Изготовление заземления своими руками в частном доме. Технология: как правильно сделать заземление замкнутого типа в частном доме без помощи специалистов?
Постоянно пользуясь бытовой электросетью 220 вольт, мы не задумываемся об опасности высокого напряжения. Длительная безаварийная эксплуатация электроустановок притупляет чувство самосохранения.
Заземление дома своими руками фото
И только при поражении электрическим током, или пожаре по причине неисправной электропроводки, начинаются поиски причины неприятностей.
В подавляющем большинстве случаев, ситуацию исправит домашнее заземление. От пожара электропроводки «земля» не спасет, хотя при правильном подключении коммутационных устройств это возможно. А вот сберечь ваше здоровье, или даже жизнь – задача выполнимая.
Нужно ли делать заземление в частном доме?
Если отвечать на вопрос односложно: безусловно – Да! Для понимания процесса рассмотрим принцип действия «земли».
Грунт, вне зависимости от происхождения, является неплохим проводником электрического тока. Различные материалы по разному сопротивляются электричеству, большую роль играет влажность грунта. Но в любом случае, между фазным проводом и землей (в буквальном понимании этого слова) всегда есть разность потенциалов.
Для чего все-таки нужно заземление в доме?
В вашем жилище существует множество электроприборов, имеющих металлический корпус.
Системный блок персонального компьютера, холодильник, электрическая духовка, водяной бойлер, утюг, и множество других устройств. Распространенная поломка бытовых приборов – так называемое пробитие электротока на корпус. Иными словами – внешние панели устройства становятся фазным контактом.
Если вы коснетесь корпуса, на котором есть напряжение, через вас на физическую землю будет протекать электрический ток. В зависимости от влажности, вашей обуви и покрытия пола – сила тока будет разной. Но опасность поражения электротоком очень велика. Достаточно при этом коснуться водопроводного крана или батареи отопления, и удар током может стать смертельным.
Если заземление в частном доме присутствует, и ваши электроприборы к нему подключены – электроток будет течь по заземляющему проводу.
Почему? Сейчас поймете. Закон Ома гласит – сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Корпус электроприбора заземлен. Сопротивление проводника составляет 2-5 Ом.
Сопротивление вашего тела измеряется килоОмами, то есть в тысячи раз больше. Даже если вы стоите босиком на мокром бетонном полу, электроток через ваше тело будет мизерным, если вообще он будет.
Важно! Все вышесказанное справедливо лишь для электроприборов, правильно подключенных к заземляющему контуру.
Предположим, что питающий провод перетерся, и касается оголенной жилой металлического корпуса.
Может возникнуть искрение, перегрев и в результате – пожар. Или схема внутри электроприбора выйдет из строя.
Если корпус устройства будет штатным образом подключен к земляному проводу – произойдет короткое замыкание. В тот же момент автомат на входе в дом разомкнет электрическую цепь, и опасность будет отведена.
Заземление частного дома необходимо не только для обеспечения безопасности.
Все современное электрооборудование является мощным генератором радиоволн, читайте – помех. Шумы при телефонном разговоре, рябь на экране телевизора, снижение скорости WiFi интернета, потрескивания в динамиках при прослушивании музыки.
Все это, результат неконтролируемого наполнения вашего жилища электрическими полями. Для здоровья они тоже, мягко говоря, неполезны.
Наверное, вы заметили, что питающая вилка компьютерного монитора, телевизора или музыкального центра имеет третий вывод – для подключения заземления.
Казалось бы, зачем? Ведь у них пластиковые корпуса, поражение электротоком исключено.
Важно! Эффективность заземления (в смысле безопасности) можно повысить, если на вводных цепях установить устройства защитного отключения (УЗО). Автоматы реагируют на утечку тока и моментально обесточивают опасный участок.
С необходимостью организации заземления в доме мы разобрались. Теперь поговорим о его наличии в уже построенном жилище. Если вы только проектируете загородный дом – электропроводка будет соответствовать нормам ПУЭ, СНиП и ГОСТ.
А если вы приобрели готовое жилище не оборудованное «землей», или ваш дом построен в то время, когда к нормам и правилам относились не так серьезно? Тогда придется прокладывать контур заземления в доме своими руками.
Как правильно сделать заземление, если ваш дом уже построен, а участок распланирован?
Для начала, определимся с терминами:
Заземляющий проводник.
Собственно это провод или металлическая шина, которая подключает электроприбор к заземлителю.
Внимание! Не следует использовать этот проводник в качестве заземлителя! К нему предъявляются совершенно иные требования – максимальная проводимость и качественный контакт.
«Земля» — Сленговый термин, описывающий любые элементы заземляющей конструкции. От контакта в питающей вилке до закопанного в грунт металлического стержня.
Заземлитель – конструкция, выполненная из стойкого к коррозии токопроводящего материала (металла), и имеющая непосредственный контакт с грунтом. Для обеспечения минимального сопротивления растеканию тока, заземлитель должен быть погружен в грунт на 0,5 метра ниже типичного уровня промерзания почвы в данном регионе.
В регионах с преимущественно жарким климатом, критичный уровень заглубления определяется слоем пересыхающей летом почвы. В общем, контур заземления в частном доме всегда должен быть во влажной земле, таковы требования электробезопасности.
Заземлители могут быть искусственными и естественными. К созданию искусственных систем заземления вернемся позже, а сейчас разберем, как сделать заземление в частном доме с применением уже готовых конструкций.
Устройство заземления в частном доме своими руками без построения контура
ПУЭ допускают использование готовых архитектурных элементов, коммуникационных сетей, опор и прочих конструкций в качестве заземления. Единственное условие – соблюдение уровня сопротивления растеканию тока. Для напряжения 220 вольт переменного тока, значение не должно быть выше 4 Ом.
Например – стальной трубопровод, пролегающий в грунте. Это достаточно массивная конструкция, способная обеспечить надежное заземление дома. Или металлические опоры деревянного столба. В старых кварталах обычно использовались рельсы, заглубленные в грунт на 1-1,5 метра.
Отличный готовый заземлитель. Силовые кабели часто имеют свинцовое покрытие. Этот металл практически не подвержен коррозии. Если кабель имеет достаточную глубину залегания – контур получится качественным. Сваи с оболочкой из стальных труб — также хороший вариант для организации электрозащиты.
Внимание! Подобная организация заземления, считается безопасной лишь после проведения замеров тока растекания, или иного способа проверки.
Так же важно проложить надежный проводник от шины в доме, до заземлителя.
Как проверить заземление без использования специальных приборов?
Используя подручные средства, можно с достаточной уверенностью произвести испытание естественного заземлителя.
- С помощью электрической лампы. Достаточно взять лампу накаливания мощностью 40-60 Вт, вкрученную в патрон. К лампе подвести гибкий провод с изолированными щупами на концах. Один провод подключается к фазному контакту работающего ввода 220 вольт. Вторым концом поочередно касаемся нулевого контакта и заземляющего проводника. Если на глаз незаметно изменение яркости свечения лампы – сопротивление естественного заземления достаточно низкое;
- Более точный метод – с . Переключатель режимов ставится в положение «измерение переменного напряжения». Предел точности максимально близкий к 220 вольт. В большинстве случаев это 500 вольт.
Производим замер напряжения между фазой и нулем. Затем подключаемся к паре «фаза-земля». Значение на шкале должно быть максимально одинаковым.
Если перечисленные методы, показали недостаточную эффективность естественного заземления – поищите иную точку подключения. Кратковременное поливание водой столба, или попытка подключиться к другому концу водопровода ничего не изменит.
Он действительно имеет электрическую связь с грунтом. Но заземляющий контур расположен у ближайшей трансформаторной подстанции. По пути к вашему дому, «нулевик» может отгореть, быть оборванным, или просто набрать высокое сопротивление из-за расстояния.
Как сделать полноценный контур заземления в доме?
Как бы плотно не был распланирован ваш участок, на нем всегда можно найти место для установки контура заземления. Тем более что заземлители будут располагаться глубоко в грунте, и не нанесут ущерба зеленым насаждениям.
Схема подключения заземления в частном доме начинается с распределительной шины. От нее идет разводка до каждого потребителя. Это может быть третий контакт в розетке или обособленный провод, имеющий подключение на соответствующий контакт корпуса электроприбора. Оптимально будет разместить шину заземления в общем электрощите.
Важно! Каким бы не был соблазн соединить ноль и «землю» перемычкой, делать этого не следует.
Каждый проводник должен иметь свой контакт, размещение клемм одна на другой недопустимо. Между ними может образоваться окисленный слой, и сопротивление резко возрастет. Тогда все последующие потребители не будут иметь надежного заземления.
Далее за пределы дома выводится заземляющий проводник. Желательно, чтобы он был непрерывным до самого заземлителя. Любое механическое соединение повышает сопротивление цепи. Провод используется сечением не менее 6 квадратов.
Заземлитель не должен быть одиночным. Контур выполняется минимум из трех элементов, соединенных между собой с помощью сварки.
заземление дома своими руками фото
Если вами предварительно разработана схема — заземление частного дома своими руками выполняется четко по плану. Заранее закупаются необходимые материалы, совместимость соблюдена. В случае спонтанного строительства контура, запомните несколько простых, но важных правил:
- Электроды заземлителя забиваются в землю на 2-3 метра. Верхний срез, на который заводится проводник, должен быть заглублен на 20-50 см. Для этого отрывается траншея глубиной полметра, в которую укладывают соединительную шину;
- Схем соединения несколько: линия, круг, треугольник… Последний вариант самый надежный. Если в результате коррозии отделится одна шина – остальные обеспечат хорошую «землю». Соединение по линии применяется в случае, когда для иных способов нет места.
Важно! Электроды именно вбиваются. Категорически нельзя пробурить отверстия и заложить туда заземлители. Хороший контакт с грунтом можно обеспечить лишь плотное прилегание.
Итог: Правила не предписывают обязательного вызова сертифицированных электриков для прокладки заземления. Вы можете самостоятельно выполнить работы, и безопасность жилища – целиком ваша ответственность.
В этом видео идет речь о десяти ошибках при изготовлении заземления. Будьте внимательны при устройстве заземления в своем доме своими руками.
Давно прошло то время, когда наличие защитного заземления было прерогативой исключительно промышленных предприятий. С ростом количества бытовой техники в нашем жилище, защитное заземление стало непременным атрибутом любого частного дома. И это неудивительно. Любое нарушение в изоляции электроприборов способно привести к весьма серьезным последствиям для обитателей дома.
Лучший способ обезопасить себя – оборудовать заземление. Нет необходимости привлекать к устройству контура заземления дома профессионалов. С этой задачей вполне справится любой желающий. Главное – терпение и внимательность во время работы.
Предназначение и устройство контура заземления
Защитное заземление представляет собой соединение между токоведущими частями электроустановок и землей, выполненное преднамеренно.
При нормальной работе электроприборов их корпус не находится под напряжением. Работать с такими приборами безопасно. К сожалению, чем больше приборов, тем выше вероятность выхода какого-либо из них из строя. Малейшее повреждение изоляционного слоя – и корпус прибора окажется под напряжением. Прикасаться к подобному прибору смертельно опасно.
Именно такие ситуации и предотвращает защитное заземление. Всем известно, что электрический ток течет в сторону с наименьшим сопротивлением. Наличие контура заземления в частном доме с низким значением сопротивления – залог того, что ток направится в землю.
Самый распространенный вариант контура заземления представляет собой электроды, заглубленные в грунт. Они соединены между собой в виде замкнутого контура определенной формы. Нередко используется треугольная форма контура. Возможно выполнение контура заземления вдоль периметра здания. Среди основных критериев выбора формы контура выделяют удобство его монтажа и размеры территории, используемой для его устройства. Контур заземления присоединяют к электрощиту при помощи специального кабеля заземления.
Оптимальным расстоянием между домом и контуром заземления считается 5 м. При этом расстояние ближе 1 м и дальше 10 м считается недопустимым.
Совет: минимальная глубина расположения контура заземления – 0,8 м. Контур, размещенный в границах промерзания почвы, зимой не работает.
Электроды заглубляются в почву на 1,5 – 3 м. Выбор глубины для каждого отдельного случая зависит от структуры грунта и его влажности. Чем больше насыщен грунт водой, тем меньше заглубляют электроды.
Материалы, необходимые для монтажа контура заземления
Как правило контур заземления делают из подручных материалов. Заземляющим электродом способен послужить любой стержень, выполненный из черного металла. Выбор весьма широк. Главный критерий – удобство при забивании в грунт. В основном используются стальные уголки. Возможно использование арматуры гладкой структуры, труб, двутавра. Единственное требование – сечение металла от 1,5 см 2 .
Для определения количества необходимых электродов, расчеты применяются крайне редко. В основном используют опытный путь. Самое распространенное количество электродов – три. Таким образом, получается контур заземления треугольной формы. Вершинами треугольника служат электроды. Расстояние между соседними электродами менее 1,2 м недопустимо. Его рассчитывают исходя из сопротивления грунта. Соединение электродов между собой осуществляется с помощью полос металла. Подобная полоса служит и для соединения контура с распределительным.
Перед монтажем контура заземления обязательно проконсультируйтесь с квалифицированным электриком, проживающем в этом же районе. Подобный специалист из опыта знает как сделать контур заземления, идеально подходящий для данного района:
- каково должно быть расстояние от здания до контура;
- каково должно быть расстояние между соседними электродами;
- количество необходимых электродов;
- глубина, на которую следует забить электроды;
- глубина, на которой следует расположить контур.
Неоспоримым преимуществом самодельной системы заземления является ее низкая цена.
Необязательно делать контур заземления только из подручных материалов. В продаже появились специальные готовые системы заземления.
Комплект модульных систем заземления состоит из следующего:
- стержни, изготовленные из высококачественной стали и покрытые медью. Длина стержней составляет около 1,5 м, диаметр – 0,14 м. Каждый стержень снабжен нарезкой омедненной резьбы;
- латунные муфты для соединения элементов контура заземления;
- наконечники. Способствуют облегчению забивания стержня в грунт. Крепятся к стержню при помощи резьбы. Существуют наконечники нескольких видов. Предназначены для различных типов грунта;
- зажимы для присоединения горизонтальных элементов к вертикальным;
- антикоррозийная паста для обработки всех элементов системы заземления.
Преимущества модульных систем заземления:
- Стержни, изготовленные из нержавеющей стали и покрытые медью, менее подвержены коррозии.
- Нет необходимости в сварочных работах.
- Нет необходимости в специальном оборудовании при монтаже.
- Экономия площади. Для оборудования всей системы достаточно 1 м 2 .
- Долговечность.
Расчет заземления
Какой бы вариант системы заземления ни был выбран, обязательным этапом является предварительные расчеты параметров заземления. Обычно заземление выполняют опытным путем. Этот способ поможет избежать множества сложных расчетов.
Алгоритм монтажа контура заземления в данном случае следующий:
- Строим на расстоянии 5 м от дома контур заземления треугольной формы. Длину электродов берем 3 м, расстояние между ними 2 м. Используем стержни из металла.
- Соединяем электроды между собой.
- Производим замер сопротивления контура заземления. Для измерения сопротивления используем специальный прибор – омметр. Максимально допустимое сопротивление контура заземления составляет 10 Ом. Оптимальное значение — 4 Ом. Сравниваем полученный результат с оптимальным значением.
- При несоответствии полученного значения сопротивления оптимальному, добавляем в контур еще один электрод.
- Соединяем все электроды в новый контур.
- Вновь измеряем сопротивление контура.
- Повторяем указанные выше процедуры до тех пор, пока не добьемся значения сопротивления контура 4 Ом.
Существует возможность определить количество необходимых электродов и длину горизонтального заземлителя при помощи расчетов:
- При наличии на участке однородного грунта, определяем сопротивление одного электрода, используя формулу 1:
Для определения значения удельного сопротивления грунта используйте таблицу 1.
При наличии на участке неоднородного грунта определим сопротивление одного электрода по формуле 2:
При этом значения сезонного климатического коэффициента приведены в таблице 2:
По формуле 3 определим необходимое количество электродов без учета сопротивления горизонтального заземлителя:
Для определения нормируемого сопротивления заземления воспользуемся таблицей 3:
Определим сопротивление горизонтального заземлителя по формуле 4:
При этом для определения длины заземлителя используем формулу 5:
Рассчитаем сопротивление электродов с учетом сопротивления горизонтального заземлителя по формуле 6:
Определим окончательное количество электродов, необходимых для устройства контура заземления:
Для определения коэффициента спроса вертикальных заземлителей воспользуемся таблицей 4:
Окончательное значение количества электродов, полученное в результате приведенных выше расчетов, округляем до большего целого. Каким методом воспользоваться – опытным либо расчетным – личное дело каждого. Выбирайте любой, исходя из собственных предпочтений.
Как сделать контур заземления своими руками
После проведения всех предварительных расчетов и подготовки необходимых материалов приступаем непосредственно к монтажу контура заземления.
Совет: лучшее время для монтажа контура заземления – лето. И не только из-за того, что в теплое время года легче производить земляные работы. Дело в том, что в сухом грунте сопротивление больше. Добившись оптимального значения сопротивления в засушливую погоду, не стоит беспокоиться об ухудшении этого показателя в дальнейшем. Напротив, с увеличением влажности почвы сопротивление снизится.
Рассмотрим основные этапы монтажа треугольного контура заземления, схема которого представлена на рисунке.
- На расстоянии порядка 5 м от дома в удобном месте выройте траншею в виде равностороннего треугольника. Глубина траншеи около 1 м, ширина – 0,5 м. Длина стороны треугольника должна соответствовать выполненным ранее расчетам. От любого угла к распределительному щитку дома прокопайте траншею.
- Вбейте в каждую из вершин треугольника электроды. Концы электродов предварительно заострите при помощи болгарки.
- При очень твердом грунте предварительно пробурите скважины под электроды. Вставив в скважину электрод, засыпьте ее смесью грунта и соли.
- Не погружайте электрод в грунт полностью, оставьте верхушку над землей.
- Соедините между собой электроды стальной полосой, шириной не менее 40 и толщиной не менее 5 мм. Для крепления электродов и полосы используйте сварку.
- Соедините один из электродов с распределительным щитком, проложив в ранее подготовленной траншее идентичную стальную полосу.
- Соедините полосу и распределительный щиток при помощи 10 мм болта. Обязательно приварите болт к щитку.
- Следующим этапом является измерение контура заземления. Для измерения воспользуйтесь омметром.
- Если результат измерений соответствует оптимальному значению сопротивления – контур заземления смонтирован правильно. Можно приступать к закапыванию траншей.
- Если же при измерении контура заземления выяснится, что сопротивление превышает нормативное значение – добавьте еще один электрод.
- Для закапывания траншеи используйте исключительно однородный грунт. Наличие примесей щебня и строительного мусора недопустимо.
- Контур заземления готов.
Еще совсем недавно защитное заземление оборудовалось только на промышленных предприятиях и других объектах, где используют мощные электроустановки. Чтобы защитить своих работников от случайного пробоя на корпус, в обязательном порядке каждая установка и прибор заземлялись. Но время не стоит на месте. Сегодня наши дома напичканы мощной бытовой техникой: холодильники, морозильные камеры, микроволновые печи, индукционные плиты, системы «теплый пол» и многое другое. А ведь все это является источником повышенной опасности. В случае нарушения их изоляции «тесное общение» с мощными приборами может стать фатальным. Именно поэтому, чтобы обезопасить всех обитателей жилища, в загородных домах обязательно необходимо оборудовать электрическое заземление. Его обустройство можно доверить профессионалам, а можно выполнить самостоятельно.
Для чего необходимо защитное заземление
В профессиональной литературе указано, что защитное заземление - это соединение нетоковедущих частей электроустановок с землей (грунтом), которое выполняют преднамеренно. При этом в нормальном состоянии данные части электроприборов и установок не находятся под напряжением. Но если вдруг произойдет частичное разрушение изоляционного слоя, металлический корпус прибора может оказаться под напряжением.
Если объяснять более доступным языком, то придется вспомнить школьный курс физики. Как нам известно из оного, ток имеет свойство течь в ту сторону, где наименьшее сопротивление. Когда на токоведущих частях электроприборов нарушается изоляция, ток начинает искать место, где сопротивление самое низкое. Так он доходит до корпуса прибора, в результате чего корпус оказывается под напряжением. Эту ситуацию называют «пробоем на корпус». Помимо того, что ток на корпусе может нанести вред самому прибору или нарушить его функциональность, если в такой момент человек или животное дотронутся до корпуса прибора, они получат удар током. Это может повлечь печальные последствия.
Защитное заземление выполняется для того, чтобы отвести ток в землю (грунт). При этом крайне важно сделать контур заземления с таким низким сопротивлением, чтобы ток, который распределяется в обратно пропорциональной зависимости между человеком и заземляющим устройством, прошел через человека в предельно допустимых нормах, а большая часть была перенаправлена в землю.
Что собой представляет контур заземления
Самый распространенный вариант контура заземления - заглубленные в грунт электроды, соединенные между собой в какой-либо контур, который может представлять собой любую геометрическую фигуру - треугольник, квадрат или другую, но также соединение может производиться в один ряд. Вариант обустройства зависит от того, насколько он удобен для монтажа, и от размеров территории, которую можно использовать под контур. Иногда контур заземления выполняют по периметру здания. Полученная конструкция присоединяется к щитку, для чего используется кабель заземления.
Расстояние от заземляющего контура до дома не должно быть слишком большим, оптимальным считается 4 - 6 м. Нельзя располагать контур ближе 1 м к дому, нежелательно дальше 10 м.
Важно! Контур заземления в обязательном порядке обустраивается ниже уровня промерзания грунта, т.е. на глубине не менее 0,8 м.
Глубина, на которую необходимо заглублять электроды, зависит от структуры грунта и насыщенности его водой и может составлять от 1,5 м до 3 м и более. Если грунтовые воды находятся близко к поверхности почвы, грунт насыщен водой, то глубина будет небольшой. В противном случае придется забивать стержни глубоко в грунт либо обустраивать другой вариант системы заземления.
Контур заземления из черного металлопроката
В качестве заземляющих электродов можно использовать любые стержни из черного металла. Это может быть стальной уголок (чаще всего используется), труба, двутавр, арматура с гладкой структурой. Принцип выбора прост - удобство забивания в грунт. Т.е. можно выбрать любую форму, главное, чтобы сечение металла было не менее 1,5 см2.
Количество стержней - электродов можно определить опытным путем или произвести расчеты, но самым распространенным является треугольный контур заземления с электродами в вершинах треугольника. Между собой стержни соединены металлическими полосами, такая же полоса ведет и к распределительному щитку.
Расстояние между стержнями может быть от 1,2 м до 3 м и более. Это зависит от сопротивления грунта.
Важно! Перед тем как делать заземление в своем доме, посоветуйтесь с обычными электриками в вашем районе. Спросите у них, какие чаще всего конструкции, и с какими характеристиками обустраивают в вашем регионе. На какую глубину ставить электроды, как далеко выносить от дома, какое расстояние между стержнями делать. Это значительно облегчит вашу задачу.
Помимо того, что можно оборудовать контур заземления из подручного материала, на рынке появились готовые модульные системы заземления.
В комплект входят стержни из высококачественной стали, сверху они покрыты медью. Диаметр стержней около 14 мм, длина до 1,5 м. С обеих сторон на стержне есть нарезка омедненной резьбы. Элементы соединяются между собой с помощью латунных муфт. Для заглубления стержней в грунт есть наконечники, которые навинчиваются на резьбовое соединение. Таких наконечников несколько видов для разных грунтов. Еще в комплекте есть зажимы для соединения вертикальных (стержней) и горизонтальных (полос) элементов. Для защиты конструкции от коррозии используется специальная паста, которой обрабатываются все элементы системы.
У готовых модульных систем заземления есть несколько существенных преимуществ:
- Путем соединения вертикальных элементов можно осуществить заглубление на 50 м;
- Стержни не сильно поддаются коррозии благодаря медному напылению и нержавеющей стали;
- Не требуются сварочные работы;
- Обустройство может сэкономить площадь, т.к. всю систему можно оборудовать на 1 м2;
- Для монтажа не требуется специальное оборудование;
- Долговечные.
Выбор системы заземления, самодельная или готовая модульная, зависит только от финансового бюджета и личных предпочтений. Но в любом случае перед обустройством необходимо произвести расчеты заземления.
Как произвести расчет заземления
Для тех, кто не любит лишних сложностей, существует вариант выполнения заземления опытным путем. Можно обустроить треугольный контур на оптимальном расстоянии от дома, использовать металлические стержни длиной 3 м, расстояние между стержнями сделать от 1,5 до 2 м, соединить их между собой и произвести замер сопротивления контура. Требования к заземлению таковы: сопротивление заземляющего контура должно быть в диапазоне от 4 до 10 Ом. А общее правило - чем меньше значение сопротивления, тем лучше. Если результат замеров нашего контура не удовлетворяет требованиям, то добавляем еще электроды и соединяем с уже установленными. Снова производим замеры. И так повторяем до тех пор, пока наш контур не будет иметь сопротивление 4 Ом.
Более правильным решением будет все же произвести все необходимые расчеты до начала монтажа контура. Самое главное - определить количество требуемых электродов и длину горизонтального заземлителя (полосы). Все это напрямую зависит от свойств грунта, а точнее его сопротивления.
Первым делом определяем сопротивление одного стержня.
Значение удельного сопротивления грунта для расчетов можно брать из таблицы.
Если же грунт неоднородный, тогда его сопротивление рассчитывается по формуле:
Значение сезонного климатического коэффициента можно брать из таблицы:
Если не брать в расчет сопротивление горизонтального заземлителя (полосы), то количество электродов можно найти по формуле:
Находим сопротивление растекания горизонт. заземлителя:
Длину заземлителя находим по таким формулам:
Окончательное количество электродов:
Коэффициент спроса можно узнать из таблицы:
Показатель коэффициента использования обозначает влияние токов друг на друга, которое зависит от расположения вертикальных заземлителей. При параллельном соединении электродов токи, проходящие по ним, влияют друг на друга. Чем меньше делается расстояние между вертикальными электродами, тем больше сопротивление всего контура. Именно поэтому иногда советуют разносить стержни друг от друга на расстояние, равное их длине, например, 3м.
Полученное в ходе расчетов значение количества электродов округляется до целого числа в большую сторону. Расчеты готовы, можно приступать к монтажу.
Как сделать заземление в частном доме своими руками
Монтаж заземления рекомендуется начинать в теплое время года. Во-первых, так легче производить земляные работы. Во-вторых, более точным и максимальным будет значение сопротивления грунта. Для качественного заземления это очень важно. А то можно сделать заземление, когда грунт временно насыщен водой, и его сопротивление будет 4 Ом, а потом наступит засуха и его сопротивление увеличится до 20 Ом. Лучше сразу учесть максимальное значение.
Мы будем рассматривать обустройство контура заземления из металлопроката в виде треугольника:
- Первым делом выбираем удобное место. Копаем траншею в виде треугольника. Оптимальная глубина от 0,7 до 1 м, ширина 0,5 - 0,7 м. Длина каждой линии такая, как мы определили в ходе расчетов (длина горизонтального заземлителя).
- От одного из углов (любого) копаем траншею, ведущую к силовому щитку возле дома.
- Вертикальные заземлители - электроды вбиваем в вершины треугольника. Можно использовать стальной уголок 50*50 или любой другой стержневой металлопрокат. Для удобства забивания в грунт конец стержня заостряем болгаркой. Если грунт слишком твердый, чтобы забивать в него электроды, тогда бурим скважины.
- Стержни заглубляем так, чтобы их верхушка торчала из земли. Если нам пришлось бурить скважины, то вставляя в них электроды, засыпаем их грунтом вперемешку с солью.
- Стальную полосу (минимум 40*5 мм) привариваем к стержням таким образом, чтобы образовался треугольник. Одну полосу ведем по траншее к силовому шкафу.
- В частный дом заземление заводим через щиток. Для этого полосу присоединяем к проводу заземления или непосредственно силовому щитку болтом 10 мм. Болт в обязательном порядке привариваем к полосе.
- Следующий этап - проверка заземления. Для этого потребуется прибор «Омметр», стоит он немало. Ради того, чтобы раз - два за всю жизнь проверить сопротивление, покупать его накладно. Поэтому приглашаем для проверки сопротивления контура специалистов из энергоуправления. Помимо того, что они произведут замеры, также заполнят паспорт контура заземления. Если показатели сопротивления соответствуют норме, тогда можно закапывать контур. Если же нет - тогда вбиваем дополнительные электроды.
- Засыпаем траншею. Используем для этого однородный грунт без примесей щебня или строительного мусора.
Важно! В засушливую погоду контур заземления рекомендуют поливать водой со шланга, так его сопротивление уменьшается.
Для более качественного срабатывания автомата отключения выполняют еще и заземление нейтрали. На входе в здание нейтраль соединяют с повторным заземлением. Дело в том, что в частные дома электричество приходит по воздуху. Для опор ЛЭП 6 - 10 кВт выполняется повторное заземление нейтрали, а вот для ЛЭП 0,4 кВт - практически никогда энергокомпании этого не делают. Чтобы нагрузка распределилась правильно, необходимо повторно заземлить опору возле дома (желательно, чтобы все соседские тоже были заземлены). И это заземление не объединять с контуром.
Если Вы не уверены, что все сделаете правильно, можете обратиться в специализированные организации, которые выполнят и все необходимые расчеты, и монтаж со знанием дела. Если же Вы ярый хозяйственник, который привык все делать собственноручно, что ж, дерзайте. Только помните - Ваше творение призвано защищать всю семью.
Согласно электротехническим нормативам прошедшего века сооружение защитного заземления в частных владениях считалось делом необязательным. Нагрузка была невелика, с задачами отвода электроутечек сносно справлялись стальные трубопроводы. Время идет. Сталь и чугун коммуникаций заменил пластик и композиты. Загородная собственность наполнилась многочисленной бытовой техникой. Вода и тепло поставляются с помощью мощных насосов, работают нагревательные приборы. Пора защищать себя лично и агрегаты от капризов полезного, но своенравного электротока. Сделаем заземление своими руками! Работа не сложная, у мастеровитого хозяина проблем с выполнением не возникнет.
Задача и устройство защитного заземления
Цель заземления заключается в отводе электротока, нашедшего в изоляции лазейку для выхода на поверхность. Поверхностью этой являются металлические корпуса и крепежные детали стиральных машин, компьютеров, СВЧ-печей, электронагревательного оборудования. Согласно функциональным обязанностям ток проводить они не должны, но свой металлический «бочок» утечкам и току замыкания всегда готовы подставить. Этот радушный прием нередко ощущают хозяева прохудившейся или излишне нагруженной техники в виде легких ударов, щипков и покалываний.
Пробои на корпус бытовых агрегатов редко вызывают серьезные опасения. Ну, шарахнуло слегка: типа взбодрило. Однако видимое отсутствие серьезных рисков не повод расслабляться. Вырвавшиеся наружу блуждающие токи способствуют головным болям, дискомфорту и необоснованному ощущению тревоги. Кроме того, незаземленное оборудование шумит, в нем возникают помехи, снижающие скорость и качество получения, обработки и передачи сигнала. Подобные передряги не выведут технику моментально из строя, но ощутимо помогут сократить ее рабочий ресурс.
Значит, заземляющий контур необходим:
- для защиты хозяев от электромагнитного излучения, негативного настроения и недомоганий;
- для устранения помех в электрической сети;
- для сохранения рабочих характеристик оборудования.
Защитное заземление устранит перечисленные невзгоды посредством предоставления току наиболее привлекательных путей для выхода. По принципу движения электричество очень напоминает воду. Течет туда, где нет преград, где меньше сопротивление и где ему легче пройти. Т.е. для того чтобы не пострадали люди и агрегаты, нужно банально проложить электротоку беспрепятственную тропинку «налево», в случае с заземлением по определению в землю.
Сопротивление сооружаемого пути должно быть меньше, чем у человека и подключаемой к защитному заземлению аппаратуры. Вот тогда и потечет большая часть пробившегося электричества по намеченной дорожке с наименьшими барьерами, выйдет за пределы здания и рассеется в грунте. А владельцу и технике достанется лишь нормативный минимум.
Система заземления представляет собой замкнутый или линейный контур, в составе которого:
- два или более металлических стержня-заземлителя, строго вертикально погруженных в грунт;
- горизонтальный заземляющий проводник, который объединяет стержни-электроды в общий контур;
- шина, обеспечивающая вход в дом и подключение заземления к оберегаемым агрегатам.
Систем заземления у автономного строения может быть несколько, но одно из них в обязательном порядке подводится к главной заземляющей шине или к главному элементу – к распределительному щитку с формированием металлической связи между щитком и выведенным на него заземляющим проводником.
Выбор геометрической формы для системы заземления
Самая распространенная конфигурация, согласно которой проще всего осуществить устройствозащитного контуразаземления собственными руками – равносторонний треугольник. Треугольный в плане контур образуют три загнанных кувалдой в землю металлических стержня, расстояние между парой которых должно быть равным. Кроме треугольников системы заземления сооружаются в форме квадратов, прямых или округлых линий либо иных геометрических фигур. Соблюдение равных расстояний между заземлителями – условие обязательное, четкая геометрия желательна, но не принципиальна.
Нередко автономные строения, наполненные всевозможной техникой, просто окружают заземляющим контуром. Прекрасный, эффективный вариант, если для этого имеются средства и достаточно свободного места на участке. Точнее, денег особых на самостоятельную организацию заземления не нужно, а вот выбор формы контура чаще всего продиктован запланированной под устройство заземления площадкой. Однако не стоит забывать, что при параллельном соединении заземлителей в один ряд эффективность системы будет снижена из-за влияния электродов друг на друга. В приоритете замкнутые контуры.
В комплексе защитного заземления три и более заземляющих электрода. Рабочее заземление, создаваемое для оптимизации поставляемого на приборы сигнала, может иметь два заземляющих стержня. Т.к. грунт – проводник нелинейный, заземлителей должно быть как минимум два. Так нужно, чтобы в пространстве между ними формировалась потенциальная поверхность, способствующая растеканию тока. Единственного стержня для этого недостаточно.
На рабочий потенциал заземляющей системы влияет расстояние между вертикальными электродами. Чем чаще они установлены, тем действенней заземление. Рекомендуемый минимум расстояния 1,0м, максимум 2,0м. При увеличении максимального предела между металлическими стержнями образуется разрыв потенциальной поверхности, он сведет к нулю все усилия по обустройству.
Между крайней точкой заземления и фундаментом расстояние должно быть более 1,0м. Безупречно система будет работать при удалении от дома на 4-6м. Дальше 10м от строения устраивать заземление бессмысленно.
Подробно об составляющих контура
Выше упоминалось, что заземление состоит из горизонтальных и вертикальных компонентов. По аналогии производят готовые наборы для оперативного устройства контуров заземления. Следуя приложенной инструкции, сооружать заземление из заводских элементов легко и приятно, но дорого.
Вертикальные проводники заземления
В качестве заземляющих вертикальных стержней для самодельного заземления могут использоваться любые длинномерные изделия из черного металлопроката без оцинковки. Данная обработка не нужна для расположенных в земле деталей, она снижает потенциал. Нежелателен арматурный пруток с ребрами, его сложно забивать в грунт. Подойдет квадрат, полоса, швеллер и его двутавровый собрат. Металлопрокат со сложным профилем применим, если предполагается перед монтажом системы пробурить скважины для закладки вертикальных электродов.
Совет. Для того чтобы процесс забивки заземлителей в грунт не был излишне трудоемким, лучше приобрести металлопрокат с гладкой поверхностью. Перед работой его нижний край нужно заострить болгаркой. В процессе работы землю вокруг стержня надо периодически «орошать» водой. Так забивать будет легче.
Распространенными материалами для изготовления вертикальных проводников являются:
- труба с толщиной стенки не меньше 3,0мм, рекомендованный диаметр 32мм;
- уголок с равными или разными полками с предпочтительной толщиной 5мм;
- круг с диаметром от 10мм.
Оптимальная площадь сечения вертикального электрода 1,6 см². Отталкиваясь от этого размера, следует подбирать материал. Длина заземлителя определяется в соответствии с местной геологической ситуацией. Необходимо углубиться как минимум на полметра ниже уровня сезонного промерзания.
Второе условие, влияющее на длину металлических стержней – водонасыщенность вмещающих пород. Проще говоря, чем ниже грунтовые воды, тем длиннее нужны электроды.
Для того чтобы не мучиться с геологическими характеристиками и расчетами, сведения о глубине закладки заземлителей нужно узнать в местном энергоуправлении у дежурных электриков. Ориентировочные данные помогут в любом случае, т.к. у них есть некоторый расчетный запас эффективности.
Среднестатистический стандарт длины заземлителя варьирует от 2х до 3х метров с полуметровыми вариациями. Благоприятной для сооружения заземления средой являются суглинки, торф, насыщенные водой пески, супеси, трещиноватые обводненные глины. Совершенно самостоятельно устроить заземление в скальных породах нереально, но способы для создания электрозащиты есть. Перед сооружением контура бурятся скважины требующейся глубины. В них и производится установка стержней, а свободное пространство заполняется песком или супесью, перемешанной с солью или предварительно залитой соляным раствором. Приблизительно полпачки на ведро.
При недостаточной электропроводности грунтов на участке в качестве вертикальных заземлителей лучше использовать трубы. В нижней части их нужно произвольно высверлить несколько технологических отверстий. Через трубы с отверстиями можно периодически заливать соляной раствор для уменьшения сопротивления. Соль, безусловно, поможет разрушиться электродам от коррозии, зато заземление достаточно долго будет действовать безупречно. Потом надо будет просто стержни заменить.
Самостоятельные мастера для изготовления электродов чаще всего используют черный стальной металлопрокат. Ведь во главе собственноручных усилий заложена экономия. Отличный, но недешевый материал для вертикальных электродов – сталь с электрохимическим медным покрытием или медь. Заложенные в землю элементы заземления нельзя окрашивать, краска ухудшит электрохимический контакт металла с грунтами.
Заземляющая металлосвязь - горизонтальный проводник
Горизонтальный элемент заземления, объединяющий систему и подводящий ее к щитку, чаще всего выполняют из полосы шириной 40 мм, толщина полосы 4 мм. Используют также круглую сталь, реже уголок или рифленую арматуру. Полоса приваривается к верхнему краю вертикальных заземлителей или крепится болтами. Преимущества у сварки, она надежней. Места сварных и болтовых соединений щедро обрабатываются противокоррозионной битумной мастикой или просто битумом. Соединять обжимным способом подземные элементы заземления нельзя!
Для сооружения горизонтальной составляющей, расположенной под землей, нежелательно менять материал, чтобы при неизбежном увлажнении не формировалась гальваническая пара с ее традиционными коррозионными последствиями. К выведенному из земли горизонтальному компоненту заземления можно присоединить алюминиевый, медный или стальной проводник. Далее проводом для заземления вся система через приваренный болт подключается к шине, а уже от нее подается на каждый из заземляемых приборов по отдельности.
Алгоритм устройства треугольного контура
Порядок работ:
- На выбранной для устройства системы заземления площадке размечаем точки закладки вертикальных проводников. Это вершины треугольника со сторонами примерно 1,2-1,4м.
- Наметили контур будущей траншеи. Она будет треугольной с «отростком» для подведения заземления к точке входа в дом или в наружный щиток. Выбор минимального расстояния от контура до щитка обеспечит экономию материалов. Ширина траншеи произвольная, но учитывающая необходимость проведения в ней сварных работ. Глубина зависит от местных условий. К рекомендованному электриками уровню установки горизонтального проводника нужно прибавить 20 см. Например, если глубина расположения горизонтальной металлосвязи 0,8м, заглубить траншею нужно на 1,0м.
- Предварительно заостренные стержни забиваем в точки их установки, периодически смачивая водой почву вокруг точки забивки. Вертикальный заземлитель должен погрузиться в землю практически весь за исключением крайних 20 см.
- Привариваем к торчащим из земли отрезкам электродов горизонтальную связующую планку.
- От ближайшей к заземляемому строению точки ведем планку по отрезку траншеи, прорытому к силовому шкафу. Ее выводим на стену.
- В удобной для подключения точке подведенной к шкафу планки привариваем стальной болт резьбой наружу. Т.е. к планке будет привариваться шляпка болта, с которой нужно счистить ржавчину и оцинковку, если имелась. Для подключения заземления к расположенному внутри дома щитку в стене нужно будет выбурить отверстие, через которое будет проводиться заземляющий кабель.
- К приваренному болту присоединяем заземляющий провод, крепим его гайкой.
- Затем густо обрабатываем сварные швы подземных соединений битумом, наружные ботовые соединения заливаем автомобильным силиконовым герметиком.
- Вызываем электрика с омметром и проверяем работу созданной системы заземления. Проверку проводят в сухую погоду, чтобы атмосферная влага не внесла коррективы в показания. По нормативам сопротивление контура не должно превышать 4 Ом. Если прибор подтвердил превышение сопротивления, заземление придется доработать: установить дополнительный вертикальный заземлитель и превратить треугольник в ромб.
- Если показания прибора удовлетворят требования ПУЭ-7 и подтвердят формирование контура с достаточно низким сопротивлением, зарываем траншею, оборудование подключаем к заземлению не параллельно, а в отдельности каждую техническую единицу.
Все. Процесс сооружения заземления можно считать завершенным.
Наши дома переполнены бытовой техникой, и это уже представляет некую опасность для нашего здоровья. Поэтому защитное заземление актуально сейчас, как никогда. Особенно там, где есть дети. Можно это сделать самому, как я, а можно пригласить специалиста, и он проделает все необходимое. И можно жить спокойно, не опасаясь ни за кого.
Как сделать правильное заземление своими руками и так-ли это необходимо? Заземление применяется как защитная мера электробезопасности от поражения человека током в случае пробоя электроприборов на корпус. Его применение актуально не только в случае использования электроводонагревателей или стиральных машин в помещениях с повышенной влажностью - у любого бытового прибора может возникнуть неисправность и корпус может оказаться под напряжением. А уж если этот прибор подключен к водопроводной сети, то последствия этой неполадки могут оказаться плачевными.
Чтобы сделать монтаж заземления своими руками не нужно иметь глубоких познаний по электротехнике или опыта в электромонтажных работах. Не потребует это и больших материальных затрат – применяемый материал для заземления – 3 (можно больше) электрода, вбитых в землю и соединённых между собой полосой из металла.
Итак, чтобы сделать штыревое заземление для частного дома (на даче) нужно выкопать 3 ямки глубиной на пару штыков лопат и забить в них кувалдой 3 штыря (электрода) максимально глубоко. Расположение электродов никто не ограничивает – можно в ряд, можно треугольником. После этого надо между забитыми электродами проделать канавки для соединительных проводников электродов.
Для того, чтобы правильно сделать самому заземление, соответствующее нормам надо выполнить основные требования:
Длина каждого электрода должна быть не менее 2 м, в качестве материала можно использовать обычный стальной уголок 50 на 50 мм, водопроводную стальную трубу – главное, чтобы площадь сечения была не менее 150 мм2, а толщина стенок – не менее 3,5 мм (если выбираете трубу – минимум 32 мм). Минимальное расстояние между электродами – 1,2 м.
В качестве соединителей электродов можно использовать стальную полосу 40 мм. (минимальное сечение должно быть не менее не менее 50 мм2). Соединяться полоса с электродами должна ТОЛЬКО СВАРКОЙ! (никаких болтов!).
Далее надо завести заземление со сделанного контура в дом. Допускается применение стального провода сечением не менее 50 мм2, но лучше использовать ту-же полосу на 40мм (4 на 40 мм). После того как вы завели эту полосу в дом, с неё делается переход (болтовое соединение) на гибкий медный провод, сечение которого должно быть равно сечению питающего фазного проводника.
Если электрический ввод выполнен напр. СИПом 16 мм2, то для перехода со стальной полосы подойдёт медный провод сечением 10 мм2, который соединяется болтовым соединением с корпусом щита (если щит металлический), или соединяется в клемме щита - «заземление».
Этот способ годится для частных домов (коттеджей). Сделать заземление подобным образом в многоквартирном доме не представляется возможным (особенно если вы живёте на 9-ом этаже). Бытует мнение, что при отсутствии заземления можно сделать зануление – соединить «земляные» жилы отходящих к нагрузке проводов с нулевым проводом. НИКОГДА НЕ ДЕЛАЙТЕ ЭТОГО ! Если у дома пропадет ноль (оборвется, отгорит), то корпуса ваших «заземлённых» приборов окажутся под напряжением 220 в!
Кроме того, существует такое понятие как «перекос фаз» (когда нагрузка неравномерно распределена по фазам) – в этом случае на «нуле» появляется напряжение. Поэтому делать такое «заземление», или скорее его имитацию просто опасно .
Главная -> Все статьи -> Контур заземления своими руками