого типа грунта. Чем оно ниже, тем лучше проводимость.

Глина пластичная, торф = 20–30 Ωм·м
Суглинок пластичный, зольные грунты, пепел, классическая садовая земля = 30–40 Ом·м
Чернозем, глинистые сланцы, полутвердая глина = 50–60 Ом·м

Это лучшая среда для того, чтобы установить наружный контур заземления. Сопротивление растекания тока будет достаточно низким даже при малом содержании влаги. А в этих грунтах естественная влажность обычно выше среднего.

Полутвердый суглинок, смесь глины и песка, влажная супесь - 100–150 Ом·м

Сопротивление немного выше, но при нормальной влажности параметры заземления не выйдут за нормативы. Если в регионе установки установится продолжительная сухая погода, необходимо принимать меры к принудительному увлажнению мест установки заземлителей.

Глинистый гравий, супесок, влажный (постоянно) песок = 300–500 Ом·м

Гравий, скала, сухой песок – даже при высокой общей влажности, заземление в такой почве будет неэффективным. Для соблюдения нормативов, придется устанавливать глубинные заземлители.

Важно! Неверный расчет контура заземления, игнорирование параметров, часто приводят к печальным результатам: поражение электротоком, выход из строя оборудования, возгорание кабеля.

Многие владельцы объектов, экономя «на спичках», просто не понимают, для чего нужен контур заземления. Его задача при соединении фазы с землей обеспечить максимальную величину тока короткого замыкания. Только в этом случае быстро сработают устройства защитного отключения. Этого невозможно достичь, если сопротивление растекания тока будет высоким.

Определившись с грунтом, вы сможете выбрать тип, и самое главное - размер заземлителей. Предварительный расчет параметров можно выполнить по формуле:

Расчет приведен для вертикально установленных заземлителей.

Расшифровка величин формулы:

R0 - полученное после вычисления сопротивление одного заземлителя (электрода) в омах.
Рэкв - удельное сопротивление грунта, см. информацию выше.
L - общая длина каждого электрода в контуре.
d - диаметр электрода (если сечение круглое).
Т - вычисленное расстояние от центра электрода до поверхности земли.

Задавая известные данные, а также меняя соотношение величин, вы должны добиться значения для одного электрода порядка 30 Ом.

Если установка вертикальных заземлителей невозможна (по причине качества грунта), можно рассчитать величину сопротивления горизонтальных заземлителей.

Важно! Монтаж горизонтального контура более трудоемок и связан с повышенным расходом материала. К тому же, такое заземление сильно зависит от сезонной погоды.

Поэтому лучше потратить больше времени на забивание вертикальных стержней, чем следить за барометром и влажностью воздуха.

И все же приводим формулу расчета горизонтальных заземлителей.

Соответственно, расшифровка дополнительных величин:

Rв - полученное после вычисления сопротивление одного заземлителя (электрода) в омах.
b - ширина электрода - заземлителя.
ψ - коэффициент, зависящий от погодного сезона. Данные можно взять в таблице:

ɳГ - так называемый коэффициент спроса горизонтально расположенных электродов. Не вдаваясь в подробности, получаем цифры из таблицы на иллюстрации:

Предварительный расчет сопротивления необходим не только для правильного планирования закупок материала: хотя будет обидно, если вам не хватит для завершения работ, пары метров электрода, а до магазина несколько десятков километров. Более-менее аккуратно оформленный план, расчеты и чертежи, пригодятся для решения бюрократических вопросов: при подписании документов о приемке объекта, или составлении ТУ с компанией энергосбыта.

Разумеется, никакой инженер не подпишет бумаги только на основании пусть и красиво исполненных чертежей. Будут произведены замеры сопротивления растекания.

Технология проведения работ

Выбираем место размещения заземлителей. Разумеется, недалеко от дома (объекта), чтобы не пришлось прокладывать длинный проводник, который придется механически защищать. Желательно, чтобы вся площадь контура находилась на территории, которую вы контролируете (являетесь собственником). Чтобы в один прекрасный момент, ваша защитная «земля» не была выкопана пьяным экскаваторщиком. Так что забивать штыри за забором не будем.

Подойдет огород (за исключением картофельной грядки), палисадник, клумба возле дома. Возделываемые участки предпочтительнее, они регулярно поливаются. А дополнительная влага в земле пойдет на пользу заземлению. Если ваш грунт обладает низким удельным сопротивлением - можно установить заземление на площадке, которая затем будет покрыта асфальтом или плиткой. Под искусственным покрытием земля не пересушивается. Да и риск повредить контур заземления минимален.

Разумеется, необходимо учитывать дальнейшие планы. Если в месте установки контура через год появится гараж со смотровой ямой - лучше сразу выбрать место поспокойнее.

В зависимости от формы площадки, выбираем порядок расположения электродов: в линию, или треугольником.

Важно! Вне зависимости от расположения, вертикальных заземлителей должно быть не менее трех.

Если выбран треугольник - размечаем площадку соответствующей формы со сторонами 2.5–3 метра. Копаем траншею в форме равностороннего треугольника на глубину 70–100 см, шириной 50–70 см. Мы знаем, что все заземлители соединяются между собой. Проводник должен быть углублен на расстояние не менее 50 см, с учетом минимального уровня грунта (например, вскопка грядки). Если сверху будет уложено покрытие - его толщина в расчет не берется. Только чистый грунт.

