Заземление в частном доме по пуэ. Заземление частного дома. Для чего нужно заземление? Как сделать заземление своими руками

Постоянно пользуясь бытовой электросетью 220 вольт, мы не задумываемся об опасности высокого напряжения. Длительная безаварийная эксплуатация электроустановок притупляет чувство самосохранения.

Заземление дома своими руками фото

И только при поражении электрическим током, или пожаре по причине неисправной электропроводки, начинаются поиски причины неприятностей.

В подавляющем большинстве случаев, ситуацию исправит домашнее заземление. От пожара электропроводки «земля» не спасет, хотя при правильном подключении коммутационных устройств это возможно. А вот сберечь ваше здоровье, или даже жизнь – задача выполнимая.

Нужно ли делать заземление в частном доме?

Если отвечать на вопрос односложно: безусловно – Да! Для понимания процесса рассмотрим принцип действия «земли».

Грунт, вне зависимости от происхождения, является неплохим проводником электрического тока. Различные материалы по разному сопротивляются электричеству, большую роль играет влажность грунта. Но в любом случае, между фазным проводом и землей (в буквальном понимании этого слова) всегда есть разность потенциалов.

Для чего все-таки нужно заземление в доме?

В вашем жилище существует множество электроприборов, имеющих металлический корпус.
Системный блок персонального компьютера, холодильник, электрическая духовка, водяной бойлер, утюг, и множество других устройств. Распространенная поломка бытовых приборов – так называемое пробитие электротока на корпус. Иными словами – внешние панели устройства становятся фазным контактом.

Если вы коснетесь корпуса, на котором есть напряжение, через вас на физическую землю будет протекать электрический ток. В зависимости от влажности, вашей обуви и покрытия пола – сила тока будет разной. Но опасность поражения электротоком очень велика. Достаточно при этом коснуться водопроводного крана или батареи отопления, и удар током может стать смертельным.

Если заземление в частном доме присутствует, и ваши электроприборы к нему подключены – электроток будет течь по заземляющему проводу.

Почему? Сейчас поймете. Закон Ома гласит – сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Корпус электроприбора заземлен. Сопротивление проводника составляет 2-5 Ом.

Сопротивление вашего тела измеряется килоОмами, то есть в тысячи раз больше. Даже если вы стоите босиком на мокром бетонном полу, электроток через ваше тело будет мизерным, если вообще он будет.

Важно! Все вышесказанное справедливо лишь для электроприборов, правильно подключенных к заземляющему контуру.

Предположим, что питающий провод перетерся, и касается оголенной жилой металлического корпуса.

Может возникнуть искрение, перегрев и в результате – пожар. Или схема внутри электроприбора выйдет из строя.

Если корпус устройства будет штатным образом подключен к земляному проводу – произойдет короткое замыкание. В тот же момент автомат на входе в дом разомкнет электрическую цепь, и опасность будет отведена.

Заземление – обязательный элемент электропроводки в частном доме. Именно заземление гарантирует безопасность использования электроприборов и защищает вас от риска поражения электрическим током.

На значительной части нашей страны (особенно в сельской местности) — система электропередач старого образца. Наличие защитного заземления в них не предусмотрено или они находятся в таком состоянии, что просто не удовлетворяют требованиям электробезопасности. Потому владельцам частных домов приходится самим делать заземление.

Нужно ли заземление в частном доме

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

Почему же человек попадает под напряжение? Ток идёт по пути наименьшего сопротивления. А стремится он в землю, поскольку она имеет большую электроёмкость. Поэтому при контакте с неисправным прибором ваше тело (имеющее сопротивление порядка 1 кОм) становится единственным проводником.

Но что, если «предложить» току более лёгкий путь, соединив корпус оборудования с землёй металлическим проводником меньшего сопротивления? В этом случае большая часть заряда пойдёт уже по нему.

Помимо обеспечения безопасности, заземление позволяет:
• стабилизировать работу электроустановок;
• защитить устройства от скачков напряжения;
• уменьшить сетевые помехи, а также интенсивность электромагнитных излучений повышенной частоты.

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

Чем заземление отличается от громоотвода

Многие ошибочно путают заземление в частном доме своими руками 220В и 380В с громоотводом или, правильнее сказать, молниеотводом. На самом деле, разница есть. Заземление делается для того, чтобы возникшее в электросети избыточное электричество уходило в землю, не перегружая при этом электрические цепи. Молниеотвод также отводит атмосферный электрический заряд в землю. Но контур заземления работает всегда, а вот молниеотвод – только тогда, когда в него ударит молния.

Если вам нужен монтаж громоотвода в частном доме своими руками, то не стоит нагружать его функциями обычный контур заземления. Почему? Потому что молниеотвод должен уводить заряд атмосферного электричества в землю таким образом, чтобы он не проходил через дом. В противном случае проводник или его крепления могут нагреться до очень высокой температуры, что, в свою очередь, может привести к возникновению пожара.

При монтаже контура заземления стоит учитывать, что ток в нем намного меньше, чем от молнии. Кроме того, установка контура предусматривает двусторонний процесс: ток идет не только к нулевой жиле, но и от нее.

То есть если смонтировать заземление в частном доме своими руками 220В и 380В и совместить его с функциями громоотвода, то заряд от молнии может не полностью уйти в землю, а вернуться во внутреннюю сеть. Из-за этого может возникнуть перегрузка сети, выход из строя электроприборов или пожар.

Так можно ли совместить контур заземления и молниеотвод? Да, если использовать для этого специализированные контуры фабричного производства. Они позволят вам совмещать две функции, но вот стоимость такого контура будет выше, чем двух независимых устройств.

Устройство заземления в частном доме

Контур заземления представляет собой устройство из двух подсистем: внутренней и наружной. Две трассы соединяются в распределительном щитке. Вторая часть размещается на улице и состоит из электродов, которые соединены металлическими пластинами и вкапываются в землю.

От подобного устройства проводится металлическая шина, которая подсоединяется к главному щитку. Принцип функционирования конструкции такой, что при контакте человека с электрическим оборудованием ток устремляется в почву не через тело, а через специальный проводник.

При этом можно сделать разные виды заземления в частном доме своими руками. 380в требует немного несколько иного подхода. У человека показатель сопротивления – 1 кОм, а у механизма – 4 Ом. Электрический ток выбирает самый быстрый и простой путь к земле, который обладает более низким сопротивлением.

В состав заземляющего устройства входят:
1. Заземлитель – это элемент, который соприкасается с грунтом и производит спуск и распределение тока. В частных строениях применяются естественные виды приборов из стального трубопровода, защитного покрытия силового кабеля и железобетонной части фундамента или колонны.
2. Заземляющий проводник представляет собой деталь, которая соединяет электрическую установку и заземлитель.

Применяются три элемента вертикального типа, а также три горизонтальные полоcы, которые соединяют вертикальные элементы. Стальная полоса используется в качестве проводника между распределительным щитом и контуром заземления.

При монтаже используются две схемы:
• В виде треугольника делается замкнутая схема.
• Линейная выполнятся из последовательно соединенных перемычек.

Пользуется популярностью контур в виде равнобедренного треугольника. Его располагают на расстоянии нескольких метров от фундамента здания. При этом выкапывается траншея, куда вбиваются стальные элементы. Затем по периметру монтируется полоса из стали.

Вообще, контуры заземления могут быть в виде треугольника, прямоугольника, овала, линии или дуги. Оптимальный вариант для частного дома - треугольник, но вполне подойдут и другие.

Треугольник

Заземление в частном доме или на даче чаще всего делают с контуром в виде равнобедренного треугольника. Почему так? Потому что при таком строении на минимальной площади получаем максимальную площадь рассеивания токов. Затраты на устройство заземляющего контура минимальны, а параметры соответствуют номам.

Минимальное расстояние между штырями в треугольнике контура заземления - их длина, максимальное - удвоенная длина. Например, если штыри забиваете на глубину 2,5 метра, то расстояние между ними должно быть 2,5-5,0 м. В этом случае при измерении сопротивления контура заземления получите нормальные показатели.

Во время работ не всегда получается сделать треугольник строго равнобедренным - камни попадаются в нужном месте или другие труднопроходимые участки грунтов. В этом случае можно штыри сдвигать.

Линейный контур заземления

В некоторых случаях проще сделать контур заземления в виде полукруга или цепочки штырей, выстроенных в линию (если нет свободного участка подходящих размеров). В этом случае расстояние между штырями тоже равно или больше длины самих электродов.

Недостаток такого способа - для получения нужных параметров необходимо большее количество вертикальных электродов. Так как забивать их - то еще удовольствие, при наличии мета стараются сделать треугольный контур.

Элементы контура заземления

Схема заземления в частном доме включает в себя следующие элементы:
1. три заземлителя вертикального типа, которые вбиваются в грунт, они могут быть выполнены в форме уголка;
2. три горизонтальных стальных полосы, которые соединяют между собой вертикальные заземлители;
3. стальная полоса, которая выступает в роли проводника между контуром заземления и распределительным щитом.

Для контура заземления нельзя использовать арматуру, так как ее поверхность быстро окисляется, а также не позволяет равномерно распределять электрический ток.

Обычно контур заземления выполняется в виде равнобедренного треугольника, который располагается на расстоянии 1-3 м от фундамента дома. Именно на этом расстоянии выкапывается траншея глубиною около метра, в которую укладываются горизонтальные элементы контура. Вертикальные стальные элементы вбиваются на глубину около 3 м таким образом, чтобы на поверхности оставалось примерно 20 см.

Для этого место стыка жилы и контура заземления нужно тщательно зачистить. Также один из вариантов – прокладка стальной полосы с площадью сечения не меньше 16 мм² от распределительного щита до контура.

Еще один вариант увеличения эффективности заземления – это замена стальной жилы на плоскую стальную полосу. Из-за большей площади соприкосновения с грунтом проводимость тока у нее также выше. Однако стальную полосу уложить в грунт сложнее, чем жилу, ее приходится укладывать в грунт по кускам, а затем сваривать их между собой. При этом используется исключительно метод сварки.

Если вы читали или слышали, как сделать правильное заземление в частных домах, то вы наверняка знаете, что использование для соединения элементов конструкции болтов может привести к очень негативным последствиям. Дело в том, что болты достаточно быстро окисляются, из-за чего контур перестает проводить электричество. По тем же причинам нельзя красить раму контура, так как из-за краски ток перестает проходить в землю.

Если при устройстве контура заземления никак не обойтись без использования болтов, то они должны располагаться над поверхностью грунта, быть надежно затянутыми и тщательно зачищены. Время от времени болты следует смазывать специальной токопроводящей смазкой.

В чем разница зануления и заземления

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

Если в однофазной системе электропроводки устанавливается трехпроводной кабель (ноль, земля, фаза), а в трехфазной – пятипроводной (три фазы вместо одной), то это совершенно точно заземление без зануления.

