Заземление в частном доме своими руками: 2 схемы для разных грунтов по науке

Что такое PE и PEN проводники?

PEN-проводник — это проводник, совмещающий в себе функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводника. Он идет от подстанции и разделяется на PE и N проводники, непосредственно у потребителя.

PE-проводник — это защитное заземление, которое мы используем, например,  в квартире в розетке с заземлением. PE-проводник используется для заземления устройств, установок и приборов, где уровень напряжения не превышает 1 кВ.

Данный тип заземления используется только для гарантии безопасности. Такое заземление обеспечивает непрерывное соединение всех открытых и внешних деталей. Механизм обеспечивает стекание тока на землю, которое появилось вследствии попадания электрического тока на корпус какого-либо устройства.

PEN-проводник (объединение нулевого защитного и нулевого рабочего проводника) применяется при использовании системы заземления типа TN-C.

Контурное заземление своими руками 380 и 220В

Под контурным подразумевает размещение одиночных заземлителей по периметру площадки. Последняя используется в свою очередь для размещения необходимого заземляющего оборудования. Таким образом, элементы подобной конструкции могут быть расположены вокруг частного дома равномерно.

Это достигается за счет того, что выравнивается потенциал основания. Некоторые его значения при этом могут быть повышены. Такая особенность связано с тем, что подобным образом можно уравнять эти характеристики с параметрами непосредственно самого оборудования.

Треугольник – замкнутый контур

Чаще всего контурное заземление в жилых домах собственноручно создают при помощи контура в виде треугольника, имеющего равные стороны. Это обусловлено тем, что таким образом на относительно небольшой площади можно обеспечить максимальный участок рассеивания тока. При этом с обеспечением всех необходимых параметров затраты на такую систему минимальны.

Для монтажа контурного заземления нужно учитывать то, что глубина забивания стержней треугольника должна быть примерно в два раза меньше расстояния между ними. Таким образом можно получить необходимые характеристики сопротивления.

Если штыри забиваются на глубину 2,5 метра, их следует расставлять на расстоянии от 2,5 до 5 метров между собой. Если вследствие особенностей почвы не удается создать треугольник с равными сторонами, можно немного отойти от этой формы.

Линейный контур

Вместо треугольного контура в некоторых ситуациях используется контур в виде половины круга или же цепочки штырей. Они должны быть находиться на одной линии. В такой ситуации следует обеспечить равное расстояние между стержнями. Оно должно равняться или же быть больше, чем их высота.

Для оптимального уровня рассеивания тока важно обеспечить использование большого количества вертикальных стержней. В ином случае система будет неэффективной

Это возможно только в случае применения достаточно существенного количества электродов. Именно поэтому при наличии места на площадке вокруг частного дома специалисты рекомендуют все же использовать контур в виде треугольника.

Заземляющее устройство

Система заземления представляет собой совокупность заземляющего контура и проводников, позволяющих безопасно отвести ток в грунт. Существует два типа заземлителей — естественные и искусственные. Естественные заземлители представляют собой металлические конструкции, основное предназначение которых не связано с обеспечением электробезопасности. Согласно ПУЭ, к естественным заземлителям относятся:

  1. Каркасы сооружений (из железобетона или чистого металла), имеющие контакт с почвой.
  2. Водопроводные трубы, находящиеся под землей. Запрещено использовать для заземления нефте- и газопроводы, а также любые другие трубопроводы, предназначенные для транспортировки горючих веществ.
  3. Опоры ЛЭП.
  4. Нетоковедущие железнодорожные пути (только при условии наличия сварных соединений между рельсами).

Искусственный заземлитель — это конструкция, сооруженная специально для защиты от тока. В качестве искусственных заземляющих устройств используют:

  • неокрашенные металлические пруты (минимальный диаметр — 10 миллиметров);
  • стальной уголок (толщиной от 4 миллиметров);
  • листы стали (толщина — от 4 миллиметров и сечение в разрезе — свыше 48 квадратных миллиметров).

Для сооружения искусственных заземлительных систем пруты закапывают или вбивают в почву. Длина электрода не должна быть меньше 2,5 метров. После установки проводников в землю, их сваривают между собой. Надземная часть заземлительного контура должна находиться на определенном расстоянии от земли (не менее 50 сантиметров).

По предназначению оборудование принято делить на две разновидности — защитную и рабочую. Защитные заземлительные устройства обеспечивают безопасность жильцов или персонала и предотвращают риск поражения тока из-за случайного касания корпуса электрической установки.

Защитное заземление обустраивается для:

  • всего электрооборудования и машин, не установленных на глухозаземленных опорах;
  • электрических шкафов, металлических коробов распредщитов;
  • трубопроводов с силовыми кабелями;
  • оплеток силовых кабелей.

Рабочие заземлительные устройства применяют в случаях, когда, несмотря на повреждение изоляционного слоя и последовавшего за этим пробоя на корпус, необходима бесперебойная работа оборудования. К примеру, рабочим заземлением оснащают нули трансформаторов и электрогенераторов. Также рабочим считается заземление молниеотводов.

Общие сведения о заземляющем контуре

Стандартный контур заземления представляет собой комплекс металлических конструкций, размещенных в земле, на определенных расстояниях между собой и незначительном удалении от защищаемого объекта.

Данная схема выполняет следующие функции:

  • Защищают людей от поражения электротоком, а приборы и оборудование – от перепадов напряжения.
  • За счет сопротивления не дают энергии бесконтрольно растекаться в окружающей среде.
  • Обеспечивают защиту от последствий ударов молнии.

Если требуется сделать наружный контур заземления в этом случае большинство конструкций изготавливается из стальных труб, уголков, гладких прутков и других профильных материалов. Длина каждого элемента не превышает 3 метров. Они забиваются кувалдой в твердый грунт, засыпаются землей и утрамбовываются. Нежелательно использовать бетон, поскольку в дальнейшем ремонт таких конструкций будет невозможен.

Забитые электроды соединяются между собой тонкой стальной полосой, толщиной не менее 4 мм. Крепления осуществляются сваркой или болтовыми соединениями. Далее конструкция соединяется специальным заземляющим кабелем со всеми приборами, находящимися в доме, в первую очередь с высоким потреблением нагрузки. Для повышения качества работы системы нередко на объекте дополнительно устраивается внутренний контур заземления.

Данные для расчетов конструкции можно получить путем проведения необходимых исследований. В соответствии с типом и характером грунта определяется глубина залегания электродов, их количество и другие параметры. Выбирается наиболее подходящий материал для изготовления конструктивных элементов. Идеальными вариантами под контур заземляемого объекта считаются глинистые грунты, суглинки и черноземы.

Запрещается устанавливать заземление в каменистых или скальных грунтах, поскольку они являются проводниками тока и обладают низким сопротивлением.

Устройство и принцип действия заземления

Устройство контура заземления

В жилых помещениях зачастую устанавливают систему TN, нейтраль которой глухо заземлена. Заземляющий провод соединяет все потребители электричества с защитным контуром. Последний имеет малое сопротивление, а ток всегда проходит в цепи там, где сопротивление меньше. По сравнению с заземляющим устройством, тело человека отличается большим сопротивлением, поэтому контур и позволяет решить возложенные на него задачи.

Контурное заземление – это система в виде равностороннего треугольника, прямоугольника либо квадрата, собранная из вертикальных заземлителей – стальных стержней или уголков, которые соединены с помощью сварки в верхних точках горизонтальными стальными полосами. Его подключают к заземляемому оборудованию кабелем. Наиболее распространенным видом конструкции является треугольная.

Наружный контур закапывают в землю. Уровень сопротивления растеканию токов защитного устройства различается в зависимости от типа почвы, ее структуры.

Можно собрать контур самостоятельно или использовать готовый комплект.

Методика и сроки проверки заземления

Проверку электрических и механических параметров переносных заземлений проводят только в процессе производства и во время приемо-сдаточных испытаний. Основной проверкой является измерение переходного сопротивления между кабелем и крепежными элементами, а также изолирующие и механические свойства диэлектрических материалов. Во время рабочей эксплуатации проверяются только электрические характеристики гибких изолирующих элементов бесштанговых заземлений и изолирующие штанги заземлений с металлическими звеньями. Периодичность проверки составляет 24 месяца.

Перед каждым применение производится визуальный осмотр на предмет отсутствия сплавленных, спекшихся или оборванных жил. В том случае, если оборвано более 5 % жил или на кабеле есть иные повреждения, то такое переносное заземление нельзя допускать к эксплуатации.

Схема контура

Когда расчеты завершены, подбираем правильное место для установки контура. Выбираем геометрическую фигуру, в соответствии с формой которой будут расположены электроды. Чертим схему контура, учитывая типы применяемых материалов. В схеме указываем количество используемых электродов, соединительной полосы, их длину, сечение, диаметр, глубину установки.

Наиболее оптимальной схемой организации контура считается треугольник. Однако подойдет и любая другая геометрическая форма. На рисунке внизу представлены четыре варианта фигур.

Все схемы заземлительных контуров делят на 2 типа.

Замкнутые

Их преимущество в надежности, поскольку даже при повреждении перемычки между электродами сохраняется еще одна перемычка (с другой стороны). На рисунке ниже показана замкнутая схема в виде треугольника.

Линейные

В этой схеме все электроды находятся на одной линии. Соединения выполняют последовательно. Недостаток способа в том, что при выходе из строя одной из перемычек вся дальнейшая цепочка становится неработоспособной (в соответствии с принципом гирлянды). Схема линейной организации показана на рисунке внизу.

Замеры сопротивления контура заземления

Что следует знать касательно замеров? Имейте в виду, если вы при монтаже постоянно подливали водичку в приямок, все замеры следует повторить на следующий день, когда грунт просохнет.

Иначе высока вероятность погрешности.

Если вам не удалось добиться нормы, а все штыри израсходованы, попробуйте залить в лунку электропроводящий состав для заземляющих устройств. Специальный порошок растворяете с водой и заливаете по стенкам электродов в скважину.

Сверху засыпаете все грунтом и трамбуете почву. Через сутки состав плотно забьет все щели и увеличит плотность прилегания грунта к заземлителю.

В отдельных случаях удается уменьшить сопротивление почти в два раза от изначального!

Замеры с выдачей протокола делаются в обязательном порядке! При подключении дома к электросетям, у энергетиков сетевой компании начинается масса вопросов.

При каких-то нюансах могут вообще отказать. А если у вас будет чертеж схемы заземления и протокол измерения, многие вопросы отпадут сами собой.

Поэтому, когда говорят, что контур заземления можно выполнить полностью самостоятельно своими руками, немного лукавят. Стороннюю организацию или эл.лабораторию с измерительными приборами все таки придется вызывать.

Раньше основным прибором для замера сопротивления контура заземления был М416 и два штыря к нему.

Сегодня все большую популярность получают цифровые аналоги. Например, такие как ИС-10 или измеритель 2120ER.

Обычным мультиметром это не делается!

При проверке модульно-штыревого заземления один колышек забивается на расстоянии четырехкратном от глубины заземлителя, другой на двухкратном. На обычном контуре (треугольник, квадрат, линия), технология немного другая.

Имейте в виду, все замеры делаются летом, в период максимального просыхания грунта.

А теперь об ошибке, о которой многие даже не догадываются.

Через чур хорошее сопротивление, это такой же “косяк” монтажа, как и завышенное!

Оно должно быть на один порядок выше, чем сопротивление заземления на ТП.

Не нужно делать его с “запасом” и радоваться при этом. В противном случае при подключении по системе TN-C-S, вся “дрянь”, включая токи КЗ на землю, будет стекать в первую очередь не через трансформаторную подстанцию, а через заземление вашего дома!

Ток ведь не дурак, он будет стремиться туда, где сопротивление меньше. Именно поэтому многие, после того как сделают идеальный заземляющий контур, подключают свой частный дом по системе ТТ.

Вы то откуда знаете, все ли в порядке на трансформаторе у энергопередающей компании? И когда они там в последний раз делали проверку своего контура?

Из чего состоит заземление

В состав заземляющей системы согласно ее определению (смотрите ПУЭ) входят такие обязательные элементы, как:

  1. Сам ЗК, обустраиваемый на основе металлических уголков площадью поперечного сечения не менее 100 мм квадратных или отдельных штырей диаметром порядка 20 мм.
  2. Комплект специальных проводников (медных шин), позволяющих в жилых домах заземлять электрические приборы.

В зависимости от своего расположения относительно здания защитные конструкции могут быть внешними и внутренними. Рассмотрим как нужно обустраивать каждый из представленных видов контуров, чтобы добиться наилучших результатов.

Внешний контур

При обустройстве наружного контура заземления необходимо учитывать качество и состав грунта в месте расположения его элементов. Хозяева самостоятельно отстроенного дома обычно знают, на какой почве он стоит, и сразу могут определить, как она влияет на проводимость. В противном случае потребуется помощь специалистов по геодезии.

При самостоятельном проведении работ важно знать, что грунты бывают:

  • чисто глинистыми;
  • суглинистыми;
  • торфяными;
  • черноземными;
  • гравийными и скалистыми.

В реальных условиях в пределах домашнего участка чаще всего встречаются первые два класса почв или их разновидности (суглинок пластичный, глинистые сланцы и подобные им). Для различных типов грунтов их удельные сопротивления имеют следующие значения:

  • Глина пластичная и мягкий торф – 20-30 Ом·/метр.
  • Для суглинка с содержанием золы и пепла, а также простой садовой земли этот показатель составляет 30-40 Ом/метр.
  • Черноземные земли и глинистые сланцы, а также глина полутвердая имеют сопротивление, близкое к значениям 50-60 Ом/метр.

С точки зрения организации внешнего контура заземления эти почвы – самые подходящие, поскольку в них сопротивление растеканию имеет небольшую величину.

Грунты с большими значениями сопротивлений представлены такими видами, как:

  1. Полутвердый суглинок, иногда определяемый как смесь глины и песка, а также так называемая «влажная супесь», имеющая средний показатель 100-150 Ом/·метр.
  2. Содержащий глину гравий и влажный песок – 300-500 Ом/·метр.

А такие «жесткие» грунты, как скала, гравий и сухой песок совершенно неспособны обеспечить надежное заземление. В этих условиях принимаются специальные меры, позволяющие понизить сопротивление заземляющих контуров в месте расположения штырей.

Дополнительная информация: Они чаще всего сводятся к искусственному изменению состава почвы. Как пример – добавление в нее раствора поваренной соли.

Еще один вариант, позволяющий найти выход из сложившейся ситуации – обустройство глубинных заземлителей, достающих до слоев более «легкого» состава. Но этот подход к тому, как обустроить наружное заземление, достаточно трудоемок и обойдется недешево.

Контур заземления внутри объекта

При расчете элементов внутреннего контура заземления необходимо учитывать, что смонтированная внутри здания токопроводящая полоса должна охватывать периметр каждого из имеющихся в нем помещений. К открыто проложенной вдоль стен и вблизи от пола заземляющей шине подсоединяются все установленные в них электроустановки и приборы.

Заземляющая шина в распределительном шите

В этих условиях особое внимание уделяется таким составляющим, как заземляющие проводники (соединители, предназначенные для подключения бытовых приборов и ванны непосредственно к заземлению). Отдельный контакт щитка (планка заземления) соединяется либо с обустроенным в пределах строения внутренним контуром, либо посредством длинного медного проводника – с внешней системой заземления (как это изображено на первом фото данной статьи)

Прямо от него медные шины в виде проводников отводятся в сторону различных защищаемых электроустановок и приборов. Нередко вместо полноценного щитка применяется отдельная контактная планка «PE», оборудованная непосредственно на входе в частный дом (рейка ГЗШ приведена на фото ниже)

Отдельный контакт щитка (планка заземления) соединяется либо с обустроенным в пределах строения внутренним контуром, либо посредством длинного медного проводника – с внешней системой заземления (как это изображено на первом фото данной статьи). Прямо от него медные шины в виде проводников отводятся в сторону различных защищаемых электроустановок и приборов. Нередко вместо полноценного щитка применяется отдельная контактная планка «PE», оборудованная непосредственно на входе в частный дом (рейка ГЗШ приведена на фото ниже).

Главная заземляющая шина

В чем разница зануления и заземления

Многие ошибочно путают эти два термина, хотя между ними есть очень большая разница. Зануление предназначено для использования на промышленных предприятиях, но большинство застройщиков пренебрегает этим правилом, устанавливая контуры зануления в жилых домах. Это не совсем безопасно и делается или из-за недостатка знаний, или при желании сэкономить.

Важно помнить, что зануление рассчитано только на вероятность короткого замыкания и не выполняет функции заземления. Такая функция очень полезна при использовании промышленного оборудования, но совершенно бесполезна в бытовых условиях, даже наоборот

К примеру, если к электроприбору подведен нулевой провод, то в случае его обгорания или если вы случайно перепутаете ноль с фазой, то оборудование запросто может перегореть.

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).

Особенности схем заземления 220 и 380 В

Подключение в каждом из случаев особенное. Единственное, что остается неизменным – внешний контур. Конструкция может быть любой (замкнутой, линейной). А вот с момента ввода в дом нужно учитывать некоторые нюансы. То же касается устройства проводки. Напряжение в 220 Вольт требует двухпроводной линии. При этом один придется расщепить на «землю» и «нейтраль». Другой монтируется по изоляторам.

380 В – это электросеть, для которой используется четырехпроводная система. Одна из жил подлежит расщеплению, как и в предыдущем случае. Остальные монтируются через изоляторы, не контактируя между собой. Еще одна особенность такого способа монтажа – необходимость использования дополнительных средств защиты. Это УЗО и дифференциальные автоматы. К ним подводят «нейтральный» проводник.

Воздушные линии электропередач

На опорах линий электропередач (ВЛ) согласно действующим положениям ПУЭ повторное заземление PEN-проводника, прокладываемого от трансформаторной подстанции, делается обязательно. Объяснить это можно потребностью повышения электрической безопасности персонала, работающего на ВЛ, а также созданием условий для надежного срабатывания автоматов защиты.


Схема повторного заземления нулевого провода в системе электроснабжения

ПЗ обязательно обустраивается в следующих местах:

  • На опорах, расположенных в конце ВЛ.
  • На столбах, непосредственно перед вводом «воздушки» на объект.
  • Перед любым ответвлением от трассы, протяженность которого составляет более 200 метров.


Заземление опоры ВЛ Для монтажа заземляющего устройства обычно используется подземная часть ВВ опоры. В случае, когда ее недостает для получениятребуемых характеристик – делается дополнительный контур. Для оформления спуска с вершины столба применяется проволока без изоляции диаметром 6,0 или 8,0 мм. Помимо PEN-провода, обязательно заземляются все элементы конструкции опоры, изготовленные из металлов. Согласно требованиям ПУЭ сопротивление повторного контура не должно превышать 30-ти Ом.

На столбах с приборами уличного освещения обязательному заземлению подлежат не только провода СИП, но также корпуса светильников и другие детали самих опор, изготовленные на основе металла. Для этих целей в городской черте с ограниченными возможностями заглубления вместо типовых вертикальных штырей нередко используются горизонтальные полосы. После их монтажа полагается провести испытание обустроенной системы, проверив реальное сопротивление заземляющего устройства посредством специальных измерительных инструментов. Без повторного заземления самонесущих проводов и опор городского освещения, данный участок трассы приемной комиссией к эксплуатации не допускается.

Материалы для заземлителей

Контур заземления включает горизонтальные или вертикальные электроды.

Материалы, из которых не рекомендуется изготавливать заземлители:

  • рифленая арматура;
  • круглая сталь менее чем 10-миллиметрового диаметра.

Рекомендуемые материалы для создания вертикальных заземлителей:

  • уголки 50×50×5 миллиметров;
  • трубы диаметром свыше 32 миллиметров со стенками толщиной от 3,5 миллиметра.

Горизонтальные заземлители изготавливают из таких материалов:

  • стальная проволока с 10-миллиметровым сечением (или больше);
  • стальные полоски (40×4 миллиметра).

Концы уголков или круглых металлических изделий подрезают под углом 30 градусов. Это позволит электроду легче войти в грунт.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электрика
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector