Заземление частного дома своими руками — устройство, контур и схема заземления

Эксплуатация в доме любых электроприборов всегда несет риск повреждения изоляции проводов или замыкание их на корпус. Любой контакт человека с опасной зоной может привести к поражению электрическим током. Ток всегда движется в землю, а человеческое тело становится проводником, соединяющим поврежденный прибор с землей.

Что дает заземление? По сути, это система, предоставляющая кратчайший путь электрическому току. По физическим принципам он выбирает проводник с наименьшим электрическим сопротивлением — это контур заземления, поэтому весь ток направляется в землю, а через тело человека пройдет незначительная его часть, которая безопасна. Таким образом, контур заземления обеспечивает электробезопасность. Нормативные документы (ГОСТы, СНиП, ПУЭ) указывают, что любое жилое строение должно быть им оборудовано. Кроме обеспечения безопасности, заземляющая система повышает надежность и долговечность бытовой техники.

Как правильно сделать контур заземления в частном доме
image

Нужно ли заземление в частном доме

Защитное заземление необходимо для обеспечения электробезопасности в доме. Правильно выполненное, появлении тока утечки оно ведет к немедленному срабатыванию УЗО. Это — главная и основная задача этой системы.

Вторая функция заземления — обеспечение нормальной работы электрооборудования. Для некоторых электроприборов наличия защитного провода в розетке (если он есть) недостаточно. Необходимо подключение к заземляющей шине напрямую. Для этого обычно есть специальные зажимы на корпусе. Если говорить о бытовой технике, то это микроволновая печь, духовка и стиральная машина.

Мало кто знает, но микроволновка без прямого подключения к «земле» во время работы может существенно фонить, причем уровень излучения может быть опасным для жизни. В некоторых моделях на задней стенке можно увидеть специальную клемму, хотя в инструкции обычно только одна фраза: «необходимо заземление» без уточнения как именно его желательно сделать.

При прикосновении мокрыми руками к корпусу стиральной машины часто ощущается пощипывание. Оно неопасно, но неприятно. Избавиться можно подключив «землю» напрямую на корпус. В случае с духовкой ситуация аналогична. Даже если она не «щиплет», прямое подключение более безопасно, так как проводка внутри установки работает в очень тяжелых условиях.

С компьютерами дело обстоит еще интереснее. Подключив напрямую «земляной» провод к корпусу, вы можете разы поднять скорость работы Интернета и свести к минимуму количество «зависаний». Вот так просто из-за наличия прямого соединения с заземляющей шиной.

Нужно ли заземление на даче или в деревянном доме

В дачных поселках делать заземление надо обязательно. Особенно, если дом построен из горючего материала — деревянный или каркасный. Дело в грозах. На дачах очень много элементов, притягивающих молнии. Это колодцы, скважины, трубопроводы, лежащие на поверхности или закопанные на минимальную глубину. Все эти объекты притягивают молнии.

На дачах есть вероятность попадания молнии
image

Если громоотвода и заземления нет, попадание молнии почти равнозначно пожару. Пожарной части поблизости нет, так что огонь распространится очень быстро. Потому в паре с заземлением делайте еще и молниеотвод — хоть пару стержней метровой длины, прикрепленных к коньку и соединенных при помощи стальной проволоки с заземлением.

Системы заземления частного дома

Всего систем шесть, но в индивидуальной застройке применяется, в основном, только две: TN-S-C и TT. В последние годы рекомендована система TN-S-C. В этой схеме нейтраль на подстанции глухозаземлена, а оборудование имеет непосредственный контакт с землей. К потребителю земля (PE) и нейтраль/ноль (N) ведется одним проводником (PEN), а на входе в дом снова разделяется на два отдельных.

Система заземления TN-S-C

При такой системе достаточная степень защиты обеспечивается автоматами (УЗО не обязательны). Недостаток — при отгорании или повреждении провода PEN на участке между домом и подстанцией на земляной шине в доме появляется фазное напряжение, которое ничем не отключается. Потому ПУЭ предъявляет жесткие требования к такой линии: должна быть обязательная механическая защита провода PEN, а также периодическое резервное заземление на столбах через 200 м или 100 м.

Тем не менее, многие линии электропередачи в сельской местности этим условиям не удовлетворяют. В этом случае рекомендована к использованию система TT. Также эта схема должна использоваться в отдельно стоящих открытых хозяйственных пристройках с земляным полом. В них есть риск прикоснуться одновременно к заземлению и грунту, что может быть опасным при системе TN-S-C.

Система заземления частного дома TTC

Разница в том, что заземляющий провод на щиток идет от индивидуального контура заземления, а не от трансформаторной подстанции, как в предыдущей схеме. Такая система устойчива к повреждениям защитного провода, но требует обязательной установки УЗО. Без них защиты от поражения электрическим током нет. Поэтому ПУЭ определяет ее только как резервную, если имеющаяся линия не удовлетворяет требованиям системы TN-S-C.

Система заземления ТТ

Устройство заземления частного дома

Некоторые старые линии электропередачи вообще не имеют защитного заземления. Все они должны меняться, но когда это произойдет — вопрос открытый. Если у вас именно такой случай, необходимо сделать отдельный контур. Варианта два — сделать заземление в частном доме или на даче самостоятельно, своими руками или доверить исполнение кампании. Услуги кампаний дороги, но имеется важный плюс: если в процессе эксплуатации возникнут проблемы, вызванные неправильным функционированием системы заземления, возмещает ущерб кампания, которая производила монтаж (должно быть прописано в договоре, внимательно читайте). В случае самостоятельного исполнения все на вас.

Устройство заземления в частном доме

Состоит система заземления частного дома из:

  • заземлителей-штырей,
  • металлических полос, их объединяющих в одну систему;
  • линии от контура заземления до электрощитка.

Из чего делать заземлители

В качестве штырей можно использовать металлический прут диаметром 16 мм и больше. Причем брать арматуру нельзя: поверхность у нее каленая, что меняет распределение тока. Также каленый слой в земле быстрее разрушается. Второй вариант — металлический уголок с полочками 50 мм. Эти материалы хороши тем, что в мягкий грунт их можно забить кувалдой. Чтобы это было легче делать, один конец заостряют, на второй приваривают площадку, по которой проще бить.

В качестве стержней можно использовать трубы, уголок, металлический стержень

Иногда используют металлические трубы, один край которых сплющен (заварен) в конус. В нижней их части (около полуметра от края) сверлятся отверстия. При пересыхании грунтов распределение тока утечки значительно ухудшается, а в такие стержни можно заливать соляной раствор, восстанавливая работу заземления. Минус этого способа — приходится под каждый стержень копать/бурить скважины — забить их кувалдой на нужную глубину не получится.

Глубина забивания штырей

Штыри-заземлители должны уходить в грунт ниже глубины промерзания как минимум на 60-100 см. В регионах с засушливым летом желательно чтобы штыри находились хотя бы частично во влажном грунте. Потому используются в основном уголки или прут длиной 2-3 м. Такие размеры обеспечивают достаточную площадь соприкосновения с грунтом, создающую нормальные условия для рассеивания токов утечки.

Чего делать нельзя

Работа защитного заземления состоит в том, чтобы рассеивать по большой площади токи утечки. Происходит это за счет плотного контакта металлических заземлителей — штырей и полос — с грунтом. Поэтому элементы заземления никогда не красят. Это очень сильно снижает токопроводимость между металлом и землей, защита становится неэффективной. Предотвратить коррозию в местах сварки можно антикоррозионными составами но не краской.

Второй важный момент: заземление должно иметь маленькое сопротивление, а для этого очень важен хороший контакт. Он обеспечивается сваркой. Все соединения провариваются, причем качество шва должно быть высоким, без трещин, каверн и других дефектов. Еще раз обращаем внимание: заземление в частном доме нельзя делать на резьбовых соединениях. Со временем металл окисляется, разрушается, сопротивление многократно возрастает, защита ухудшается или вообще не работает.

Можно использовать только сварные соединения

Очень неразумно использовать в качестве заземлителя трубопроводы или других металлические конструкции, находящиеся в земле. Какое-то время такое заземление в частном доме работает. Но со временем стыки труб из-за электрохимической коррозии, активизированной токами утечки, окисляются и разрушаются, заземление оказывается нерабочим, как и трубопровод. Потому такие виды заземлителей лучше не использовать.

Как правильно сделать

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.

Самая популярная модель заземлителя

Порядок действий

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.

Выкапывание траншеи

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).

Приваренная железная полоса

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.

На входе в дом к металлической полосе от заземлителя приваривают болт, к которому крепится медный проводник в изоляции (традиционно окраска заземляющих проводов — желтая с зеленой полосой) сечением жилы не менее 4 мм².

Выход заземления у стены дома с приваренным на конце болтом

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 разводка «земли» отдельным проводником по ПУЭ недопустима — только в составе общего кабеля. Это значит, что если у вас проводка разведена двухжильными проводами, вам придется ее полностью менять.

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.

Модульная штырьевая система

Все описываемые ранее устройства — из забиваемых уголков, труб и стрежней — называют традиционными. Их недостаток — большой объем земельных работ и большая площадь, которая требуется при устройстве заземлителя. Все потому, что необходима определенная площадь контакта штырей с грунтом, достаточная для того чтобы обеспечить нормальное «растекание» тока. Сложность может вызвать и необходимость сварки — по другому соединять элементы заземления нельзя. Зато плюс этой системы — относительно небольшие затраты. Если делать традиционное заземление в частном доме своими руками, оно по-максимуму обойдется в 100$. Это если покупать весь металл и платить за сварку, а остальные работы проводить самостоятельно

Набор модульной системы заземления

Несколько лет назад появились модульные штыревые (штырьевые) системы. Это комплект штырей, которые забиваются на глубину до 40 м. То есть получается очень длинный заземлитель, который уходит на глубину. Фрагменты штыря соединяются друг с другом при помощи специальных хомутов, которые не только фиксируют их, но и обеспечивают качественное электрическое соединение.

Плюс модульного заземления — малая площадь и меньший объем работ, которые необходимы. Требуется небольшой приямок со сторонами 60*60 см и глубиной 70 см, траншея, соединяющая заземлитель с домом. Штыри длинные и тонкие, забивать их в подходящий грунт несложно. Вот тут и подошли к основному минусу: глубина большая, и если на пути встретиться, например, камень, придется начинать сначала. А вынуть стержни — это проблема. Они не сварены, а выдержит или нет хомут — вопрос.

Второй минус — высокая цена. Вместе с установкой обойдется вам такое заземление в 300-500$. Самостоятельная установка проблематична, так как забивать эти стержни кувалдой не получится. Нужен специальный пневматический инструмент, который научились заменять перфоратором с ударным режимом. Еще необходима проверка сопротивления после каждого забитого стержня. Но если вы не хотите связываться со сваркой и земельными работами, модульное штыревое заземление — неплохой вариант.

Виды контуров заземления

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.

Чаще всего заземление в частном доме делают с контуром в виде треугольника

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.

Пример заземления для частного дома

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.

Возможные профили электродов

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:

  • стержень контура заземления должен заходить в грунт ниже уровня промерзания не менее чем на 60 см (лучше — 80-100 см);
  • в засушливых регионах как минимум 1/3 заземлителя должна находиться во влажных грунтах, потому еще надо ориентироваться на уровень расположения грунтовых вод  — при низком их расположении могут понадобиться более длинные стержни.

    Чаще всего используют стальной уголок и полосу

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 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).

Параметры, которых необходимо добиться при самостоятельном изготовлении контура заземления

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:

  • Расчищают площадь, на которой будет размещаться контур заземления, наносят разметку.
  • По разметке копают траншею глубиной 70-80 см, шириной около 50 см. Глубина неслучайна — если проложить металлосвязь ниже или выше, металл будет быстрее корродировать.
  • Подготовленные штыри ставят в намеченных местах, забивают до тех пор, пока над поверхностью не останется участок около 20 см.

    Процесс изготовления заземляющего контура — для заземления в частном доме

  • Когда все вертикальные электроды забиты, срезают площадки или искореженные куски, зачищают металл, приваривают горизонтальный электрод — маталлосвязь. Шов должен быть непрерывный, хорошего качества.
  • После остывания места сварки, шов прокрасить. Только ни в коем случае не красьте сами электроды и полосу, их соединяющую. Это очень ухудшит контакт с землей, все придется переделывать. Краской защищается только место сварки, как наиболее подверженное коррозии. Вся остальная поверхность металла должна быть без краски.