Важно помнить, что зануление рассчитано только на вероятность короткого замыкания и не выполняет функции заземления. Такая функция очень полезна при использовании промышленного оборудования, но совершенно бесполезна в бытовых условиях, даже наоборот. К примеру, если к электроприбору подведен нулевой провод, то в случае его обгорания или если вы случайно перепутаете ноль с фазой, то оборудование запросто может перегореть.

Если все-таки вы решились монтировать вместе с комплектом заземления для частного дома и зануление, то крайне рекомендуется дополнительно установить защитное оборудование. Например, большой популярностью пользуется ограничитель напряжения и устройство защитного отключения аппаратуры.

Материал для контура заземления

Контур заземления состоит из вертикальных и горизонтальных заземлителей.

Материал, из которого не рекомендуется делать вертикальные заземлители:
• рифленая арматура;
• круглая сталь диаметром менее 10мм.

Из чего можно делать:

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

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

Инструменты

Выполнив расчёт и выбрав схему контура заземления, можно перейти к покупке материалов.

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

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

Количество и размеры материалов выбираются в соответствии с расчётными данными.

Помимо этого, нам понадобятся следующие инструменты и оборудование:
1. лопата (разработка грунта);
2. сварочный аппарат (соединение элементов контура);
3. болгарка (обрезка материалов);
4. плоскогубцы (загиб горизонтальной полосы);
5. кувалда и перфоратор желательно со специальной насадкой под прутья (забивка вертикальных электродов).

Все штыри контура соединяются между собой металлосвязью.

Ее можно сделать из:
• медного провода сечением на менее 10 мм2;
• алюминиевого провода сечением не менее 16 мм2;
• стальной проводник сечением не менее 100 мм2 (обычно полоса 25*5 мм).

Чаще всего штыри между собой соединяются при помощи стальной полосы. Ее приваривают к уголкам или оголовкам прутка. Очень важно чтобы качество сварного шва было высоким - от этого зависит пройдет ли ваше заземление испытание или нет (будет ли оно соответствовать требованиям - сопротивление меньше 4 Ом).

При использовании алюминиевого или медного провода к штырям приваривают болт большого сечения, к нему уже крепят провода. Провод можно накрутить на болт и прижать шайбой с гайкой, можно провод оконечить разъемом подходящего размера. Главная задача та же - обеспечить хороший контакт. Потому не забудьте зачистить болт и провод до чистого металла (можно обработать шкуркой) и хорошо поджать - для хорошего контакта.

Контур заземления в частном доме своими руками

Сначала разберемся с формой заземлителя. Наиболее популярный - в виде равностороннего треугольника, в вершинах которого забиты штыри. Есть еще линейное расположение (те же три штуки, только в линию) и в виде контура - штыри забиваются вокруг дома с шагом около 1 метр (для домов площадью более 100 кв. м). Штыри между собой соединены металлическими полосами - металлосвязью.

От края отмостки дома до места установки штыре должно быть не менее 1,5 метров. На выбранном участке копают траншею в виде равностороннего треугольника со стороной 3 м. Глубина траншеи 70 см, ширина - 50-60 см - чтобы было удобно варить. Одну из вершин, как правило, расположенную ближе к дому, соединяют с домом траншеей, имеющей глубину не менее 50 см.

В вершинах треугольника забивают штыри (круглый пруток или уголок длиной по 3 м). Над дном котлована оставляют около 10 см. Обратите внимание, заземлитель на выводят на поверхность земли. Он находится ниже уровня грунта на 50-60 см.

К выступающим частям стержней/уголков приваривают металлосвязь - полосу 40*4 мм. Созданный заземлитель с домом соединяют металлической полосой (40*4 мм) или круглым проводником (сечением 10-16 мм2). Полосу с созданным треугольником из металла тоже сваривают. Когда все готово, места сварки очищают от шлака, покрывают антикоррозионным составом (не краской).

После проверки сопротивления заземления (в общем случае оно не должно превышать 4 Ом), траншеи засыпают землей. В грунте не должно быть крупных камней или строительного мусора, земля послойно утрамбовывается.

Контур заземления ПУЭ нормы

В электрощитке заземление подключается к специальной шине. Причем, только на специальную площадку, начищенную до блеска и смазанную консистентной смазкой. От этой шины «земля» подключается к каждой линии, которая разводится по дому. Причем «земли» отдельным проводником по нормам ПУЭ недопустима - только в составе общего кабеля. Это значит, что, если у вас проводка разведена двухжильными проводами, вам придется ее полностью менять.

Монтаж заземления

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

Тестовые работы на работоспособность

После выполнения выполняется обязательная проверка. Для этого к одному концу контура подсоединяется лампочка. Контур сделан правильно, если лампа ярко светит. Также работоспособность проверяется с помощью заводского прибора - мультиметра.

Почему нельзя делать отдельные заземления

Переделывать проводку во всем доме, конечно долго и дорого, но, если вы хотите без проблем эксплуатировать современные электроприборы и бытовую технику, это необходимо. Отдельное заземление определенных розеток неэффективно и даже опасно. И вот почему. Наличие двух или более таких устройств рано или поздно приводит к выходу включенного в эти розетки оборудования.

Все дело в том, что сопротивление контуров зависит от состояния почвы в каждом конкретном месте. В какой-то ситуации между двумя устройствами заземления возникает разница потенциалов, которая приводит к поломке оборудования или электротравме.

Как правило, электропитание в частных домах осуществляется воздушными линиями с системой заземления TN-C. В такой системе нейтраль источника питания заземлена, а к дому подходят фазный провод L и совмещенный нулевой защитный и рабочий провод PEN.

После того как в доме произведен монтаж собственного контура заземления необходимо произвести его подключение к электроустановкам дома.

Сделать это можно двумя способами:
• переделать систему TN-C на систему заземления TN-C-S;
• произвести подключение дома к контуру заземления по системе ТТ.

Подключение дома к контуру заземления по системе TN-C-S

Как известно в системе заземления TN-C не предусмотрено отдельного защитного проводника, поэтому в доме переделываем систему TN-C на TN-C-S. Осуществляется это разделением в совмещенного нулевого рабочего и защитного PEN проводника, на два отдельных, рабочий N и защитный PE.

И так, к вашему дому подходят два питающих провода, фазный L и совмещенный PEN. Чтобы получить в доме трехжильную электропроводку с отдельным фазным, нулевым и защитным проводом необходимо в вводном электрощите дома произвести правильное разделение системы TN-C на TN-C-S.

Для этого установите в щите шину которая металлически связана с щитом, это будет шина заземления РЕ к ней будет подключаться PEN проводник со стороны источника питания. Далее от шины РЕ идет перемычка на шину нулевого рабочего проводника N, шина нулевого рабочего проводника должна быть изолирована от щита. Ну и фазный провод подключаете на отдельную шину, которая тоже изолирована от щита.

После всего этого необходимо соединить электрощит с контуром заземления дома. Это делается с помощью медного многожильного провода, один конец провода соединяете с электрощитом, другой конец крепите к заземляющему проводнику с помощь болта на конце, который для этой цели и был специально приварен.

Подключение дома к контуру заземления по системе TТ

Для такого подключения не нужно проводить ни каких разделений PEN проводника. Фазный провод подключаете к изолированной от щита шине. Совмещенный PEN проводник источника питания подключаете к шине, которая изолирована от щита и в дальнейшем считаете PEN просто нулевым проводом. Затем подключаете корпус щита к контуру заземления дома.

В случае отгорания PEN проводника со стороны источника питания, все потребители будут подключены к вашему заземлению. А это чревато многими негативными последствиями. А так ваше заземление не будет иметь связи с PEN проводником, это гарантирует нулевой потенциал на корпусе ваших электроприборов.

Часто встречается и такое, когда на нулевом проводнике из-за неравномерной нагрузки по фазам (перекос фаз) появляется напряжение, которое может достигать значений от 5 до 40 В. И когда есть связь между нулем сети и защитным проводником, на корпусах вашей техники также может возникать небольшой потенциал.
Конечно, при возникновении такой ситуации должно сработать УЗО, но зачем надеяться на УЗО. Лучше и правильнее будет не испытывать судьбу и не доводить до такой ситуации.

Из рассмотренных способов подключения контура заземления дома можно сделать вывод, что система ТТ в частном доме более безопасна по сравнению с системой TN-C-S. Недостатком использования системы заземления ТТ является ее дороговизна. То есть, при применении системы ТТ обязательно должны устанавливаться такие защитные устройства как , реле напряжения.

Также хотелось отметить, что необязательно делать контур в виде треугольника. Все зависит от внешних условий. Можно располагать горизонтальные заземлители в любом порядке, по окружности или по одной линии. Главное, чтобы их количество было достаточным для обеспечения минимального сопротивления заземления.

Готовые комплекты заземления для частного дома

Несмотря на то, что самостоятельная покупка и монтаж контура заземления обходится дешевле, домашние мастера все чаще приобретают готовые комплекты заземления для дачи или частного дома. Их монтаж проще, а значит быстрее.

Однако купить заземление для частного дома, цена которого выше, чем на материал, из которого оно изготавливается, не для всех приемлемо. Попробуем обобщить средние цены на такие комплекты по России по состоянию на январь 2018 года:

Примерно так распределяются цены на изделия на российском рынке. Однако, купить готовые комплекты – это полдела. Нужно еще и смонтировать контур. В среднем стоимость монтажных работ по заземлению частного дома варьируется от 10 000 до 20 000 руб. в зависимости от региона.

В целом получается не столь высокая стоимость за безопасность родных, проживающих в доме. А потому, экономить на заземлении не стоит. Если же приобрести лишь материал (уголок, шины), цена за работу по заземлению частного дома может значительно возрасти и об этом забывать не стоит.

Монтаж заземления своими силами – это достаточно трудоемкий процесс, поэтому, если у вас нет времени, желания или навыков, то гораздо проще заказать уже готовые комплекты популярных производителей:
1. 10Ом – популярный отечественный производитель, который предлагает комплекты заземления для монтажа на различную глубину. Глубина установки варьируется в пределах от 6 до 30 м, а цены – от 6000 до 25000 рублей;
2. ZandZ – универсальные заземлители в виде одного или нескольких электродов сборного типа из нержавеющей стали. Монтируются на глубину до 10 м, цена зависит от количества электродов, глубины монтажа и других параметров. Средняя стоимость комплекта для монтажа на 5 м – 23000 рублей;
3. Galmar – еще один популярный производитель сборных электродов для заземления. Монтаж возможен на глубину до 30 м, обойдется такой комплект в 42000 рублей;
4. Elmast – комплекты заземления от отечественного производителя. Изготавливаются из нержавеющей стали, поставляются в разобранном виде, могут монтироваться на различную глубину. Характеризуются длительным сроком эксплуатации. Отличительная черта данных заземлителей – высокая устойчивость к агрессивным химическим средам и неблагоприятным природным воздействиям. Средняя цена за комплект для монтажа на 6-метровую глубину – 9000 рублей;
5. Ezetek – относительно недорогие комплекты со средними эксплуатационными характеристиками. Выгодное преимущество комплекта для монтажа на глубину в 6 м – цена в 6000 рублей.

Существует множество других производителей, предлагающих как уже полностью готовые комплекты для заземления частного дома, так и отдельные комплектующие. Доверять в этом вопросе стоит только проверенным компаниям.

Многим владельцам частных домов не понаслышке знакома проблема со старой и ветхой проводкой, к которой может быть очень сложно подвести заземление. Единственный верный вариант в таком случае – это полная замена старой проводки на новую. Однако далеко не каждому это по карману, поэтому иногда приходится обходиться тем, что есть.

Если нет возможности заменить всю проводку, то нужно хотя бы установить новые , выключатели и распределительные коробки. При этом не нужно менять схему их расположения. При установке новых розеток очень важный момент – это контроль проводов заземления. Они должны находиться в распределительных коробках и выходить на шину заземления через распределительный щит. Ее крепление монтируется на корпус щита.

Еще один относительно простой и дешевый вариант того, как правильно сделать заземление в частных домах – полное отключение старой проводки. В таком случае она просто отсоединяется от щита и остается в стене, а новая проводка прокладывается снаружи. Для этой цели хорошо послужат пластиковые кожухи, а новые выключатели и розетки можно устанавливать в уже имеющихся отверстиях в стенах.

Для обновления распределительных коробок, достаточно будет всего лишь убрать из них старые провода.

Новая схема проводки собирается относительно просто, если под рукой есть все необходимые комплектующие:
• кабель-каналы для защиты внешней проводки;
• провода;
• розетки, выключатели и распределительные коробки.

Если вам нужно провести новую проводку в старом доме и провести к электрическому оборудованию заземление, то придется также устанавливать новый распределительный щит. При этом старую проводку можно оставить, но подключать к ней стоит только маломощные электроприборы.

Капитальный ремонт электропроводки в старом доме – это долго и дорого, более бюджетный вариант обезопасить себя от пожара и возможности короткого замыкания – это дополнить сему электропроводки одним проводом заземления. Его можно даже не укладывать внутри стены, а просто проложить в пластиковом кабель-канале.

Преимущества такого варианта очевидны: кабель-канал отлично вписывается в любой интерьер и хорошо крепится к любому материалу. Канал обычно проводится между распределительными коробками, а также от распределительного щита. В каждой все заземляющие провода должны быть соединены между собой и выходить на заземляющую шину.

Как правильно сделать заземление в частном доме

Если устройство выполняется своими руками, то нужно учитывать следующие правила:
• Металлические элементы могут покрыться коррозией, что увеличит сопротивление материала.
• При высокой влажности почвы нужно применять приборы и элементы с гальваническим покрытием.
• Не рекомендуется монтировать контур рядом с трубопроводами, где почва может прогреваться.
• Электроды лучше соединять с помощью сварки.
• Между электродами должно быть расстояние, превышающее их длину.
• Элементы должны располагаться ниже глубины промерзания.
• Сопротивление всей системы не должно превышать 4 Ом.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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%.

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.

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.

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.

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.

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.

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%.

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.

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.

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.

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

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

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

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

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

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

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

Основы работы защитного заземления

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

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

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

Заземляющее устройство состоит из следующих элементов:

• заземлителя
• заземляющих проводников

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

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

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

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

Расчёт заземляющего устройства

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

где: N — количество заземлителей, К и — коэффициент использования, R 1 сопротивление каждого электрода в отдельности.

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

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

где: R — проектное сопротивление заземляющего устройства, R 1 — сопротивление одного электрода, К и — коэффициент использования.

Что касается схемы расположения заземлителей, то они не обязательно должны образовывать треугольник, хотя это самая распространённая конфигурация контура. Электроды могут располагаться в один ряд с последовательным соединением. Такой вариант удобен, если для обустройства заземления выделена узкая полоска земли.

Монтаж заземления

Принципиально можно выделить два типа заземляющих устройств, которые отличаются друг от друга по технике монтажа и характеристикам материалов. Первый представляет собой штыревую модульную конструкцию (заводского производства) с одним или несколькими электродами, второй — самодельный вариант с несколькими заземлителями из металлопроката. Основные их отличия заключаются лишь в организации заглублённой части — проводниковая, «верхняя», часть у них идентична.

Заводские наборы заземления технологичны и имеют ряд достоинств:

• поставляются комплектно, элементы специально разработаны для обустройства защиты и произведены на промышленном оборудовании;
• почти не требуют выполнения земляных, не нужны сварочные работы;
• позволяют заглубиться на несколько десятков метров и получить очень низкое, стабильное сопротивление всего устройства.

Единственный недостаток подобных систем — это их высокая стоимость.

Материалы и инструмент для устройства заземления

Искусственные заземлители должны быть изготовлены из стального металлопроката. Для этих целей подходит:

• уголок;
• труба круглая или прямоугольная;
• прут.

Чтобы защитить металл от коррозии, применяют оцинкованные электроды. Также допускается применение электропроводного бетона в качестве заземлителя.

В заводских наборах это полутораметровые цельнотянутые омеднённые штыри с резьбами на концах. На первом элементе устанавливается острый конический наконечник, отдельные штыри соединяются посредством латунных резьбовых муфт. Электроды погружаются в землю с помощью ручных ударных инструментов (патрон SDS-Max, мощность удара — около 20 Дж). Для передачи энергии от перфоратора применяется переходник и направляющая головка. Соединения заземляющего проводника с электродом осуществляется через зажим из нержавеющей стали. Для защиты соединений от коррозии и снижения сопротивления на стыках применяется специальная паста.

Внимание! Заземлители нельзя окрашивать, смазывать или консервировать какими-то иными способами, снижающими их проводимость.

