Провести заземление в дом

Оглавление:

Заземление в частном доме – принцип действия, требования и рекомендуемые схемы

Среди различных возможностей сделать жилье безопасным, особое место занимает заземление в частном доме: схема электросети любого современного дома не будет утверждена, если в ней не будет предусмотрено подключения к заземляющему контуру.

Схема устройства заземления частного дома

Существует несколько вариантов и схем заземления частного дома, плюс четкие требования ПУЭ (правила устройства электроустановок) – все это надо знать и понимать, чтобы электричество в доме было безопасным.

Зачем нужно заземление в частном доме: принцип действия

Заземление в частном доме считается важной частью системы электроснабжения. Его монтируют с такими целями:

Защита обитателей дома от поражения электротоком (при касании прибора с нарушенной изоляцией электропроводки);

Корректная работа современных электрических устройств;

Безопасная эксплуатация газового оборудования;

Эффективная работа молниезащиты.

Принцип действия системы основан на элементарных законах физики, которые говорят, что электрический ток всегда движется в сторону наименьшего сопротивления.

При повреждении изоляции прибора ток выходит (замыкается) на корпус. Такая ситуация чревата сбоями в функционировании и поломкой, не говоря об опасности для человека получить чувствительный разряд, случайно дотронувшись рукой до поверхности.

Видео описание

Ёмко и наглядно схема заземления частного дома, зачем она нужна и какой должна быть – показаны в следующем видео:

При наличии заземления ток распределяется с учетом величины сопротивления тела и заземляющего контура дома (в обратно пропорциональной зависимости).

Тщательно продуманное защитное заземление образует электрическую цепь с сопротивлением, значительно меньшим, чем сопротивление человеческого тела. Ток, проходящий через человека, не окажет опасного воздействия, а основной заряд уйдёт в грунт.

Прохождение электрического тока через тело человека в системе без заземления и с заземлением

Главным элементом заземления частного дома служит контур заземления – ПУЭ определяет его как металлические проводники и электроды-заземлители (стержни или трубы), заглубленные в грунт.

Внутренняя электропроводка по современным стандартам выполняется трехжильным проводом (фаза + ноль + заземление). Провода защитного заземления соединяют контур с электроустройствами.

Чтобы обеспечить безопасность при грозах, используют предназначенные для этого устройства — разрядники, рассчитанные на большие величины токов и напряжений.

Современные системы заземления и рекомендации ПУЭ

В настоящее время существуют три системы заземления электросети, TN, TT и IT. Преимущественно в быту используется одна из разновидностей первой из них – TN-C, TN-S, TN-C-S.

Видео описание

Про разницу между системами TN и TT – на видео:

Расшифровка аббревиатур

Первая буква говорит о способе заземления источника питания, вторая характеризует заземление потребителя.

T – источник (потребитель) заземлен;

I – токоведущие части источника изолированы от земли;

N – потребитель присоединен к точке заземления источника (занулен).

С – проводники N (нулевой рабочий) и РЕ (нулевой защитный) объединены в один общий проводник PEN;

S – функции проводников N и РЕ разделены.

Подвиды системы TN (TN-C, TN-S, TN-C-S) различаются по способу подключения проводников N и PE.

Системы заземления в сетях переменного тока

Система TN-C

В этом случае один проводник (N и PE объединены на всем протяжении электросети) исполняет как рабочие, так и защитные функции.

Такой способ организации системы повсеместно встречается в старом жилом фонде, он прост в исполнении и экономичен. Но отсутствие отдельного защитного заземления часто приводит к короткому замыканию при аварийной ситуации (скачках напряжения). По современным нормам, отраженным в требованиях ПУЭ, система заземления TN-C запрещена для новых построек. При этом нет обязательного требования модернизировать старые (если не делается капитальный ремонт).

Система TN-S

Здесь проводники N и PE разделены, напряжения на корпусах электроприборов не появляется. Система безопасна и хорошо защищает человека, домашнее электрооборудование и здание. Основной недостаток – высокая себестоимость обустройства.

Система TN-C-S

Комбинированная система. На выходе от источника питания проводники N и PE объединены в одном проводнике. На входе в здание добавляется защитный проводник PE.

При решении вопроса, какое заземление лучше для частного дома, следует обратиться к своду ПУЭ. Он рекомендует подсистему TN-C-S как основную для большинства потребителей; она проста в организации и надежнее других защищает от пожара вследствие короткого замыкания.

На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу электротехнических работ. Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».

Отличия системы TN-C-S

Элементы контура, варианты заземления и необходимые материалы

Системы защитного заземления (заземляющие устройства) принято делить на следующие элементы:

заземлитель (контур заземления); встречается естественный и искусственный вариант;

Согласно ПУЭ предпочтительным будет использование естественного заземлителя (металлический забор или трубопровод), если его сопротивление соответствует установленным нормам. В противном случае разрешено использовать искусственный заземлитель. Для его сооружения необходимы:

Металл для заземлителя (труба, гладкая арматура, стальной уголок, прут, лента).

Провод из стали, меди или алюминия достаточного сечения.

Крепежный материал (металлические уголки, хомуты, муфты).

Крепления и изоляция из пластика.

Из чего состоит модульно-штыревое заземление

Модульно-штыревое заземление

Контур заземления загородного дома можно организовать на основе модульно-штыревого способа. Система крайне устойчива к коррозии, при монтаже не используется сварка. Штыревое заземление собирается из стальных стержней длиной до 1,5 м с резьбовым соединением. Омеднённые (или с верхним слоем из нержавеющей стали) штыри забиваются в грунт вибромолотом (перфоратором) со специальной насадкой. Электроды (штыри) монтируются на большую глубину, поэтому параметры контура не зависят от сезонных изменений. Комплект обычно приобретается в готовом виде у организации, которая занимается установкой. Высокая стоимость такого контура оправдана его долговечностью: срок эксплуатации омеднённых стержней достигает 30 лет, из нержавеющей стали – 50 лет.

Комплект модульного заземления

Контур из черного металла

Такая конструкция имеет ограниченный срок службы (5-10 лет, из-за коррозии); с течением времени сопротивление контура значительно ухудшается. Допускается использование черного металлопроката с антикоррозионным покрытием, но надо обращать внимание, чтобы такое покрытие не было диэлектриком.

Требования к сопротивлению заземляющего устройства.

Заземление для частного дома имеет смысл, если сопротивление контура минимально. В таком случае (когда сопротивление человека намного превышает сопротивление контура) через тело пройдет неощутимый заряд, а оставшийся потенциал уйдет в землю.

Сопротивление определяется типом, количеством и глубиной заложения заземляющих элементов, а также свойствами грунта. Оптимальными считается суглинистые и глинистые почвы с влажностью 20-40%.

Чтобы убедиться, что заземляющее устройство выполняет свои функции, проводится измерение сопротивления.

Видео описание

Как проводятся измерения – на видео:

Что делать при замене старой проводки с заземлением TN-C

В большинстве домов старого жилого фонда устанавливалась двухпроводная система электроснабжения. Даже если устанавливалось заземление, то оно выполнялось по схеме TN-C, которая использует один-единственный «нулевой» проводник для исполнения двух задач – рабочей (для функционирования электроприборов и устройств) и защитной (для сохранения оборудования электрических сетей).

По сути, такая система надежно оберегает электрическую цепь в целом, но оставляет практически без защиты запитываемые бытовые электроприборы и их владельцев. Кроме того, в сырую погоду такое подключение может приводить к проскакиванию напряжений даже при защитном отключении – по подобным причинам известны случаи летальных исходов.

Схема разделения проводника PEN

При возведении новых домов эта система не допускается; там, где она сохранилась, рекомендуется по возможности переходить систему TN-C-S (на входе в здание провод PEN повторно заземляется с последующим разделением на PE и N). При аварийной ситуации проводник N отсоединяется от сети, уберегая бытовые электроприборы и их хозяев от проблем.

Переход на систему TN-C-S в домах с изношенной электропроводкой оправдан соображениями безопасности.

Зачем при наличии заземления нужно УЗО

УЗО (устройство защитного отключения) представляет собой быстродействующий выключатель, работающий в паре с контуром заземления и реагирующий на утечку тока разрывом цепи.

Принцип действия УЗО

Схема без заземления и УЗО

Когда изоляция проводника нарушается, фаза появляется на металлическом корпусе электрического прибора. Если току некуда уйти дальше, то при контакте человека с корпусом электроприбора, разряд пойдет через тело. Последствия будут зависеть от множества факторов и результаты могут быть разные – от испуга до перебоев в работе сердца.

Смотрите так же:  Реле переключающее на 220 вольт

Без наличия заземления фаза на поверхности прибора с поврежденной проводкой будет оставаться, пока не выключится вводной автомат.

УЗО в схеме без защитного проводника (TN-C)

В такой системе при нарушении изоляции проводника УЗО сразу не сработает, так как не возникнет ток утечки. Но как только человек прикоснется к поврежденному прибору, то часть тока уйдет в тело и УЗО сработает.

Даже без наличия заземления ток будет течь через тело человека только в течение времени, необходимого для срабатывания УЗО – обычно это десятые доли секунды. Как итог – возможны болезненные ощущения, но фатального исхода скорее всего удастся избежать.

Схема с защитным проводником (TN-S и TN-C-S) и УЗО

Если электроприбор контактирует с контуром заземления и подключен через УЗО, то в случае замыкания фазного проводника на металлический корпус электроприбора, сразу же появляется утечка тока (который уходит в землю). УЗО срабатывает и разрывает цепь.

Газовый котел и УЗО

В первую очередь надо понимать, что заземление газового котла в частном доме должно выполняться в обязательном порядке — исключений не существует.

Заземление газового котла и установка УЗО выполняются одновременно. Это необходимое условие при подключении газа к жилому дому, так как на корпусе газового котла во время работы образуется поверхностное напряжение.

Заземление газового котла в частном доме позволит избежать поломки дорогостоящего электронного оборудования и предотвратить возгорание, причиненное статическим электричеством. Эта мера, учитывая высокую взрывоопасность газа, служит дополнительной защитой от пожара.

Все детали газового котла заземлены в обязательном порядке

Какие проводятся работы при монтаже заземления

Весь процесс создания заземляющего контура делится на следующие этапы:

После определения безопасной глубины конструкции (там, где грунт всегда влажный) выкапывается траншея.

Металлические стержни (заземляющие электроды) заглубляются в грунт.

Собирается контур заземления: стержни, расположенные в ряд или в форме фигуры (обычно треугольник), соединяют лентой или трубами, свариваются последовательно.

Контур дополнительно приваривается к токоотводу стальной лентой.

Готовый заземлитель подключается к электрощиту, траншея засыпается.

При монтаже, грамотные специалисты учитывают некоторые важные нюансы:

Контур должен располагаться ниже линии промерзания грунта. В противном случае, когда вода в земле превратится в лед, то грунт перестанет проводить ток и заземление не будет работать.

Заземляющие электроды нельзя окрашивать, так как слой краски это диэлектрик и контакта контура с землей не будет.

Заземление в частном доме, схема контура Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про электрический котел для отопления частного дома 150 м².

Заключение

Все, что стало привычным в повседневной жизни – холодильник, СВЧ-печь, гидромассажная кабина – не должно нести опасность. Грамотно спроектированное заземление в загородном доме, когда контур системы и корпуса приборов являются одним целым, должно обеспечивать безопасное электроснабжение, без риска для людей и их окружения.