    Красить надо только места сварки

  • От ближайшей к дому точки готового контура заземления копают канаву такой же глубины как и под -контур  60-70 см. Ширина ее может быть меньше — если полоса будет цельной и не надо ее сваривать.
  • Полосу металла сечением не менее 25*4 мм укладывают в вырытую канаву. Ее приваривают к электроду или металлосвязи.
  • Возле стены дома уложенная полоса поднимается из земли на расстояние не менее 200 мм от поверхности. В этом месте можно подключать шину или провод, который идет к шине защитного заземления, расположенной в щитке.

    Схема заземляющего контура с размерами

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).

Две схемы, которые применяются если надо сделать заземление в частном доме

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».

Схема преобразования системы TN-С на TN-С-S

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

Далее подключаем так:

  • 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 мм2 ставим перемычку на земляную шину;
  • С последнего свободного гнезда ставим перемычку на нулевую шину или шину нейтрали (тоже медный провод 10 мм2).

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.

imageСоединение шины заземления для ввода в дом

Поэтому весь ток направляется в контур заземления и при касании человеком опасных приборов или проводов не представляет опасности.

Обязательное применение заземления для любого частного жилого строения определяется нормами и правилами (ПУЭ, ГОСТы, СНИП).

Другое предназначение заземляющей системы: повышает долговечность и надёжность бытовой техники. Она защищает от помех в сети, перенапряжений и источников электромагнитных излучений.

Системы заземления. Какую лучше применить

Существует таких систем шесть, но в нашей действительности применяются как правило две: TN-S-C и TT. Рассмотрим TN-S-C, эта схема предусматривает что нулевой провод (N) на подстанции заземлён. При этом земля (PE) и ноль (N) к частному домовладению подводится одним проводом (PEN) и затем у потребителя в электрощитке разделяется снова на два.

image Схемы заземления TN-S-C для частного дома

В случае применения такой схемы выполнения заземления для защиты достаточно наличие автоматов, УЗО не обязательно. Но, следует знать, что при обрыве провода PEN к домовладению в доме на земляной шине появляется напряжение фазы. По правилам ПУЭ требуется защита провода PEN и заземление на столбах через 100 или 200 метров.

Из-за длительной эксплуатации и изношенности, большинство линий электропередач не отвечают этим требованиям. Поэтому рекомендуется применять систему ТТ. В этой схеме провод PE идёт на щиток от контура заземления, а не от подстанции (схема TN-S-C). В этой системе защитный провод более защищён, но необходимо применение УЗО или дифавтомата. Без них защита не обеспечивается, их применение обязательно.

imageСхема заземления ТТ для частного дома

ПУЭ 7, п.1.7.59 гласит, что если условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены (т.е. магистральная линия находится в таком плачевном состоянии, что не может обеспечить надёжность проводника PEN), то только тогда допускается заземляться по схеме ТТ.

Что такое контур заземления: определение и устройство

Контур заземления — это электротехническое устройство с низким электрическим сопротивлением, позволяющее быстро отвести электрический ток в землю. Он представляет из себя две части, соединённые между собой — наружная и внутренняя система. Соединение этих частей осуществляется в электрощитке, расположенном на входе в дом.

Наружная система представляет из себя устройство которое позволяет перейти электрическому току в землю с последующим распределением его по площади. Она состоит, как правило из нескольких электродов забитых (закопанных) в землю и соединённых при помощи сварки пластинами определённого сечения. От них приваренная шина отходит в щит, где соединяется с внутренней частью.

imageМонтаж заземления в частном доме

Что такое внутренняя подсистема? Это разводка проводки заземления по всем комнатам и помещениям дома к розеткам и к мощным электроустановкам. Формируется общая шина, которая в электрощитке соединяется с внешним контуром.

Защитные свойства заземления очень просты. При нарушении изоляции проводов, ток из электросети по проводам внутренней системы попадает на внешний контур заземления. По электродам этого контура он стекает в землю. Из электротехники известно, что земля имеет большую электрическую ёмкость, что даёт уверенность в поглощении таких утечек электричества.

Виды контуров заземления

Для эффективной работы системы заземления оно должно распределять ток “стекания” в землю на несколько электродов увеличивающих площадь рассеивания. Существует два главных вида систем заземления.