Воздействие коррозии (стальная деталь постепенно утончается) должно учитываться при выборе сечения электрода, его подбирают с некоторым запасом, что обеспечивает достаточную долговечность контуру. Минимально допустимые сечения заземлителей, находящихся в грунтах, ограничиваются нормативными документами:

• прут оцинкованный — 6 мм;
• прут из чёрного металла — 10 мм;
• прокат прямоугольного сечения — 48 мм 2 .

Внимание! Толщина полок прямоугольной стали или толщина стенок труб должна быть не менее 4 мм.

В качестве проводника, соединяющего в земле несколько электродов, чаще всего используется полоса, но можно применить проволоку, уголок, трубу. Этими материалами можно подвести заземление до самого электрического щита (сечение материалов имеет меньше ограничений: прут — 5 мм, прямоугольная сталь — 24 мм 2 , толщина стенок и полок — 2,5 мм).

Заземляющий проводник внутри здания должен иметь сечение, равное сечению фазной жилы, используемой в разводке по дому.

Тут также есть минимальные требования:

• алюминиевый неизолированный — 6 мм;
• медный неизолированный — 4 мм;
• алюминиевый в изоляции — 2,5 мм;
• медный в изоляции — 1,5 мм.

Для коммутации всех заземляющих проводников необходимо использовать шины заземления из электротехнической бронзы. В системе заземления ТТ эти элементы распределительного щита крепятся непосредственно на стенку металлического ящика.

Заглубление самодельного заземлителя производится с помощью кувалды, заводские комплекты забиваются отбойными молотками. В обоих случаях рекомендуем подготовить подмости или стремянку. Для работы с чёрным прокатом необходимо будет использовать ручную дуговую сварку.

Собираем заземляющее устройство

Рассмотрим порядок действий. В начальных пунктах будем указывать операции, характерные для монтажа обоих типов заземлителей.

Разметка и земляные работы. Заземлители рекомендуется монтировать в землю на дистанции около метра от фундамента. В соответствие с проектом делается разметка контура — как мы уже говорили, это может быть равносторонний треугольник, линия, окружность, несколько рядов… Расстояние между электродами принимается от 1,2 метра, делать его больше удвоенной длины заземлителя — бессмысленно. В качестве базового варианта, подходящего для большинства наших условий, можно принять треугольник со стороной 1,5-3 метра и длиной электродов в 2-3 метра.

Далее необходимо выкопать траншею глубиной около 70-80 см, минимальная глубина, которая допускается — 50 см. Ширина траншеи в точках заглубления должна обеспечивать удобство для сваривания проводников, обычно роют с откосами шириной около 0,5-0,7 метра.

Для забивания модульного одноэлектродного заземления потребуется только один приямок размером 50x50x50 см.

Подготовка электрода. Чтобы облегчить погружение заземлителя в грунт, металлопрокат с помощью болгарки заостряется, например, на уголке под углом срезаются полки, труба отрезается наискось, прут затачивается. Если применяется бывший в употреблении металл, то его, при необходимости, следует полностью очистить от защитных покрытий.

На заводской штырь модульного заземления накручивается остроконечная головка, соединение промазывается пастой.

Ударами кувалды уголки (чаще всего это уголки 50x50x5 мм) забиваются в грунт. Начало работ удобнее всего производить с подмостей. Если металл мягкий, лучше бить по заготовкам через деревянные прокладки. Оголовок заземлителя должен на 150-200 мм возвышаться над дном траншеи, чтобы мы могли соединить электроды в контур.

Заводские штыри заглубляются с помощью отбойного молотка с патроном под хвостовик SDS-Max и мощностью удара 20-25 джоулей. После погружения каждого штыря (1,5 метра), на него накручивается муфта и следующий элемент заземлителя, этот цикл повторяется, пока электрод не достигнет проектной глубины, или не произойдёт отказ (невозможность дальнейшего заглубления). В случае отказа, забиваются дополнительные заземляющие штыри, система становится многоэлектродной.

Заземлители соединяются горизонтальным проводником, как правило, наиболее удобно работать полосой 40x4 мм. Для чёрного металла здесь необходимо применять сварку, так как болтовые соединения быстро окислятся и сопротивление устройства повысится. Прихватка не подойдёт — нужен качественный длинный сварной шов.

От получившегося контура отводим полосу в сторону дома, изгибаем её и фиксируем на цоколе. На конце полосы привариваем болт М8, через который будет присоединён защитный заземляющий проводник, идущий из щита.

На последний модульный штырь устанавливается зажим-хомут и фиксируется проводник. Зажим обматывается специальной гидроизоляционной лентой.

Заводские наборы с одним электродом могут комплектоваться пластиковым ревизионным колодцем.

Проводник заземления ведётся в распределительный щит . Он может крепиться непосредственно к конструкциям здания, исключение составляют участки с повышенной влажностью — там лучше применить изоляторы. Через стены проводник проводится посредством металлических или пластиковых труб-гильз, собственно, правила прокладки применяются те же, что и для «основной» разводки (об этом будет одна из следующих статей).

В распределительном щите проводник после обжатия болтовым соединением подключается к шине заземления, которая установлена на корпусе бокса (система ТТ).

Сопротивление заземляющего устройства проверяется мультиметром, если с учётом сезонных коэффициентов (определяются Госэнергонадзором для разных широт, есть готовые таблицы) оно превышает 4 Ом, то необходимо увеличивать количество электродов.

Во время коммутации вводно-распределительного устройства жилы проводов в жёлтой изоляции (они идут от потребителей тока) также зажимаются в разъёмах шины.