Можно выбрать весь грунт, не только по периметру траншеи. Получится треугольная яма глубиной 0.7–1.0 м. Готовый контур можно будет засыпать грунтом с низким удельным сопротивлением. Например, золой или пеплом. Соли проникнут в землю, и будут способствовать снижению общего сопротивления растекания тока.

После чего, по углам ямы (траншеи) начинаем забивать электроды.

Параметры заземлителей (рассматриваем вертикальное расположение)

Сталь без гальванического покрытия:

Круг - диаметр 16 мм.

Труба - диаметр 32 мм.

Прямоугольник или уголок - площадь поперечного сечения 100 мм².

Сталь оцинкованная

Круг - диаметр 12 мм.

Труба - диаметр 25 мм.

Прямоугольник или уголок - площадь поперечного сечения 75 мм².

Круг - диаметр 12 мм.

Труба - диаметр 20 мм.

Прямоугольник или уголок - площадь поперечного сечения 50 мм².

Грунт должен плотно облегать металлическую поверхность заземлителя. Красить электроды запрещено!

А как быть, если по расчетам длина каждого из трех электродов превышает 1.5–2 метра? Есть небольшие секреты.

Соединяем электроды проводником. Если арматура стальная - лучше всего подойдет сварка. Медные стержни соединяются болтовой стяжкой, проводник должен иметь сечение не менее 30% от сечения электродов.

После сборки контура, проводим замеры сопротивления растекания тока. Требования к контуру заземления для индивидуального жилья - 10 Ом. Измерение лучше доверить сертифицированным специалистам, у которых имеется соответствующее оборудование. Тем более, что при получении ТУ от энергетиков, вам все равно придется представить систему заземления для измерений. Если сопротивление выше нормы - добавляем электроды и привариваем их к контуру. Пока не получим норму.

Контур заземления внутри объекта

Как правило, это стальная шина, проложенная открытым способом по внутренней поверхности стен, вблизи пола.

В индивидуальных жилых домах монтаж внутреннего контура заземления не проводится. По причине невысокого класса опасности помещения, и небольшого количества электроустановок. Вместо внутреннего контура устанавливается заземляющий щиток, или главная заземляющая шина (ГХШ).

Щиток соединяется либо с внутренним контуром (как на иллюстрации), либо с помощью проводника с внешним контуром заземления. Непосредственно от щитка выполняется разводка проводников защитного заземления по электроустановкам. Часто вместо щитка заземления, может применяться контактная колодка «PE», непосредственно во входном щите квартиры.

Итог

Мы подробно рассмотрели, что такое контур заземления, для чего он нужен, и каким он должен быть согласно ПУЭ. Самостоятельная установка не снижает ответственности: от выполнения требований безопасности зависит ваша жизнь, и жизнь домочадцев.

Видео по теме

Содержание:

Многие люди живут и проводят время на дачах и в частных загородных домах. Они стараются создать для себя максимальный уют и комфорт, окружить всеми современными удобствами. Подавляющее большинство таких объектов полностью электрифицировано, поэтому часто возникает вопрос, как сделать заземление в частном доме своими руками.

Схема заземления в частном доме своими руками 220 и 380в

В каждом частном доме заземление устраивается в зависимости от того, какое напряжение подключено к нему - 220 или 380 вольт. Обе схемы заземления практически не различаются между собой. В обоих вариантах устройство контура заземления будет абсолютно одинаковым. Существующие отличия касаются способа подключения, в зависимости от типа электрической сети.

При подключении к однофазной сети, напряжением 220 вольт используются три провода - фазный, нулевой и заземление. В розетках также имеется три соответствующих контакта. Если подключается трехфазное напряжение на 380 вольт, применяется уже пять проводов, из которых три являются фазными, а два остальных выполняют функции нуля и заземления. В розетках также предусмотрено пять контактов.

Категорически запрещается применять нулевой провод вместо заземляющего проводника, независимо от напряжения в электрической сети. В этом случае вполне возможен выход из строя дорогостоящей бытовой техники и оборудования. Кроме того, создается реальная угроза для здоровья и жизни людей, находящихся в доме.

При устройстве заземления в частном доме следует учитывать разницу в сопротивлении. Если монтаж выполняется по всем правилам, то сопротивление заземления с напряжением 220 вольт составит около 30 Ом. При напряжении 380 вольт этот показатель будет равен 10 Ом. Большую роль играет удельное сопротивление грунта, в котором прокладывается контур заземления. Например, скальный грунт обладает очень низкими показателями.

Схемы заземления

В первую очередь нужно определиться с наиболее подходящим вариантом схемы заземления для частного дома. В зависимости от этого в дальнейшем будет монтироваться вся система.

Наиболее популярны следующие схемы заземления:

Замкнутая схема в форме треугольника. Ее основным преимуществом считается более надежное функционирование. В случае повреждения перемычки между штырями, работа системы будет продолжаться с любой целой стороны.
Линейная схема состоит из нескольких штырей, вкопанных на одной линии, соединенных последовательно между собой. Недостатком такой системы является ее полный выход из строя при повреждении перемычки, установленной в самом начале.

Для частных домов лучше всего подходит треугольник. По объему работ эта схема ничем не отличается от других систем, однако ее эффективность значительно выше. Исходя из конкретных условий, можно воспользоваться собственным вариантом и выполнить конфигурацию заземления в виде прямоугольника или других фигур.

Необходимые инструменты и материалы

Для изготовления искусственных заземлителей применяется стальной металлопрокат. Лучше всего для этих целей подходят круглые прутки, трубы разного сечения и уголки.

Категорически запрещается использовать в качестве заземляющих проводников и заземлителей профильную арматуру. Это связано с каленым наружным слоем, имеющимся во всех изделиях этого типа. В результате, нарушается распределение тока по сечению, а процесс окисления происходит намного быстрее.

С целью защиты металла от коррозии, практикуется использование оцинкованных электродов. В некоторых случаях функции заземлителя может выполнять электропроводный бетон.

Существуют наборы заводского изготовления, состоящие из цельнотянутых штырей, покрытых медью. Их длина составляет 1,5 метра, а на конце имеется резьба. Для соединения штырей между собой предусмотрены специальные латунные резьбовые муфты. Погружение в землю электродов осуществляется ручными ударными инструментами повышенной мощности с помощью переходника и направляющей головки. Электроды соединяются с заземляющим проводником зажимами, изготовленными из нержавеющей, стали. Защита соединений от коррозии на стыках выполняется путем покрытия специальной пастой.

Нельзя производить окраску заземлителей или наносить на них другие покрытия, способствующие снижению проводимости. Однако под действием коррозии толщина стальных деталей постепенно снижается. Этот фактор должен обязательно учитываться, поэтому сечение электрода подбирается с определенным запасом. Таким образом, обеспечивается достаточно продолжительная эксплуатация контура.

В нормативных документах определяется минимально допустимое сечение заземлителей, которое должно учитываться при выборе материалов. Так, для прута, оцинкованного этот параметр составляет 6 мм2, для прута из обычного черного металла - 10 мм2, а для прямоугольного проката - 48 мм2. Стенки труб или полки стальных прокатов выбираются с минимальной толщиной 4 мм.

Большое значение имеет правильный выбор материала, используемого для соединения электродов. В большинстве случаев применяется полоса, однако в определенных условиях допускается использование трубы, уголка или проволоки. С помощью этих материалов заземление может быть подведено прямо к электрическому щиту. Сечение заземляющего проводника, находящегося внутри здания, должно совпадать с сечением фазного провода, применяемого в разводке.

Все заземляющие проводники подключаются к единой шине заземления, используемой для коммутации. Сама шина изготавливается из специальной электротехнической бронзы. Она является одним из элементов распределительного щита и закрепляется непосредственно на его стенке. Для выполнения работ может потребоваться кувалда и стремянка. Соединение деталей из проката черного металла осуществляется с помощью сварки.

Монтаж системы заземления

В частных домах практикуется использование в виде треугольника с равными сторонами. Для того что бы сделать контур заземления в частном доме своими руками разметку для будущей конструкции выполняют точно такой же конфигурации. Расстояние заземления от фундамента здания не должно превышать 1 метр.

После выполнения разметки, по всему периметру треугольника отрывается траншея на глубину от 0,8 до 1 метра. Ее ширина составляет от 50 до 70 см, что обеспечивает удобство проведения сварочных и других работ. Сама траншея необходима для прокладки горизонтальных соединяющих заземлителей.

В каждой вершине треугольника забиваются вертикальные заземлители из уголка длиной 2-3 метра. Они заглубляются почти полностью ударами кувалды. Чтобы уголки лучше входили в землю, их концы заостряются. Облегчить работу поможет устройство небольших колодцев напротив каждой вершины треугольника, глубиной около 1,5 м. В этом случае уголки забиваются в землю на меньшее расстояние.

После выполнения всех подготовительных работ, можно начинать непосредственный монтаж контура заземления:

В самом начале работ уголки забиваются в землю с таким расчетом, чтобы их верхний край выступал над поверхностью дна траншеи примерно на 20-25 см.
По окончании установки вертикальных заземлителей, выполняется горизонтальная обвязка с целью создания замкнутого контура. Все соединения выполняются с помощью сварки - стальная полоса приваривается к концам уголков. Не допускается использование болтовых соединений, поскольку через некоторое время происходит окисление этих мест. В результате, контакт теряется, и заземляющий контур начинает работать неэффективно.
После полной сборки контура заземления, он должен быть соединен с электрическим щитом. Это делается с помощью заземляющего проводника, для которого используется стальная проволока сечением 8-10 мм. Она приваривается к контуру и далее прокладывается в траншее к месту соединения со щитом. В этом месте также приваривается болт, диаметром 6 или 8 мм, к которому и будет крепиться заземляющий провод.
Если стальная проволока отсутствует, то заземляющим проводником вполне может стать стальная полоса, такая же как в горизонтальном заземлителе. Полоса будет даже более эффективной, поскольку обладает большей площадью соприкосновения с землей. Однако с ней тяжелее работать, особенно при прокладке на сгибах траншеи.
По окончании всех сварочных работ места сварки обрабатываются специальными антикоррозийными составами. Для этих целей нельзя использовать краску, поскольку она полностью нарушает связь металла с землей и система заземления просто не будет работать.

После проверки всех соединений, выкопанная траншея засыпается землей. Далее, заземление необходимо подключить к оборудованию, установленному в доме. В многих частных домах используется система заземления TN-C, где заземляется . После установки собственного заземляющего контура такая схема уже не будет работать и потребует переделки на систему TN-C-S или ТТ.

Система подключения заземления TN-C-S

В схеме TN-C отсутствует отдельный заземляющий проводник, поэтому ее требуется переделать в схему TN-C-S. Для этого необходимо разделить в электрощите совмещенный провод PEN, являющийся одновременно нулевым рабочим и защитным проводником. После разделения должно получиться два отдельных провода: N - рабочий и РЕ - защитный.

Поскольку к дому подводятся только два питающих провода, то для получения трехжильной внутренней проводки необходимо воспользоваться специальной шиной заземления РЕ, связанной со щитом через металлическую поверхность. К ней подключается провод PEN, подведенный со стороны наружной сети.

Затем шина РЕ соединяется перемычкой с такой же шиной, подключенной к нулевому рабочему проводнику N. Нулевая шина в обязательном порядке изолируется от щита. После этого сам щит подключается к заземляющему контуру. С этой целью используется многожильный медный провод, один конец которого соединяется со щитом, а другой крепится к заземляющему проводнику при помощи болта, приваренного на конце.

Подключение заземления по схеме ТТ

Данная система не требует разделений проводника PEN. Схема предусматривает подключение фазного проводника к шине, изолированной от электрощита. Далее он будет выполнять функцию нулевого провода. После этого корпус щита подключается к заземляющему контуру.

Таким образом, заземление в частном доме своими руками по схеме ТТ, не предусматривает какого-либо электрического соединения контура с проводником PEN. Данное подключение обладает заметными преимуществами по сравнению со схемой TN-C-S. При отгорании PEN провода, нулевой потенциал на корпусах приборов будет сохраняться. Поэтому схема ТТ считается более надежной и безопасной. Серьезным недостатком считается ее высокая стоимость, поскольку в схеме обязательно присутствие защитных устройств.

Как самому сделать заземление своего дома

Эксплуатация современной бытовой и компьютерной техники без заземления чревата ее выходом из строя. На значительной части нашей страны, особенно в сельской местности, системы электропередач старого образца. В них наличие защитного заземления не предусмотрено или они находятся в таком состоянии, что просто не удовлетворяют требованиям электробезопасности. Потому приходится владельцам делать самим заземление частного дома или дачи.

Что оно дает

Защитное заземление необходимо для обеспечения электробезопасности в доме. Правильно выполненное, появлении тока утечки оно ведет к немедленному срабатыванию УЗО (повреждение электроизоляции или при прикосновение к токоведущим частям). Это — главная и основная задача этой системы.

Вторая функция заземления — обеспечение нормальной работы электрооборудования. Для некоторых электроприборов наличия защитного провода в розетке (если он есть) недостаточно. Необходимо подключение к заземляющей шине напрямую. Для этого обычно есть специальные зажимы на корпусе. Если говорить о бытовой технике, то это микроволновая печь, духовка и стиральная машина.

Основная задача заземления — обеспечить электробезопасность частого дома

Мало кто знает, но микроволновка без прямого подключения к «земле» во время работы может существенно фонить, прием уровень излучения может быть опасным для жизни. В некоторых моделях на задней стенке можно увидеть специальную клемму, хотя в инструкции обычно только одна фраза: «необходимо заземление» без уточнения как именно его желательно сделать.

При прикосновении мокрыми руками к корпусу стиральной машины часто ощущается пощипывание. Оно неопасно, но неприятно. Избавиться можно подключив «землю» напрямую на корпус. В случае с духовкой ситуация аналогична. Даже если она не «щиплет», прямое подключение более безопасно, так как проводка внутри установки работает в очень тяжелых условиях.

С компьютерами дело обстоит еще интереснее. Подключив напрямую «земляной» провод к корпусу, вы можете разы поднять скорость работы Интернета и свести к минимуму количество «зависаний». Вот так просто из-за наличия прямого соединения с заземляющей шиной.

Нужно ли заземление на даче или в деревянном доме

В дачных поселках делать заземление надо обязательно. Особенно, если дом построен из горючего материала — деревянный или каркасный. Дело в грозах. На дачах очень много элементов, притягивающих молнии. Это колодцы, скважины, трубопроводы, лежащие на поверхности или закопанные на минимальную глубину. Все эти объекты притягивают молнии.

Если громоотвода и заземления нет, попадание молнии почти равнозначно пожару. Пожарной части поблизости нет, так что огонь распространится очень быстро. Потому в паре с заземлением делайте еще и молниеотвод — хоть пару стержней метровой длины, прикрепленных к коньку и соединенных при помощи стальной проволоки с заземлением.

