Как рассчитать и подключить контур заземления частного дома своими руками

Как рассчитать контур заземления для частного дома?

Что важно знать

Заземление дома необходимо для того чтобы снизить напряжение соприкосновения до неопасного показателя. Благодаря ему потенциал направляется в землю и защищает человека от поражения электрическим током. В ПУЭ (Глава 1.7, п. 1.7.62.) указывается, что частный дом должен иметь сопротивление растекания при трехфазном питании 4 и 8 Ом (первое значение при 380 В, второе – 220 В), а при однофазном – 2 и 4 Ом.

Количество заземлителей необходимо выбрать таким образом, чтобы обеспечить нормативное сопротивление растеканию электрического тока. Чем меньше сопротивление — тем лучше, таким образом обеспечивается эффективность действия заземляющего устройства при выполнении функций защиты от действия электрического тока.

Электроды изготавливаются из меди, оцинкованной и черной стали. Профили сечения указаны на рисунке ниже:

Методика расчета

Расчет делается исходя от того, какое заземление используется. В формуле указывается количество используемых заземлителей, их длину и толщину. Также все зависит и от параметров грунта, который окружает частный дом.

Существует несколько вариантов установки заземлителей. Это такие методы, как:

  1. Вертикальный. Делиться на два подвида: тот, что устанавливают у поверхности и тот, что монтируют с заглублением (предпочтительно на 70 см).
  2. Горизонтальный. Делиться на два подвида: с установкой по поверхности грунта и в траншее (предпочтительно 50 – 70 см).

Заземление включает в себя горизонтальные и вертикальные стержни, расчет которых осуществляется отдельно. В зависимости от длинны стержня, берется дистанция между ними, т. е. размер а должен быть кратен размеру L. Пример: а = 1xL; а = 2xL.

Формула, по которой делается расчет одиночного вертикального стержня, который не закапывается в почву, выглядит следующим образом:

  • p – удельное сопротивление почвы;
  • l – длина заземлителя;
  • D – диаметр электрода.

Примечание: если заземление имеет угловой профиль с шириной b, то d = 0.95b.

Расчет заземлителя, который монтируют с углублением на 70 см (h = 0,7 м) в землю, производится по следующей формуле:

Горизонтальное заземление у поверхности рассчитывается по формуле:

Примечание: формула предоставлена для прямоугольного и трубного профиля с шириной полки b, для полосы считать d нужно с учетом d= 0.5b.

Расчет электрода, который располагается в траншее 70 см (h = 0,7 м), производится по следующей формуле:

Для полосы шириной b необходимо считать d =0,5 b.

Расчет суммарного сопротивления заземлителя осуществляется следующим образом:

  • n – численность вертикальных заземлителей;
  • Rв и Rг – сопротивления заземленных элементов;
  • nв – коэффициент употребления заземлителей.

Этот коэффициент берется из таблицы:

Методом коэффициента использования можно определить, какое воздействие проявляют друг на друга токи растекания с заземлителей при их разнообразном размещении. Например, если их объединить параллельно, то токи растекания электродов имеют взаимное действие на каждый элемент. Поэтому при минимальной дистанции между элементами, сопротивление заземленного контура будет значительно больше.

Заземление происходит по нескольким схемам расположения электродов. Самой распространенной считается схема в виде треугольника. Но это не обязательная конфигурация электродов. Также их можно разместить в одну линию или последовательно по контуру. Такой вариант удобен в том случае, когда для обустройства системы был выделен небольшой узкий участок на земле.

Дополнительно вы можете проверить результат, воспользовавшись онлайн-калькулятором для расчета заземления!

Заземляющий проводник соединяет с электрическим щитом сам контур конструкции. Ниже приведены схемы:

При проведении расчетов заземления важно обеспечить точность, чтобы не допустить ухудшения электробезопасности. Чтобы не допустить ошибки в расчетах, вы можете воспользоваться специальными программами для расчета заземления в интернете, с помощью которых можно точно и быстро рассчитать нужные значения!

На видео ниже наглядно демонстрируется пример расчетных работ в программе Электрик:

Вот по такой методике производится расчет заземления для частного дома. Надеемся, предоставленные формулы, таблицы и схемы помогли вам самостоятельно справиться с работой!

Наверняка вам будет интересно:


Как сделать контур защитного заземления в частном доме самостоятельно

В последнее время появилось множество полезных электроприборов, которые делают нашу жизнь максимально комфортной. Например, если в ваш загородный особняк не проведён газ, то отапливать помещения можно с помощью керамических обогревателей, еду готовить на электроплите, а для подогрева воды установить бойлер. Но чем больше вы используете приборов, тем выше вероятность поражения током при контакте с ними. Чтобы обезопасить свою жизнедеятельность, надо сделать заземление устройств, работающих от сети. В отличие от многоэтажных зданий выполнение этой меры электробезопасности в частном доме не составляет особых трудностей. Поэтому сегодня мы расскажем об устройстве заземления, приведём его расчёт и пошаговую инструкцию по установке.

Назначение защитного заземления

Правильно сделанный контур заземления в частном доме убережёт вас от поражения электрическим током при пробое изоляции на корпус прибора

При пробое изоляции питающего провода на металлическом корпусе незаземлённого прибора появляется потенциал. Если дотронуться к такому устройству, то можно получить удар током. В лучшем случае вас немного «пощипает», а в худшем – получите серьёзные травмы, несовместимые с жизнью.

Почему же человек попадает под напряжение? Ток идёт по пути наименьшего сопротивления. А стремится он в землю, поскольку она имеет большую электроёмкость. Поэтому при контакте с неисправным прибором ваше тело (имеющее сопротивление порядка 1 кОм) становится единственным проводником. Но что, если «предложить» току более лёгкий путь, соединив корпус оборудования с землёй металлическим проводником меньшего сопротивления? В этом случае большая часть заряда пойдёт уже по нему.

Помимо обеспечения безопасности, заземление позволяет:

  • стабилизировать работу электроустановок;
  • защитить устройства от скачков напряжения;
  • уменьшить сетевые помехи, а также интенсивность электромагнитных излучений повышенной частоты.

Важно: Заземлять нужно всех потребителей, работающих от сетей напряжением более 42 В переменного и 110 В постоянного тока.

Устройство

Контур заземления состоит из двух элементов: самого заземлителя и проводников. Последними называют любые части устройства, которые соединяют электрооборудование с контуром. Как правило, это кабеля с жёлто-зелёной изоляцией и шина, расположенная в распределительном щите (РЩ). К заземлителю относятся электроды и другие элементы цепи, непосредственно контактирующие с грунтом и обеспечивающие растекание электрического заряда.

Заземлители бывают естественными и искусственными. В первом случае роль заземляющего устройства выполняют заглублённые части строительных конструкций зданий, а во втором специально сделанный проводник. Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), предпочтение нужно отдавать естественным заземлителям. Например, в частном доме это может быть:

  • обсадная труба скважины;
  • металлические трубопроводы;
  • броня силовых кабелей;
  • всевозможные металлические конструкции на улице, к примеру, забор;
  • заглублённые железобетонные части постройки (колоны и фундаменты).

Если сопротивление естественных заземлителей меньше установленных норм, то разрешено применять искусственные. Именно о них сегодня и пойдёт речь.

Как правильно рассчитать

В первую очередь следует определить проводимость заземлителя. То есть надо выбрать электрод так, чтобы сопротивление контура было в пределах нормы. Согласно положениям ПУЭ, максимальные значения сопротивления растеканию заземлителей следующие:

  • 2 Ом – для линейного напряжения 660/380 В источника трёхфазного/однофазного тока;
  • 4 Ом – для 380/220 В;
  • 8 Ом – для 220/127 В.

Проводимость защитной конструкции зависит от площади её контакта с землёй, а также удельного сопротивления грунта. Чем больше размеры штырей (электродов), тем больше площадь их поверхности и, следовательно, выше проводимость и эффективность контура. При этом для достижения хороших характеристик заземляющего устройства правильнее увеличивать длину электродов, а не поперечное сечение. Это очень актуально при создании контура в твёрдых почвах, таких как песчаник, скалистый грунт и прочих.

Так, для определения проводимости одного электрода круглого сечения используется следующая формула:

R1 = ρ(ln(2L/d) + 0,5ln(4T+L)/(4T-L))/2ПL,

где d и L – диаметр и длина электрода, T – половина глубины заложения штыря, ln – натуральный логарифм, П – постоянная (3,14), ρ – удельное сопротивление грунта (Ом×м).

Удельное сопротивление грунта также является важным параметром. Чем он больше, тем хуже будет проводимость контура заземления. Величину удельного сопротивления для определённого типа грунта можно узнать в общедоступных таблицах.

Чем ниже удельное сопротивление грунта, тем лучше будет контур

Это интересно: С наступлением холодов сопротивление земли резко увеличивается. Причиной тому становится замёрзшая вода, ведь лёд является диэлектриком. Поэтому в областях с вечномёрзлыми грунтами глубина заложения заземлителей должна быть больше, чем в широтах с более тёплым климатом.

При монтаже контура заземления, состоящего из нескольких электродов, расчёт немного меняется. Сначала определяется сопротивление каждого отдельного штыря по вышеуказанной формуле. Потом полученные показатели суммируются с учётом так называемого «коэффициента использования». Расчётная формула здесь такая:

R = R1/(KN), где R – общее сопротивление контура, N – количество электродов, К – коэффициент использования, R1 – сопротивление одного штыря.

Величина К зависит от расстояния между электродами. Причём чем дальше друг от друга расположены штыри, тем больше будет этот коэффициент. Электрики же рекомендуют располагать электроды на расстоянии в 2,2 от их длины. В этом случае К может принимать следующие значения:

  • при использовании двух электродов – 0,9–0,92;
  • трёх – 0,85–0,88;
  • пяти – 0,79–0,83.

Для определения глубины заложения стержней нужно воспользоваться формулой:

N = R1/KR, где R – полученное ранее проектное сопротивление контура, R1 – сопротивление одного штыря, К – коэффициент использования.

Что касается горизонтальных частей, соединяющих штыри в один контур заземления, то их проводимость здесь не рассчитана

Выбор схемы контура для частного дома

Контур заземления, выполненный по схеме «треугольник», является самым надёжным

Существует много схем контуров заземления и самая популярная из них – это расположение электродов треугольником (замкнутая схема). Штыри вбивают в землю в трёх вершинах равносторонней фигуры и поверху соединяют между собой горизонтальной полосой. Главное достоинство такой схемы заключается в том, что при неисправности одного из заземлителей контур будет продолжать функционировать.

Штыри можно вбить и в один ряд (линейная схема). Этот вариант используется в том случае, если для монтажа заземления выделена одна узкая полоса земли. Колы соединяются между собой одной или двумя металлическими шинами. С одной стороны, монтаж этой схемы выполнить гораздо проще, так как не нужно рыть три траншеи. Однако такая вариация контура является менее надёжной. Дело в том, что при выходе из строя хотя бы одной горизонтальной перемычки эффективность работы всей системы резко ухудшается.

Выбор остаётся за вами, но из двух вышеуказанных схем лучше отдать предпочтение замкнутой конфигурации контура заземления. Если же вы решите делать заземления по линейной схеме, то добавьте несколько электродов и горизонтальных полос. Это повысит надёжность контура.

Материалы и инструменты для самостоятельного изготовления

В качестве электродов используйте стуржни из материалов с высокой электрической проводимостью

Выполнив расчёт и выбрав схему контура заземления, можно перейти к покупке материалов. Для создания констуркции своими руками понадобятся:

  • пруты из чёрной стали диаметром 16 миллиметров или более – вертикальные электроды;
  • стальная полоса (шина) сечением 5×40 миллиметров – горизонтальный заземлитель;
  • медный провод с сечением минимум 10 квадратных миллиметров – соединение контура с распределительным щитом;
  • болты диаметром 10 мм;
  • чёрная краска для наружных работ или мастика.

Важно: Строительная арматура не подходит для использования в качестве стержней заземления. Дело в том, что наружный слой таких прутьев калёный, поэтому электрический ток распределяется по сечению неравномерно. А это, в свою очередь, приводит к разрушению металла. Кроме того, арматура подвержена коррозии.

Количество и размеры материалов выбираются в соответствии с расчётными данными.