Контур заземления — треугольник

В таком виде контура используется три штыря, которые сварены с помощью полос в треугольник с равными сторонами. Между электродами длина выбирается в зависимости от длины заглубления электрода до двух таких глубин. Т.е. для длины электрода (заглубление) 2м, сторона треугольника будет 2-4м.

imageКонтур заземления — треугольник

Линейный

При невозможности сделать замкнутую фигуру из-за конфигурации участка составляется вариант из нескольких электродов, их располагают полукругом или в линию. Между вбитыми штырями промежуток должен составлять 1-1,5 глубины погружения штырей. Минус способа — большое число электродов.

imageКонтур заземления — линейный

Предлагаемые виды самые используемые при проектировании и устройстве систем заземления. Его можно сделать в виде любой геометрической фигуры (прямоугольник, круг и т.д.), но надо понимать что это потребует соответствующее количество заземляющих штырей. Основное достоинство таких систем — при разрыве соединения между электродами функции системы заземления сохраняются.

Важно! Линейный контур работает по принципу гирлянды и повреждение перемычки выводит из эксплуатации определенный его участок.

Требования к контуру заземления

Для эффективной работы заземления согласно ПУЭ он должен соответствовать правилам:

  1. Штыри заземления, сваренные в контур должны находиться не менее 1 метра и не более 10 метров от дома. Наиболее правильное расстояние от фундамента 2-4 метра.
  2. Стержни необходимо забивать на глубину 2-3 метра.
  3. Соединение электродов производится полосой из металла при помощи сварки. От щита до контура заземления применяется шина более 16 квадратных миллиметров. Для присоединения проводов к заземлению в щите может производиться с помощью болтов.
  4. Сопротивление заземления для напряжения в 380 вольт должно быть не выше 4 Ом, а для напряжения в 220 вольт — 8 Ом.

Внешняя часть системы заземления заглублена в землю, поэтому к ней предъявляются определённые требования. Она должна находиться ниже промерзания грунта, иначе электроды будут выталкиваться из-за вспучивания земли. Электроды должны быть такие, чтобы их можно было вбить в твёрдый грунт.

Рекомендуемые типы и параметры забиваемых электродов:

  • уголок толщина металла не менее 4 мм, любой размер;
  • труба диаметром удобным для забивания, с толщиной стенки не менее 3 мм;
  • стержень диаметром не менее 14 мм, более мелкий загибается при погружении в землю;
  • полоса для соединения электродов, толщиной не менее 3 мм, шириной более 10 мм.

Минимальная длина электродов выбирается 1,5 метра, штыри располагаются на расстоянии 1-2 длины электрода. Следует учитывать, что электроды (их длина) должны быть на 15-20 сантиметров ниже уровня промерзания почвы.

Разрабатываем схему)

Для того, чтобы организовать устройство заземление для частного дома необходимо проработать схему заземляющего контура. Самой популярной и наиболее часто применяемой является схема в виде треугольника.

Как правило 3 электрода стоят в его вершинах, можно добавить дополнительные, которые забивают по прямой линии между вершинами.

В случае невозможности выполнить такой контур, электроды можно установить в линию, прямоугольник, полукругом или волной. Но нужно заметить, что треугольная схема контура заземления значительно эффективнее.

Материалы для контура заземления

Электроды для устройства системы заземления делают из прочного металлического профиля или прута. При достаточной толщине их электрическое сопротивление должно удовлетворять предъявляемым требованиям. Они сравнительно легко могут быть погружены в землю их забиванием. Применяемые для изготовления контура заземления материалы:

  1. Стержень. Берётся пруток диаметром более 14 мм. Арматура как правило для этих целей не используется, т.к. при закалке арматуры повышается её удельное сопротивление.
  2. Труба. Диаметр более 40 мм, толщина стенки не менее 4 мм. Внизу трубы рекомендуется сделать отверстия. При засушливом климате и погоде в трубу можно залить солёной воды, это повышает электропроводность грунта.
  3. Уголок. Размер 50х50, толщиной не менее 4 мм. Низ уголка делают острым, что облегчает процесс его забивания в землю.

Из чего делать металлосвязь

Металлосвязь, т.е. соединение вбитых в землю электродов между собой выполняется при помощи следующих материалов:

  1. Медный провод или шина, площадь сечения — 10 кв. мм и больше.

