Как сделать заземление в частном доме, на даче

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.

Выбор системы заземления для частного дома

Можно почитать форум , а также статью “”

Для современного частного сектора подходят только две системы заземления ТТ и TN-C-S. Практически весь частный сектор запитывается от трансформаторных подстанций с глухозаземлённой нейтралью и четырёхпроводной ЛЭП (три фазы и PEN, объединённый рабочий и защитный ноль или, иначе говоря, объединённый ноль и земля).

Особенности системы заземления TN-C-S

Согласно п. 1.7.61 ПУЭ  при применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ- и PEN-проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Т.е. проводник PEN на вводе в дом повторно заземляется и делится на PE и N. После этого используется 5 или 3 проводная проводка.

Коммутация PEN и PE строго запрещена (ПУЭ 7.1.21. Во всех случаях в цепях РЕ и РЕN проводников запрещается иметь коммутирующие контактные и бесконтактные элементы). Точка разделения должна стоять до коммутационного прибора. Запрещается разрывать PE и PEN проводники.

 Недостаток системы TN-C-S

при обрыве PEN проводника на корпусах заземлённых электроприборов может оказаться опасное напряжение.

Описание системы TN-C-S – Описание системы TN-C-S
только на современных ЛЭП выполненных проводом СИПрекомендуется выполнять повторное заземление РЕ- и PEN-проводников на вводе в электроустановки зданий,обязательно должны быть выполнены повторные заземления на ЛЭП. 

Согласно п. 1.7.135 ПУЭ когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены начиная с какой-либо точки электроустановки, не допускается объединять их за этой точкой по ходу распределения энергии. В месте разделения PEN-проводника на нулевой защитный и нулевой рабочий проводники необходимо предусмотреть отдельные зажимы или шины для проводников, соединенные между собой. PEN-проводник питающей линии должен быть подключен к зажиму или шине нулевого защитного РЕ-проводника.

Для обеспечения высокого уровня безопасности от поражения электрическим током в системе TN-C-S необходимо использовать устройства защитного отключения (УЗО).

Особенности системы заземления ТТ

Описание системы ТТ – Описание системы ТТ
защитный проводник PE заземляется независимо от нулевого рабочего проводника N и запрещена какая-либо связь между ними.

Систему TT рекомендуется применять при неудовлетворительном состоянии питающей воздушной линии электропередач (ВЛ) (старые неизолированные провода ВЛ, отсутствие повторного заземления на опорах).

Замечание

 СП 31-106-2002 “ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ ОДНОКВАРТИРНЫХ ЖИЛЫХ ДОМОВ” устанавливает, что электроснабжение жилого дома должно осуществляться от сетей напряжением 380/220 В с системой заземления TN-C-S.

Внутренние цепи должны быть выполнены с раздельными нулевым защитным и нулевым рабочим (нейтральным) проводниками.

Правила монтажа системы ТТ:

1. Установка УЗО на вводе с уставкой 100-300 мА (пожарное УЗО).
2. Установка УЗО с уставкой не более 30 мА (желательно 10 мА – на ванную) на все групповые линии (защита по току утечки от прикосновения к токоведущим частям электрооборудования при появлении неисправностей в электропроводке дома).
3. Нулевой рабочий проводник N не должен соединяться с местным контуром заземления и шиной РЕ.
4. Для защиты электрических приборов от атмосферных перенапряжений необходимо устанавливать ограничители перенапряжения (ОПН) или ограничители импульсных перенапряжений (ОПС или УЗИП).
5. Сопротивление контура заземления Rc должно удовлетворять условию ПУЭ (п. 1.7.59):
   • при УЗО с уставкой в 30 мА сопротивление контура заземления (заземлителя) – не более 1666 Ом;
   • при УЗО с уставкой 100 мА сопротивление контура заземления (заземлителя) – не более 500 Ом. 

Для выполнения вышесказанного условия достаточно будет использовать один вертикальный заземлитель в виде уголка или прутка длиной около 2-2,5 метра. Но я рекомендую выполнить контур более тщательно, забив несколько заземлителей (хуже не будет).

Недостатки системы ТТ:

1. При коротком замыкании фазы на землю на корпусах электроприборов будет опасный потенциал (ток короткого замыкания недостаточен, чтобы сработал автомат защиты, поэтому обязательна установка УЗО – ПУЭ 1.7.59).

Указанный недостаток системы можно нейтрализовать установкой реле контроля напряжения и УЗО (2-х каскадная схема с одним “пожарным” или селективным УЗО на весь дом и несколькими УЗО на всех линиях потребителей).

Указанную 2-х каскадную схему с одним УЗО на 100 мА и 3-я УЗО на 30 мА (на каждую из фаз) я оборудовал и у себя. Эта схема себя оправдала, отключив электроэнергию именно с помощью УЗО, когда я  второпях сунул щупы неверно подключенного мультиметра в розетку.

Описание готовых комплектов для заземления

Существует две разновидности готовых комплектов:

• Штыри из черного металла могут идти с антикоррозионным покрытием и без него. Главное преимущество этой разновидности в невысокой стоимости, но продолжительность службы модели составляет не более 10 лет, что является существенным недостатком. Если же такие штыри использовать во влажной почве, то срок их службы сократится вдвое и составит 5 лет. Из-за разрушения металла на протяжении эксплуатации эффективность заземления ухудшается.
• Модульно-штыревые комплекты состоят из стальных прутков длиной минимум 150 см, которые имеют специальные резьбовые соединения. Для защиты от коррозии штыри имеют покрытие из меди или нержавеющей стали. Их заглубляют в почву перфоратором. Поскольку установка производится на значительную глубину, сезонные колебания не влияют на параметры «земли». Минимальный срок эксплуатации зависит от типа покрытия. Элементы с омеднением прослужат 30 лет, а штыри с покрытием из нержавеющей стали – 50 лет.

Как правильно сделать заземление замкнутого типа в частном доме без помощи специалистов?

После этапа подготовительных работ наступает очередь монтажа. На первый взгляд, обычная задача забить заземлители в грунт может, как минимум, обернуться испорченным металлопрокатом. И все это по причине незнания технологии процесса.

Электроды перед забивкой важно грамотно заточить. Электромонтажники, которые имеют опыт, уже знают, как правильно сделать защитное заземление в частном доме — они рекомендуют делать острие со скосами 30-35°

От его края нужно отступить 40-45 мм и сделать спуск порядка 45-50°. Швеллер, двутавр или тавр могут иметь несколько скосов, прутья рекомендуется острить ковкой. Дальнейший процесс можно наблюдать на видео, он заключается в выполнении следующих переходов:

• С помощью штыковой лопаты выкопать равностороннюю треугольную траншею со сторонами 1,2 метра, а также ров по направлению к строению для прокладки заземляющей шины. Глубина траншеи 50-70 см.
• Для удобства забивки по углам треугольника можно пробурить лунки глубиной до 50 см.
• При помощи кувалды или перфоратора с насадкой забить электроды, оставив над поверхностью дна канавы 20-30 см.
• При помощи электросварки хорошо приварить металлические полосы к выступающим частям заземлителей.
• Уложить полосу, соединяющую угол контура и фундамент строения, предварительно выгнув ее по профилю.
• Приварить заземляющую шину к углу треугольника. Со стороны дома на полосу приварить болт для крепления медного провода.
• Обработать места сварки антикоррозийной краской или битумом. Дать просохнуть краске и закопать канаву.

Проверка параметров заземляющего контура

Завершающей стадией в организации системы принято считать измерение сопротивления готового контура, ведь качественная защита нужна не только при использовании городской линии, но и при подключении резервного генератора электропитания. Этот этап укажет, насколько правильно сделано защитное заземление в частном доме, не допущены ли какие ошибки при монтаже.  Определить сопротивление можно несколькими способами:

• При помощи электролампы на 220 Вольт, подключив один контакт к фазе, а другой – к заземляющей шине. Ярко горящая лампочка указывает на качественно работающую систему, тускло горящая – заставляет проверить надежность сварных швов.
• При помощи грунтового мегаомметра, который измеряет сопротивление между элементами контура и контрольными электродами, забитыми в грунт на глубину в 15 и 20 метрах от заземления на глубину 50 см.
• При помощи тестера в состоянии измерителя напряжения. Значения измерений «фаза-ноль» и «фаза-земля» не должны иметь значительной разницы (не более 10 единиц).

Как такового, обслуживания система защиты не требует, достаточно не допускать проведения земляных работ в районе контура и увлажнять вовремя грунт. Попадание агрессивных веществ также не допустимо, поскольку они сокращают срок службы конструкции до 2-3 лет.

Разработка схемы

Схема определяет весь контур будущего заземления, наиболее часто используют 2 ее разновидности: треугольную или линейную.

Треугольная схема еще называется замкнутой. Выглядит, как 3 электрода, вбитые в землю по периметру треугольника. Эта схема считается более надежной, чем та же линейная, поскольку если металлическая перемычка между электродами будет повреждена, на работе контура это не скажется – он продолжит функционировать с другой стороны.

Линейная схема означает, что все электроды вбиты в землю последовательно, – один за другим, и находятся на одной линии. Такая система менее надежна, ведь если первая перемычка выйдет из строя, перестанет работать и весь контур.

И т.к. трудозатраты на обустройство обеих схем получаются одинаковыми (все равно придется рыть то же количество ям и вбивать штыри), лучше выбрать схему треугольника.

По этой схеме весь контур заземления должен быть установлен выше глубины, на которой промерзает грунт. А в качестве электродов обычно используется:

• стальная арматура;
• стальные уголки;
• стальные полосы;
• стальные трубы.

Особое внимание нужно обратить на площадь сечения того материала, который был выбран в качестве электрода – она должна быть не меньше 1,5 см2. Помимо этого, конец стержня нужно заострить, чтобы он легче входил в землю

Если используют уголок, то срезают его болгаркой наискось. Арматура же нужна гладкая, потому что при рифленой контакт электрода с грунтом окажется непрочным.

Можно применять и готовые комплекты электродов, но они дороже. А в качестве планок в обоих случаях берут стальные полосы с минимальным сечением в 50мм2. И соединять их нужно исключительно при помощи сварки.

А из инструментов понадобится:

• сварочный аппарат;
• болгарка;
• штыковая лопата;
• кувалда;
• перфоратор;
• гаечные ключи.

И кувалду лучше выбирать как можно тяжелее, поскольку штыри-электроды надо будет вбивать глубоко.

Схемы заземления: какую лучше сделать

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

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.

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.

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.

Материалы для контура заземления

Естественно, материал должен выдерживать механическую нагрузку. Бурить скважины нецелесообразно с материальной точке зрения. Какой тогда способ выбрать? Вбить трубу, уголок, прут или полосу. Но для этого они должны быть достаточно прочными. Но и после этого на элементы действуют силы, возникающие в результате естественной эрозии почвы

Важно, чтобы материал длительное время мог противостоять коррозии. Но главное, его сопротивление должно быть минимальным

Параметры и материалы штырей

Практически повсеместно используется металлический профиль. Если есть выбор, желательно купить марку повыше, что обеспечит длительный срок службы. Оцинкованная поверхность также приветствуется, но такие затрата нецелесообразны. Заземление в частном доме чаще всего делают из такого металлопрофиля:

1. Прут. Арматура нежелательна. Каление в данной ситуации – плохой фактор, так как приводит к увеличению удельного сопротивления. Рифление также служит причиной нерационального использования поверхности. А вот гладкий стальной прут сечением 15-18 мм подходит идеально.
2. Уголок. Один конец придется обрезать, чтобы он получился острым. Тогда вбить его в грунт будет намного легче. Популярным типоразмером является 50х50 мм при толщине 3-4 мм.
3. Труба. На конце имеет смысл проделать отверстия. Это необходимо для заполнения водой с солевыми включениями, что увеличит эффективность отдачи. Популярный диаметр – 50 мм при толщине стенки – от 4 до 5 мм.

Также можно использоваться профили, сечение которых представляет собой квадрат или прямоугольник. Подойдет тавр и двутавр.

Из чего делать металлосвязь?

Вбитые штыри необходимо соединить проводником. Для этого используют:

1. Медную шину или толстый кабель, площадь сечения которого превышает 10 кв. мм.
2. Полосу из алюминия или провода, у которых данный параметр больше 15 кв.мм.
3. Стальную полосу, когда срез имеет площадь больше 48 кв. мм.

Помимо стоимости, у стали есть еще одно конкурентное преимущество. Если взять профиль с типоразмером (25-30)х5 мм, он отлично справится с задачей. Но при этом всегда можно организовать самое надежное крепление, обеспечивающее беспрепятственную передачу тока в течение длительного периода. Полосу просто приваривают электро или газосваркой.

Устройство заземления своими руками: поэтапная инструкция

Если Вы задаетесь вопросом: «как сделать заземление на даче?», то для выполнения данного процесса потребуется следующий инструмент:

• сварочный аппарат или инвертер для сварки металлопроката и вывода контура на фундамент здания;
• угловая шлифмашинка (болгарка) для разрезания металла на заданные куски;
• гаечные глючи для болтов с гайками М12 или М14;
• штыковая и подборная лопаты для рытья и закапывания траншей;
• кувалда для вбивания электродов в землю;
• перфоратор для разбивания камней, которые могут встречаться при рытье траншей.

Чтоб правильно и согласно нормативным требованиям выполнить контур заземления в частном доме нам потребуются следующие материалы:

1. Уголок 50х50х5 — 9 м (3 отрезка по 3 метра).
2. Сталь полосовая 40х4 (толщина металла 4 мм и ширина изделия 40 мм) — 12 м в случае вывода одной точки заземлителя на фундамент здания. Если же Вы хотите выполнить контур заземления по всему фундаменту к указанному количеству добавьте общий периметр здания и еще возьмите запас для подрезки.
3. Болт М12 (М14) с 2 шайбами и 2-я гайками.
4. Медный заземлитель. Может быть использована заземляющая жила 3-х жильного кабеля либо провод ПВ-3 с сечением 6–10 мм².

После того как все необходимые материалы и инструменты есть в наличии можно переходить непосредственно к монтажным работам, которые детально расписаны в следующих главах.

Выбор места для монтажа контура заземления

В большинстве случаев рекомендуется монтировать контур заземления на расстоянии в 1 м от фундамента здания в месте где оно будет скрыто от человеческого глаза и к которому будет сложно добраться как людям, так и животным.

Такие меры необходимы для того, что при повреждении изоляции в электропроводке потенциал будет идти на контур заземления и может возникнуть шаговое напряжение, которое может привести к электротравме.

Выполнение земляных работ

После того как было выбрано место, выполнена разметка (под треугольник со сторонами 3 м), определено место вывода полосы с болтами на фундамент здания можно приступать к земляным работам.

Для этого необходимо с помощью штыковой лопаты по периметру размеченного треугольника со сторонами по 3 м снять слой земли в 30–50 см. Это необходимо для того, чтоб в дальнейшем без особых трудностей к заземлителям приварить полосовой металл.

Также стоит дополнительно прокопать траншею такой же глубины для подвода полосы к зданию и выводу ее на фасад.

Забивание заземлителей

После подготовки траншеи можно приступать к монтажу электродов контура заземления. Для этого предварительно с помощью болгарки необходимо заточить края уголка 50х50х5 или круглой стали диаметром 16 (18) мм².

Далее выставить их в вершины полученного треугольника и с помощью кувалды забить в землю на глубину 3 м

Также важно чтоб верхние части заземлителей (электродов) находились на уровне выкопанной траншеи чтоб к ним можно было приварить полосу

Сварные работы

После того как электроды будут забиты на необходимую глубину с помощью стальной полосы 40х4 мм необходимо сварить между собой заземлители и вывести данную полосу на фундамент здания где будет подключен заземляющий проводник дома, дачи или коттеджа.

Там, где полоса будет выходить на фундамент на высоте 0.3–1 мот земли, необходимо приварить болт М12 (М14) к которому в дальнейшем будет подключено заземления дома.

Обратная засыпка

После выполнения всех сварных работ полученную траншею можно засыпать. Однако перед этим рекомендуется залить траншею соляным раствором в пропорции 2–3 пачки соли на ведро воды.

После полученную почву необходимо хорошо утрамбовать.

Проверка контура заземления

После выполнения всех монтажных работ возникает вопрос «как проверить заземление в частном доме?». Для этих целей конечно обычный мультиметр не подойдет, поскольку у него очень большая погрешность.

Для выполнения данного мероприятия подойдут приборы Ф4103-М1, Клещи Fluke 1630, 1620 ER и так далее.

Однако эти приборы очень дорогие, и если Вы выполняете заземление на даче своими руками, то для проверки контура Вам будет достаточно обычной лампочки на 150–200 Вт. Для данной проверки Вам необходимо один вывод патрона с лампочкой подключить к фазному проводу (обычно коричневого цвета) а второй — к контуру заземления.

Если лампочка будет ярко светить — все отлично и контур заземления полноценно функционирует, если же лампочка будет тускло светить или вообще не испускать световой поток — значит контур смонтирован неверно и нужно либо проверять сварные стыки или монтировать дополнительные электроды (что бывает при низкой электропроводимости почвы).

Как сделать заземление правильно в квартире

Чтобы ответить на этот вопрос необходимо понимать какая система защиты установлена именно в вашем доме.

Как правило в старых домах советской постройки применялась Система TN-C, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники, объединены в один PEN проводник, и они совмещены на всем протяжении системы. Узнать такую систему можно по двухжильному кабелю, который проложен по квартире и по четырехжильному в общем щитке.

Если говорить честно, как правильно сделать заземление именно в квартире в старом фонде, то такая система защищает только от короткого замыкания и возрастает вероятность получения удара током. Поэтому говорить о защитном заземлении в данном случае необходимо с некой долей риска. Есть несколько рабочих вариантов, которые снижают риски, но при этом не являются полноценной защитой, и делаются на ваш страх и риск.

В современных многоквартирных домах используется система TN-S, в ней проводники N и PE разделены на всём протяжении от подстанции до потребителя. Эта система самая безопасная и предпочтительная, но применяется только в новых электроустановках из-за высокой стоимости. В большинстве домов сейчас используется система TN-C-S, в которой проводники N и PE после подстанции соединены в один провод PEN, а потом, на вводе в здание, разделены.

В данном случае организовать защитное заземление можно на этапе монтажа электрики используя трехжильные провода, розетки с заземлением и защитную автоматик. При попадании фазы на корпус прибора должен сработать защитный автомат. При касании токоведущих частей должен сработать УЗО.

Для разводки электричества советую выбрать кабель с тремя жилами в двойной изоляции, лучше ВВГ НГ, для розеточных групп сечением 3 на 2.5 для световых групп 3 на 1.5. Один конец провода заводится под свободный болт шины распределительного щита, соединенной с корпусом щита, а второй — на «заземляющий» контакт розетки. Одновременно со сборкой квартирного щитка электрики проверьте подключение заземляющего провода в общем домовом щитке.

Схематично схему защитного заземления в ванной квартире можно представить следующим образом.

Как сделать контур заземления

Если есть проект с полностью рассчитанной схемой заземления, то смонтировать подобную защитную систему самостоятельно не сложно. Фактически это обычная электропроводка в деревянном доме или коттедже из иных материалов

Здесь важно лишь соблюдать стандартные меры безопасности и правила электромонтажа

Выбираем место

Контур заземления следует устанавливать:

• вдали от газопроводов, а также электрических и слаботочных сетей в земле;
• в месте, где люди и животные будут находиться только изредка (в идеале этот участок следует огородить);
• с северной стороны от коттеджа (там почва всегда более влажная, что повышает токопроводимость);
• на удалении в 1,5–2 метра от отмостки дома.

Материалы и компоненты

Чаще всего для создания заземляющий контур в грунте делают из стальных уголков 40х40. Из них делают заостренные штыри, ими же потом эти электроды соединяют сваркой.

Материалы для заземления

Порядок действий

Монтаж классической треугольной заземляющей конструкции производится в шесть этапов:

1. Вырывается траншея глубиной 50–70 см со сторонами в 2,5 метра (ближе друг к другу штыри погружать в почву не стоит, толку от них будет ноль).
2. Кувалдой по углам забиваются электроды.
3. Три погруженных в землю штыря соединяются уголками сверху сваркой.
4. К созданному треугольнику приваривается стальная полоса шириной 40 мм и с болтом на конце для крепления проводника.
5. Полоса отводится до коттеджа и фиксируется на его стене.
6. Траншея закапывается грунтом без камней.

Расчет глубины системы заземления

Проверка и контроль контура

Точно проверить сопротивление созданного устройства заземления возможно только при помощи специального прибора. Это лучше всего доверить специалистам из электролаборатории.

Заглянем в теорию

Рассмотрим пример – схема заземления с одиночным вертикальным заземлителем, забитым в землю. С ним соединён металлический корпус электроприбора, где произошло короткое замыкание – фаза соединилась с корпусом. При этом исходные условия: замыкание «металл – на металл», без учёта сторонних факторов, поэтому сопротивлением в точке контакта можно пренебречь. Сопротивление заземляющего проводника от прибора до земли тоже не учитываем, так как оно незначительное, когда используется достаточно большое сечение.

Далее при условии, что грунт вокруг заземлителя считаем однородным во всех направлениях, то и ток будет уходить в землю одинаково в этих же направлениях. При этом наибольшая плотность тока будет у самого заземлителя. Чем дальше от заземлителя, тем больше уменьшается его плотность. В итоге получается, что на пути тока сопротивление его движению с увеличением расстояния от заземлителя всё более уменьшается, потому что он проходит через постоянно увеличивающееся «сечение» проводника – земли. И напряжение, которое снижается на пути этого тока по закону Ома: самое большое на самом заземлителе, а при удалении плавно убывает. А на каком-то расстоянии от заземлителя напряжение станет пренебрежимо мало – приблизится к 0. Точка с таким напряжением – точка нулевого потенциала. По сути эта точка нулевого потенциала и есть та самая земля, с которой связан корпус электроприбора.

Сопротивление заземляющего устройства, это не электрическое сопротивление его металла – оно низкое, это не сопротивление между металлом штыря и землёй – при соблюдении определённых условий оно тоже небольшое. Это сопротивление земли между штырём и точкой нулевого потенциала.

Всё это отображается формулой Rз : Uф / Iкз. То есть – сопротивление заземляющего устройства будет равно фазовому напряжению, пришедшему на корпус, поделённому на ток короткого замыкания. На этой формуле всё и завязано.

Но параметров сопротивления одиночного заземлителя скорее всего будет недостаточно, чтоб организовать контур заземления, соответствующий требованиям ПУЭ. Как всё привести в соответствие? Площадь заземляющего электрода имеет решающее значение, поэтому самое очевидное решение – нужно забить рядом ещё один электрод. Но если забить их в непосредственной близости, то ток растекается, как и прежде, ничего не меняется. Для того чтоб поменять конфигурацию растекания нужно разнести заземляющие электроды подальше друг от друга. В этом случае получается разделение тока между ними – он стекает с каждого из них.

Однако существует зона, где они пересекаются. Получается, что это не простое параллельное соединение двух сопротивлений, за исключением примеров, когда заземлители очень далеко друг от друга. Но это очень непрактично, для реального устройства заземления потребуются огромные площади. Поэтому при расчётах удаления заземляющих электродов используют поправочные коэффициенты, которые учитывают их взаимное влияние – коэффициент экранирования.

Чтобы ещё уменьшить сопротивление контура заземления, нужно увеличить глубину погружения электрода, то есть увеличить его длину. Ведь чем длиннее заземлитель, тем больше площадь, способствующая растеканию тока. Этот эффект широко используется при изготовлении омеднённых штырей для комплектов заземления. Они забиваются в землю друг за другом соединяясь резьбовыми муфтами в единый электрод. При этом достигается нужная для параметров заземления глубина.

Соединяя электроды заземления горизонтальной связью, ещё снижается общее сопротивление заземляющего устройства

Влияние связи тоже учитывается, также принимаются во внимание, что её экранируют вертикальные электроды

Получается система из нескольких элементов, зависящих друг от друга:

Расстояние между вертикальными заземлителями.
Их количество.
Важно, на какую глубину они забиты.
Форма – прут, труба, уголок. Это разная площадь прилегания к земле.
Форма и длина горизонтальной связи.. То есть факторов достаточно много и по одной формуле всё рассчитывать некорректно

Остальные параметры для расчёта берутся из следующих понятий и величин

То есть факторов достаточно много и по одной формуле всё рассчитывать некорректно. Остальные параметры для расчёта берутся из следующих понятий и величин.

Необходимые инструменты и материалы

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

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

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

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

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

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

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

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