Системы заземления частного дома

Всего систем шесть, но в индивидуальной застройке применяется, в основном, только две: TN-S-C и TT. В последние годы рекомендована система TN-S-C. В этой схеме нейтраль на подстанции глухозаземлена, а оборудование имеет непосредственный контакт с землей. К потребителю земля (PE) и нейтраль/ноль (N) ведется одним проводником (PEN), а на входе в дом снова разделяется на два отдельных.

При такой системе достаточная степень защиты обеспечивается автоматами (УЗО не обязательны). Недостаток — при отгорании или повреждении провода PEN на участке между домом и подстанцией на земляной шине в доме появляется фазное напряжение, которое ничем не отключается. Потому ПУЭ предъявляет жесткие требования к такой линии: должна быть обязательная механическая защита провода PEN, а также периодическое резервное заземление на столбах через 200 м или 100 м.

Тем не менее, многие линии электропередачи в сельской местности этим условиям не удовлетворяют. В этом случае рекомендована к использованию система TT. Также эта схема должна использоваться в отдельно стоящих открытых хозяйственных пристройках с земляным полом. В них есть риск прикоснуться одновременно к заземлению и грунту, что может быть опасным при системе TN-S-C.

Разница в том, что «земляной» провод на щиток идет от индивидуального контура заземления, а не от трансформаторной подстанции, как в предыдущей схеме. Такая система устойчива к повреждениям защитного провода, но требует обязательной установки УЗО. Без них защиты от поражения электрическим током нет. Поэтому ПУЭ определяет ее только как резервную, если имеющаяся линия не удовлетворяет требованиям системы TN-S-C.

Устройство заземления частного дома

Некоторые старые линии электропередачи вообще не имеют защитного заземления. Все они должны меняться, но когда это произойдет — вопрос открытый. Если у вас именно такой случай, необходимо сделать отдельный контур. Варианта два — сделать заземление в частном доме или на даче самостоятельно, своими руками или доверить исполнение кампании. Услуги кампаний дороги, но имеется важный плюс: если в процессе эксплуатации возникнут проблемы, вызванные неправильным функционированием системы заземления, возмещает ущерб кампания, которая производила монтаж (должно быть прописано в договоре, внимательно читайте). В случае самостоятельного исполнения все на вас.

Состоит система заземления частного дома из:

заземлителей-штырей,
металлических полос, их объединяющих в одну систему;
линии от контура заземления до .

Из чего делать заземлители

В качестве штырей можно использовать металлический прут диаметром 16 мм и больше. Причем брать арматуру нельзя: поверхность у нее каленая, что меняет распределение тока. Также каленый слой в земле быстрее разрушается. Второй вариант — металлический уголок с полочками 50 мм. Эти материалы хороши тем, что в мягкий грунт их можно забить кувалдой. Чтобы это было легче делать, один конец заостряют, на второй приваривают площадку, по которой проще бить.

Иногда используют металлические трубы, один край которых сплющен (заварен) в конус. В нижней их части (около полуметра от края) сверлятся отверстия. При пересыхании грунтов распределение тока утечки значительно ухудшается, а в такие стержни можно заливать соляной раствор, восстанавливая работу заземления. Минус этого способа — приходится под каждый стержень копать/бурить скважины — забить их кувалдой на нужную глубину не получится.

Глубина забивания штырей

Штыри-заземлители должны уходить в грунт ниже глубины промерзания как минимум на 60-100 см. В регионах с засушливым летом желательно чтобы штыри находились хотя бы частично во влажном грунте. Потому используются в основном уголки или прут длиной 2-3 м. Такие размеры обеспечивают достаточную площадь соприкосновения с грунтом, создающую нормальные условия для рассеивания токов утечки.

Чего делать нельзя

Работа защитного заземления состоит в том, чтобы рассеивать по большой площади токи утечки. Происходит это за счет плотного контакта металлических заземлителей — штырей и полос — с грунтом. Поэтому элементы заземления никогда не красят. Это очень сильно снижает токопроводимость между металлом и землей, защита становится неэффективной. Предотвратить коррозию в местах сварки можно антикоррозионными составами но не краской.

Второй важный момент: заземление должно иметь маленькое сопротивление, а для этого очень важен хороший контакт. Он обеспечивается сваркой. Все соединения провариваются, причем качество шва должно быть высоким, без трещин, каверн и других дефектов. Еще раз обращаем внимание: заземление в частном доме нельзя делать на резьбовых соединениях. Со временем металл окисляется, разрушается, сопротивление многократно возрастает, защита ухудшается или вообще не работает.

Очень неразумно использовать в качестве заземлителя трубопроводы или других металлические конструкции, находящиеся в земле. Какое-то время такое заземление в частном доме работает. Но со временем стыки труб из-за электрохимической коррозии, активизированной токами утечки, окисляются и разрушаются, заземление оказывается нерабочим, как и трубопровод. Потому такие виды заземлителей лучше не использовать.

Как правильно сделать

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

Порядок действий

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

В вершинах треугольника забивают штыри (круглый пруток или уголок длиной по 3 м). Над дном котлована оставляют около 10 см. Обратите внимание, заземлитель на выводят на поверхность земли. Он находится ниже уровня грунта на 50-60 см.

К выступающим частям стержней/уголков приваривают металлосвязь — полосу 40*4 мм. Созданный заземлитель с домом соединяют металлической полосой (40*4 мм) или круглым проводником (сечением 10-16 мм 2). Полосу с созданным треугольником из металла тоже сваривают. Когда все готово, места сварки очищают от шлака, покрывают антикоррозионным составом (не краской).

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

На входе в дом к металлической полосе от заземлителя приваривают болт, к которому крепится медный проводник в изоляции (традиционно окраска заземляющих проводов — желтая с зеленой полосой) сечением жилы не менее 4 мм 2 .

Выход заземления у стены дома с приваренным на конце болтом

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

Почему нельзя делать отдельные заземления

Переделывать проводку во всем доме, конечно долго и дорого, но если вы хотите без проблем эксплуатировать современные электроприборы и бытовую технику, это необходимо. Отдельное заземление определенных розеток неэффективно и даже опасно. И вот почему. Наличие двух или более таких устройств рано или поздно приводит к выходу включенного в эти розетки оборудования. Все дело в том, что сопротивление контуров зависит от состояния почвы в каждом конкретном месте. В какой-то ситуации между двумя устройствами заземления возникает разница потенциалов, которая приводит к поломке оборудования или электротравме.

Модульная штырьевая система

Все описываемые ранее устройства — из забиваемых уголков, труб и стрежней — называют традиционными. Их недостаток — большой объем земельных работ и большая площадь, которая требуется при устройстве заземлителя. Все потому, что необходима определенная площадь контакта штырей с грунтом, достаточная для того чтобы обеспечить нормальное «растекание» тока. Сложность может вызвать и необходимость сварки — по другому соединять элементы заземления нельзя. Зато плюс этой системы — относительно небольшие затраты. Если делать традиционное заземление в частном доме своими руками, оно по-максимуму обойдется в 100$. Это если покупать весь металл и платить за сварку, а остальные работы проводить самостоятельно

Несколько лет назад появились модульные штыревые (штырьевые) системы. Это комплект штырей, которые забиваются на глубину до 40 м. То есть получается очень длинный заземлитель, который уходит на глубину. Фрагменты штыря соединяются друг с другом при помощи специальных хомутов, которые не только фиксируют их, но и обеспечивают качественное электрическое соединение.

Плюс модульного заземления — малая площадь и меньший объем работ, которые необходимы. Требуется небольшой приямок со сторонами 60*60 см и глубиной 70 см, траншея, соединяющая заземлитель с домом. Штыри длинные и тонкие, забивать их в подходящий грунт несложно. Вот тут и подошли к основному минусу: глубина большая, и если на пути встретиться, например, камень, придется начинать сначала. А вынуть стержни — это проблема. Они не сварены, а выдержит или нет хомут — вопрос.

Второй минус — высокая цена. Вместе с установкой обойдется вам такое заземление в 300-500$. Самостоятельная установка проблематична, так как забивать эти стержни кувалдой не получится. Нужен специальный пневматический инструмент, который научились заменять перфоратором с ударным режимом. Еще необходима проверка сопротивления после каждого забитого стержня. Но если вы не хотите связываться со сваркой и земельными работами, модульное штыревое заземление — неплохой вариант.

Согласно электротехническим нормативам прошедшего века сооружение защитного заземления в частных владениях считалось делом необязательным. Нагрузка была невелика, с задачами отвода электроутечек сносно справлялись стальные трубопроводы. Время идет. Сталь и чугун коммуникаций заменил пластик и композиты. Загородная собственность наполнилась многочисленной бытовой техникой. Вода и тепло поставляются с помощью мощных насосов, работают нагревательные приборы. Пора защищать себя лично и агрегаты от капризов полезного, но своенравного электротока. Сделаем заземление своими руками! Работа не сложная, у мастеровитого хозяина проблем с выполнением не возникнет.

Задача и устройство защитного заземления

Цель заземления заключается в отводе электротока, нашедшего в изоляции лазейку для выхода на поверхность. Поверхностью этой являются металлические корпуса и крепежные детали стиральных машин, компьютеров, СВЧ-печей, электронагревательного оборудования. Согласно функциональным обязанностям ток проводить они не должны, но свой металлический «бочок» утечкам и току замыкания всегда готовы подставить. Этот радушный прием нередко ощущают хозяева прохудившейся или излишне нагруженной техники в виде легких ударов, щипков и покалываний.

Пробои на корпус бытовых агрегатов редко вызывают серьезные опасения. Ну, шарахнуло слегка: типа взбодрило. Однако видимое отсутствие серьезных рисков не повод расслабляться. Вырвавшиеся наружу блуждающие токи способствуют , дискомфорту и необоснованному ощущению тревоги. Кроме того, незаземленное оборудование шумит, в нем возникают помехи, снижающие скорость и качество получения, обработки и передачи сигнала. Подобные передряги не выведут технику моментально из строя, но ощутимо помогут сократить ее рабочий ресурс.

Значит, заземляющий контур необходим:

для защиты хозяев от электромагнитного излучения, негативного настроения и недомоганий;
для устранения помех в электрической сети;
для сохранения рабочих характеристик оборудования.

Защитное заземление устранит перечисленные невзгоды посредством предоставления току наиболее привлекательных путей для выхода. По принципу движения электричество очень напоминает воду. Течет туда, где нет преград, где меньше сопротивление и где ему легче пройти. Т.е. для того чтобы не пострадали люди и агрегаты, нужно банально проложить электротоку беспрепятственную тропинку «налево», в случае с заземлением по определению в землю.

Сопротивление сооружаемого пути должно быть меньше, чем у человека и подключаемой к защитному заземлению аппаратуры. Вот тогда и потечет большая часть пробившегося электричества по намеченной дорожке с наименьшими барьерами, выйдет за пределы здания и рассеется в грунте. А владельцу и технике достанется лишь нормативный минимум.

Система заземления представляет собой замкнутый или линейный контур, в составе которого:

два или более металлических стержня-заземлителя, строго вертикально погруженных в грунт;
горизонтальный заземляющий проводник, который объединяет стержни-электроды в общий контур;
шина, обеспечивающая вход в дом и подключение заземления к оберегаемым агрегатам.

Систем заземления у автономного строения может быть несколько, но одно из них в обязательном порядке подводится к главной заземляющей шине или к главному элементу – к распределительному щитку с формированием металлической связи между щитком и выведенным на него заземляющим проводником.

Выбор геометрической формы для системы заземления

Самая распространенная конфигурация, согласно которой проще всего осуществить устройствозащитного контуразаземления собственными руками – равносторонний треугольник. Треугольный в плане контур образуют три загнанных кувалдой в землю металлических стержня, расстояние между парой которых должно быть равным. Кроме треугольников системы заземления сооружаются в форме квадратов, прямых или округлых линий либо иных геометрических фигур. Соблюдение равных расстояний между заземлителями – условие обязательное, четкая геометрия желательна, но не принципиальна.

Нередко автономные строения, наполненные всевозможной техникой, просто окружают заземляющим контуром. Прекрасный, эффективный вариант, если для этого имеются средства и достаточно свободного места на участке. Точнее, денег особых на самостоятельную организацию заземления не нужно, а вот выбор формы контура чаще всего продиктован запланированной под устройство заземления площадкой. Однако не стоит забывать, что при параллельном соединении заземлителей в один ряд эффективность системы будет снижена из-за влияния электродов друг на друга. В приоритете замкнутые контуры.

В комплексе защитного заземления три и более заземляющих электрода. Рабочее заземление, создаваемое для оптимизации поставляемого на приборы сигнала, может иметь два заземляющих стержня. Т.к. грунт – проводник нелинейный, заземлителей должно быть как минимум два. Так нужно, чтобы в пространстве между ними формировалась потенциальная поверхность, способствующая растеканию тока. Единственного стержня для этого недостаточно.

На рабочий потенциал заземляющей системы влияет расстояние между вертикальными электродами. Чем чаще они установлены, тем действенней заземление. Рекомендуемый минимум расстояния 1,0м, максимум 2,0м. При увеличении максимального предела между металлическими стержнями образуется разрыв потенциальной поверхности, он сведет к нулю все усилия по обустройству.

Между крайней точкой заземления и фундаментом расстояние должно быть более 1,0м. Безупречно система будет работать при удалении от дома на 4-6м. Дальше 10м от строения устраивать заземление бессмысленно.

Подробно об составляющих контура

Выше упоминалось, что заземление состоит из горизонтальных и вертикальных компонентов. По аналогии производят готовые наборы для оперативного устройства контуров заземления. Следуя приложенной инструкции, сооружать заземление из заводских элементов легко и приятно, но дорого.

Вертикальные проводники заземления

В качестве заземляющих вертикальных стержней для самодельного заземления могут использоваться любые длинномерные изделия из черного металлопроката без оцинковки. Данная обработка не нужна для расположенных в земле деталей, она снижает потенциал. Нежелателен арматурный пруток с ребрами, его сложно забивать в грунт. Подойдет квадрат, полоса, швеллер и его двутавровый собрат. Металлопрокат со сложным профилем применим, если предполагается перед монтажом системы пробурить скважины для закладки вертикальных электродов.

Совет. Для того чтобы процесс забивки заземлителей в грунт не был излишне трудоемким, лучше приобрести металлопрокат с гладкой поверхностью. Перед работой его нижний край нужно заострить болгаркой. В процессе работы землю вокруг стержня надо периодически «орошать» водой. Так забивать будет легче.

Распространенными материалами для изготовления вертикальных проводников являются:

труба с толщиной стенки не меньше 3,0мм, рекомендованный диаметр 32мм;
уголок с равными или разными полками с предпочтительной толщиной 5мм;
круг с диаметром от 10мм.

Оптимальная площадь сечения вертикального электрода 1,6 см². Отталкиваясь от этого размера, следует подбирать материал. Длина заземлителя определяется в соответствии с местной геологической ситуацией. Необходимо углубиться как минимум на полметра ниже уровня сезонного промерзания.

Второе условие, влияющее на длину металлических стержней – водонасыщенность вмещающих пород. Проще говоря, чем ниже грунтовые воды, тем длиннее нужны электроды.

Для того чтобы не мучиться с геологическими характеристиками и расчетами, сведения о глубине закладки заземлителей нужно узнать в местном энергоуправлении у дежурных электриков. Ориентировочные данные помогут в любом случае, т.к. у них есть некоторый расчетный запас эффективности.

Среднестатистический стандарт длины заземлителя варьирует от 2х до 3х метров с полуметровыми вариациями. Благоприятной для сооружения заземления средой являются суглинки, торф, насыщенные водой пески, супеси, трещиноватые обводненные глины. Совершенно самостоятельно устроить заземление в скальных породах нереально, но способы для создания электрозащиты есть. Перед сооружением контура бурятся скважины требующейся глубины. В них и производится установка стержней, а свободное пространство заполняется песком или супесью, перемешанной с солью или предварительно залитой соляным раствором. Приблизительно полпачки на ведро.

При недостаточной электропроводности грунтов на участке в качестве вертикальных заземлителей лучше использовать трубы. В нижней части их нужно произвольно высверлить несколько технологических отверстий. Через трубы с отверстиями можно периодически заливать соляной раствор для уменьшения сопротивления. Соль, безусловно, поможет разрушиться электродам от коррозии, зато заземление достаточно долго будет действовать безупречно. Потом надо будет просто стержни заменить.

Самостоятельные мастера для изготовления электродов чаще всего используют черный стальной металлопрокат. Ведь во главе собственноручных усилий заложена экономия. Отличный, но недешевый материал для вертикальных электродов – сталь с электрохимическим медным покрытием или медь. Заложенные в землю элементы заземления нельзя окрашивать, краска ухудшит электрохимический контакт металла с грунтами.

Заземляющая металлосвязь - горизонтальный проводник

Горизонтальный элемент заземления, объединяющий систему и подводящий ее к щитку, чаще всего выполняют из полосы шириной 40 мм, толщина полосы 4 мм. Используют также круглую сталь, реже уголок или рифленую арматуру. Полоса приваривается к верхнему краю вертикальных заземлителей или крепится болтами. Преимущества у сварки, она надежней. Места сварных и болтовых соединений щедро обрабатываются противокоррозионной битумной мастикой или просто битумом. Соединять обжимным способом подземные элементы заземления нельзя!

Для сооружения горизонтальной составляющей, расположенной под землей, нежелательно менять материал, чтобы при неизбежном увлажнении не формировалась гальваническая пара с ее традиционными коррозионными последствиями. К выведенному из земли горизонтальному компоненту заземления можно присоединить алюминиевый, медный или стальной проводник. Далее проводом для заземления вся система через приваренный болт подключается к шине, а уже от нее подается на каждый из заземляемых приборов по отдельности.

Алгоритм устройства треугольного контура

Порядок работ:

На выбранной для устройства системы заземления площадке размечаем точки закладки вертикальных проводников. Это вершины треугольника со сторонами примерно 1,2-1,4м.
Наметили контур будущей траншеи. Она будет треугольной с «отростком» для подведения заземления к точке входа в дом или в наружный щиток. Выбор минимального расстояния от контура до щитка обеспечит экономию материалов. Ширина траншеи произвольная, но учитывающая необходимость проведения в ней сварных работ. Глубина зависит от местных условий. К рекомендованному электриками уровню установки горизонтального проводника нужно прибавить 20 см. Например, если глубина расположения горизонтальной металлосвязи 0,8м, заглубить траншею нужно на 1,0м.
Предварительно заостренные стержни забиваем в точки их установки, периодически смачивая водой почву вокруг точки забивки. Вертикальный заземлитель должен погрузиться в землю практически весь за исключением крайних 20 см.
Привариваем к торчащим из земли отрезкам электродов горизонтальную связующую планку.
От ближайшей к заземляемому строению точки ведем планку по отрезку траншеи, прорытому к силовому шкафу. Ее выводим на стену.
В удобной для подключения точке подведенной к шкафу планки привариваем стальной болт резьбой наружу. Т.е. к планке будет привариваться шляпка болта, с которой нужно счистить ржавчину и оцинковку, если имелась. Для подключения заземления к расположенному внутри дома щитку в стене нужно будет выбурить отверстие, через которое будет проводиться заземляющий кабель.
К приваренному болту присоединяем заземляющий провод, крепим его гайкой.
Затем густо обрабатываем сварные швы подземных соединений битумом, наружные ботовые соединения заливаем автомобильным силиконовым герметиком.
Вызываем электрика с омметром и проверяем работу созданной системы заземления. Проверку проводят в сухую погоду, чтобы атмосферная влага не внесла коррективы в показания. По нормативам сопротивление контура не должно превышать 4 Ом. Если прибор подтвердил превышение сопротивления, заземление придется доработать: установить дополнительный вертикальный заземлитель и превратить треугольник в ромб.
Если показания прибора удовлетворят требования ПУЭ-7 и подтвердят формирование контура с достаточно низким сопротивлением, зарываем траншею, оборудование подключаем к заземлению не параллельно, а в отдельности каждую техническую единицу.

Все. Процесс сооружения заземления можно считать завершенным.

Домашний мастер, знающий как правильно сделать и грамотно подключить заземление, потратит на работу не более 2х – 3х дней.