Заземление сварочного аппарата: правила и схема монтажа

Заземление отдельных бытовых приборов и оборудования

Часто бывает, что владельцы частных домов (особенно дачных), не видят смысла монтировать полноценное заземление. Оправдывать или осуждать мы никого не можем, а значит рассмотреть этот вариант так же стоит. Разберемся, как заземлить водонагреватель в частном доме, не монтируя при этом всей системы защиты.

Знак заземления ГОСТ-21130

Сделать это довольно просто, используя естественный заземлитель. От него нужно проложить кабель непосредственно к прибору или к розетке, от которой устройство питается. Часто, таким образом, производится заземление газового котла в частном доме, но можно так защитить и любой другой бытовой прибор.

Встречаются «электромонтеры», которые на вопрос, как заземлить розетку в частном доме, советуют бросить перемычку от нулевого контакта на заземляющий. Прислушиваться к подобным советам явно не стоит – это чревато проблемами. О подобных ошибках мы обязательно сегодня поговорим. А сейчас стоит подробнее остановиться на том, как проверить готовый контур заземления, соответствует ли он необходимым требованиям.

Швы соединения на шинах должны быть качественно проварены

Установка контура заземления

Цифровой измеритель мощности, тока, амперметр, напряжения и энергии в электросети с ЖК дисплеем

Согласно классическому порядку монтажа контура заземления, сначала выполняются подготовительные работы, затем осуществляют непосредственно установку устройства и измеряют сопротивление.

Подготовка к монтажу

Для монтажа необходимо подготовить инструменты:

лопату;
болгарку или ножовку по металлу;
сварочный инвертор;
перфоратор;
гаечные ключи на 8, 10;
измерители тока, напряжения, сопротивления.

Подготовка к заземлению в частном доме

Из материалов потребуются:

Уголки, изготовленные из стойкой к коррозии стали, 40×40×4/50×50×5 см и длиной не менее 2,5 м. Или стальные круглые стержни диаметром 20 мм.
Три металлических полосы длиной 250 см, шириной от 40 до 60 мм и толщиной в районе 5 мм. Чем больше расстояние между электродами, тем лучше растекание токов, так как электромагнитные поля меньше взаимодействуют друг с другом. В идеале расстояние между электродами должно соответствовать их длине или увеличиваться кратно этому параметру.
Полоса из нержавеющей стали для соединения контура с фундаментом 40×4 или 50×5 мм или силовой кабель.
Болты М8, М10.
Токопроводник из меди.

Монтаж защитного устройства

Земельная подготовка к прокладке контура заземления

Первым шагом делают траншеи глубиной порядка 80 см под контур заземления и полосу, соединяющую систему с фундаментом. Конфигурация траншей должна соответствовать форме контура заземления. В данном случае выполняется заземление в виде треугольника со сторонами размером по 2,5 м каждая.

Металлические уголки стоит заострить, чтобы они легче входили в грунт. Их вбивают в почву, а не выкапывают углубления. Электроды должны войти в грунт плотно. Перемычки приваривают к электродам. Обрабатывают сварные швы битумной мастикой для защиты от коррозии. Кабель по траншее подводят в дом, к электрощитку. Для этого с помощью болтов и гаек закрепляют на вертикальный заземлитель запакованный в концевой контакт кабель. Для этого используют шины из меди (10мм2), алюминия (16 мм2) или металла (75 мм2). Засыпают контур сначала песком, потом землей.

Замер сопротивления защитного устройства

Измерение сопротивления заземляющих устройств

Чтобы проконтролировать работоспособность устройства, рекомендуется замерить его сопротивление растеканию токов по всем правилам. Работы лучше выполнять зимой или летом, когда сопротивление грунта максимальное. За норму сопротивления защитного контура принимают показатели 15, 30, 60 Ом или 2, 4 и 8 Ом при измерении с естественными заземлителями и повторными заземлителями отходящих линий для сети 660-380, 380-220 или 220-127 В, соответственно.

Проверка сопротивления в контуре

Чтобы замерить заземление правильно, должны использоваться специальные измерительные устройства – «МС-08» или «МС-416» и пробные электроды. Методика такова:

Потенциальный электрод размещают между контуром и домом на расстоянии не менее 20 м. Другой на прямой линии с первым и защитным устройством, на расстоянии не более 40 м.
Подключив напряжение, измеряют сопротивление.
Измерение заземления проводят несколько раз, постепенно приближая выносной электрод, но не ближе чем на 5 м.

Требования ПУЭ к главной шине заземления

Правила устройства электроустановок в пункте 1.7.119 определяют основные требования по установке главной заземляющей шины, для сетей до 1 кВт. Она в большинстве случаев размещается в шкафах распределительных устройств, при большом количестве заземляющих проводников используется отдельный шкаф.

Для схем заземления типа TN-С в распределительных устройствах разрешается использовать шину РЕ как ГШЗ, сечение которой не должно быть меньше проводов заземления которые к ней подсоединяются. Для главной шины заземления применяют медь, в крайнем случае, устанавливают сталь, грубейшей ошибкой является использование алюминиевых полос. Это категорически запрещается по причине разности сопротивления на контактах из различных металлов. Такие контакты греются, проводимость снижается, при больших токовых нагрузках болтовые соединения могут полностью выгореть.

Соединения осуществляются разборные с помощью специальных инструментов, чаще всего это болтовые крепления с шайбами и гайками. Концы проводов опрессовываются медными наконечниками с отверстиями под болты и завинчиваются на шину. На стене возле шины или выделенном для нее отдельном шкафу наносится символический знак.

Пункт 1.7.120 определяет, что для помещений имеющих два и более отдельных ввода, каждый шкаф РУ оборудуется отдельной шиной заземления. На трансформаторных подстанциях устанавливается собственная шина с заземляющим контуром, РЕN проводник от которых уходит на ГШЗ ВРУ (вводное распределительное устройство) помещений с электроустановками. Заземляющие шины на разных РУ для выравнивания потенциалов должны соединятся проводом. Сечение проводника не должно быть меньше ½ большего провода, который приходит на одну из ГШЗ в ВРУ с трансформаторной подстанции.

Для соединения нескольких шин от разных ВРУ допускается использование металлоконструкций различного назначения если они неразборные имеют непрерывный электрический контакт. При этом надо учитывать требования пункта 1.7.123, который запрещает применять в качестве РЕN проводника:

трубы газораспределительных систем;
трубопроводы с горючими материалами;
конструкции систем отопления, водоснабжения и канализации;
свинцовые и металлические оболочки бронированных кабелей;
трос несущий кабель для электрической проводки.

Обратите внимание на часто допускаемую ошибку, заземлять эти конструкции на главную шину заземления можно и даже нужно, пункт 1.7.20. Но делать прямые соединения шин, на разных шкафах используя перечисленные конструкции, пункт 1.7.123 запрещает

С первого взгляда заземление троса и трубопровода на ГШЗ ВРУ обеспечит их прямое соединение, но при ремонте или демонтаже этих систем цепь будет разорвана.

Поэтому используются только неразборные токопроводящие конструкции, надежнее всего провести многожильный медный провод с желто-зеленой изоляцией, соответствующей обозначению заземляющего РЕN проводника. В этом случае соединение обеспечивающее распределение потенциала растекания, будет автономное не зависящее от других систем.

Правила заземления сварочных аппаратов

Согласно правилам безопасности, любое электрическое оборудование должно быть заземлено – заземление сварочного аппарата не является исключением. В данном материале описаны основные правила заземления различного сварочного оборудования.

Зачем заземлять

Стационарное сварочное оборудование, вне зависимости от схемы подключения к электрической сети, в большинстве случаев имеет отдельный заземляющий контур. Обычно, один конец заземляющего кабеля, крепится к металлическому корпусу сварочного аппарата, а другой – к вкопанному в землю металлическому стержню.

Благодаря такому соединению корпуса сварки с поверхностью земли, возникает равенство потенциалов между ними. Если корпус окажется под напряжением, и рабочий к нему прикоснется, то из-за равенства потенциалов удара током не произойдет. Это относится и к другим частям аппарата, способным проводить ток. Поскольку электросварочное оборудование работает с большими по величине токами, заземление может спасти жизнь.

Основные требования

Заземление делают медным кабелем сечением минимум 6 мм или металлической арматурой сечением минимум 12 мм. Крепят медный кабель к корпусу через специальный болт на установке, помеченный надписью «Земля» (возможно и другое обозначение). Кроме основного электросварочного оборудования, в аппаратах для дуговой сварки необходимо заземлять и тот зажим вторичной обмотки, к какому подключается проводник, идущий к свариваемой детали.

Если кабель, подводящий ток, двужильный, то для заземления сварочного трансформатора нельзя применять провода «ноль» и «фаза».

Основные требования по обеспечению электробезопасности:

все нетоковедущие элементы сварочных установок должны быть подключены к заземляющему контуру;
сварочные аппараты, для подключения к заземляющему контуру, оснащаются специальным болтом с соответствующим обозначением, к которому прикреплен заземляющий провод;
для каждой электрической установки должна быть предусмотрена отдельная точка заземления;
запрещается сварочные аппараты заземлять последовательно;
если нет никакой возможности заземлить оборудование, необходимо использовать устройство защитного отключения.

Для эффективной защиты от поражения током, по нормам электробезопасности, сопротивления заземляющего контура не должно превышать 5 Ом. Для того чтобы добиться заданных параметров необходимо обеспечить максимально большую площадь контакта заземлителя с землей, а так же хорошую токопроводимость.

Для соединения заземлителя с заземляющим проводником используется метод сварки или применяются хомуты. Независимо от метода соединения, стык необходимо защитить от возможной коррозии, для этого, чаще всего, применяется смола.

Электрические сварочные аппараты, для обеспечения безопасной работы, необходимо каждый месяц проверять на наличие оголенных токоведущих элементов, замыкания на корпус, целостность заземляющего контура.

Проверяется наличие замыкания между элементами обмотки трансформатора, а также исправность систем защиты.

В электросварочных аппаратах, в которых создается дуга между электродом и проводящей электричество деталью, необходимо кроме элементов корпуса, заземлять вывод вторичной обмотки источника напряжения, соединяемый обратным кабелем с деталью.

Классификация заземлителей

Искусственный контур заземления сварочного оборудования может быть выполнен вертикальным способом и горизонтальным.

При выполнении вертикального заземляющего контура, чаще всего, используют металлические уголки, трубы или пластины, закопанные в землю. Запрещается для контура заземления использовать алюминий, так как в следствии электрокоррозии он быстро разрушается.

В местах, где по тем или иным причинам невозможен монтаж вертикального заземления, применяется горизонтальное (глубинное) заземление. В грунт, на необходимую глубину, помещают один или несколько металлических стержней, концы которых соединяют между собой.

Главным преимуществом вертикального заземления является экономия пространства. Но это не единственное достоинство данного способа заземления – за счет контакта со слоями земли, которые насыщены влагой, достигается отличная токопроводимость.

Заземление автономного сварочного оборудования

Бывают случаи, когда у мастера нет возможности подключить сварочный аппарат к сети, – в таких условиях используются автономные модели. Как правило, их напряжение тока вторичной сети составляет 120 или 240 вольт. Заземление при этом обеспечить бывает нелегко. А нужно ли это делать?

Ответ на этот вопрос зависит от конструкции устройства и условий его использования. Последние можно условно разделить на две группы:

1. При соблюдении всех факторов из этого списка корпус аппарата можно не заземлять, когда:

сварочный аппарат находится в кузове автомобиля либо трейлера;
питание от вторичной сети происходит через вилку или кабель;
розетка оснащена кабелем заземления;
рама сварочного устройства соединена проводом с рамой транспортного средства.

2. При наличии хотя бы одного фактора из данного списка заземление автономной сварки необходимо:

питание оборудования идет за счет подключения к проводке здания (например, для аварийного электроснабжения);
вторичная сеть получает питание напрямую, без использования вилки или кабеля;
вторичная сеть получает постоянное питание без использования розетки или провода.

Выше мы описали лишь ключевые вопросы, касающиеся того, как заземляется сварочное оборудование автономного типа. Более полную информацию можно получить в нормативной документации по электробезопасности.

Если питание сварки происходит с использованием удлинителей, то важно регулярно проверять их на наличие разрывов и надломов. Из-за того, что такие кабели чаще всего располагаются на полу, они, подвергаясь дополнительной нагрузке, быстрее изнашиваются

С помощью специального тестера легко держать их состояние под контролем и, в случае неисправности, своевременно принять меры по их устранению.

Правильная установка заземляющей системы сварочного аппарата сильно снижает риск получения производственных травм, однако не гарантирует стопроцентной безопасности. Ток проходит по заземляющему контуру, не причиняя при этом вреда, но если человек станет его частью, то он послужит проводником, что чревато неприятными последствиями

Поэтому крайне важно избегать телесного контакта с заземляющей конструкцией, носить средства индивидуальной защиты, а изоляционные перчатки непременно должны быть сухими. Также необходимо контролировать целостность кабелей, горелок и электродержателей

Выполняя эти рекомендации, можно также избежать удара током от сети. Исправность оборудования во многом снижает производственные риски для мастера.

Зануление, заземление, заземлитель – в чем разница

Цель данной статьи – дать развернутое описание заземления и всего, что с ним связано. В первую очередь необходимо обозначить разницу между этими понятиями. Не стоит путать заземление, заземлитель и заземляющее устройство при наладке сварочного оборудования. Так, заземление – это запланированный контакт оборудования или некоторых его частей с заземляющим устройством.

Иными словами, заземление – это процесс, а заземляющее устройство и заземлитель – нет. Заземляющее устройство представляет собой ансамбль заземлителя и заземляющих проводников. Заземлителем же может быть один либо несколько элементов, проводящих ток. Чаще всего эту роль играет кабель. Его главная задача – соединить сварочный аппарат с землей и передавать на нее вышедшую из-под контроля электроэнергию.

То, как заземляется сварочное оборудование, определяется целью и функциями заземляющего устройства. Так, последние условно подразделяются на три типа: защитные, грозозащитные и рабочие. Их задача обозначена в самом названии: защитные устройства оберегают людей и животных от удара током при соприкосновении со сварочной установкой. Они пригодятся в случае, если кабель фазы соприкоснется с металлической частью установки, не предназначенной для передачи тока, тем самым передав на нее напряжение.

Грозозащитные устройства направляют электричество от удара молнии в землю, заземляя при этом стержневые или тросовые разрядники и молниеотводы.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Марки сталей: классификация и расшифровка
Марки алюминия и области их применения
Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

Рабочие устройства, отвечающие за заземление оборудования, обеспечивают его бесперебойный режим работы в штатных и в аварийных условиях. Иными словами, защита такого типа нацелена не на безопасность мастера, а на обеспечение исправного функционирования агрегата.

Существуют также устройства, которые одновременно выполняют и защитные, и рабочие функции. По своей природе заземлители разделяются на естественные и искусственные. Разница не в том, что одни рукотворные, а другие – нет. Дело в том, что естественные изначально задумывались не как заземлители. Это может быть арматура в металлическом каркасе бетонного строения или водопровод

Важно знать, что нельзя использовать в качестве заземлителя трубы, имеющие изоляционное покрытие. А вот искусственные – это заземлители, которые были специально созданы для этих целей

Зануление – это факт создания связи между металлическим каркасом электрического прибора и нейтральности генератора или трансформатора. Как правило, для этого используется отдельный кабель, который так и называется – нулевой. Функция зануления заключается в создании возможности автоматического отключения питания от прибора, если произойдет короткое замыкание. Так, при возникновении проблемы аварийный участок будет моментально обесточен предохранителем или автоматом.

Готовые комплекты или ручная сборка?

У многих владельцев, решивших сделать контур заземления своими руками может возникнуть резонный вопрос — не проще ли воспользоваться готовыми комплектами заземления?

Нет, не проще, точнее не всегда проще, а иногда и дороже. Готовые комплекты являются компромиссным решением, поскольку с экономией времени вы получаете более высокую стоимость, при этом не всегда надлежащее качество материалов.

В большинстве магазинов продают модульные или линейные контуры, которые сравнительно дешевле, но при этом не всегда обеспечивают должного качества проводимости электричества.

Самостоятельно подобрав и соединив все компоненты вы будете на 100% уверены в качестве заземляющего контура, соответственно и в безопасности всего дома. Но не стоит отказываться от готовых комплектов — они прекрасно подойдут для обустройства небольшой дачи или коттеджа, гаражей и подсобных помещений, оборудованных электросетью.

Перед тем как вы закопаете всю конструкцию, необходимо выполнить окрашивание видимой части контура для надежной защиты от коррозии. Лучше всего зачистить всю плоскость элементов, поскольку некачественная подготовка перед покраской приведет к ускоренной коррозии металла.

После выполнения всех монтажных работ вам необходимо зарыть траншеи. Еще один совет — перед закапыванием можно залить свежий грунт соляным раствором, который повышает проводимость контура. Чтобы его приготовить руководствуйтесь пропорцией 2-3 кг соли на 10 литров воды. После нужно тщательно утрамбовать почву для лучшего контакта с контуром, малая плотность негативно сказывается на показателях сопротивления грунта.

Контроль состояния заземления

Согласно требованиям ПУЭ для эффективной защищённости от случайного электрического удара суммарное сопротивление заземляющего устройства не должно быть более 5 Ом.

Для достижения этого показателя при обустройстве заземления сварочного оборудования следует обеспечить требуемую электропроводность системы, увеличивая площадь контакта элементов с грунтом.

В реальных условиях достичь показателя в 5 Ом удаётся с большим трудом. Для обеспечения нормируемой величины переходного сопротивления используются искусственные приёмы его снижения (введением в прилежащий грунт специальных химикатов).

Независимо от способа обустройства заземляющей конструкции, все её открытые части (и в особенности – стыки) должны быть обработаны защитным составом. В качестве такого покрытия обычно используется разогретая до жидкого состояния смола.

И, наконец, с целью контроля исправности системы заземлителей в соответствии с требованиями нормативов должны проводиться регулярные проверки их текущего состояния.

В процессе таких проверок осуществляется визуальный осмотр открытых мест соединения частей ЗУ или делается контрольная выемка грунта на глубину, определяемую требованиями ПУЭ. В последнем случае проверяют состояние скрытых в земле шин и сварных соединений.

Обустройство заземлителя

При выборе металлических заготовок для заземляющего контура должны учитываться размеры его отдельных элементов, которые выбираются в зависимости от состояния грунта и климатических условий в данной местности.

С основными параметрами заземляющего устройства и их зависимостью от окружающих условий можно ознакомиться в соответствующих разделах ПУЭ.

Типовой заземляющий контур для сварочного и любого другого оборудования представляет собой правильную треугольную конструкцию, по углам которой размещаются вбитые в землю на глубину не менее 2-х метров металлические колья. Между собой они соединяются (обвязываются) посредством отрезков стальных шин.

Подобно всякому другому заземляющему устройству эта конструкция должна иметь сопротивление утечки, удовлетворяющее требованиям нормативов и не превышающим заданного для данных условий уровня.

Для снятия показателя сопротивления используются специальные электрические приборы, называемые омметрами. С их помощью удаётся измерить переходное сопротивление контактов с высокой точностью (до долей Ома).

Основное назначение заземления сварочного оборудования состоит в обеспечении безопасных условий работы. Оно защищает сварщика от пробоя электрического тока на корпус

Особенно важно о нем помнить при работе в условиях повышенной влажности

Схемы заземления частных домов своими руками: 380 В и 220 В

При монтаже контуров заземления значительной разницы между схемой частного дома на 3 фазы (380 вольт) и однофазной (220 вольт) нет. А вот в разводке кабелей она присутствует. Разберемся, в чем она заключается.

Правильно выполненный ввод в дом. Именно так он должен выглядеть в идеале

При однофазной сети для питания электроприборов используется трехжильный кабель (фаза, ноль и земля). Трехфазная сеть требует пятижильного электропровода (та же земля и ноль, но фазы три)

Особое внимание нужно обратить на расключение – заземление не должно соприкасаться с нулем

Рассмотрим ситуацию. С подстанции приходит 4 жилы (ноль и 3 фазы), заведенные в распределительный щит. Обустроив правильное заземление на участке, заводим его в щиток и «сажаем» на отдельную шину. Фазные и нулевая жила проходят через всю автоматику (УЗО), после чего идут к электроприборам. От заземляющей шины жила идет непосредственно на розетки и оборудование. Если нулевой контакт заземлить, устройства защитного отключения будут срабатывать без причины, а такой монтаж электропроводки в доме совершенно ни к чему.

Схема заземления на даче своими руками несложна, но требует внимательного и аккуратного подхода при выполнении. Несложно выполнить ее только для одного котла или иного электроприбора. Ниже мы обязательно на этом остановимся.

Корпус газового котла, как и металлические трубы, требуют качественного заземления во избежание возникновения искры

Что такое контур заземления в частном доме: определение и устройство

Контуром заземления называют конструкцию из штырей и шин, находящуюся в грунте, обеспечивающую отвод тока при необходимости. Однако не любой грунт подойдет для устройства заземлителя. Удачным для этого считают торф, суглинок или глинистую почву, а вот камень или скала не подходят.

Контур готов. Остается проложить шину до стены дома

Контур заземления располагают на расстоянии 1÷10 м от здания. Для этого прокапывается траншея, заканчивающаяся треугольником. Оптимальными размерами являются длины сторон 3 м. По углам равностороннего треугольника вбиваются штыри-электроды, соединяемые стальной шиной или уголком при помощи сварки. От вершины треугольника шина идет к дому. Подробно мы рассмотрим алгоритм действий в пошаговой инструкции ниже.

Разобравшись, что является заземляющим контуром можно переходить к расчетам материала и размеров.

Расчет заземления для частного дома: формулы и примеры

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) и ГОСТ устанавливают точные рамки, сколько Ом должно быть заземление. Для 220 В – это 8 Ом, для 380 – 4 Ом. Но не стоит забывать, что для общего результата учитывается и сопротивление грунта, в котором устраивается заземляющий контур. Эти сведения можно узнать из таблицы.

Вид грунта	Максимальное сопротивление, Ом	Минимальное сопротивление, Ом
Глинозем	65	55
Гумус	55	45
Лёсовые отложения	25	15
Песчаник, залегание грунтовой воды глубже 5 м	1000	—
Песчаник, грунтовые воды не глубже 5 м	500	—
Песчано-глинистая почва	160	140
Суглинок	65	55
Торфяник	25	15
Чернозём	55	45

Зная данные можно использовать формулу:

Формула расчета сопротивления стержня

где:

R_o – сопротивление стержня, Ом;
L – длина электрода, м;
d – диаметр электрода, м;
T – расстояние от середины электрода до поверхности, м;
Р_экв – сопротивление грунта, Ом;
Т – расстояние от верха стержня до поверхности, м;
l_n – расстояние между штырями, м.

Но пользоваться такой формулой сложно. Для простоты предлагаем воспользоваться онлайн-калькулятором, в который нужно только внести данные в соответствующие поля и нажать кнопку рассчитать. Это исключит возможность ошибки в вычислениях.

Для расчета количества штырей воспользуемся формулой

Формула расчета количества стержней в контуре

где R_n – нормируемое сопротивление для заземляющего устройства, а ψ – климатический коэффициент сопротивления грунта. В России за него принимают 1.7.

Рассмотрим пример заземления для частного дома, стоящего на черноземе. Если контур выполняется из стальной трубы, длиной 160 см и диаметром – 32 см. Подставив данные в формулу получим n_o = 25.63 х 1.7/4 = 10.89. Округлив результат в большую сторону, получается нужное количество заземлителей – 11.