  1. Главная
  2. Проводка
  3. Как сделать правильное заземление в частном доме

Как сделать правильное заземление в частном доме

Для начала вопрос, а зачем нужно заземление в частном доме, и для чего его вообще делать? Ответ довольно простой. Чем выше разница потенциалов на контактах защитных автоматов, тем эффективнее и быстрее работает защита. А это значит, что при наличии правильного заземления, Вас не ударит током, и все УЗО отключат питание вовремя. Если принять это как аксиому, самое время разобраться, как сделать заземление, чтобы оно позволило защитить людей.

Заземление — площадь сечения или качество проводника?

Вопрос непраздный, поскольку в многоэтажном доме заземление делают при помощи, обычной стали, чёрных сортаментов. Поясним. Это не легированная сталь, не сплав, это сталь, которая ближе к арматуре. Для частного дома такое решение не годится, и вот почему.

Наличие разнофазных электросетей в частном доме не редкость. Отсюда первый момент – заземление 220В и 380В должно быть раздельным, хотя и может быть приведено на один контур.

Для устранения аварии точка выхода «на землю», должна работать как предохранитель, и она обязана сгореть раньше, чем загорятся провода, даже если откажут все защитные автоматы.

Вопрос «Как работает заземление?» ещё проще – чем больше ёмкость контура заземления, тем выше класс защиты всего дома от короткого замыкания.

Размер контура заземления определяет разницу потенциалов, а также скорость ликвидации аварии в электросетях даже при наличии прямого короткого замыкания.

Осталось понять, что такое ёмкость. Давайте попробуем.

Пример правильного заземления в частном доме

Но сначала немного подробнее и с примерами из практики. На фото ниже изображена трёхфазная розетка и выход внутреннего конура заземления на внешний периметр.

Второй кабель – это заземление 220В. Обратите внимание, что медные жилы заземления (одна идёт напрямую от розетки 380В) не припаяны, а соединены резьбовым соединением . Это правильное заземление в частном доме, поскольку при серьёзной перегрузке сгорит именно это соединение. Вы удивитесь, но при такой организации электропроводки в доме при аварии может даже не выключится защита, однако все приборы уцелеют.

Что мы видим на фото. Прежде всего, медный одножильный провод сечением 4,8 кв. мм., который идёт от щитка (дин-рейки) и от четвёртого отверстия в розетке 380В. Для масштаба на фото видно спичку, сечение 1,2 кв. мм. Вся электрика дома замкнута на дин-рейку, решая задачу как сделать заземление своими руками, проследив, что ничего больше установить не придётся. Заземление при таком подключении способно сбросить очень большую разницу потенциалов в землю. Фактически, грамотно устроив заземление, переживать о том, как себя чувствует Ваша электропроводка, не придётся.

Особенности обустройства заземления

Для начала немного физики. Передать заряд в землю значит обеспечить контакт. Причём, чем больше площадь контакта, тем качественнее заземление. Отсюда:

  • Не используйте для заземления в частном доме арматуру и другие металлические изделия, имеющие упрочнённую поверхность (рельсы, швеллеры и пр.). Контакт может быть затруднён или отсутствовать;
  • Форма контура имеет значение – одного штыря недостаточно. Оптимальная форма это треугольник, или два – как на фото ниже. Это схема заземления – два треугольника, закопанные на глубину примерно 2 метра.

Зачем так много? Предполагалось, что в этот же контур придёт молниеотвод. Отказ был своевременным, после консультации со специалистом, но было решено, что запас карман не тянет в данном случае. От молниеотвода в данном случае отказались вообще, но такой мощный контур остался, хотя в частном доме и не всегда требуется заземление такого масштаба.

Чем подвести заряд к такому контуру?

Посмотрим на фото ниже, где видим медную жилу, после чего выйдем за дверь, и посмотрим, куда это всё делось.

Сначала металлическая лента выходит под дверью на углубление, где в цоколь спущена лестница.

После чего поднимается к краю бетонной чаши углубления и уходит в контур заземления

Внимательно посмотрим на сечение ленты – 4 мм на 20 мм. Этого достаточно даже для молниеотвода!