При подключении розеток, приборов, светильников жёлтые заземляющие проводники коммутируем на соответствующих местах (обычно они обозначены специальным знаком — три горизонтальной полосы разного размера), например, в розетках это центральный винт.

Система, в которой контур заземления никак не связан с нулевым рабочим проводником N называется ТТ. Её рекомендуют к применению, когда варианты ТN (есть связь нейтрали и заземляющего проводника) применяться не могут, например, при неудовлетворительном состоянии воздушных линий электроснабжения. Разумеется, по этой расхожей причине она стала очень популярной. Но, необходимо отметить, что система ТТ с независимой глухозаземлённой нейтралью потребителей обязательно должна подстраховываться с помощью УЗО. Про устройства защитного отключения мы поговорим в следующей статье .

Современная бытовая техника и аппаратура требует наличия заземления. Только в этом случае производители будут поддерживать свои гарантии. Обитателям квартир приходится ждать капремонта сетей, а владельцам домов можно все сделать своими руками. Как сделать заземление в частном доме, каков порядок действий и схемы подключения — обо всем этом читайте тут.

Вообще, контуры заземления могут быть в виде треугольника, прямоугольника, овала, линии или дуги. Оптимальный вариант для частного дома — треугольник, но вполне подойдут и другие.

Заземление в частном доме — виды заземляющих контуров

Треугольник

Заземление в частном доме или на даче чаще всего делают с контуром в виде равнобедренного треугольника. Почему так? Потому что при таком строении на минимальной площади получаем максимальную площадь рассеивания токов. Затраты на устройство заземляющего контура минимальны, а параметры соответствуют номам.

Минимальное расстояние между штырями в треугольнике контура заземления — их длина, максимальное — удвоенная длина. Например, если штыри забиваете на глубину 2,5 метра, то расстояние между ними должно быть 2,5-5,0 м. В этом случае при измерении сопротивления контура заземления получите нормальные показатели.

Во время работ не всегда получается сделать треугольник строго равнобедренным — камни попадаются в нужном месте или другие труднопроходимые участки грунтов. В этом случае можно штыри сдвигать.

Линейный контур заземления

В некоторых случаях проще сделать контур заземления в виде полукруга или цепочки штырей, выстроенных в линию (если нет свободного участка подходящих размеров). В этом случае расстояние между штырями тоже равно или больше длины самих электродов.

При линейном контуре необходимо большее число вертикальных электродов — чтобы площадь рассеивания была достаточной

Недостаток такого способа — для получения нужных параметров необходимо большее количество вертикальных электродов. Так как забивать их — то еще удовольствие, при наличии мета стараются сделать треугольный контур.

Материалы для контура заземления

Чтобы заземление частного дома было эффективным, его сопротивление не должно быть больше 4 Ом. Для этого необходимо обеспечить хороший контакт заземлителей с грунтом. Проблема в том, что измерить сопротивление заземления можно только специальным прибором. Эту процедуру проводят при вводе системы в эксплуатацию. Если параметры хуже, акт не подписывают. Потому, делая заземление частного дома или дачи своими руками, старайтесь строго придерживаться технологии.

Параметры и материалы штырей

Штыри заземления обычно делают из черного металла. Чаще всего используется пруток сечением 16 мм и больше или уголок параметрами 50*50*5 мм (полочка 5 см, толщина металла — 5 мм). Обратите внимание, что арматуру использовать нельзя — ее поверхность каленая, что изменяет распределение токов, к тому же в земле она быстро ржавеет и разрушается. Нужен именно пруток, не арматура.

Еще вариант для засушливых регионов — толстостенные металлические трубы. Их нижнюю часть сплющивают в виде конуса, в нижней трети сверлят отверстия. Под их установку сверлят лунки требуемой длины, так как забить их не получится. При пересыхании грунтов и ухудшении параметров заземления, в трубы заливают соляной раствор — для восстановления рассеивающей способности грунтов.

Длинна стержней заземления — 2,5-3 метра. Этого достаточно для большинства регионов. Конкретнее есть два требования:

Конкретные параметры заземления можно высчитать, но требуются результаты геологического исследования. Если у вас таковые имеются, можно заказать расчет в специализированно организации.

Из чего делать металлосвязь и как соединять со штырями

Все штыри контура соединяются между собой металлосвязью. Ее можно сделать из:

• медного провода сечением на менее 10 мм 2 ;
• алюминиевого провода сечением не менее 16 мм 2
• стальной проводник сечением не менее 100 мм 2 (обычно полоса 25*5 мм) .

Чаще всего штыри между собой соединяются при помощи стальной полосы. Ее приваривают к уголкам или оголовкам прутка. Очень важно чтобы качество сварного шва было высоким — от этого зависит пройдет ли ваше заземление испытание или нет (будет ли оно соответствовать требованиям — сопротивление меньше 4 Ом).

При использовании алюминиевого или медного провода к штырям приваривают болт большого сечения, к нему уже крепят провода. Провод можно накрутить на болт и прижать шайбой с гайкой, можно провод оконечить разъемом подходящего размера. Главная задача та же — обеспечить хороший контакт. Потому не забудьте зачистить болт и провод до чистого металла (можно обработать шкуркой) и хорошо поджать — для хорошего контакта.

Как сделать заземление своими руками

После того как закуплены все материалы, можно приступать к собственно изготовлению контура заземления. Для начала нарезают металл на отрезки. Длина их должна быть больше расчетной примерно на 20-30 см — при забивании вершины штыре изгибаются, так что приходится их срезать.

