Электрическое заземление в частном доме

Содержание

Современная бытовая и компьютерная техника не может нормально функционировать без защитного заземления. При его отсутствии в определенных условиях электроника просто выйдет из строя. Это особенно актуально для загородных районов и сельской местности, где до сих пор используются старое оборудование и линии для электропередачи. Многие из них находятся в неудовлетворительном состоянии и не обеспечивают необходимый уровень электробезопасности. Поэтому хозяева, проживающие в таких местах, вынуждены самостоятельно делать защитное заземление в частном доме или на даче, поскольку не всегда имеется возможность привлечь для этих работ квалифицированных специалистов.

Если все сделано правильно, в том числе и ввод, то при возникновении токовых утечек происходит мгновенное срабатывание устройства защитного отключения – УЗО и опасный участок оказывается обесточенным. Точно такие же мероприятия проводятся и в деревянном доме.

Необходимость заземления в частных домах

Среди мероприятий по обеспечению электробезопасности загородного домовладения, важнейшей составляющей является защитное заземление в частном доме, наполненном большим количеством современной бытовой техники. Кроме того, схема домашней электрической сети не пройдет согласование и утверждение, если в ней отсутствует система защитного заземления.

Электрическое заземление в частном доме

Правильное заземление позволяет эффективно решать следующие задачи:

  • Защита от поражения током людей, проживающих в доме, в случае их соприкосновения с приборами, у которых нарушена изоляция. В случае необходимости выполняется даже заземление электрощита.
  • Обеспечение корректной и безопасной работы современного оборудования и бытовых электроприборов.
  • Газовое оборудование (котлы) будут эксплуатироваться в безопасных условиях.
  • Существенно повышается эффективность молниезащиты, заземляемой и соединенной в единое целое со всей системой.

Организация заземления и его необходимость основаны на физических законах, определяющих движение электрического тока в сторону с минимальным сопротивлением. Когда у прибора повреждается изоляция, он выходит наружу и замыкается на корпус. Оборудование перестает нормально функционировать, а человек рискует попасть под действие электротока при случайном касании такой поверхности.

Если же заземление в частном доме установлено и смонтировано по всем правилам, распределение электрического тока будет происходить с учетом сопротивлений человеческого тела и заземляющего контура. Поскольку сопротивление заземления существенно ниже по сравнению с телом, ток начнет протекать именно по этой цепочке и уйдет в землю, не причинив человеку никакого вреда. Это самый простой ответ на вопрос, для чего нужно заземление.

Принцип работы заземляющих систем

Главная функция любой заземляющей системы заключается в том, чтобы соединить между собой электропроводящие части приборов и оборудования со специальной металлической конструкцией, вплотную контактирующей с грунтом. В электротехнике данная конструкция известна как заземлитель, заземляющее устройство или заземляющий контур. В его состав входят металлические детали, изготовленные из уголков, труб, и других профильных материалов, соединяемые друг с другом с помощью сварки.

Защитные устройства заземления снижают потенциал в точке соприкосновения человека с корпусом устройства и выводят его на безопасный уровень. В этом и заключается принцип работы данных систем, основанный на движении электрического тока в направлении минимального сопротивления. Весь процесс занимает очень короткое время, в течение которого происходит срабатывание защитного автоматического устройства – УЗО, полностью отключающего подачу напряжения.

Электрическое заземление в частном доме

Современные стандарты предусматривают использование во внутренней электрической сети трехжильного провода. В числе трех жил имеется проводник, с помощью которого осуществляется заземление розетки в частном доме и последующее соединение приборов и устройств с защемляющим контуром, расположенном в грунте. При использовании вместе с молниеприемниками, защитные системы дополнительно оборудуются разрядниками, способными выдерживать токи и напряжения с большой величиной.

Основным требованием к заземляющей конструкции коттеджа является ввод металлических деталей в грунт. Улучшению такого контакта способствует повышение электропроводности почвы возле заземлителя, осуществляемое различными способами. Одним из них служит непосредственное химическое воздействие на грунт различными реактивами, в том числе и солью. Данный фактор нужно учесть при устройстве заземления частного дома своими руками. Если конструкция выполнена правильно, ток будет свободно стекать в почву.

Типы заземления для частного дома

При возведении нового здания или замене старой проводки, хозяевам приходится решать проблему, какое заземление в частном доме выбрать в конкретном случае. Для современных объектов больше всего подходят системы ТТ и TN-C-S. Каждая из них имеет свои характерные особенности, а также положительные и отрицательные стороны. Рассмотрение их поможет разобраться, какое заземление выбрать.

Следует учитывать тот фактор, что для подачи питания используются трансформаторные подстанции с глухо заземленной нейтралью и ЛЭП с четырьмя проводами. Это особенно важно, когда делается заземление в частном доме своими руками на 380 вольт с использованием трех фазных и одного PEN-проводника, объединяющего в себе землю и ноль.

Электрическое заземление в частном доме

Если используется схема заземления частного дома TN-C-S, то ввод оборудуется повторным заземлением проводника PEN. Если же применяется система TN, в этом случае этот объединенный проводник разделяется на РЕ и N. При этом используется уже трех- или пятижильная проводка. Соединение между собой проводников РЕ и PEN строго запрещается. В связи с этим, точка их разделения должна находиться перед коммутирующими устройствами.