Все стыки это хорошая сварка, то есть лента фактически неразрывна от присоединения нулевой шины до контура. В контуре, который закопан, разумеется, также все соединения это сварка. Примерно как на картинке ниже.

Всё это делается не просто так, и как выбрать верное решение, тот ещё вопрос. Чем больше «пятно контакта» с землёй, тем качественнее заземление в частном доме, поскольку это увеличивает ёмкость контура. Конечно, для защиты от коррозии необходимо использовать покрытия, которые проводят электричество. Если металл не защитить, то со временем (2-3 года) заземление просто перестанет работать – коррозия сделает своё дело.

Используйте избыточный метод. Лента потолще, штыри поглубже и так далее. И не забудьте, что яма для этого устройства должна быть не ближе 1,2 метра от дома – расстояния пробоя.

Ещё одна рекомендация, как правильно сделать заземление — от главного распределительного щита в доме линия заземления должна всё время увеличиваться в сечении. Если от щитка ушло 4 кв. мм, то лента минимум 10 кв. мм, а штыри, вбитые в землю минимум 20 кв. мм. Чем больше увеличивается сечение при удалении от силового щитка, тем качественнее заземление!

Отличия заземления от громоотвода

Но остался вопрос, а как работает заземление, где тот самый бонус? На самом деле примерно так же, как и громоотвод в частном доме, который, правда, не громоотвод, а молниеотвод.

Главная задача заземления — в случае возникновения избыточного заряда в электросети вывести «лишнее электричество», сбросив его в землю. Желательно сделать это так, чтобы ни одна из цепей не подверглась перегрузке. И тут возникает понятие ёмкость. Нет смысла пытаться вылить бочку двухсотлитровую в канистру 10 литров. У канистры просто не хватит ёмкости, принять эту жидкость. Примерно такая же ситуация с заземлением. Если ёмкость контура мала, то слишком большое «количество тока» просто не успеет попасть в бездонную ёмкость земли. Кстати, громоотвод в частном доме работает по аналогичному принципу – при попадании молнии он отводит весь атмосферный заряд в землю.

Смотрите так же:  Методика измерение сопротивления изоляции

Но не стоит путать заземление и молниеотводы, поскольку есть разница. Молниеотвод начинает проводить электричество только тогда, когда, в него ударит молния. А вот заземление отводит излишки электричества постоянно. Насколько важно сечение кабелей, и как грамотно отвести излишки электричества из дома? Об этом и поговорим.

Сегодня не редкость встретить один контур, принимающий избыточные токи дома (заземление) и грозовые разряды (громоотвод в частном доме). Давайте попытаемся понять, почему это неправильное решение.

При мгновенном атмосферном разряде, главная задача страховочного контура (молниеотвода), вывести весь заряд в землю, минуя дом. Крайне важно сделать это так, чтобы ни проводник, ни крепления проводника не нагревались избыточно, что может привести к пожару.

Задача заземления похожа, только вот токи гораздо меньше, и они имеют обратную связь – с нулевой жилой проводки. Во-первых, это объясняет, как работает заземление – это двунаправленный процесс, а во-вторых, это показывает, почему импульсные токи недопустимы в этом контуре.

Проще говоря, если совместить оба проводника – заземление и громоотвод (молниеотвод), то в случае разряда, силы тока возрастут настолько, что разряд молнии не полностью уйдёт в контур земли. Он частично пройдёт по внутренней электросети. То есть ток потечёт «вспять», что приведёт к неизбежным авариям и выходу из строя приборов, поскольку время включения защиты будет больше, чем при «штатной аварии».

Совмещение контуров возможно только при использовании устройств, специально для этих целей разработанных, однако цена вопроса будет выше, чем использовать два независимых контура. Кроме цены, для отдельных контуров не понадобится и контроль работоспособности, ведь молния не так часто попадает в дома.

Надо ли делать заземление в частном доме?

Да, надо! Хотя бы для того, что бы УЗО понимало, где утечка и могло блокировать поражение током человека. Или для того, чтобы небольшой ток короткого замыкания вызвал обвальную аварию в электросети дома, поскольку автомат будет понимать, что есть куда сбросить «излишки» тока.

Можно сделать заземление для «галочки» не понимая, как это работает, доверившись подрядчику, которому вовсе не хочется копать глубокую яму. И осмотреть уже засыпанную яму, не зная её глубины. Правда, в таком случае лучше ничего не делать, поскольку плохое заземление это хуже, чем его вообще нет.

И ещё один момент. Если заземления нет, то электрический чайник, утюг или микроволновка (электрический духовой шкаф), рано или поздно наберут такой статический заряд, что того, кто готовит, очень сильно ударит током. А ведь это могут быть дети. И не забывайте, дети умеют выдумать такое с электрикой, что нам никогда в голову не придёт и только заземление может порой спасти им жизнь.

Вот и решайте. Стоит ли потратить 2-3 тысячи рублей и немного внимательности, или не делать заземление, положившись на авось…

Как сделать заземление в частном доме

В статье будет затронут вопрос устройства заземления в частном доме, даче или на небольшом производстве своими руками. Многие ошибочно полагают, что заземление — это ненужная, дополнительная вещь, которую из вредности, требует энергоснабжающая организация или проверяющие инспектора.

Самое главное, что должен понять любой потребитель электроэнергии — заземление это неотъемлемая часть любого электроснабжения. Это такая же необходимость, как установка автоматических выключателей в распредщитке, прибора учета и другой аппаратуры.

Чтобы качественно выполнить заземление, необходимо произвести большой объем земляных работ. Грубо рассчитывайте, что минимум, Вам придется вручную вырыть один кубометр земли. Также необходим будет сварочный аппарат и умения сварочных работ.

Самый оптимальный вариант выполнить заземление собственными руками, так как не все электрики любят это делать, да и те кто берется, в большинстве своем делают это не качественно.

И так, как же правильно делается контур заземления?

Существует два самых распространеных варианта контура заземления — треугольником и линейный, в виде сплошной полосы вдоль дома.

Оба правильные. Какой выбрать, решать Вам самим, исходя из свободного пространства возле дома.

контур заземления треугольником

линейный контур заземления

Материал для контура заземления

Контур заземления состоит из вертикальных и горизонтальных заземлителей.
Материал из которого не рекомендуется делать вертикальные заземлители:

  • рифленая арматура
  • круглая сталь диаметром менее 10мм

Из чего можно делать:

  • круглая сталь 14мм и более (меньшим диаметром электрод проблематично забить в землю)
  • стальной уголок размерами минимум 40*40*5

Конец уголка или круглой стали срезают на угол в 30 градусов. Это наиболее оптимальный угол для вхождения стали в землю.

Горизонтальный заземлитель делают из стальной полосы 40*4.

Размеры и расстояния для заземляющих электродов

Обязательные условия которые необходимо соблюдать при устройстве заземления в частном доме:

    • длина электрода, который забивается в землю. Он должен быть минимум 2,5-3 метра

Изначально лучше брать электрод длиной 3м. Так как в процессе забивания его кувалдой, будет расплющиваться та часть, по которой наносится удар. В конце Вам придется болгаркой несколько сантиметров такого расплющенного электрода срезать.

    • расстояние между электродами. Оно также должно быть 2,5-3 метра

Вне зависимости от того, какого вида у Вас контур — в виде треугольника или прямой линии. Это связано с явлением растекания тока от заземлителей. Если электроды будут забиты ближе чем 2,5м то получается нет никакой разницы, сколько электродов Вы забили.

Работать они будут почти как один электрод.

    • заглубление траншеи от планировочной отметки земли — 0,7-0,8м

Траншея — это место для укладки полосы, связывающей электроды. При меньшем углублении траншеи, полоса будет подвержена воздействию осадков и быстрому процессу коррозии. При большем углублении — опять возникает риск воздействия сырости от грунтовых вод.

  • расстояние контура заземления от фундамента дома — не менее 1м
  • после раскопки траншеи ее подсыпают песком для лучшего отвода воды от горизонтального заземлителя.

Заглубление электродов

Когда весь материал и траншеи готовы приступают к процессу забивания электрода. Для облегчения процесса в яму подливают немного воды. Вертикальный электрод можно забивать двумя способами:

      • кувалдой
      • мощным перфоратором или отбойным молотком с насадкой

Первоначально верхний конец электрода будет на большой высоте. Поэтому потребуется стремянка.

Забивать до конца весь электрод в землю не надо. Минимум 20см оставляйте на поверхности, так как в этом месте нужно будет приварить полосу. Длина сварочного шва — не менее 6-10см. Сам шов прокрашивается.

Ни в коем случае не красьте горизонтальные и вертикальные заземлители.

Тем самым Вы увеличите сопротивление заземления и ухудшите связь с землей.

Чтобы улучшить контур заземления, можно его соединить с уже существующими металлическими конструкциями заглубленными в земле — например с забором.

Соединение заземления с электрощитом

Когда контур сделан, его необходимо соединить с электрощитом. Здесь уже можно использовать не полосу, а проволоку диаметром 10мм. С горизонтальным заземлителем ее связывают сваркой, а с корпусом щита при помощи болтового соединения.

Также Вы можете вывести полосу горизонтального заземлителя на поверхность возле щита, и приварив к полосе болт, медным проводником сечением 10мм2 соединить контур с щитовой. Болтовое соединение должно быть на поверхности и доступно для ревизии.

Проверив надежность соединения сварочных швов, траншею засыпают землей. На этом монтаж контура заземления окончен.

Заземление в частном доме: расчёт, устройство, монтаж

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

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

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

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

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

Смотрите так же:  Как провести в квартире розетку

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

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

Основы работы защитного заземления

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

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

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

Заземляющее устройство состоит из следующих элементов:

  • заземлителя
  • заземляющих проводников

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

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

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

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

Расчёт заземляющего устройства

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

где: N — количество заземлителей, Ки — коэффициент использования, R1 сопротивление каждого электрода в отдельности.

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

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

Похожие статьи:

  • Электропроводка bosch Похожие объявления Заметка к объявлению Производитель: BOSCH; Номер: 1684463639 Доставка и оплата Самовывоз — Биробиджан Доставка по городу — 100 р. Бесплатная доставка до транспортной компании уточните свой город Доставка […]
  • Провода корень слова Разбор по составу слова «провода» Состав слова «провода»: приставка [про] + корень [вод] + окончание [а] Основа(ы) слова: провод Способ образования слова: префиксальный (приставочный) Если варианты разбора выше не подошли. про в од […]
  • Схема преобразователя 12 в 220 3000вт Каталог - Для авто - преобразователи напряжения 12-220 - Преобразователь напряжения (инвертор) 12 220 - 3000 Вт Дарим реальный подарок каждому клиенту. (уже в корзине) >>> Пункты самовывоза и быстрая курьерская […]
  • Реле переменного тока и постоянного Реле переменного тока и постоянного Калькулятор Сервис бесплатной оценки стоимости работы Заполните заявку. Специалисты рассчитают стоимость вашей работы Расчет стоимости придет на почту и по СМС Номер вашей заявки Прямо сейчас на […]
  • Наконечники провода под м6 Наконечник кольцевой изолированный НКИ 2.5–6.0мм2 М6 48А жёлтый (100шт.) НКИ 6.0-6 (100) Изолированный кольцевой наконечник с манжетом желтого цвета и сечением провода от 2,5 до 6 мм 2 (100 шт.) Предназначены для оконцевания […]
  • Узо каких фирм лучше Узо каких фирм лучше Страница 2 из 5 « 1 2 3 4 5 » Вот история АВВ : 1883, Asea Людвіг Фредхольм створює в Стокгольмі компанию Elektriska Aktiebolaget - виробника електричної освітлювальної апаратури та […]