Заточить забиваемые края вертикальных электродов — дело пойдет быстрее

Есть способ уменьшить сопротивление при забивании электродов — один конец уголка или штыря заточить под углом 30°. Этот угол оптимален при забивании в грунт. Второй момент — к верхнему краю электрода, сверху, приварить площадку из металла. Во-первых, по ней проще попасть, во-вторых, меньше деформируется металл.

Порядок работ

Независимо от формы контура, начинается все с земляных работ. Необходимо выкопать канаву. Лучше ее сделать со скошенными краями — так она меньше обсыпается. Порядок работ такой:

Собственно, на этом все. Заземление в частном доме своими руками сделали. Осталось его подключить. Для этого надо разобраться со схемами организации заземления.

Ввод контура заземления в дом

Контур заземления необходимо каким-то образом завести на шину заземления. Сделать это можно при помощи стальной полосы 24*4 мм, медной проволоки сечением 10 мм2, алюминиевым проводом сечением 16 мм2.

В случае использования проводов, их лучше искать в изоляции. Тогда к контуру приваривается болт, конец проводника надевается гильза с контактной площадкой (круглой). На болт накручивается гайка, на нее — шайба, затем провод, сверху — еще одна шайба и все это затягивается гайкой (картинка справа).

Как завести «землю» в дом

При использовании стальной полосы есть два выхода — завести в дом шину или провод. Стальную шину размером 24*4 мм тянуть очень не хочется — вид неэстетичный. Если есть — можно при помощи того же болтового соединения провести медную шину. Она нужна гораздо меньшего размера, смотрится лучше (фото слева).

Также можно сделать переход с металлической шины на медный провод (сечение 10 мм2). В этом случае к шине приваривают два болтана расстоянии в несколько сантиметров друг от друга (5-10 см). Медный провод закручивают вокруг обоих болтов, прижимая их с помощью шайбы и гайки к металлу (затягивать как можно лучше). Это способ — самый экономный и удобный. Требует не так много денег, как при использовании только медного/алюминиевого провода, провести его через стену проще, чем шину (даже медную).

Схемы заземления: какую лучше сделать

В настоящий момент в частном секторе используют только две схемы подключения заземления — TN-C-S и TT. В большинстве своем к дому подходит двухжильный (220 В) или четырехжильный (380 В) кабель (система TN-С). При такой проводке кроме фазного (фазных) провода приходит защитный проводник PEN, в котором объединены ноль и земля. На данный момент этот способ не обеспечивает должной защиты от поражения электротоком, потому рекомендуется заменить старую двухпроводную проводку на трехпроводную (220 В) или пятипроводную (380 В).

Для того чтобы получить нормальную трех- или пяти- жильную проводку необходимо провести разделение этого проводника на землю PE и нейтраль N (при этом необходим индивидуальный контур заземления). Делают это во вводном шкафу на фасаде дома или в учетно-распределительном шкафу внутри дома, но обязательно до счетчика. В зависимости от способа разделения получают либо систему TN-C-S, либо TT.

Устройство в частном доме системы заземления TN-C-S

При использовании этой схемы очень важно сделать хороший индивидуальный контур заземления. Обратите внимание, что при системе TN-C-S для защиты от поражения электрическим током необходима установка УЗО и дифавтоматов. Без них ни о какой защите речь не идет.

Также для обеспечения защиты требуется к земляной шине отдельными проводами (неразрывными) подключить все системы, которые сделаны из токопроводящих материалов — отопление, водоснабжение, арматурный каркас фундамента, канализация, газопровод (если они выполнены из металлических труб). Потому шину заземления необходимо брать «с запасом».

Для разделения PEN проводника и создания заземления в частном доме TN-C-S нужны три шины: на металлическом основании — это будет шина PE (земляная), и на диэлектрическом основании — это будет шина N (нейтрали), и маленькая шина-расщепитель на четыре «посадочных» места.

Металлическую «земляную» шину надо прикрепить к металлическому корпусу шкафа так, чтобы был хороший электрический контакт. Для этого в местах крепления, под болты, с корпуса счищают краску до чистого металла. Нулевую шину — на диэлектрическом основании — лучше крепить на дин-рейку. Такой способ установки выполняет основное требование — после разделения шины PE и N нигде не должны пересекаться (не должны иметь контакта).

Заземление в частном доме — переход с системы TN-С на TN-С-S

• Пришедший с линии проводник PEN заводится на шину-расщепитель.
• На эту же шину подключаем провод от контура заземления.
• С одного гнезда медным проводом сечением 10 мм 2 ставим перемычку на земляную шину;
• С последнего свободного гнезда ставим перемычку на нулевую шину или шину нейтрали (тоже медный провод 10 мм 2).

Теперь все — заземление в частном доме сделано по схеме TN-C-S. Далее для подключения потребителей фазу берем от вводного кабеля, ноль — с шины N, землю — с шины PE. Обязательно следим, чтобы земля и ноль нигде не пересекались.

Заземление по системе TT

Преобразование схемы TN-C в TT происходит вообще просто. От столба приходят два провода. Фазный и дальше используется как фаза, а защитный PEN-проводник крепится к «нулевой» шине и дальше считается нулем. На шину заземления напрямую подается проводник от сделанного контура.

Заземление в частном доме своими руками — схема TT

Недостаток этой системы в том, что она обеспечивает защиту только той техники, у которой предусмотрено использование «земляного» провода. Если есть еще бытовая техника, сделанная по двухпроводной схеме, она может оказаться под напряжением. Даже если корпуса их заземлить отдельными проводниками, в случае проблем напряжение может остаться на «нуле» (фазу разорвет автомат). Поэтому из этих двух схем предпочтение отдают TN-C-S как более надежной.