Серьезным минусом таких систем является возникновение опасного напряжения на корпусах электроприборов в случае обрыва проводника PEN. Поэтому данная схема используется лишь на современных ЛЭП, оборудованных СИП-проводом с низкой вероятностью обрыва.

В системах ТТ отсутствует соединение между заземлением здания и PEN-проводником. Этим и отличается данный контур заземления в частном доме от предыдущей схемы. Основным недостатком такой системы является появление опасного потенциала на корпусе устройства в случае короткого замыкания фазы на землю. Для срабатывания автомата тока короткого замыкания оказывается недостаточно, поэтому дополнительно подключаются УЗО, обеспечивающие гарантированное прекращение питания. Такая схема подходит не только частному дому, но и дачному участку.

Заземление в частных домах со старой проводкой

Многие хозяева дач и частных домов сталкиваются с проблемой подключения индивидуального заземления при наличии старых схем электропроводки, зачастую находящейся в ветхом и даже неисправном состоянии. В подобных случаях наиболее приемлемым вариантом считается полная замена домашней сети, когда меняется весь провод и кабель.

Данный вариант считается дорогим, и не все имеют финансовые возможности для его осуществления. Поэтому приходится использовать уже имеющиеся ресурсы и решать проблему путем их улучшения и совершенствования.

Электрическое заземление в частном доме

Начинать ремонт рекомендуется с установки новых распределительных коробок, розеток и выключателей. Места их установки и сам ввод можно оставить прежними, обращая лишь внимание на наличие или отсутствие заземляющих проводов. Перед тем как подключить заземление, они через распределительную коробку соединяются с шиной заземления, устанавливаемой в щитке.

В другом случае можно полностью отключить старую сеть и оставить ее внутри стены. Взамен прокладывается наружная проводка в пластиковых кабель-каналах. Для установки новых розеток и выключателей можно использовать старые отверстия или просверлить новые в более удобных местах. Распределительные коробки должны быть также освобождены от старой проводки.

При желании старый провод можно не отключать, а использовать ее для подсоединения маломощных бытовых приборов. Для новой линии, оборудованной заземлением, потребуется установка более современного распределительного щита. Если нет желания менять всю проводку, подключение заземления можно выполнить одной лишь прокладкой заземляющего провода, уложенного в пластиковый кабель-канал.

Основные компоненты заземления для частного дома

Перед тем как приступать к устройству заземления, нужно изучить все детали и элементы, что потребуются для заземления в частном доме и определиться с местами их установки и монтажа.

В первую очередь обустраивается заземляющий контур, представляющий собой сборную конструкцию. Для ее изготовления используются гладкие прутки, стальные трубы, уголки и прочие типовые профильные материалы, а также заземляющий провод. После размещения в грунте, отдельные детали свариваются между собой, обеспечивая качественный контакт с землей и быстрое стекание в нее электрического тока. В связке с контуром заземления обычно устанавливается УЗО, мгновенно отключающее сеть в случае соприкосновения с токоведущими частями.

Электрическое заземление в частном доме

Кроме того, при устройстве заземления потребуется выполнить следующие действия:

  • На главной заземляющей шине – ГЗШ, установленной внутри щитка, создается отдельная клемма РЕ, которая будет использована для подключения повторного заземления.
  • От этой же клеммы отводится медный провод, предназначенный для соединения с заземлителем.
  • Далее выполняется изготовление самой заземляющей конструкции, устанавливаемой с непосредственной близости от дома.

Заземлители бывают искусственными, создаваемые специально, при отсутствии имеющихся условий, и естественными, когда используются уже имеющиеся строительные конструкции, детали и элементы, подходящие для этих целей.

Если планируется заземление на даче своими руками, схема в этом случае рекомендуется с использованием естественных элементов. Лучше всего подходят металлические или железобетонные элементы самого здания. Можно воспользоваться стальными трубопроводами, свинцовой защитой силового кабеля и другими металлическими сооружениями в виде опор и столбов.

Читайте также:  Каким топором лучше колоть дрова

Конструкция контура заземления

Поскольку заземляющий контур является основным элементом системы, его конструкцию следует рассмотреть более подробно.

В качестве конфигурации применяется треугольник, прямоугольник, прямая линия, дуга или овал. Чаще всего устройство заземления в частном доме выполняется с контуром в виде треугольника, поскольку это наиболее оптимальный вариант, подходящий лучше всего. Его равнобедренная конфигурация способствует созданию наибольшей площади рассеивания токов. Параметры конструкции отвечают всем нормативам, а затраты на обустройство – минимальные.

Расстояние между отдельными штырями может составлять от единичной до двойной длины такого штыря. То есть, при забивании элемента на 3 метра в грунт, расстояние между ними получится от 3 до 6 метров. Такие показатели обеспечивают нормальное сопротивление контура заземления. Стороны треугольника не всегда получаются ровными. Допускается сдвиг штырей при наличии камней и других препятствий внутри грунта.

Электрическое заземление в частном доме

Нередко естественные условия позволяют использовать для подключения только схему полукругом или в линию, когда штыри выстраиваются в линию. Такая схема предполагает использование большего количества электродов, обеспечивающих достаточную площадь рассеивания токов. Это является серьезным недостатком в связи с увеличением материалоемкости конструкции и проблем при забивании в землю. Поэтому, по возможности, хозяева любого загородного дома стараются сделать контур в виде треугольника.

Для достижения максимальной эффективности заземления, сопротивление контура не должно превышать 4 Ом. Это условие обеспечивает качественное и надежное соединение и контакт заземлителей с грунтом. Многое зависит и от материалов, используемых в качестве соединяющего средства для штырей. Обычно для этих целей применяется стальная полоса или уголок, соединяемые с электродами при помощи сварки.

Следует обращать особое внимание на качество сварных швов. Для связки в качестве проводника также можно воспользоваться медным проводом, сечение которого не ниже 10 мм 2 , или алюминиевым – сечением не ниже 16 мм 2 . В качестве креплений используются крупные болты, привариваемые к штырям. Провод накручивается на болт, прижимается шайбой и фиксируется гайкой.

Монтаж контура заземления в частном доме

После изучения теоретических вопросов, в том числе и для чего нужно заземление в доме, можно приступать к непосредственному монтажу контура.

Процедура заземления жилого дома начинается с выбора места установки. Данный участок должен быть свободен от любых коммуникаций, поэтому предварительно следует выполнить все необходимые согласования с соответствующими службами. Далее выбирается одна из конфигураций заземлительного контура, рассмотренных ранее. После этого можно приступать к установке электродов самому без помощников.

Электрическое заземление в частном доме

Для облегчения этой процедуры рекомендуется использовать ручной бур. С помощью бура в грунте делается первое отверстие на глубину около 2-х метров, после чего туда вбивается первый штырь. Если он легко входит в землю, то все последующие электроды можно вбивать глубже, но не более чем на 3 метра. В этом случае штырь просто застрянет и дальше не пойдет.

По завершении забивки, все заземлители обрезаются в верхней части на 15-20 см вниз от уровня земли. Между ними на эту же глубину прокапывается канавка для укладки соединительных элементов. Затем выполняется соединение всех деталей болтами или сваркой. К самой ближней части от дома подключается специальный провод заземления. Недостатком болтовых соединений является необходимость их периодической проверки, подтягивания контактов и очистки от ржавчины.

Советы и рекомендации

При решении задачи как правильно сделать заземление, следует учитывать, что в основе его работы лежат элементарные физические законы. Их точное соблюдение на всех этапах устройства системы гарантирует ее дальнейшую устойчивую и эффективную работу. Ее эффект будет тем выше, чем больше площадь соприкосновения контура и грунта.

Электрическое заземление в частном доме

В связи с этим владельцам таких объектов рекомендуется соблюдать следующие правила:

  • Система заземления в частном доме не может обходиться единственным металлическим штырем. Даже если его вбить слишком глубоко, он не создаст полноценного контура. В некоторых случаях решение задачи, как сделать заземление в частном доме становится возможным лишь несколькими заземлителями с помощью не менее чем двух треугольных контуров, расположенных на глубине до 3 метров.
  • Нельзя делать заземление дома с использованием для контура деталей с повышенной плотностью поверхности. К ним относится профильная арматура, рельсы, швеллеры и т.д. Контур, сделанный из этих материалов, очень плохо контактирует с грунтом, а иногда контакт и вовсе отсутствует.
  • При выборе количества контуров и расчете их общей площади, следует исходить из общей мощности приборов, установленных в доме. Чем больше таких устройств, тем крупнее должно быть и все заземление частного дома.
  • Для защиты металлических деталей контура от действия коррозии, перед помещением в грунт на них должно наноситься специальное защитное покрытие, проводящее электрический ток. Запрещается использовать для этой цели обычные лакокрасочные материалы.

Важность вопроса

Если Вы задаетесь вопросом, обязательно ли нужно делать заземление в своем дачном домике либо коттедже, то сразу же говорим, что без защитного контура нельзя обойтись. Даже по нормативам ПУЭ, СНиП и ГОСТу требуется делать специальный отвод, который обезопасит Вас от поражения электрическим током. Организация системы TN-S (ее правильное название) в сети 220 и 380 Вольт должна производиться еще при строительстве, т.к. потом это делать более затратно (необходимо будет менять двухжильный кабель на трех- либо пятижильный по всему дому).

Если вы приобрели дом, в котором отсутствует заземление, то необходимо его смонтировать и подключить. Монтаж системы заземления достаточно простой. Помимо заземления, необходимо создать молниезащиту. О том, как сделать громоотвод своими руками, мы рассказывали в отдельной статье.

Устройство контура заземления

Требования к заземлению и занулению определяются в ПУЭ Глава 1.7. Также перед организацией защитного контура рекомендуем изучить ГОСТ Р 50571.5.54-2013.

Контур заземляющего устройства представляет из себя электроды, вкопанные в землю и соединенные между собой электродом — стержнем из металла или металлической полосой. Обычно заземляющий контур делают в форме треугольника или квадрата. На фото показано, как устанавливать заземлители в траншею.

При устройстве заземления вертикальные заземлители должны закладываться на глубину 0,5-0,6 м от уровня планировочной отметки земли и выступать от дна траншеи на 0,1-0,2 м. Расстояние между электродами 2,5-3 м. Горизонтальные заземлители и соединительные полосы между вертикальными заземлителями укладывают в траншеи глубиной 0,6-0,7 м от уровня планировочной отметки земли.

Электрическое заземление в частном доме

Контур заземления соединяется в двух местах с помощью заземляющих проводников с внутренней заземляющей сетью дома. Она может быть выполнена так, как показано на этом фото:Электрическое заземление в частном доме

На фото видно, что заземляющая полоса жестко прикреплена к стене. Заземляющие полосы можно прикрепить дюбелями или строительно-монтажным пистолетом непосредственно к стене или с использованием промежуточных деталей. Пистолетом пристреливаются полосы из листовой или полосовой стали толщиной до 6 мм. Основанием должен быть бетон или кирпич.

Далее мы предоставим к Вашему вниманию описание, как пошагово устроить заземление в своем доме.

Разрабатываем схему

Первым делом необходимо определиться со схемой заземления в частном доме, по которой Вам нужно будет сделать всю систему.

На сегодняшний день популярностью пользуются две схемы:

  • Замкнутая (в виде треугольника). Ее преимущество в более надежном функционировании, т.к. если металлическая перемычка между штырями повредится, система будет все равно работать (с другой стороны). Все размеры треугольника указаны на картинке:Электрическое заземление в частном доме
  • Линейная. В этом случае все штыри вкопаны в одну линию, причем ряд соединяется последовательно. Минус такой системы заземления дома в том, что при повреждении первой перемычки она вся выйдет из строя (принцип гирлянды).Электрическое заземление в частном доме

Мы рекомендуем Вам сделать заземление в частном доме по схеме треугольник, т.к. по сути, монтажные работы не изменятся (все равно придется копать три ямы и вбивать три штыря), но при этом эффективность будет в несколько раз выше, чем при рядной схеме. Более подробно о заземлении треугольником мы рассказали в отдельной статье!

Помимо выше предоставленных схем заземления в частном доме, можно сделать свой вариант. К примеру, забить уголки прямоугольником либо овалом. Для примера рекомендуем Вам распечатать четыре наиболее популярных варианта:

Электрическое заземление в частном доме

Еще один важный момент — расстояние между электродами. На рисунке выше указано расстояние 1,2 метра между электродами, длина которых составляет 2-3 метра. Это не совсем правильно. Лучше сделать расстояние между электродами равное их длине, или же не менее 3 метров.

Все дело в том, что при небольшом расстоянии между заземлителями, зоны растекания электрического тока будут накладываться друг на друга, а значит при утечке тока система будет не эффективной. Именно поэтому лучше немного разнести заземлители друг от друга, а главное — надежно их соединить сваркой или специальными зажимами.

Подготавливаем инструмент и материалы

Что касается инструментов для монтажа заземления в загородном доме (к примеру, на даче), вам понадобятся:

  • сварочный аппарат (его наличие обязательно, т.к. соединение пластин и арматуры без сварки не создаст качественный контакт, тем более под почвой);
  • болгарка (резать металл на подходящие куски);
  • штыковая лопата;
  • перфоратор;
  • кувалда (чем тяжелее, тем лучше, т.к. придется вгонять штыри на 2 метра вглубь);
  • набор гаечных ключей (затягивать болт).

Если Вы обладаете хотя бы небольшими навыками электрика, рекомендуем сделать сварочный аппарат своими руками! Ничего сложного в этом нет!

Из материалов следует использовать:

  1. Металлический уголок из нержавеющей стали с размерами 50*50 мм, длиной не менее 2 метров. Альтернативный вариант – водопроводная труба из стали, диаметром 32 мм, толщиной стенок не менее 3,5 мм либо арматура. Также можно использовать прямоугольный профиль, главное чтобы его площадь поперечного сечения не превышала 150 мм 2 .
  2. Три полоски металла длиной 120 см, шириной 4 см и толщиной не менее 4 мм.
  3. Металлическая полоса из нержавейки 40*4 мм, имеющая длину от места залегания системы к крыльцу дома.
  4. Болт М8 либо М10.
  5. Медный провод, к примеру, ПВ-3, толщиной не менее 6 мм 2 (в зависимости от того, какое сечение принято для фазного проводника).
Читайте также:  Как подключить приемник цифрового телевидения к телевизору

Важно! Не экономьте на толщине заземлителей, т.к. от этого будет зависеть долговечность и надежность вашего заземления!

Подготовив все необходимое, можно переходить к изготовлению заземления в частном доме.

Монтажные работы

Шаг 1 – Выбираем место

Сначала нужно определиться, в каком месте сделать заземляющий контур. Важность данного этапа очень высока, т.к. от выбора места заземления на дачном участке зависит безопасность использования системы. Если и случится пробой электропроводки, в результате чего сработает защита, то в месте, где находятся штыри, быть никого не должно. Присутствие человека либо животного на месте отвода электричества в почву может стать причиной летального исхода. Именно поэтому местоположение электродов выбирается с учетом того, что здесь никто не будет находиться. Лучше всего размещать отвод вдоль забора за домом, на расстоянии не больше, чем 1 метр от фундамента постройки. Дополнительно рекомендуется сделать невысокий заборчик либо бордюр для ограждения небезопасной зоны .

Если Вы не хотите портить ландшафтный дизайн участка, рекомендуем организовать систему заземления жилого дома под валунами либо какой-нибудь объемной садовой скульптурой. В данном случае и находиться никто не сможет в опасной зоне и красоте приусадебной территории ничто не навредит!

Шаг 2 – Земляные работы

Для примера рассмотрим, как правильно сделать заземление в частном доме треугольником по схеме, которую мы рассматривали выше. На данном этапе необходимо лопатой прокопать треугольник со сторонами 2-3 метра (наиболее оптимальное расстояние между уголками). Глубина траншеи должна составлять от 50 до 70 см. Такую же траншею нужно прокопать к крыльцу дома.

Электрическое заземление в частном доме

Электрическое заземление в частном доме

Шаг 3 – Собираем конструкцию

Теперь начинается основная часть процесса. Согласно схеме необходимо забить электроды на 2 метра в землю (чтобы остались только верхушки, к которым нужно будет прихватиться сваркой).Электрическое заземление в частном доме

Рекомендуется болгаркой подточить вбиваемый конец, чтобы он легче пронизывал почву.

Электрическое заземление в частном доме

Когда все штыри буду вбиты, необходимо приварить пластины к верхушкам, чтобы получился металлический треугольный каркас (как показано на фото).Электрическое заземление в частном доме

Еще одна пластина укладывается в длинную траншею, идущую к дому, и прихватывается одним концом к ближайшей вершине треугольника.Электрическое заземление в частном доме

Электрическое заземление в частном доме

После этого можно переходить к подсоединению кабеля к пластине, используя болт и, в конце концов, засыпать все ямы грунтом обратно.Электрическое заземление в частном доме

Один важный нюанс – если участок представлен песочной подушкой, токопроводимость грунта нужно будет повысить раствором соли. Жидкость необходимо разлить под основание всех электродов. Недостаток такого мероприятия – металл быстрее начнет поддаваться коррозии, что сделает заземление в частном доме не таким мощным, как нужно.

Шаг 4 – Контрольная проверка

Последнее, что Вам останется сделать – провести замер сопротивления готового заземления в частном доме. По-хорошему для измерения необходимо использовать специальный электроприбор, стоимость которого довольно высокая.Электрическое заземление в частном доме

В домашних условиях можно пойти другим путем решения проблемы, более простым – проверить работоспособность с помощью лампы, мощностью не менее 100 Вт. Все что нужно – подключить источник света одним контактом к заземляющему контуру, а другим к фазе. Если лампочка будет ярко гореть – монтаж заземления в собственном доме был выполнен правильно, тускло – контакт между элементами конструкции слабый и необходимо переделывать стыки. Если же свет вообще не появился, Вы где-то допустили ошибку и нужно будет полностью пересматривать всю систему, возможно, начиная с самой схемы! Более подробно об измерении сопротивления контура заземления мы рассказывали в отдельной статье.

На этом инструкция и завершается. Надеемся, что теперь Вы знаете, как сделать заземление в частном доме своими руками! Обращаем Ваше внимание на то, что данная технология и все размеры подходит и для дачи тоже.

Более подробно увидеть весь процесс Вы можете на наглядных видео примерах:

Похожие материалы:

Вопросы заземления в частном доме, расчетов схем и монтажа системы требуют обязательного решения для обеспечения безопасности проживания. В полной мере свои функции заземление будет выполнять только при правильном выборе схемы и соблюдении всех норм и требований. Самостоятельный монтаж требует знания принципов проектирования и правил изготовления.

Нужно ли заземление в частном доме

При использовании в доме любых электроприборов всегда есть риск повреждения изоляции проводов или замыкание их на корпус. В таком случае любое касание человека опасной зоны приводит к поражению электрическим током, которое может закончиться трагически. Ток всегда стремится в землю, а человеческое тело становится проводником, соединяющим поврежденный прибор с землей.

Электрическое заземление в частном доме

Что дает заземление? По сути, это система, предоставляющая кратчайший путь электрическому току. По закону физики он выбирает проводник с наименьшим электрическим сопротивлением, и контур обладает таким свойством. Практически весь ток направляется в заземлитель, а потому через тело человека пройдет лишь незначительная его часть, которая не сможет причинить вред. Таким образом, контур заземления обеспечивает электробезопасность. Нормативные документы (ГОСТы, СНиП, ПУЭ) указывают, что любое частное, жилое строение должно быть им оборудовано при сетях переменного тока на напряжение выше 40 В и переменного тока – выше 100 В.

Кроме обеспечения безопасности, заземляющая система повышает надежность и долговечность бытовой техники. Она обеспечивает стабильную работу установок, защиту от перенапряжений и различных помех в сети, снижает воздействие внешних источников электромагнитных излучений.

Электрическое заземление в частном доме

Заземление не следует путать с громоотводами (молниеотводами). Хотя принцип их действия аналогичен, выполняют они разную задачу. Работа громоотвода заключается в отведении в землю разряда молнии при ее попадании в дом. В этом случае возникает мощный электрический заряд, который не должен попадать во внутреннюю сеть, т.к. способен просто расплавить провод или кабель. Именно поэтому линия громоотвода пролегает от приемников на крыше по внешнему контуру и не должна совмещаться с заземляющей, внутренней линией. У громоотвода и заземления может быть общий подземный контур (если имеет запас по сечению), но разводка обязательно разделяется.

Схемы заземления: какую лучше сделать

Электрическое заземление в частном доме

Система заземления частного дома зависит от типа подводки сети к нему. Чаще всего, она выполняется по принципу TN-C. Такая сеть обеспечивается двухжильным кабелем или двухпроводной воздушной линией при напряжении 220 В и четырехжильным кабелем или четырехпроводной линией при 380 В. Другими словами, к дому подходит фаза (L) и совмещенный защитно-нулевой провод (PEN). В полноценных, современных сетях проводник PEN разделяется на отдельные провода – рабочий или нулевой (N) и защитный (РЕ), а подвод осуществляется трехпроводной или пяти проводной линией, соответственно. С учетом указанных вариантов схема заземления может быть 2-х разновидностей.

Система TN-C-S

Электрическое заземление в частном доме

Предусматривает разделение PEN-ввода на параллельные проводники. Для этого во вводном шкафу PEN-проводник разделяется на 3 шины: N («нейтраль»), РЕ («земля») и шина-расщепитель на 4 подключения. Далее проводники N и РЕ не могут контактировать друг с другом. Шина РЕ соединяется с корпусом шкафа, а N-проводник устанавливается на изоляторах. Заземляющий контур подводится к шине-расщепителю. Между N-проводником и заземлителем устанавливается перемычка сечением не менее 10 кв.мм (по меди). В дальнейшей разводке «нейтраль» и «земля» не пересекаются.

Справка! Важно учитывать, что данная система эффективна только при установке УЗО и автоматического выключателя дифференциального типа.

Система ТТ

В такой схеме расщеплять проводники не требуется, т.к. нейтральный и заземляющий проводник уже разделены в подходящей сети. В шкафу просто делается правильное присоединение. Заземляющий контур соединяется с проводом (жилой) РЕ.

Электрическое заземление в частном доме

Вопрос о том, какая система заземления лучше, не имеет однозначного ответа. Схема ТТ проще по монтажу и не требует дополнительных защитных устройств. Однако, абсолютное большинство сетей работает по принципу TN-C, что вынуждает использовать схему TN-C-S. Кроме того, нередко в быту используются электроустановки с двухпроводным питанием. При заземлении ТТ корпус таких приборов при повреждении изоляции оказывается под напряжением. В этом случае заземление TN-C-S оказывается значительно надежнее.

Что такое контур заземления: определение и устройство

Контур заземление – это специальная конструкция из электропроводящих материалов с малым электрическим сопротивлением, обеспечивающая мгновенный отвод электрического тока в землю. Он состоит из 2-х соединенных между собой частей – внутренняя и наружная система. Надежное их соединение осуществляется во входном электрощите.

Устройство наружной подсистемы должно обеспечивать переход электрического сигнала в землю с распределением его по площади. Ее основу составляет несколько электродов, заглубленных в грунт и соединенных между собой в контур с помощью пластин. От пластин отходит шина достаточного сечения, которая вводится в электрощит, где соединяется с внутренней подсистемой. Каждый электрод представляет собой металлический штырь, закопанный (вбитый) на определенную глубину.

Электрическое заземление в частном доме

Внутренняя подсистема – это разводка заземляющей цепи по всему дому. Проводники от щита отводятся на розетки, к корпусам мощных электроустройств, к металлическим магистралям (трубы). Отдельные проводники объединяются в общую шину, которая присоединяется к шине внешнего контура.

Принцип действия контура заземления достаточно прост. Электрический заряд, накопленный в металлических элементах (корпуса установок, трубопроводы, арматура и т.д.) при повреждении изоляции проводников электросети или наведенный от внешних источников, устремляется по проводам внутренней подсистемы, имеющим малое электрическое сопротивление, к контуру внешней подсистемы. По закопанным в грунт электродам он «стекает» в землю. В свою очередь, земля имеет огромную емкость, что позволяет свободно «впитывать» такие утечки электричества.

Виды контуров заземления

Для быстрого «стекания» тока в землю наружная подсистема перераспределяет его на несколько электродов, расположенных в определенном порядке для увеличения площади рассеивания. Выделяются 2 основных вида соединения в контур.

Электрическое заземление в частном доме

Треугольник – замкнутый контур

Этот случай предусматривает использование 3-х штырей, соединенных полосами в равнобедренный треугольник. Расстояние между электродами выбирается по такому принципу: минимальное расстояние – длина подземной части электрода (глубина), максимум – 2 глубины. Например, для стандартного заглубления 2,5 м сторона треугольника выбирается в пределах 2,5-5 м.

Читайте также:  Таблица соответствия резьб метрических и дюймовых

Электрическое заземление в частном доме

Линейный

Такой вариант составляется из нескольких электродов, расположенных в линию или полукругом. Используется разомкнутый контур в тех случаях, когда сформировать замкнутую геометрическую фигуру не позволяет площадь участка. Расстояние между штырями выбирается в пределах 1-1,5 глубины. Недостаток способа – увеличение количества электродов.

Электрическое заземление в частном доме

Указанные виды наиболее часто используются при обустройстве заземления частного дома. В принципе, замкнутый контур можно сформировать в форме прямоугольника, многоугольника или круга, но потребуется большее количество штырей. Главное преимущество замкнутых систем – продолжение функционирования в полном объеме при разрыве связки между электродами.

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

Правила и требования к контуру заземления

Для того чтобы контур заземления работал эффективно, он должен соответствовать определенным правилам:

  1. Внешний контур должен располагаться на расстоянии не менее 1 м и не более 10 м от дома. Оптимальное расстояние 2-4 м от фундамента.
  2. Заглубление электродов выбирается в пределах 2-3 м. На поверхности оставляется часть штыря длиной 20-25 см для соединения полосой.
  3. От вводного щита до контура прокладывается шина сечением не менее 16 кв. мм.
  4. Увязка электродов между собой обеспечивается только методом сварки. В щите соединение может производиться болтами.
  5. Общее сопротивление системы не должно превышать 4 Ом для 380 В и 8 Ом для 220 В.

Внешний контур заземления располагается в земле, что предполагает повышенные требования к его конструкции. Он должен располагаться ниже уровня промерзания грунта, т.к. вспучивание почвы будет выталкивать электроды. В процессе эксплуатации коррозия не должна разрушать металл и чрезмерно увеличивать его электрическое сопротивление. Прочность стержней должна позволять вбивать их в твердый грунт.

Расчет заземления для частного дома: формулы и примеры

Расчеты заземления для частного дома основываются на формулах расчета сопротивления растеканию тока для электродов. Примеры будут показаны ниже.

Сопротивление грунта

При одиночном стержне применяется формула:

Электрическое заземление в частном доме

где ρ экв — эквивалентное удельное сопротивления однослойного грунта (выбирается по таблице 1 для конкретной почвы);

  • L — длина электрода (м);
  • d — диаметр электрода (м);
  • T — расстояние от середины электрода до поверхности земли (м).
Грунтρ экв, Ом·м
Торф20
Почва (чернозем и др.)50
Глина60
Супесь150
Песок при грунтовых водах до 5 м500
Песок при грунтовых водах глубже 5 м1000

Размеры и расстояния для заземляющих электродов

Количество электродов в контуре можно рассчитать по формуле, где:

Электрическое заземление в частном доме

Rн — максимально допустимое общее сопротивление контура (для сети 127-220 В – 60 Ом, для 380 В – 15 Ом), Ψ — климатический коэффициент (определяется по таблице 2).

Тип электродаКлиматическая зона
IIIIIIIV
Вертикальный стержень1.8 ÷ 21.5 ÷ 1.81.4 ÷ 1.61.2 ÷ 1.4
Горизонтальная полоса4.5 ÷ 73.5 ÷ 4.52 ÷ 2.51.5

Размеры электродов выбираются с учетом реальных условий и рекомендаций:

  • труба — минимальная толщина стенок 3 мм, диаметр – по наличию материала;
  • стальной пруток — диаметр не менее 14 мм;
  • уголок — толщина стенки 4 мм, размер – по наличию материала;
  • полоса для увязки электродов — ширина – не менее 10 мм, толщина — более 3 мм.

Глубина заглубления (длина электродов) выбирается из условия – минимум на 15-20 см ниже уровня промерзания. Минимальная длина – 1,5 м. Шаг установки штырей составляет 1-2 длины электрода, а минимальное расстояние составляет 2 м.

Разрабатываем схему

Работы по обустройству заземления частного дома начинаются с разработки схемы заземляющего контура. Наибольшей популярностью пользуется замкнутая система в форме треугольника. Три электрода составляют его вершины, а остальные стержни вкапываются по его сторонам между вершинами. Если площадь возле дома не позволяет соорудить такой контур, то электроды устанавливаются в линию, полукругом или «волной». Следует отметить, что эффективность треугольного расположения значительно выше.

Материалы для контура заземления

Контур заземления должен иметь высокую механическую прочность, низкое электрическое сопротивление и возможность надежного соединения. Кроме того, немаловажную роль при выборе материала играет его стоимость.

Параметры и материалы штырей

Электрическое заземление в частном доме

Электроды или штыри обычно делаются из стального профиля. Данный материал привлекает возможностью заглубления стержней путем простого вбивания. При этом электрическое сопротивление его вполне удовлетворяет требованиям при достаточном поперечном сечении. Штыри могут выполняться из таких материалов:

  1. Пруток. Наиболее распространенный вариант – стержень диаметром 16-18 мм. Арматуру использовать не рекомендуется, т.к. она подвергается калению, что приводит к увеличению удельного сопротивления. Кроме того, рифленая поверхность приводит к нерациональному использованию сечения стержня.
  2. Уголок. Чаще всего применяется уголок размером 50х50 мм с толщиной стенки 4-5 мм. Нижняя часть заостряется для упрощения забивания.
  3. Труба диаметром более 50 мм с толщиной стенки 4-5 мм. Толстостенные трубы рекомендуются для твердых грунтов и регионов с частыми засухами. В нижней части такого штыря сверлятся отверстия. При пересыхании почвы в трубу заливается соленая вода, что повышает рассеивающую способность грунта.

Из чего делать металлосвязь

Электроды, забитые в землю, соединяются между собой металлосвязью. Она может выполняться из следующих материалов:

  1. Медная шина или провод сечением не менее 10 мм 2 .
  2. Алюминиевая полоса или провод сечением не менее 16 мм 2 .
  3. Стальная полоса сечением не менее 48 кв.мм.

Наиболее часто используется стальная полоса размером (25-30)х5 мм. Основное ее преимущество возможность надежной сварки с электродами. Когда в качестве связи используется проводник из цветных металлов, к штырям привариваются болты, на которых закрепляются шины.

Электрическое заземление в частном доме

Как сделать монтаж контура заземления самостоятельно

Монтаж заземления можно сделать своими руками. Все шаги будут описаны ниже.

Выбираем место

Оно должно находиться в той части участка возле дома, куда не заходит человек без острой необходимости и домашние животные. Контур располагается не ближе 1 м от фундамента постройки. Лучше, если этот участок будет огорожен невысокой изгородью. На земле отмечаются все точки нахождения электродов. Обычно строится правильный, равнобедренный треугольник.

Земляные работы

Вдоль всей разметки копается траншея глубиной 0,5-0,6 м. Аналогичная траншея роется по ходу укладки шины, соединяющей контур с вводным электрошкафом.

Собираем конструкцию

Вначале, согласно схемы вбиваются штыри на заданную глубину (обычно 2-2,5 м). К вершинам стержней приваривается металлосвязь. Одна полоса приваривается к крайнему электроду (вершине треугольника) и укладывается в траншею, идущую к дому.

Ввод в дом

Шина от контура вводится во входной электрощит. На конце сверлится отверстие для болтового соединения. Сюда присоединяется соответствующая жила кабеля. При TN-C-S-системе шина соединяется с шиной-расщепителем.

Проверка и контроль

Контроль проводится путем измерения электрического сопротивления всего контура. Оно не должно превышать нормируемые показатели.

Часто используется простой способ проверки. Присоединяется лампа накаливания мощностью 100-150 Вт – один конец на фазу, второй – на заземление. Четкое сияние ее указывает на качественный монтаж. При тусклом горении необходимо проверить качество стыков. Если лампа не горит, то сборка проведена неправильно.

Готовые комплекты заземления для частного дома

Самостоятельный монтаж позволяет существенно снизить затраты на систему заземления. Однако готовые комплекты позволяют ускорить работы и повысить надежность контура. Можно выделить такие модели:

Электрическое заземление в частном доме

  1. ZandZ – контур с одним или несколькими электродами из нержавеющей стали. Допускаемое заглубление – до 10 м. Цена зависит от длины штырей. Средняя цена комплекта с пятиметровыми электродами – 23500 рублей.
  2. Galmar – имеет электроды длиной до 30 м. Средняя цена – 41000 рублей.
  3. Elmast. Эта система изготавливается в России и адаптирована к российским условиям эксплуатации. Цена – от 8000 рублей.

Важно! На российском рынке представлено множество моделей, что позволяет сделать оптимальный выбор. Глубина забивания их электродов колеблется от 5 до 40 м. Ценовой диапазон – 6000-28000 рублей.

Особенности схем заземления 220 В и 380 В

Схемы заземления при вводе сетей на 220 и 380 В имеет определенные различия. Внешний контур таких систем абсолютно одинаков. Разница заключается в разводке кабеля и вводе в дом. В случае сети на 220 В вводится двухпроводная линия. Одна жила расщепляется на «нейтраль» и «землю», а другая устанавливается на изоляторы.

В случае сети на 380 В, чаще всего, подходит четырехпроводная линия. Один провод расщепляется аналогично предыдущему случаю, а 3 других проводника устанавливаются на изоляторы и изолируются друг от друга. Фазные жилы и «нейтраль» пропускаются через УЗО и дифавтомат.

Распространённые ошибки при выполнении монтажных работ

Специалисты отмечают, что при самостоятельном монтаже чаще всего допускаются такие ошибки:

  1. Попытка защитить электроды от коррозии путем покраски. Такой способ недопустим, т.к. препятствует перетоку в землю.
  2. Соединение стальной металлосвязи со штырями болтами. Коррозия достаточно быстро нарушает контакт между элементами.
  3. Чрезмерное удаление контура от дома, что значительно увеличивает сопротивление системы.
  4. Применение слишком тонкого профиля для электродов. Через небольшой промежуток времени коррозия вызывает резкое увеличение сопротивление металла.
  5. Контакт медных и алюминиевых проводников. В этом случае ухудшается соединение за счет контактной коррозии.

При обнаружении недостатков в конструкции их следует устранять незамедлительно. Чрезмерное увеличение электрического сопротивления или нарушение целостности цепи нарушает работу заземления. Контур не сможет гарантировать безопасность.

Контур заземления необходим для частного дома. Эта конструкция обеспечит электрическую безопасность жильцов и исключит трагические случайности. Однако следует помнить, что эффективность работы заземления зависит от правильности расчетов, выбора схемы и проведения монтажа. Если есть сомнение в собственных силах, то лучше использовать готовый комплект.