Помимо этого, нам понадобятся следующие инструменты и оборудование:

  • лопата (разработка грунта);
  • сварочный аппарат (соединение элементов контура);
  • болгарка (обрезка материалов);
  • плоскогубцы (загиб горизонтальной полосы);
  • кувалда и перфоратор желательно со специальной насадкой под прутья (забивка вертикальных электродов).
Читайте также:  Установка розеток и выключателей: тонкости процесса монтажа

Ход работы (с фото)

Выбор места и разработка грунта

Ройте траншеи под контур недалеко от дома. Так, вам не придётся рыть длинную траншею к постройке

В первую очередь надо выбрать место, где будет располагаться контур заземления. Чтобы максимально сократить объём работ и расход материалов, монтаж заземляющего устройства следует выполнять рядом с домом здания.

После выбора места выполняются земляные работы. Берём лопату и копаем траншеи. В нашем случае их будет три, то есть делаем контур по схеме «равносторонний треугольник». Глубина и ширина траншеи должны быть более полуметра, а длина – соответствовать расчёту. Также необходимо прокопать выемку от ближайшей вершины треугольника к силовому щиту.

Сборка контура заземления

Если грунт неоднородный, то для забивания штырей используйте перфоратор

  1. Сначала подготавливаем вертикальные заземлители. Нарезаем их при помощи болгарки в соответствии с расчётными данными. Затем концы штырей стачиваем под конус. Делается это для того, чтобы электрод легче входил в землю.
  2. Затем нарезаем стальную полосу. Длина каждого отрезка должна быть чуть больше стороны треугольника (примерно на 20–30 сантиметров). Концы полос желательно заранее обогнуть плоскогубцами для плотного контакта со штырями при проведении сварочных работ.
  3. Берём подготовленные штыри и забиваем их в вершинах треугольника. Если земля песчаная и электроды легко заходят, то можно обойтись кувалдой. Но если плотность грунта большая или часто попадаются камни, то придётся использовать мощный перфоратор или даже бурить скважины. Стержни забиваем так, чтобы они выступали над основанием траншеи примерно на 20-30 сантиметров.
  4. Далее берём металлическую полосу 40×5 миллиметров и прихватываем её сваркой к штырям. В итоге у вас получится контур в виде равностороннего треугольника.
  5. Теперь делаем подвод контура к зданию. Для этого также используем полосу. Её нужно вывести и зафиксировать у стены (по возможности вблизи распределительного щита).

Хорошо приварите болт к шине, так как от качества контакта зависит сопротивление контура заземления

Полезный совет: Защитите сварочные швы от коррозии. Покрасьте места соединений элементов контура и вывод шины у здания чёрной краской для наружных работ. Остальные части заземляющего устройства закрашивать нельзя!

Все сварные соединения должны быть окрашены, так как эти места больше всего подвержены разрушению

После монтажа контура защитного заземления дома засыпаем траншеи однородным грунтом без строительного мусора и щебня. Рекомендуется для этих целей применять плотные однородные мелкозернистые составы.

Видео-инструкция по монтажу контура заземления

Соединение со щитом

Чтобы подключить контур к электрощиту, нужно использовать медный провод сечением 10 квадратных миллиметров. Один его конец прикрутите к выводу заземлителя, а другой заведите в здание и прикрутите к силовому щиту. Кстати, если РЩ расположен в доме, то для заведения заземления можно использовать ту же полосу, а болтовой переход выполнить уже внутри помещения.

В частном доме контур заземлния подключается по схеме TN-C-S или TT

Здесь также стоит обратить внимание на схему подключения контура к щитку. В частных домах электропитание зачастую осуществляется воздушными линиями (ВЛ) по системе заземления TN–C. В этой схеме нейтраль от источника и защитный проводник объединены. То есть к щитку подходит фазный провод (L) и совмещённый «ноль» и «земля» (PEN-проводник). Поэтому, при подключении контура к электроустановке систему TN–C нужно переделать на TN–C–S, в которой PEN проводник разделён на нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники. В этом случае к потребителю будут приходить уже три провода: «фаза», отдельно «ноль» и «земля».

Но как же подключить дом к заземляющему устройству по системе TN–C–S? Делается это довольно просто. Чтобы получить трёхжильную электропроводку с отдельным защитным проводником нужно в РЩ выполнить следующие действия:

  1. Установите в щитке металлическую шину (её можно приобрести в любом магазине электротоваров). Затем соедините её медным проводом с корпусом РЩ. Это будет заземляющая шина РЕ.
  2. Подключаем к шине РЕ совмещённый РЕN проводник, идущий от источника питания.
  3. Затем делаем перемычку между заземляющей шиной и нулевым рабочим проводником N, шина которого должна быть изолирована от распределительного щита.
  4. В конце подключаем фазный провод на отдельную шину, которая также не связана с корпусом РЩ.

Подключить здание к контуру можно и другим способом – по системе ТТ. В этом случае не нужно ничего разделять. Фазный провод подключается к изолированной шине, а совмещённый PEN проводник от источника питания садится на вторую отдельную шину и считается «нулём». Ну а корпус щита соединяется с заземляющим устройством. Таким образом, при подключении контура по схеме ТТ, он электрически не связывается с PEN проводником. Единственным недостатком такого подключения является необходимость установки дополнительных защитных устройств, например, УЗО.

Измерение сопротивления заземления

Измерение сопротивления растеканию заземлителя осуществляется посредством поверенного прибора Ф4103-М1

После монтажа и подключения контура нужно обязательно проверить, защитит ли он вас от поражения электрическим током. Для этого следует провести измерения сопротивления растекания тока и металлосвязи.

Как отмечалось ранее, в соответствии с ПУЭ 1.7.101 сопротивление заземляющего устройства в любое время года не должно превышать 2, 4, 8 Ом при линейных напряжениях 660, 380, и 220 В источника трёхфазного тока либо 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Чтобы измерить сопротивление контура, нужен специальный прибор Ф4103-М1. Стоит он дорого, поэтому покупать его нет смысла. Гораздо проще пригласить сотрудников из энергоуправления или электролаборатории, которые снимут замеры и выдадут паспорт и протокол на заземляющее устройство. Если сопротивление контура будет превышать норму, то придётся забивать дополнительные штыри.

Измерение сопротивления металлосвязи позволяет определить наличие цепи между заземлительными и заземляющими элементами. Этот параметр измеряется микроомметром Ф4104-М1. В соответствии с ПТЭЭП п. 28.5, переходное сопротивление не должно быть более 0,05 Ом. Если сопротивление металлосвязи будет выше нормы, то придётся проверить все болтовые и сварочные соединения элементов контура.

Что касается периодичности проверки состояния заземляющих устройств, то она определяется графиком планово-профилактических работ. Его утверждает техничский руководитель потребителя. В соответствии с п. 2.7.9. ПТЭЭП, визуальный осмотр наружных частей заземлителей нужно проводить не реже чем раз в полгода. А осмотр с выборочным вскрытием земли – раз в 12 лет.

Важно: Сопротивление контура должно быть ниже нормы круглый год, поэтому заземлитель желательно проверять при засухе или заморозках (когда удельное сопротивление грунта увеличивается).

Самые распространённые ошибки при выполнении работ

Ошибки, которые нельзя допускать при обустройстве контура защитного заземления в частном доме:

  • Если вы решили обратиться за помощью к монтажникам, то нужно убедиться в том, что они используют только подходящие материалы. Дело в том, что многие организации стараются сэкономить на электродах и вкапывают в землю штыри с малой проводимостью, например, ржавую арматуру. А это, как вы уже знаете, сильно ухудшает защитные свойства контура либо вовсе делает его бесполезным.
  • Устройство заземления на большом расстоянии от постройки. Контур не представляет опасности для человека, поэтому его следует устанавливать поближе к дому. И желательно, чтобы заземлитель располагался в самом влажном месте. Ведь вода улучшает проводимость, что приводит к более быстрому замыканию цепи и мгновенному срабатыванию защитной аппаратуры.
  • Соединение контура заземления с молниезащитой. Если в вашем распределительном щите не установлено устройство УЗИП, которое размыкает цепь в случае прихода сверхзаряда, то большой ток от молниеприёмника может вывести из строя электрооборудование или сам РЩ.

Контур защитного заземления – обязательная мера безопасности при использовании электрических приборов в частном доме. Если вы решили делать заземление самостоятельно, то выполняйте все работы в соответствии с вышеуказанными правилами и рекомендациями. При этом не забывайте о технике безопасности при работе со сваркой и энергоустановками.

Расчет заземления частного дома

В этой статье я покажу, как сделать расчет заземления частного дома. Простые формулы расчета помогут вам определиться с материалом и конструкцией заземлителя и сделать его своими руками.

Зачем нужно заземление

Основополагающее назначение защитного заземления это отвод в грунт электротока по заземляющим шинам и вертикальным или горизонтальным электродам, называемых, заземлителями. Заземление необходимый элемент комплекса электробезопасности частного домостроения.

Показатели заземления

Расчетный показатель заземления это сопротивление растеканию. В ПУЭ пункты 90-103 первой главы, указаны допустимые значения сопротивлений заземления.

Для частного дома важен пункт 1.7.101: Заземление у дома, должно иметь сопротивление току растекания следующие значения: 4 Ом (380 Вольт) и 8 Ом (220 Вольт) при трехфазном питании или 2 Ом (380 Вольт) и 4 Ом (220 В) при однофазном питании.

В качестве материалов для электродов заземлителя используется: стать черная, медь, сталь оцинкованная. Используются круглые, прямоугольные, трубные, угловые профили сечения (табл.1.7.4 ПУЭ).

Стоит напомнить, что элементы заземления это металлопрокат или металлоизделия. К слову говоря, чаще при работе с проводкой дома или квартиры нестандартные металлоконструкции делаешь своими руками. Редко обращаешься к специалистам и совсем редко, чаще при строительстве своего дома, используешь продукцию крупных предприятиях производства металлоконструкций и строительства.

В нестандартных ситуациях индивидуального строительства единственный выход качественной постройки становиться изготовление металлоконструкций на заказ на предприятии со своей производственной базой и современными методами обработки и сварки металлов.

Кроме этого покупая готовую металлоконструкцию, например, двутавровую сварную балку или кровельные материалы вы уже участвуете в производстве металлоконструкций крупных предприятий металлообработки.

Расчет заземления частного дома в формулах

Для расчета нужно выбрать формулу расчёта заземления в зависимости от типа заземлителя. Формула расчета учитывает количество электродов, их толщину и длину, а также параметры грунта возле дома.

Для начала посмотрим, как можно монтировать заземлители. На фото вы видите четыре варианта монтажа:

а — Вертикально у поверхности земли;

б — Вертикально с заглублением на 70 см (предпочтительно);

в — Горизонтально по поверхности земли;

г — Горизонтально в траншее 50-70 см.

Теперь сами расчеты.

Любое заземляющее устройство состоит из вертикальных и горизонтальных заземлителей, которые рассчитываются отдельно.

Расчет одиночного вертикального заземлителя не закопанного в землю рассчитывается следующим образом:

Расчет одиночного вертикального заземлителя углубленного в землю на 70 см рассчитывается так:

Расчет горизонтального заземлителя у поверхности:

Расчет горизонтального заземлителя в траншее 70 см, рассчитывается следующим образом:

Суммарное сопротивление заземлителя рассчитывается по формуле.

Коэффициент η берется из таблицы:

расчет заземления частного дома

Совет дня

Как видите, расчет заземления частного доме не прост. Советую воспользоваться для расчетов online калькуляторами расчета заземлителя, которых много в Интернет. Они дают достаточно точные результаты не только для однослойных, но и многослойных грунтов.

Как организовать своими руками устройство заземления в частном доме

Буквально три десятилетия назад строительство зданий практически не сопровождалось какими-либо мероприятиями по эффективной защите от поражения электротоком. Теперь все изменилось – распределительные щиты стали объемнее, в них установлены десятки защитных автоматов и УЗО. Причиной такой модернизации стали электроустановки и бытовые приборы, которые в огромном количестве присутствуют в каждой усадьбе. Одновременно они являются потенциальными первопричинами опасности, поэтому к теме электробезопасности следует подходить ответственно.

Комплекс заземляющих мероприятий

  • Выравнивание потенциалов.
  • Понижение напряжения.
  • Применение проводов с двойной изоляцией.
  • Установка УЗО.
  • Использование разделительных трансформаторов.
  • Организация заземляющего устройства.

Без сомнения, вопрос безопасности должен решаться комплексно, с применением всех возможных способов, но электрозащита должно быть в любом случае. Фактически методика заключается в соединении корпусов электроаппаратуры с грунтом. В приватном домостроении сделать надежное заземление не сложно, поскольку почва рядом, и свободная площадь всегда найдется.

Читайте также:  Удлинитель на катушке: особенности, разновидности, изготовление

Некоторые ошибочно полагают, что труба или штырь, забитые в почву, способны полноценно работать заземляющим фактором. Но это не так, только система элементов с определенными параметрами способна эффективно функционировать в общей электрической цепи.

Делаем своими руками качественный контур заземления в частном доме: как работает система


Неисправный электроприбор потенциально является источником угрозы здоровью человека, потому что на его остове может оказаться напряжение. После прикосновения к устройству, ток моментально проходит через тело и устремляется в землю, оказывая разрушающее действие на организм. Не всегда защитные аппараты вовремя реагируют и отключают сеть.

Прежде, чем организовать своими руками устройство заземления в частном доме, важно понять, почему ток направляется в землю. Суть в том, что она обладает существенной электроемкость. Если электротоку предоставить другой, более доступный путь, то он пойдет по нему, а не сквозь организм человека. Для этого подойдет проводник с сопротивлением не более 4 Ом, а при утечке тока УЗО моментально отключит аварийный участок.

По этой причине все электроагрегаты и оборудование имеют контакт для подсоединения заземляющего проводника, проводка формируется трехжильным проводом. У всей современной быттехники металлический корпус соединен с одним из контактов сетевой вилки. Даже осветительные приборы нужно заземлять, не говоря уже о системах резервного электроснабжения и распределительных щитах.

Везде, где присутствует переменное напряжение величиной свыше 42 В или постоянное – более 110 В, обязательно наличие заземляющего контура. Важно отметить, что схема способна не только обезопасить людей, но и выполняет ряд дополнительных функций:

  • Стабилизация работы электроустановок.
  • Защита аппаратуры от перенапряжения.
  • Снижение сетевых помех и электромагнитных излучений.

Устройство заземляющего контура

Самостоятельно выполненный контур заземления состоит из стержней и заземляющих проводников. Последние представляют собой любую часть устройства, соединяющие электроагрегат с заземлительной линией. Это могут быть и жилы проводов желтого цвета, и элементы внутренних и наружных контуров, и специальная шина щитка.

В качестве заземлителя выступает электрод, контактирующий с почвой. В зависимости от особенностей реализации защитного электрозаземления существует два вида заземлителей:

Если следовать указаниям ПУЭ, то предпочтение следует отдавать первому виду. В приватном домостроении естественными устройствами могут быть:

  • Броня силового кабеля.
  • Трубы для прокладки электропроводов.
  • Всевозможные стойки из металла, например, элементы забора.
  • Железобетонные заглубленные элементы постройки в виде ферм, колонн и фундаментов.

Искусственные сооружения используются в случаях, когда импеданс естественных заземлителей не отвечает нормативам, о которых поговорим ниже.

Расчет устройства правильного заземления в частном доме: основные этапы

Проводимость элементов заземляющей системы – это основной параметр. Задача состоит в том, чтобы правильно подобрать сопротивление электродов. Этот показатель не должен превышать допустимые показания:

  • 8 Ом – для сети 127 В.
  • 4 Ом – для сети 220 В.
  • 2 Ом – для линейного напряжения однофазного переменного тока 380 В.

Для трехфазной сети показания остаются те же – два, четыре и восемь Ом, но соответственно для напряжений 660, 380 и 127 В.

От чего зависит сопротивление заземляющего приспособления

Ответ прост – от удельного электросопротивления почвы и площади соприкосновения электрода с грунтом. Чем объемнее заземлитель, тем меньше импеданс, тем больше тока поглощает земля. Все расчетные формулы для реализации защитного заземления в частном доме учитывают площадь поверхности штыря и глубину его установки. К примеру, чтобы вычислить параметры одиночного заземлителя круглого профиля, используют следующую формулу:

В расчетах удельное сопротивление почвы выступает основным параметром. Чем оно ниже, тем выше будет проводимость у контура и эффективнее защитные свойства. Основные цифры находятся в специальных таблицах, но фактические показатели грунта играют базовую роль:

  • Температура.
  • Плотность.
  • Водный баланс.
  • Глубина промерзания.
  • Концентрация химических веществ.

Кроме этого, на разной глубине картина может поменяться, обычно, чем глубже, тем приемистее сам грунт по току. При минусовых температурах сопротивление почвы возрастает по причине замерзания влаги. Поэтому длина заземляющих штырей должна быть больше, чем глубина промерзания в регионе.

Важно! Электрозащита должна функционировать в любой период года, поэтому и проверять ее нужно при неблагоприятных условиях. Если такой возможности не существует, то применяют особые коэффициенты для конкретной местности.

Расчет системы из нескольких электродов

В случае, когда в частном доме своими руками собирается контур заземления, включающий несколько электродов, то процедура расчетов несколько иная:

  • Вычисление сопротивления для каждой единицы.
  • Суммирование итоговых показателей.
  • Использование «коэффициента использования».

Расчет производится по формуле:

Некоторые вопросы может вызвать «Ки» — коэффициент использования, отображающий эффект взаимного влияния близко расположенных электродов. Дело в том, что при излишнем приближении штырей, зоны рассеивания токов начинают пересекаться.

Иными словами, чем ближе друг к другу установить отдельные заземлители, тем больше сопротивление системы. В грунте вокруг каждого электрода формируется рабочая область с радиусом равным его длине. Отсюда, идеальным расстоянием между электрозаземлителями будет их длина в почве (L), умноженная на два.

Для расчета количества заземляющих штырей используют следующую формулу:

Схема расположения стержней необязательно должна иметь вид треугольника, хотя это самая популярная конфигурация контура. Если для обустройства определена узкая полоса земельного участка, то электроды можно расположить в линию и последовательно соединить.

Несколько рекомендаций по монтажу

То, что заземляющее устройство должно присутствовать даже при организации электропроводки деревянного дома , уже ни у кого не вызывает раздумий. Другой вопрос – как его реализовать.

Выделяют два типа устройства заземления в частном доме, которые различаются технологией монтажа и материалами. Один из них представляет собой самодельную систему из металлопроката, второй – заводскую модульную конструкцию. Фирменные наборы дороги, но технологичны и обладают рядом достоинств:

  • Изделия поставляются в комплексе и разработаны на промышленном оборудовании.
  • Практически не требуют никаких земляных и сварочных работ.
  • Возможность заглубиться в землю на десятки метров, что позволяет получить стабильно низкое сопротивление устройства.

Для тех, кто решил самостоятельно реализовать электрозащитную конструкцию, мастера приготовили несколько полезных советов:

  • Металлические стержни нельзя окрашивать или вообще консервировать какими-либо методами, это снижает их проводимость.
  • Фактор коррозии следует учитывать еще на стадии выбора сечения заземлителя, его берут с запасом, чтобы быть уверенным в долговечности сооружения. Минимально допустимые сечения: для оцинкованного электрода – 6 мм, для прута из черного металла – 10 мм.
  • Толщина стен труб или полок профильной стали должна быть не менее 4 мм.
  • Сечение заземляющего проводника внутри помещения должно быть равным сечению фазной жилы в разводке домашнего электроснабжения.
  • Заземлитель следует монтировать на расстоянии не менее одного метра от фундамента здания.
  • Для облегчения установки стержня в грунт, его нужно заострить. К примеру, на металлическом уголке срезают полки под углом, трубу обрезают наискось, а прут затачивают.

Делаем заземление для частного дома 220В своими руками

Наверное, каждый человек, хоть несколько раз в жизни слышал термин «заземление». Однако мало кто представляет, что это такое и зачем оно служит. В данной статье мы постараемся полностью раскрыть суть заземления, его функциональное назначение и способ выполнения своими руками.

Что такое заземление в частном доме?

Заземление — это соединение металлических элементов сети, оборудования или механизмов с заземляющим устройством (контуром заземления), благодаря которому при возникновении токов утечки (пробой изоляции) весь потенциал полностью переходит в землю.

Если рассмотреть этот вопрос на уровне «пользователя», то заземление защищает Вас от поражения электрическим током при повреждении изоляции в электропроводке.

Нужно ли делать заземление частного дома или дачи?

Очень часто люди задаются вопросом: «нужно ли заземление на даче»? Согласно требованиям ПУЭ (Глава 1.7. Заземление и защитные меры электробезопасности) все современное оборудование и электросети в обязательном порядке должны быть заземлены.

Заземленные системы имеют обозначение TN-S и закладывается еще на этапе проектирования при реконструкции или капительном строительстве.

Если же у Вас дача или частный дом были построены очень давно, то крайне рекомендуется выполнить заземление своими руками, поскольку электроснабжающая организация может прекратить подачу электроэнергии, аргументируя свое решение нарушением правил ПУЭ, ГОСТ, ПТБ и ПТЭЭП.

Основные функциональные узлы системы заземления

Полноценная система заземления состоит из:

  1. Контура заземления.
  2. Полосового металла.
  3. Медных заземляющих проводников.

Рассмотрим более детально каждый из элементов и его функциональное предназначение.

Контур заземления

Контур заземления — это группа соединенных между собой проводников или электродов (в большинстве случаев нержавеющая или обычная сталь) которые располагаются вертикально в земле и располагаются вблизи защищаемого объекта.

В зависимости от характеристик защищаемого объекта, для устройства контура заземления применяют уголки 50х50х5 мм (заземление для газового котла в частном доме), либо круглую сталь (ᴓ16–18) которые вбивают в землю на глубину 3 м. После чего данные электроды сваривают между собой с помощью полосы (4х40 мм) и выводят вышеуказанную полосу к месту подключения общей системы заземления дома.

Схема контура заземления для частного дома или дачи

На сегодняшний день существует 2 основных типа контура заземления:

  1. Замкнутый в виде равностороннего треугольника.
  2. Линейный.

Поскольку линейный контур заземления имеет существенный недостаток — при сильной коррозии соединителя между электродами часть контура будет попросту не способна отводить потенциал от электрооборудования и тем самым основное функциональное предназначение контура не будет выполнятся. По этой причине монтаж данного контура не будет рассмотрен в данной статье.

Конструктивно контур заземления своими руками выполняется в виде равностороннего треугольника с длинной стороны 3 м. Оптимальное расстояние от контура заземления до фундамента составляет 1 м.

Как было сказано ранее, вершинами данного треугольника служит либо уголок 50х50х5, либо круглая арматура с сечением 16–18 мм (далее «электроды»). Электроды перед забиванием в землю с помощью кувалды либо какого-либо другого инструмента, предварительно необходимо заострить, поскольку в противном случае Вы не сможете забить его на глубину в 3 м.

После забивания на необходимую глубину электродов, по контуру полученного треугольника необходимо снять слой грунта в 30–50 см. Это необходимо для того, чтоб в дальнейшем упростить сваривание электродов между собой. Сваривание заземлителей между собой выполняется с помощью обычной полосы 40х4 мм.

После сваривание электродов, на фундамент здания в одном или нескольких местах выводится полоса 40х4 с приваренным болтом М12 или М14 с гайками и шайбами к которой затем производится подключение заземляющего проводника (в большинстве случаев желто-зеленого цвета) который является одной жилой вводного кабеля ВВГнг (ПВСнг) 3х6, ВВГнг (ПВСнг) 3х10.

Если же в доме предусмотрена 3-х фазная система запитки, то вводной кабель может быть (ПВСнг) 5х6, ВВГнг (ПВСнг) 5х10, в котором 3 жили — это фазы «А», «B», «С», нулевая жила синего цвета «N» и заземляющий проводник «G» желто-зеленого цвета.

Важно! После сваривание заземлителей между собой с помощью полосы категорически запрещается окрашивать металлические конструкции, поскольку это приведет к ухудшению токопроводящей способности контура заземления.

Хитрости при монтаже контура заземления

При вводе объекта в эксплуатацию, очень часто возникают случаи, когда при проверке полученного контура заземления специализированной электротехнической лабораторией значение сопротивления выше 4 Ом. Это может быть вызвано высоким сопротивлением грунта или несоблюдением требований запроектированного заземления.

В таком случае можно развести в ведре воды 2–3 пачки соли и залить полученный раствор в места залегания электродов. Благодаря такой простой манипуляции можно уменьшить значение сопротивления контура заземления до 1–3 Ом.

Читайте также:  Потолочный вентилятор своими руками: особенности выбора и установки

После ознакомления с теорией рассмотрим практический ответ на вопрос: «как сделать заземление в частном доме своими руками»?

Устройство заземления своими руками: поэтапная инструкция

Если Вы задаетесь вопросом: «как сделать заземление на даче?», то для выполнения данного процесса потребуется следующий инструмент:

  • сварочный аппарат или инвертер для сварки металлопроката и вывода контура на фундамент здания;
  • угловая шлифмашинка (болгарка) для разрезания металла на заданные куски;
  • гаечные глючи для болтов с гайками М12 или М14;
  • штыковая и подборная лопаты для рытья и закапывания траншей;
  • кувалда для вбивания электродов в землю;
  • перфоратор для разбивания камней, которые могут встречаться при рытье траншей.

Чтоб правильно и согласно нормативным требованиям выполнить контур заземления в частном доме нам потребуются следующие материалы:

  1. Уголок 50х50х5 — 9 м (3 отрезка по 3 метра).
  2. Сталь полосовая 40х4 (толщина металла 4 мм и ширина изделия 40 мм) — 12 м в случае вывода одной точки заземлителя на фундамент здания. Если же Вы хотите выполнить контур заземления по всему фундаменту к указанному количеству добавьте общий периметр здания и еще возьмите запас для подрезки.
  3. Болт М12 (М14) с 2 шайбами и 2-я гайками.
  4. Медный заземлитель. Может быть использована заземляющая жила 3-х жильного кабеля либо провод ПВ-3 с сечением 6–10 мм².

После того как все необходимые материалы и инструменты есть в наличии можно переходить непосредственно к монтажным работам, которые детально расписаны в следующих главах.

Выбор места для монтажа контура заземления

В большинстве случаев рекомендуется монтировать контур заземления на расстоянии в 1 м от фундамента здания в месте где оно будет скрыто от человеческого глаза и к которому будет сложно добраться как людям, так и животным.

Такие меры необходимы для того, что при повреждении изоляции в электропроводке потенциал будет идти на контур заземления и может возникнуть шаговое напряжение, которое может привести к электротравме.

Выполнение земляных работ

После того как было выбрано место, выполнена разметка (под треугольник со сторонами 3 м), определено место вывода полосы с болтами на фундамент здания можно приступать к земляным работам.

Для этого необходимо с помощью штыковой лопаты по периметру размеченного треугольника со сторонами по 3 м снять слой земли в 30–50 см. Это необходимо для того, чтоб в дальнейшем без особых трудностей к заземлителям приварить полосовой металл.

Также стоит дополнительно прокопать траншею такой же глубины для подвода полосы к зданию и выводу ее на фасад.

Забивание заземлителей

После подготовки траншеи можно приступать к монтажу электродов контура заземления. Для этого предварительно с помощью болгарки необходимо заточить края уголка 50х50х5 или круглой стали диаметром 16 (18) мм².

Далее выставить их в вершины полученного треугольника и с помощью кувалды забить в землю на глубину 3 м. Также важно чтоб верхние части заземлителей (электродов) находились на уровне выкопанной траншеи чтоб к ним можно было приварить полосу.

Сварные работы

После того как электроды будут забиты на необходимую глубину с помощью стальной полосы 40х4 мм необходимо сварить между собой заземлители и вывести данную полосу на фундамент здания где будет подключен заземляющий проводник дома, дачи или коттеджа.

Там, где полоса будет выходить на фундамент на высоте 0.3–1 мот земли, необходимо приварить болт М12 (М14) к которому в дальнейшем будет подключено заземления дома.

Обратная засыпка

После выполнения всех сварных работ полученную траншею можно засыпать. Однако перед этим рекомендуется залить траншею соляным раствором в пропорции 2–3 пачки соли на ведро воды.

После полученную почву необходимо хорошо утрамбовать.

Проверка контура заземления

После выполнения всех монтажных работ возникает вопрос «как проверить заземление в частном доме?». Для этих целей конечно обычный мультиметр не подойдет, поскольку у него очень большая погрешность.

Для выполнения данного мероприятия подойдут приборы Ф4103-М1, Клещи Fluke 1630, 1620 ER и так далее.

Однако эти приборы очень дорогие, и если Вы выполняете заземление на даче своими руками, то для проверки контура Вам будет достаточно обычной лампочки на 150–200 Вт. Для данной проверки Вам необходимо один вывод патрона с лампочкой подключить к фазному проводу (обычно коричневого цвета) а второй — к контуру заземления.

Если лампочка будет ярко светить — все отлично и контур заземления полноценно функционирует, если же лампочка будет тускло светить или вообще не испускать световой поток — значит контур смонтирован неверно и нужно либо проверять сварные стыки или монтировать дополнительные электроды (что бывает при низкой электропроводимости почвы).

Основные требования к сопротивлению контура заземления

Если Вы не знаете, как правильно сделать заземление в частном доме и какие технические характеристики его должны быть, рекомендуем ознакомится с ПУЭ в котором Глава 1.7. под названием «Заземление и защитные меры электробезопасности» регламентирует основные технические характеристики контура заземления для оборудования до 1000 В.

Согласно данному нормативному документы сопротивление контура заземления должно быть:

  1. Не более 4 Ом для электроустановок до 1000 В (к данному классу электроустановок как раз и относится электрооборудование дачи, дома или коттеджа).
  2. Не более 10 Ом в случае если суммарная мощность генераторов или трансформаторов менее 100 кВА.
  3. Не более 0.5 Ом для электроустановок выше 1000 В с большими токами замыкания на землю (свыше 500 А).
  4. Не более 10 Ом для электроустановок свыше 1000 В с маленьким током замыкания на землю.

В каких случаях необходимо проверять контур заземления?

Если Вы выполняете устройство заземления в частном доме или на даче, то проверку можно выполнить и обычной контрольной лампочкой (как было описано выше), если же Вас необходимо вводить объект в эксплуатацию, легализировать изменение в схеме электроснабжения или же заключать договор на электроснабжения со специализированной организацией, тогда вам будет необходим протокол испытания контура заземления.

Данный документ имеет право выдать только сертифицированная лаборатория, которая выполнит замеры. При этом подрядная организация, которая выполняла монтаж контура заземления обязана предоставить Вам паспорт на контур заземления с актами на скрытые работы.

Выводы

Заземление в частном доме своими руками 220 В позволит Вам защитить себя и членов своей семьи от поражения электрического тока. Помимо этого, заземление частного дома необходимо для заключения договоров с электроснабжающей организацией или при вводе объекта в эксплуатацию при новом строительстве, реконструкции или капительном ремонте.

Чтоб выполнить заземление своими руками будет достаточно ознакомится с данной информационной статьей и иметь небольшие навыки в электротехнике.

Видео по теме

Как сделать контур заземления в частном доме своими руками: схемы заземления и монтажный инструктаж

Строительство загородного дома включает в себя множество электротехнических работ. Среди них не последнее место занимает планирование и обустройство системы заземления, которую нельзя игнорировать по причинам безопасности и требованиям ПТЭЭП.

Делать заземление в частном доме своими руками не запрещено, поэтому в этом материале подробно рассмотрим основные этапы проектирования и монтажа контура.

Значение и необходимость заземления

Основу энергообеспечения частного дома составляет электрическая сеть, представляющая опасность для жильцов, если не применить некоторые меры по ее устранению. К таким мерам относится двойная изоляция проводников, выравнивание потенциалов, установка УЗО и дифавтоматов.

Заземление электросети также играет важную роль и предназначено, чтобы отводить появившийся в ненужном месте электроток в грунт.

Одного забитого в землю куска арматуры или профиля недостаточно. Заземление – это целая система взаимодействующих между собой элементов, связанная с другими системами.

Ее нельзя монтировать, не подобрав подходящие по параметрам детали и не произведя предварительные расчеты.

Между городскими многоэтажками и частным жильем существует разница в устройстве заземляющих систем.

В многоквартирных домах шина находится в этажном электрощите, тогда как для частного дома контур заземления зарывают буквально в землю, так как он расположен рядом и не требует больших усилий для монтажа.

Все требования к проектированию и устройству системы заземления изложены в ПТЭЭП 2.7.8. Владелец дома должен знать, что прием в эксплуатацию самостоятельно обустроенной конструкции будет проводить организация-поставщик электроэнергии.

Ее представители раз в полгода обязаны визуально осматривать наземные видимые части системы, а примерно раз в 12 лет производить выемку грунта и поверять состояние подземных элементов.

Выбор системы и составление схемы

Всего существует три системы заземления: ТТ, IT, TN, из них последняя делится еще на три разновидности – TN-S, TN-C, TN-C-S.

В частном домостроении обычно используют схемы систем TN-C-S или ТТ, причем TN-C-S выглядит более привлекательной, так как к ее монтажу предъявляется меньше требований.

Система начинается от главной заземляющей шины, которая установлена или в электрощитке дома, или в шкафу вводного устройства.

Наиболее рациональным считается решение, когда заземление расположено на опоре, перенаправляющей электромагистраль в дом.

Система ТТ используется гораздо реже. Ею занимаются представители энергоснабжающей организации, а если владелец все же решит сэкономить и самостоятельно произвести монтаж, то заверять документы придут все те же работники Энергоснаба.

Если все же рискнете и выберете схему заземления ТТ для частного дома, то не забудьте про обязательную установку УЗО!

Инструкции по монтажу заземления

Существует два способа сборки и установки подземных заземляющих конструкций. Первый можно выполнить своими силами, хотя придется потрудиться и потратить немало времени, а второй по силам только профессионалам, так как потребуется специальное оборудование и навыки измерения сопротивления.

Вариант 1 — заземляющий провод + заземлитель

Сначала рассмотрим, как самостоятельно сделать заземление в частном доме, не прибегая к платным услугам. Система состоит из двух основных элементов, каждый из которых подбирается в зависимости от условий монтажа.

Заземляющий провод – медный проводник с сечением, равным сечению фазной жилы. Он одним концом подключен к шине, расположенной в электрощите, вторым – к заземлителю, зарытому в грунт. К шине также ведут заземляющие проводники от всех электроустановок в доме.

Заземлитель – это конструкция из стальных элементов, тесно контактирующая с грунтом и служащая для выравнивания потенциалов при появлении напряжения.

При проектировании учитывают параметры сопротивления грунта, вычисляют размеры стержней и рамы, а также глубину залегания.

Существует универсальная конструкция, для создания которой не нужно производить сложные расчеты.

Для ее изготовления потребуются:

  • три 3-метровых уголка 50*50 мм или стальная труба со стенкой 3 мм и диаметром 16 мм;
  • три 3-метровых уголка 40*40 мм.

Также понадобится сварочный аппарат, режущий инструмент, кувалда, крепежные материалы, а для земляных работ – лопата и ведро.

  1. Выкапываем траншею от дома до места установки заземлителя. Ее глубина и ширина – около полуметра.
  2. Делаем разметку для вбивания штырей (уголков) в виде равностороннего треугольника со стороной 3 м.
  3. В местах вершин треугольника выкапываем ямки глубиной 50 см.
  4. Соединяем ямки узкими канавками по периметру, чтобы получился треугольник.
  5. Забиваем уголки 50*50 в землю так, чтобы над ее поверхностью остались части длиной около 0,2 м.
  6. Свариваем три уголка 40*40 в форме треугольника.
  7. Привариваем треугольник к уголкам, забитым в землю.

Затем подключаем к конструкции заземляющий проводник: запрессовываем его конец круглым наконечником и с помощью болта подходящего размера прикручиваем к отверстию, высверленному в одном из уголков.

Металлические детали необходимо засыпать грунтом, лучше песком, а место монтажа заземлителя и проводника пометить табличкой, чтобы при строительных или хозяйственных работах не повредить.

Рекомендации по выбору деталей и монтажу заземлителя в грунт:

Добавить комментарий