Для таких целей предпочтительна полоса из стали 25-30х5 мм. Соединение такой полосы с электродами производится с помощью электросварки, что обеспечивает надёжность соединения. При использовании алюминиевых или медных проводников, присоединение производится при помощи болтового соединения.

imageРасположение штырей устройства заземления

Самостоятельный монтаж заземления

Для контура заземления необходимо выбрать место. Его нужно расположить там, куда меньше всего будут заходить люди и ваши домашние питомцы. От фундамента должно быть расстояние больше 1 метра. На участке делаются отметки мест где будут находиться штыри. Располагают их в форме равностороннего треугольника.

Земляные работы. После нанесения разметки по прямой между штырями прокапывается траншея глубиной в полметра. Такая же траншея для прокладки шины, копается от контура заземления к вводному электрощитку.

Далее, придерживаясь выбранной схемы вбиваем стержни на необходимую длину. Они соединяются полосой из металла при помощи сварки. Дальше шина приваренная к контуру заземления прокладывается в траншее к электрощитку.

Ввод в дом. Шина подведённая к дому заводится в электрощиток. В ней сверлится отверстие и болтом с гайкой соединяется с определённой жилой кабеля. При схеме TN-C-S заведённая в щиток шина присоединяется к шине — расщепителю.

Проверка

После выполнения всех операций по монтажу и подключению контура заземления, необходимо провести его проверку методом измерения его электрического сопротивления. Параметры этой величины не должны выходить за пределы, указанные в нормирующих документах.

В домашних условиях можно воспользоваться простым методом проверки. Лампочка от 100 до 150 Вт подключается между фазой и заземлением.

imageПроверка исполнения заземления при помощи лампы

По свечению лампы делаются выводы:

  • если лампа не загорается — заземление сделано неправильно;
  • горение лампы неярким, тусклым светом говорит о некачественном соединении элементов контура заземления или соединений при подключении;
  • яркое горение лампы говорит о хорошей работе заземления.

При такой проверке, в случае наличия в цепи УЗО, оно может сработать, что говорит о рабочем состоянии контура.

Проверка с помощью мультиметра.

Проверка заземления мультиметром

Проводится она по следующей методике:

  • необходимо подать напряжение, включив вводной автомат;
  • на мультиметре выберите режим измерения напряжения;
  • присоединяем концы мультиметра между фазным и нулевым проводами. Прибор должен показать величину в районе 220 вольт;
  • подобный замер делаем между фазой и заземляющим проводом. Напряжение может немного отличаться от предыдущего измерения, но само его наличие говорит о присутствии заземления;
  • если напряжение отсутствует, то заземления нет, либо оно нерабочее.

Проверку можно доверить профессионалам. Такая проверка приведена в видео:

Проверка контура заземления профессионалами

Изготовление заземления собственными силами позволяет значительно снизить затраты. Но существуют готовые комплекты, позволяющие повысить надёжность контура.

Готовый комплект для монтажа заземления

На рынке представлены следующие модели:

Elmast — система производится в России. Стоимость — 8000 рублей.

ZandZ — электроды из нержавейки. Глубина погружения в грунт до 10 метров. Комплект обойдётся по цене — 23500 (элетроды длиной 5 метров).

Galmar – средняя стоимость — 41000 рублей (электроды длиной до 30 м).

Для российских потребителей на рынке существует несколько моделей. Это предоставляет большие возможности для выбора. Стоимость колеблется от 6000 до 28000 рублей. Монтаж контура заземления в частном доме

Выводы

Необходимость устройства заземления не вызывает сомнения. Это требование техники безопасности и нормативных документов (ПУЭ). Оно защищает потребителей от поражения электрическим током и позволяет предотвратить трагедию.

Но следует обратить внимание на следующие ошибки при самостоятельном устройстве заземления:

  1. Нельзя применять болтовое соединение штырей с металлосвязью. Коррозия металла приводит к нарушению контакта, что ведёт к увеличению сопротивления.

Если в процессе устройства и эксплуатации контура заземления обнаруживаются недостатки, устранить их необходимо незамедлительно. Обрыв цепи или увеличение электрического сопротивления ведёт к нарушению надёжной работы заземляющего устройства. В таком случае контур не сможет обеспечить безопасность.

Следует внимательно подходить к устройству заземления, его эффективность и гарантированная работа зависит от выбора схемы, правильных расчётов и монтажа. Если вы не уверены в своих силах и умении, лучше воспользоваться предложением профессионалов.

А вам приходилось заниматься заземлением? Как вы это делали?Оставляйте своё мнение в комментариях.

С уважением, Алексей.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий