Монтаж контура заземления в частном доме. Про заземление и зануление для "чайников". Выбор будущей системы заземления

Довольно часто владельцы частных домов говорят, что при наличии «хорошего» нуля ни к чему. Но это довольно опасное заблуждение – ведь «земля» дает дополнительную защиту не только для бытовых приборов, но и от поражения человека электрическим током. Сегодня рассмотрим возможность сделать заземление 220 В в частном доме своими руками, попробуем понять, чем оно отличается от 380 В, а также разберемся, насколько сложна эта работа. Но главный вопрос, который предстоит решить – это действительно ли заземление настолько важно и необходимо.

Читайте в статье:

Для чего нужно заземление и насколько необходим его монтаж в частном доме

Начнем с того, с чем часто сталкиваются практически все владельцы бытовых приборов – незначительный, но чувствительный удар током от корпуса какого-нибудь устройства в доме. А происходит это от нарушения изоляции и прикосновения токоведущих частей с корпусом прибора.

Рассмотрим другой вариант. Иногда случается, что, открыв водопроводный кран, человек чувствует пощипывание электрического тока от воды. В этом уже виноваты соседи, которые пытаются воровать электричество. Конечно, с более новыми приборами учета такой номер не пройдет, но со старыми вполне получалось. Происходит так по причине того, что недобросовестный потребитель, взяв фазу для прибора от , ноль подключает к водопроводной трубе. В этом случае расход падает в 2 раза.


Важная информация! Если потребитель будет уличен в подобном воровстве, то его обязательно ждет административное наказание.

Так вот, возвращаясь к нашей теме – зачем нужно заземление. Именно оно спасет от подобных неприятных ощущений, а порой и от более серьезных поражений электрическим током. Не будем рассматривать его устройство в многоквартирных домах – ведь там смонтирован общий контур. Именно к нему и подключены все жилые помещения. Намного интереснее будет разобраться с заземлением для частного дома, которое можно смонтировать своими руками.

Основная задача понять, как выполнить подобную работу. Тем более, что обычно на дачу увозят старые бытовые приборы, которые и требуют к себе особого внимания. Именно вариант монтажа на подобных участках и будет для нас приоритетным. Но для начала разберем общие понятия и нюансы, которые имеет заземление на даче.


Понятия «заземление» и «зануление»: в чем разница между ними

Принципиальное отличие этих понятий таково. Заземление снижает напряжение в поврежденной цепи до минимума, не опасного для человека. Зануление же, при помощи автоматики, отключает питание сети при коротком замыкании. Опасность второго в том, что автоматика может не успеть сработать, и человек получит разряд электрического тока, опасный для здоровья или даже жизни.

В домах, где невозможен монтаж заземляющего контура, иногда используется в этом качестве нулевой провод, но в таком случае необходима установка устройств защитного отключения и автоматов совместно, либо монтаж дифавтоматов. Но чаще всего возможность устройства в частном доме заземления и молниезащиты есть, а значит нужно понять технологию монтажа и функционирования.


Статья по теме:

Чего необходимо избегать при монтаже контура заземления – наиболее частые ошибки

Конечно же при монтаже контура заземления своими руками в первый раз ошибок избежать не удастся. Можно сказать больше – их допускают даже опытные мастера. Но, как говорят, «предупрежден – значит вооружен». Именно поэтому стоит упомянуть о самых распространенных из них.

Мнение эксперта

Инженер-проектировщик ЭС, ЭМ, ЭО (электроснабжение, электрооборудование, внутреннее освещение) ООО "АСП Северо-Запад"

Спросить у специалиста

“Заземление от контура не может идти непосредственно на прибор. К устройству заземление должно приходить именно с шины, находящейся в силовом щите. Именно поэтому первое и самое распространенное – это конечно же неправильное подключение.”


Следующая ошибка – это использование в качестве контура трубы газоснабжения или канализации. Этого делать ни в коем случае нельзя. Об этом же говорят и правила устройства электроустановок. Так же не может быть использован в качестве контура металлический забор вокруг дома.

Еще одна распространенная ошибка – использование слишком тонких проводников (шин и электродов). Подобное приведет к очень быстрой коррозии и распаду металла, сведя на ноль всю работу. Так же важна и длина сварных швов при монтаже контура заземления. Этот параметр не должен быть менее 10 см (например, соединение двух отрезков шины). Что же касается соединения шины с электродом, то проваривать место соприкосновения нужно по всей длине и с обеих сторон. Сварные швы обрабатывать антикоррозийным составом обрабатывать необходимо. Но это не касается всего заземляющего полотна.

Далее. Полоса заземления, которая находится выше уровня грунта и на которой закреплены контакты для подключения заземляющего провода обязательно нужно покрасить (желательно в черный цвет). При этом состав покрасочного материала значения не имеет. Это может быть, как нитро краска, так и любая битумная мастика. Так же желательно нанесение на стену в этом месте знака «заземление» (см. фото).

Так же не следует делать электроды меньше 1.5 м. Это приведет к потере качества всего заземляющего контура. Так же нельзя оставлять шину на поверхности или с малым заглублением. Глубина пролегания шины заземления должна быть 0.5-0.8 м. Это обязательно!

И еще одно. Многие, проводя заземление от контактов шины к силовому щиту делают провод длинным. После этого им приходится его скручивать в спираль, чтобы добиться необходимого размера. Этого делать нельзя. Наверняка из курса школьной физики кто-то помнит, что любой виток провода – это уже катушка, создающая индуктивные токи. А в системе заземления любая индуктивность недопустима.

Монтаж заземления для громоотвода в частных домах

Довольно много споров в наше время вокруг того, нужна ли для частных домов молниезащита. И все же большинство склоняется к тому, что она необходима. Тем более, что много времени, сил и средств ее устройство не потребует. Разберемся, что для этого нужно. Потребуется следующий материал:

  • три железных электрода, длиной в 1.5-2.5 м;
  • железная шина для соединения штырей;
  • стальная проволока-катанка, диаметром 6-8 мм 2 для подвода заземления к молниеотводу;
  • медный одножильный провод, сечением не менее 6 мм 2 и длиной 1-1.5 м в качестве молниеотвода;
  • деревянная опора для крепления молниеотвода, длиной 3 м.

Теперь можно приступать к работе.


Важно! Контур заземления для громоотвода должен находиться на расстоянии 5-8 м от входа в частный дом.

На необходимом расстоянии выкапываем траншею 0.5 м глубиной в виде равнобедренного треугольника с гранями в 1 м. По углам забиваем электроды и производим те же действия, как и с домашним заземлением. Отличием является то, что от контура к дому пойдет стальная проволока в качестве токоотвода.

Теперь на крыше крепится деревянная опора, сверху которой фиксируется медный молниеотвод. К нему то и должна прийти катанка. При этом, при монтаже проволоки вдоль стены и по крыше имеет смысл проложить между ней и поверхностью асбестовую ткань в качестве изолятора. Как видите, процесс совершенно не сложен и займет немного времени. При желании можно сделать громоотвод и на вышке, отдельно стоящей от дома. При этом стоит быть готовым к тому, что ее длина должна быть на 3-4 м выше конька крыши.

Ну а теперь, разобравшись с тем, как в частном доме сделать громоотвод, можно перейти к стоимости готовых комплектов для монтажа заземления, а также уточнить расценки на подобные работы при найме профессионалов.


Стоимость комплектов заземления для частных домов

Многие не знают, что комплекты заземления для дачи можно приобрести в готовом виде. Попробуем разобраться, что входит в них, в каком количестве и сколько это может стоить. Помимо основного поставщика на российский рынок – польской компании ZANDZ-GALMAR , имеет смысл обратить внимание и на российского производителя – фирму Элком .

Фирма производитель Наименование Количество, шт. Стоимость комплекта, руб.

ZANDZ-GALMAR
Стержень из нерж. стали 16ммХ1.5 м 4 24 000
Муфта для соединения 4
Наконечник 1
Головка ударная 1
Токопроводящая паста 0.15 гр 1
Изолента 1
Зажим для проводника 1

Zandz ZZ-000-015, комплект заземления универсальный 15 метров (Galmar)


Элком
Стержень из нерж. стали 14ммХ1.5 м 4 5800
Муфта для соединения 4
Наконечник 1
Головка ударная 1
Токопроводящая паста 0.15 гр 1
Изолента 1
Зажим для проводника 1

Комплект заземления "ZN – 6", оцинкованный

Что же касается стоимости монтажа заземления в частных домах, то она варьируется от 10000 до 15000 руб. Конечно, стоимость комплектов российского производства существенно ниже. Именно по этой причине для некоторых купить заземление для частного дома, цена которого составляет 5-6 тыс. руб. намного проще, чем изготавливать его самостоятельно.


Статья

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

Что такое заземление

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

Как это работает

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

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

Результат работы исправной системы:

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

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

Из чего состоит заземление

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

Рассмотри эти компоненты подробнее.

Внешний, или наружный контур

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Расчет приведен для вертикально установленных заземлителей.

Расшифровка величин формулы:

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

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

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

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

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

И все же приводим формулу расчета горизонтальных заземлителей.

Соответственно, расшифровка дополнительных величин:

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

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

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

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

Технология проведения работ

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

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

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

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

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

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

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

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

Параметры заземлителей (рассматриваем вертикальное расположение)

  • Сталь без гальванического покрытия:

Круг - диаметр 16 мм.

Труба - диаметр 32 мм.

Прямоугольник или уголок - площадь поперечного сечения 100 мм².

  • Сталь оцинкованная

Круг - диаметр 12 мм.

Труба - диаметр 25 мм.

Прямоугольник или уголок - площадь поперечного сечения 75 мм².

Круг - диаметр 12 мм.

Труба - диаметр 20 мм.

Прямоугольник или уголок - площадь поперечного сечения 50 мм².

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

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


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

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

Контур заземления внутри объекта

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

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

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

Итог

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

Видео по теме

Ещё совсем недавно самыми мощными электроприборами в доме были утюг, плитка и кипятильник. В наше время список потребителей электроэнергии регулярно пополняется оборудованием, которое делает жизнь более удобной и комфортной. Обратной стороной медали является то, что увеличение количества бытовых электроприборов повышает риск поражения электрическим током. Для защиты от опасного воздействия высокого напряжения корпус электроприбора подключают к заземляющему контуру. В многоквартирных домах проводка проложена с учётом присоединения к «земле», а на частном подворье соорудить надёжное заземление можно своими руками.

Что такое заземление: немного теории

Прежде чем приступать к сооружению заземления, разберёмся, что это такое и как оно работает. Стандартное напряжение подаётся к бытовым потребителям двумя способами - по двум или четырём проводам. В первом случае между так называемым фазным и нулевым проводником присутствует напряжение 220 В - такая сеть называется однофазной. Во втором случае мы имеем дело с трёхфазной сетью, электричество в которой передаётся тремя фазами и одним нулём. Потенциал между соседними фазами составляет 380 В, тогда как напряжение между нулевым проводником и каждой фазой равняется 220 В.

Схема подключения дома к сети 220 В с контуром заземления называется однофазной

Нулевой провод часто называют «землёй» и совсем неслучайно. Дело в том, что он имеет прямое соединение с поверхностью нашей планеты, вследствие чего потенциал между ними равняется нулю. Если по какой-либо причине соединение с нулевым проводом исчезнет, то проводником электричества может стать человек. Попадание под опорное напряжение смертельно опасно, поэтому учёные придумали способ, как пустить ток по другому пути. Для этого корпус современных электроприборов подключают к устройству, которое имеет хороший контакт с землёй. Его сопротивление по нормам не должно превышать 4 Ом, тогда как наше тело обладает сопротивлением в 100 000–500 000 Ом. Естественно, в этом случае ток будет течь по пути минимального сопротивления и человек окажется в безопасности.

Для подключения коттеджа к трёхфазной сети используется четыре провода

Упоминаемое выше приспособление называется контуром защитного заземления. Благодаря ему удаётся:

  • снизить риск поражения электрическим током;
  • избежать повреждения бытовой техники при обрыве нуля;
  • снизить уровень электромагнитных помех, исходящих от бытового электрооборудования и электропроводки;
  • сгладить шумовые помехи, присутствующие в электрических сетях.

Заземляющие контуры обустраиваются не произвольно, а в строгом соответствии со следующими нормативными документами:

  1. Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок (ПТБЭ).
  2. Правилами устройства электроустановок потребителей (ПУЭ).
  3. Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭ).

Прочитав все три документа, вы нигде не встретите упоминаний, что к монтажу заземляющих контуров допускаются исключительно квалифицированные представители энергопоставляющих организаций. Соответственно, работы по обеспечению электробезопасности можно выполнить самостоятельно. Главное, чтобы заземляющий контур был построен по всем правилам и соответствовал принятым нормам.

Определяем тип защитного устройства

Эксплуатация электрооборудования требует использовать несколько типов заземляющих устройств, предназначением которых является не только защита людей от воздействия высокого напряжения, но и обеспечение нормального функционирования самих электрических приборов. Поэтому сегодня на производстве и в частных домовладениях используют две различные схемы подключения - так называемое защитное и рабочее заземление. Подключения по той или иной схеме различаются принципиально и никогда не используются совместно.

Защитное заземление

Контуры защитного заземления создаются с одной целью - защитить людей от поражающего действия тока, если кожух или иные доступные части оборудования по какой-либо причине окажутся под напряжением. Соединение с землёй выполняется малым по величине сопротивлением (от 4 до 10 Ом), вследствие чего значительно уменьшается проходящий через человеческое тело ток.

Защитное заземление позволяет в разы снизить ток при касании к устройству, корпус которого находится под напряжением

Защитное подключение этого типа сооружается для следующих электросетей и подключений:

  • двухпроводные сети постоянного тока, построенные по схеме с заизолированной общей точкой катушек источников питающего напряжения;
  • заизолированные от земли бытовые однофазные сети с напряжением до 1 кВ;
  • трёхфазные сети переменного тока напряжением до 1 кВ с изолированным нулевым проводом;
  • электросети обоих типов с напряжением выше 1 кВ - с любым режимом нуля.

В бытовых электроприборах защищающее заземление реализуется при помощи третьего контакта, который размещается на вилке подачи питания и присоединяется к внешнему каркасу или кожуху оборудования. Ответная часть системы представляет собой отдельный контакт в розетке, который при помощи заземляющих проводников подсоединяется к заземлителям - вкопанным в грунт металлическим элементам.

Рабочее заземление

Заземление с рабочим контуром подразумевает соединение с землёй различных токоведущих узлов электроустановок, в частности, нейтральных точек трансформаторных катушек или обмоток генераторов. От рассмотренных выше защитных устройств оно отличается назначением - обеспечивать нормальное функционирование оборудования в случае пробоя изоляции, замыкании одного из проводников на землю или для возможности максимально быстро отключить проблемную часть установки.

Рабочий защитный контур с глухозаземлённой нейтралью даёт возможность быстро отключить неисправную часть установки

Сопротивление рабочего заземляющего контура по нормативам не должно быть выше 4 Ом. Подобное условие обусловлено потенциалом, который может возникать на нейтральном проводе относительно земли в то время, когда ток замыкания начнёт протекать в сторону заземлителей.

По технике безопасности совмещать рабочий и защитный контуры заземления запрещено, поскольку при этом в сеть могут проникать токовые помехи от атмосферных разрядов. Это чревато нарушением нормальной работы электроустановок, вплоть до выхода оборудования из строя. Кроме того, снижается эффективность защитного заземления, которое в аварийных ситуациях возьмёт на себя функции рабочего или и вовсе будет бездействовать.

Заземление сетей 220 В и 380 В практически не отличается по части обустройства защитного контура. Есть различия только в способе подключения - в сети 220 В коммутация осуществляется при помощи трёх проводов (фаза, нейтраль и земля), тогда как подключения на 380 В требуют задействовать пять проводов (три фазных, нулевой и земля).

Разновидности заземлителей

Выше уже неоднократно отмечалось, что для отвода тока используются заземлители - металлические электроды, которые находятся в прямом электрическом контакте с грунтом.

Различают заземлители естественного и искусственного типа. В качестве первых допускается использование:

  • металлических частей строений при условии низкого сопротивления в местах их контакта с землёй;
  • обсадных труб;
  • подземных частей инженерных коммуникаций, построенных из металла;
  • стальных шпунтов гидротехнических конструкций;
  • бронированных кожухов подземных кабелей.

Не допускается применение в виде естественного заземления:

  • инженерных магистралей, используемых для перекачивания огнеопасных материалов;
  • трубопроводов, которые имеют антикоррозионную изоляцию;
  • трубопроводов центрального отопления;
  • канализационных труб.

Если нет возможности подключиться к одной из естественных защитных конструкций, то придётся прибегнуть к помощи искусственных заземлителей. В отличие от естественных сооружений, их устанавливают специально. Для этого вбивают в землю или прокладывают на определённой глубине:

  • трубы из конструкционной стали диаметром 25–62 мм длиной 2–3 м;
  • стальные уголки с полками не менее 50х50 мм;
  • металлические стержни диаметром 10–12 мм;
  • полосовую или шинную сталь при условии, что её сечение превышает 1,5 см 2 .

Поверхность электродов должна быть максимально гладкой - это необходимо для того, чтобы достигался максимальный контакт с грунтом . Полностью защитить заземление от пагубного действия коррозии невозможно. Частично предотвратить разрушение можно двумя способами - используя защитное покрытие антикоррозионными токопроводящими составами или же выбирая в качестве электродов омеднённый или оцинкованный стальной прокат.

Выбираем схему заземления для частного дома

Сегодня существует две схемы защиты от поражающего действия тока - подключение TN-C-S и TT. Особенность первого заключается в том, что в нейтральном проводе защитный нуль совмещается с рабочим, тогда как второе имеет глухозаземлённую нейтраль. Подача же электричества к частному дому чаще всего происходит с использованием воздушных линий со схемой заземления TN-C, которые характеризуются наличием фазного проводника (L) и совмещённого с нулём защитного проводника PEN. Для подключения собственного земляного контура применяют два способа:

  • преобразование традиционной схемы в TN-C-S;
  • подсоединение к «земле» по системе TT.

Забегая наперёд, отметим, что подключение по схеме TT получило большее распространение, поскольку подразумевает заземление всех токоведущих частей оборудования. Тем не менее рассмотрим оба этих способа.

Подсоединение TN-C-S

Выше уже неоднократно говорилось, что отдельный защитный провод в системе TN-C не предусматривается. Чтобы получить точку подключения к заземлению, совмещённый PEN-проводник разделяется на две отдельные линии - защитную (РЕ) и нулевую рабочую (N).

При подключении TN-C-S провод PEN разделяют на две отдельные линии

В этих целях в электрощит монтируют заизолированную шину N, кроме того, устанавливают PE-шину, подключённую к кожуху шкафа. К последней подключают PEN-провод от линии электропередачи. В качестве шин используются отрезки медной ленты, сечение которой соответствует максимальной силе тока. Затем устанавливают перемычку между двумя шинами, а сам щит подключают к контуру заземления. Фазный провод монтируют на отдельную изолированную шину.

Подключение по схеме TT

Этот тип защиты не требует никакого разделения PEN-провода. Как и в предыдущем случае, фазный провод крепят к отдельной изолированной шине, а совмещённый с рабочей нейтралью PEN-проводник соединяют с другой изолированной от щита шиной. В дальнейшем его считают обычным нулевым проводом. Заземляющий контур подсоединяют к металлическому кожуху шкафа, поэтому он не связан с PEN-проводом.

Заземление, подключённое по схеме TT, предполагает изоляцию линий N и PE

Благодаря особенностям этого подключения появляются преимущества в сравнении со схемой TN-C-S:

  • при отгорании совмещённого с рабочей нейтралью PEN-проводника корпус любого потребителя не окажется под напряжением (потенциал будет равняться нулю);
  • отсутствие связи между нулём сети и защитным проводом делает невозможной ситуацию, когда на корпусе электрооборудования появляется напряжение перекоса фаз.

Скептики могут заявить, что описанные выше случаи вызовут срабатывание устройства защитного отключения (УЗО), которым сегодня оборудуют практически все защитные системы. Тем не менее, не стоит испытывать судьбу и надеяться на электронику - лучше обеспечить себя двойной защитой. Следует отметить, что вследствие необходимости в дополнительных реле напряжения и УЗО система TT обходится потребителям дороже, чем TN-C-S, поэтому при её выборе надо быть готовым к дополнительным тратам.

Видео: системы заземления TN-C-S и ТТ

Монтаж контура заземления своими руками

Работы по обустройству заземляющего контура выполняют поэтапно, начиная от проектирования и расчёта системы и заканчивая монтажом контура.

Выбираем рабочую схему

На первом этапе необходимо определиться со схемой, по которой будет построено заземление частного дома. Сегодня используются преимущественно системы двух типов:


Помимо этого, стержни можно вбить любым произвольным образом - в форме овала или прямоугольника. Главное, чтобы при этом соблюдались требования относительно надёжности и сопротивления заземлителей.

Расчёт параметров заземляющего контура

Определение параметров заземления производят исходя из максимального сопротивления «земляного» контура, которое не должно превышать 4 Ом. Специалисты рекомендуют рассчитывать защитную систему на сопротивление искусственного заземлителя, равное 1 Ом .

В домашних условиях выполнить полноценное проектирование очень сложно, поскольку фундаментальный подход требует определения множества параметров - удельного сопротивления грунта с учётом его промерзания и обезвоживания, сопротивления растекания, изменения влажности почвы и т. д. В принципе, столь серьёзный подход требуется для промышленных энергоустановок. На частном подворье можно воспользоваться упрощённым методом.

Для определения параметров вертикального контура пользуются формулой P1=0,84×p/L, где P1 - сопротивление контура в Ом, p - удельное сопротивление почвы, Ом×м, а L - длина штыря, м.

Для случаев, предусматривающих использование нескольких вертикальных заземлителей, рассчитывают параметры отдельных стержней P=P1/0,9×m, где P - сопротивление единичного стержня в Ом, а m - число заземлителей в контуре.

В этих формулах «тёмной лошадкой» является лишь удельное сопротивление почвы. Зная его величину, по первой формуле несложно рассчитать сопротивление контура. Подставляя это значение во второе уравнение, получают необходимое число заземлителей при выбранной длине каждого электрода.

Если нет возможности определить удельное сопротивление почвы при помощи специального оборудования, то можно взять данные из таблицы для почвы любого типа.

Таблица: удельное сопротивление грунтов

Кроме того, можно воспользоваться практическим методом определения сопротивления почвы на участке, выбранном для установки заземляющего контура. Для этого электрод вбивают в грунт, периодически измеряя сопротивление. Если при дальнейшем погружении его значение перестало меняться, то считают, что стержень находится на глубине, где удельное сопротивление почвы остаётся постоянным. Далее этот заземлитель связывают с другими электродами контура, которые устанавливают аналогичным способом.

Определяем место монтажа защитной конструкции

Перед тем как приступить к монтажу защитного сооружения, выбирают ровную площадку, которая удалена от дома на расстояние не менее 1,5 м и не более 10 м.

Место для контура заземления должно находиться недалеко от дома

При размещении конструкции руководствуются следующими правилами:

  1. Запрещается монтаж контура заземления в местах регулярного пребывания людей или животных, поскольку при отводе тока в грунт живые существа попадают под действие шагового напряжения. Если выполнить это правило нет возможности, то участок необходимо оградить.
  2. Лучше, если заземляющее устройство будет установлено с северной стороны дома - как правило, почва там более сырая, а значит, контакт со стержнями будет лучше.
  3. Не рекомендуется устанавливать элементы системы рядом с тепловыми инженерными системами, поскольку чрезмерное высыхание почвы повышает сопротивление контура.
  4. Электроды монтируют ниже точки промерзания грунта. Минимальная глубина установки заземлителей - 0,5 м.

Чересчур влажная почва на выбранной площадке положительно сказывается на сопротивлении системы. В таких местах заземление работает лучше всего, вот только существует опасность быстрой коррозии стержней. В этом случае используют электроды увеличенной толщины, а также стержни, покрытые специальными токопроводящими материалами.

Окрашивание или покрытие заземлителей краской или иными защитными составами, которые снижают проводимость тока, запрещается. Это приведёт к увеличению сопротивления контура, что негативно скажется на его работоспособности.

Какие инструменты и материалы понадобятся

Для постройки собственной системы заземления следует подготовить такие материалы:

  • стальной уголок 50х50 мм, труба диаметром не менее 32 мм с толщиной стенок от 3,2 мм или пруток толщиной 10–12 мм - три отрезка расчётной длины;
  • металлическая шина сечением не менее 40х4 мм - три отрезка по 120 см и одна полоса длиной от места установки контура до электрического щита или места ввода в дом;
  • болт с гайкой М8 или M10;
  • проводник медный сечением не менее 6 мм 2 .

Если вы заинтересовались изготовлением заземляющего контура, то, скорее всего, в вашей мастерской найдутся такие инструменты:

  • сварочный трансформатор или полупроводниковый инвертор;
  • угловая шлифмашина, которую у нас называют «болгаркой»;
  • электрическая дрель и свёрла по металлу Ø 10 мм или Ø 12 мм (в зависимости от диаметра используемого болта);
  • круг для резки металла;
  • лопата штыковая;
  • кувалда;
  • перфоратор или ударная дрель;
  • рулетка.

После того как будут подготовлены нужные материалы и инструмент, можно приступать к сооружению заземления своими руками.

Земляные работы


Монтаж контура

Сборка заземляющего контура является основной частью процесса, поэтому монтаж ведут в строгом соответствии с разработанным ранее проектом.

  1. После того как все стержни будут забиты в землю на нужную глубину, их концы сваривают, получая металлический каркас в форме треугольника.

    Соединение штырей между собой выполняют сваркой

  2. Согласно принятой схеме, по углам треугольной траншеи в землю забивают электроды. Чтобы облегчить работу, один конец заземлителей следует сделать острым. Для этого болгаркой срезают металл, получая подобие копья или наконечника стрелы.

    Электроды заземления должны иметь заострённые края

  3. Минимальная глубина, на которую заземлители необходимо вбивать в землю, составляет 2 м. Сверху должны остаться верхушки штырей для того, чтобы можно было соединить их сваркой.

    Для соединения стержней в замкнутую систему вместо стальной полосы можно использовать металлические уголки

  4. Отдельную шину укладывают в траншею, которая ведёт по направлению к дому, после чего сваркой прихватывают к ближайшему стержню. На другом её конце в металлической полосе выполняют сверление Ø10–12 мм. При помощи болта и гайки заземляющий кабель крепят к металлической шине, после чего конструкцию засыпают грунтом.

    Надёжное подключение контура заземления к кабелю получают при помощи резьбового соединения

Для повышения токопроводимости почвы места установки электродов поливают раствором кухонной соли в воде. Являясь отличным электролитом, соляной раствор способствует снижению сопротивления контура. Недостатком является то, что эта смесь является ещё и хорошим окислителем, поэтому металл начинает активно ржаветь, а сопротивление системы - расти. Вместе с тем этот способ можно без проблем использовать в системах с шинами и электродами из нержавеющей стали.

Проверка правильности монтажа

Проверку проводят после окончания монтажных работ. Если есть доступ к специальному оборудованию, то можно использовать приборы типа ТН-200, ЕР-183М, Extex GRT300. Их принцип работы построен на измерении величины сопротивления между заземлителями и двумя заглублёнными в почву электродами. Для этого:

  1. Комплектные стержни вбивают в землю до специальной метки или на глубину более 50 см и зачищают небольшой участок на шине.
  2. Согласно инструкции выполняют присоединение прибора к штырям и соединительной шине, после чего считывают показания. В сети 220 В прибор должен показывать сопротивление не более 4 Ом, а для трёхфазной системы и того меньше - до 2 Ом.

Правильность монтажа проверяют специальными приборами - измерителями сопротивления заземления

При использовании измерителя сопротивления заземления М-416 электроды втыкают в грунт на расстоянии не менее 10 м друг от друга и более 20 м от ближайшего заземлителя.

Если доступа к таким точным приборам у вас нет, то проверить работоспособность заземления для сетей 220 В можно старым «дедовским» способом, который, тем не менее, сможет дать ответ о пригодности сделанной вами конструкции.

  1. Берут лампочку мощностью 100 Вт с патроном, к которому подключают два многожильных проводника.
  2. Их концы зачищают и включают в розетку - лампочка при этом должна ярко гореть.
  3. После этого при помощи индикаторной отвёртки определяют, какой контакт розетки соответствует фазе и подключают импровизированный «пробник» к этому выводу и контуру заземления.

Проверить работоспособность системы заземления можно при помощи лампы накаливания

Если свет при этом не менее яркий, чем при включении в сеть 220 В, то всё сделано правильно. Тусклое свечение указывает на высокое сопротивление или плохой контакт между отдельными элементами заземляющего контура. Если же лампочка не горит вовсе, то это указывает на обрыв в системе или неправильный монтаж.

Видео: как соорудить надёжное заземление частного дома своими руками

Система заземления должна быть оборудована в каждом доме. Установка защитного контура своими руками не является какой-то непосильной задачей. Всё, что понадобится для её решения - это правильный расчёт и аккуратный монтаж. Важно только не забывать о правилах техники безопасности при проведении работ, связанных с напряжением 220 В или 380 В. Если вы не уверены в своих силах, то проверку системы следует доверить знакомому электрику либо человеку, хорошо осведомлённому в том, где искать ту самую «фазу».

Содержание:

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

Схема заземления в частном доме своими руками 220 и 380в

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

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

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

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

Схемы заземления

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

Наиболее популярны следующие схемы заземления:

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

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

Необходимые инструменты и материалы

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

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

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

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

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

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

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

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

Монтаж системы заземления

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

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

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

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

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

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

Система подключения заземления TN-C-S

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

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

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

Подключение заземления по схеме ТТ

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

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

Как самому сделать заземление своего дома

Сегодня в каждом доме есть холодильник, печь СВЧ и телевизор. Другие добавят к этому списку стиральную машину, водонагреватель, пылесос, кондиционер и т. п. Все эти приборы требуют много качественной электроэнергии. При этом и домашняя техника, и система защиты людей от поражения электрическим током будут функционировать нормально только при наличии надежного заземления.

Согласитесь: с заземлением дом становится надежнее!

Почему необходимо качественное заземление

Заземление – это электрическое соединение металлических поверхностей приборов с землей. Физически оно состоит из ряда последовательно соединенных конструктивных элементов, которые называют системой заземления.

Его электрическое сопротивление в сетях 220В, 380В не должно быть выше 4 Ом.

Многим известно, что правила организации рабочего места на предприятии требуют заземления металлических корпусов компьютеров. Конечно, это делается для повышения электробезопасности. Однако при этом улучшается и помехоустойчивость электроники, что увеличивает скорость работы компьютера. Так почему бы не провести в дом заземление, чтобы обеспечить лучшие условия для работы и себе, и технике?

Так бывает, что при касании металлического корпуса водонагревателя или стиральной машины ощущается пощипывание током. Неприятность данного вида также устраняется при заземлении корпуса агрегата.


Так выглядят заземляющие контакты защитного провода

Известно, что исправная микроволновая печь не создает опасного излучения для людей, находящихся рядом. При этом действительно надежная защита обеспечивается только при надежном заземлении ее корпуса. Если же в доме установлен газовый котел, его эксплуатация без заземления вообще не допускается из соображений безопасности.

Как известно, громоотвод защищает строения от пожара, а электроприборы - от повышенного напряжения. Монтаж молниеотвода у деревянного дома выполняется только при наличии контура заземлителей.


Защита человека от поражения электрическим током

Приведенная иллюстрация наглядно демонстрирует механизм защиты людей от поражения электрическим током при наличии заземления. Суть его заключается в том, чтобы тело человека не подвергалось воздействию недопустимого напряжения и тока.

Системы энергоснабжения и контур заземления в частном доме

Всем известно, что далеко не в каждом жилье имеется защитный проводник. Может показаться, что в существующих линиях электропередачи уже заложено решение всех вопросов безопасности. Однако зачастую системы подачи электроэнергии либо устарели, либо находятся не в должном состоянии.


Система электроснабжения TN-C

В настоящее время огромное количество жилья получает электроэнергию по двухпроводной линии системы TN-C. В данной схеме защитный проводник PE и нулевой N объединены на подстанции в провод PEN.

На производстве с целью защиты применяют так называемое зануление, то есть корпус оборудования соединяют с проводом PEN. В жилых помещениях так делать нельзя, так как в ряде аварийных ситуаций поверхность прибора может оказаться под напряжением. Вывод: для надежной защиты людей и техники необходимо заземление.


Система электроснабжения TN-C-S

Эффективное и правильное решение – это преобразовать систему TN-C в TN-C-S. В этом случае на входе в здание проводник PEN расщепляют на PE и нулевой N, и в этом месте производят подключение местного заземления (снова!) Для практического осуществления на вводном щите устанавливают шину заземления, контактирующую со щитком и шину зануления, изолированную от его корпуса.

К шине нуля подключают проводник PEN линии электропередачи, а к шине земли подключают местный защитный контур. Между шинами устанавливают перемычку. Со стороны внутренней электропроводки к шине нуля подключают проводники N, а к шине - провод PE.

Данный способ обеспечения защиты имеет недостаток: при плохом контакте или обрыве общего проводника PEN все подключенные к данной линии электроснабжения объекты будут соединены с Вашим контуром. Это может привести к появлению опасного напряжения на проводнике PE, или он перегорит.


Система электроснабжения ТТ

Подобных неприятностей можно избежать, если использовать еще один метод защиты – преобразовать систему TN-C в TT. Такое решение чаще применяют в производственных условиях. В этом случае проводник PEN считают нулевым N, а корпуса потребителей заземляют отдельно.

В практическом плане преобразование сети следует выполнить так же, как и в предыдущем случае, однако перемычку между шинами не ставят. В этом случае корпуса приборов будут всегда под потенциалом земли, однако в данной схеме обязательно применение УЗО и реле напряжения.

Заметим, что в двухпроводной схеме отсутствует защитный провод и возникает вопрос: какой можно применить? При этом, по правилам устройства электроустановок он должен быть в составе общего кабеля, и электропроводку в доме следует заменить. Иногда его все же прокладывают отдельно в кабель-канале. Конечно, сечение защитного провода должно быть не меньше, чем у проводников нуля и фазы.


Система электроснабжения TN-S

Самая надежная система электроснабжения - TN-S. В этом случае от подстанции идут отдельно защитный проводник PE, нулевой N и провода фазы L (один или три). Однако и в этом случае надежность линии электропередачи может вызывать сомнение, так что лучше на входе в дом проводник PE соединить с контуром местного заземления. Как видите, практически в любом случае, если речь идет о частном доме, полноценную защиту можно обустроить только при наличии собственного защитного контура.

Варианты устройства заземляющего контура

Далеко не всегда необходимо обустраивать так называемое искусственное заземление. Возможно, в Вашем случае уже существует естественный заземлитель, который и нужно использовать. В качестве естественного заземлителя могут выступать:

  • труба водопроводной скважины;
  • заложенный в грунт трубопровод из металла;
  • сваи и другие железобетонные элементы;
  • стальные рельсы, трубы и другой профиль, заглубленный в грунт.

Стандартный вариант подключения защитного провода

Разумеется, в случае использования естественного заземлителя следует обеспечить его надежное электрическое соединение с шиной РЕ вводного щита. Лучше всего в качестве соединителя подойдет стальная полоса сечением 40х5мм, которую необходимо приварить к конструкции в грунте.

Ее прокладывают до цоколя здания. Здесь к полосе приваривают болт диаметром 10мм, на который наворачивают две гайки с двумя шайбами между ними. Между шайбами зажимают медный провод сечением не менее 10мм2, который подключается к шине РЕ входного щита. Не допускается использовать в качестве заземлителей:

  • трубы отопительной системы;
  • водопровод;
  • канализационные трубы;
  • трубопроводы горючих и токсичных веществ.

Один из вариантов естественного заземления – железобетонный фундамент здания. При этом необходимо соблюсти ряд условий:

  • отдельные металлические элементы фундамента должны быть соединены с помощью сварки;
  • его поверхности не должны быть обработаны изолирующими гидроизоляционными материалами;
  • фундамент не должен находиться в агрессивной среде;
  • влажность грунта должна быть не более 3%.

Основные варианты заземления частного дома

Если нет ничего, что можно использовать в качестве естественного заземлителя, придется сделать искусственный своими руками. Схему контура заземления можно выполнить в виде:

  • контура вокруг здания из большого количества элементов, забитых на небольшую глубину;
  • конструкции из трех и более штырей, забитых на глубину порядка 2-3м в виде треугольника, квадрата и т. п;
  • одного электрода, заглубленного на несколько метров.

Теоретически все варианты имеют право на существование. Практически, наиболее популярна схема из трех штырей, размещенных в углах треугольника. Заметим, если сделать своими руками конструкцию в цокольном этаже здания, можно не опасаться увеличения сопротивления растеканию тока в результате промерзания грунта.

Расчет параметров заземляющего контура

Как мы уже отмечали, в сети 220 В и 380 В сопротивление заземления не должно превышать 4 Ом. Данная величина зависит от целого ряда параметров:

  • глубины заложения, количества и площади электродов;
  • проводимости поверхности заземлителей;
  • глубины заложения и размеров горизонтальных элементов;
  • состава грунта и его увлажненности.

Общая схема исполнения заземления

Кроме того, сопротивление грунта заметно увеличивается при его замерзании, так что необходимо принимать во внимание климатическую зону. Исходя из необходимых электрических характеристик, а также перечисленных параметров, и происходит расчет заземления. При этом, расчетные формулы имеют немало составляющих и достаточно громоздки.

Разумеется, сложные расчеты необходимо производить в промышленных условиях, когда речь идет о большом количестве материалов и значительных размерах конструкций. В условиях частного дома заметно проще выполнить оценочные расчеты, проконсультироваться в местной организации электроснабжения и у соседей. Мы же подготовили для Вас справочную таблицу расчета количества заземлителей.

Таблица расчета параметров заземления
Тип грунта Удельное сопротивление грунта, Ом*м Количество заземлителей
Солончаковые почвы 25 2
Торф 50 3
Садовая земля 40 3
Чернозем 50 3
Песок сильно увлажненный 60 4
Глина 60 4
Песок умеренно увлажненный 130 10
Супесь влажная 150 12

Данная таблица составлена для условий 3-й климатической зоны с возможными температурами до -40°С. Состав грунта условно принят одинаковым по всей глубине закладки контура. При этом выбраны следующие параметры конструкции:

  • штыри из стального уголка сечением 50х50х5мм и длиной 3м;
  • расстояние между заземлителями 2м;
  • горизонтальная соединительная полоса из стали сечением 40х4мм;
  • глубина закладки горизонтальных элементов 0,5м.

Из таблицы следует, что соль и влага способствую растеканию тока в грунте, тогда как сухой песок имеет большое сопротивление. Следовательно, правильно обустроить заземление в сухой сезон, тогда в другие периоды его параметры только улучшатся. На практике следует выполнить заземляющий контур в соответствии с таблицей, предусматривая возможность добавления штырей. После завершения работ его сопротивление измеряют и, при необходимости, монтируют дополнительные заземлители.


Земляные работы при обустройстве заземления

Инструкция обустройства треугольного контура заземления

На практике наиболее популярна схема выполнения заземляющего контура в виде треугольника, хотя возможны любые другие варианты его геометрии. Три штыря одинаковой длины забивают в грунт в углах равностороннего треугольника и соединяют их горизонтальной шиной.

В замкнутой системе при нарушении одного из контактов контур продолжает работать. В случае последовательного размещения заземлителей при разрыве горизонтального соединителя сопротивление контура заметно возрастает. В таком варианте для увеличения надежности можно подключить горизонтальный соединитель в середине конструкции и выполнить несколько линий.


Элементы заземляющего контура

Чтобы обустроить контур защитного заземления, потребуются следующие материалы:

    • уголок стальной 50х50х5мм, длина каждого штыря 3-5м;
    • полоса из стали сечением 40х4мм;
    • комплект оцинкованных метизов М10 из болта, двух гаек и двух шайб;
    • антикоррозийный состав или краска для наружных работ.

В качестве штырей может также выступать пруток диаметром не менее 12мм. При этом использование арматуры не приветствуется, так как она имеет повышенное сопротивление поверхности. Уголок, напротив, подходит очень хорошо, так как имеет большую площадь контактной поверхности, не изгибается при забивании в землю, обладает небольшим сечением и легко входит в грунт.


Выше представлен перечень основного инструмента, необходимого для выполнения работ. Сначала необходимо вырыть траншею глубиной 0,7м в виде треугольника со стороной 2,5м на расстоянии 1-2м от здания. Одна из вершин треугольника должна быть соединена канавкой той же глубины со стеной дома. При этом необходимо предусмотреть возможность размещения дополнительных стержней, если сопротивление контура заземления окажется больше 4Ом.


Размеры контура заземления в виде треугольника

Его следует измерить по мере готовности конструкции.Стальной профиль длиной 3-5м обрезают болгаркой под углом для облегчения забивания в грунт. Отметим, что для уменьшения сопротивления растекания тока следует выбрать максимально длинные стержни, которые удастся загнать в землю. В любом случае они должны заходить ниже глубины промерзания не менее, чем на 1м. Для облегчения работы можно предварительно пробурить отверстия в земле на длину бура.

Уголки забивают в грунт кувалдой, разместив их в вершинах треугольника со стороной 2м. В итоге, верхний срез уголков должен выступать над дном траншеи на 20см. Учтите, при увеличении или уменьшении расстояния между штырями на 1м, общая эффективность контура соответственно возрастает или падает на 10-20%.


Этапы обустройства треугольного контура заземления

Выступающие части уголка соединяются полосой 40х4мм с помощью сварки. Далее горизонтальный соединитель выводится на цоколь здания, где к нему приваривается болт. Надежность конструкции будет выше, если соединительная полоса является единым куском. Места сварки следует обработать антикором или покрыть краской.

Больше ничего красить не следует, так как это ухудшит электрический контакт заземления с грунтом.

После выполнения монтажных работ рекомендуется сфотографировать конструкцию, а затем траншеи засыпают грунтом без камней и мусора. Места бурения земли уплотняют.На приваренный к полосе болт наворачивают две гайки с двумя шайбами между ними. Между шайбами зажимают кольцо медного провода сечением не менее 10мм2, который подключается к шине заземления входного щита.
Варианты ввода заземления в здание

Как вариант, в цоколе здания можно просверлить отверстие, в которое вставляется металлический штырь или шпилька, приваренный к полосе заземляющего контура. В этом случае медный проводник подсоединяется с внутренней стороны здания.

Монтируем заземление промышленного изготовления

Рассмотренная выше система защиты хороша тем, что ее можно обустроить из стандартных материалов самостоятельно. Придется повозиться с земляными работами и сваркой, зато результат достигается сравнительно небольшими средствами. Альтернативный вариант – приобрести специальный комплект для обустройства заземления.


Фабричный набор для монтажа заземления

Комплекты, один из которых представлен на фото, рассчитаны на суммарную длину от 6 до 45м и состоят из различного количества следующих элементов:

  • штырь стальной омедненный длиной 1,5м;
  • муфта соединительная;
  • наконечник стартовый;
  • головка направляющая для насадки перфоратора;
  • зажим для подключения провода;
  • смазка токопроводящая;
  • лента гидроизоляционная;
  • насадка на перфоратор.

Рассматриваемая система защиты хороша тем, что не требует сварочных работ и занимает минимальную площадь. Покрытые медью стержни имеют очень хороший контакт с землей. В этом случае в небольшой ямке можно установить всего один достаточно длинный заземлитель (до 40м).

Однако стоит такой комплект немало. Кроме того, забивая стержни в грунт, можно попасть на камень. Извлечь детали из земли без повреждения проблематично. Кроме того, при устройстве заземления нужно проверять его сопротивление после забивания очередного штыря.


Этапы монтажа модульного заземления своими руками

Монтаж модульного заземлителя производится в следующем порядке:

  • резьбовые части стержня покрывают токопроводящей смазкой;
  • наворачивают на стержень наконечник стартовый и муфту соединительную;
  • в муфту закручивают головку направляющую;
  • в перфоратор зажимают специальную насадку, которую устанавливают в гнездо направляющей головки;
  • один человек удерживает штырь в вертикальном положении, другой включает перфоратор и забивает штырь в землю;
  • резьбовые части следующего стержня покрывают токопроводящей смазкой;
  • наворачивают на стержень муфту соединительную;
  • направляющую головку переставляют на новый стержень, а его вкручивают в муфту предыдущего;
  • проверяют сопротивление растеканию тока измерителем Ф4103-М1;
  • по достижении значения менее 4Ом на стержень закрепляют зажим для подключения провода;
  • детали зажима предварительно смазывают токопроводящей смазкой и подсоединяют медный провод сечением не менее 10мм2;
  • зажим вместе с проводом плотно обматывают лентой гидроизоляционной.

Проверка характеристик заземляющего контура своими руками

Наиболее просто и правильно проверить результаты своего труда, пригласив специалиста с измерителем сопротивления заземления. Необходимый для этого прибор Ф4103-М1 стоит дороже, чем конструкция контура, так что покупать его Вы не будете.