Главная » Статьи » Заземление в частном доме

Заземление в частном доме

Еще важнее обеспечить ее в бытовых помещениях, где с электроприборами взаимодействуют люди, не имеющие специальных знаний по электротехнике. Никто не будет спорить с утверждением, что электробезопасность важна не только в производственных цехах и на распределительных подстанциях. Риск пострадать от действия электрического тока для них гораздо выше, чем у персонала промышленных предприятий.

Теперь при подключении к сетям новых строений это стало обязательным. Еще совсем недавно для частных домов не выдвигалось требований о наличии заземляющих устройств. Давайте разберемся: а нужно ли по доброй воле выполнять связь электрооборудования дома с контуром заземления, и как сделать это своими руками. Однако никто не заставляет владельцев существующих зданий сооружать для них контур заземления, это – дело добровольное.

Металлический корпус и чем он опасен

Это электроплиты, стиральные машины, бойлеры, кондиционеры, некоторые светильники. Ряд корпусов приборов, работающих от электричества, конструктивно выполняют металлическими, то есть – токопроводящими. Но не всегда это возможно. Производители современных устройств стараются максимально перейти на корпуса из пластиков, не проводящих электрический ток.

Исключение есть только у устройств, содержащих в своем составе импульсные блоки питания: компьютеры, стиральные машины, светильники с полупроводниковыми ПРА (да и то не все). Металлический корпус в большинстве случаев никак не связан с электрической схемой прибора. Но их корпуса покрываются толстым слоем краски, не проводящей электрический ток, поэтому мы не получаем никаких неприятных ощущений, прикасаясь к ним. На них в нормальном режиме работы из-за наличия во входе питания конденсаторного фильтра образуется половина напряжения сети – 110 В. К тому же полы, не проводящие электричество (дерево, ламинат, линолеум), изолируют нас от земли, из-за чего ток через тело даже при прикосновении к непокрашенным частям корпуса может никак не ощущаться.

На корпусе незаземленного компьютера — 110 ВНа корпусе незаземленного компьютера — 110 В

Только так будет гарантирована абсолютная безопасность пользователя. Производители устройств с импульсными блоками питания настоятельно требуют, чтобы их соединяли с контуром заземления.

Совокупность этих материалов называют изоляцией электроприбора. Между корпусами электроприборов и токоведущими частями, спрятанными в них, есть элементы, не позволяющие напряжению попасть на корпус и стать опасным. В электродвигателях – лаковое покрытие проводников обмотки. В ТЭНе бойлера или электроплиты это материал, расположенный между нагревательным элементом и корпусом.

Тогда опасный для жизни потенциал вырывается наружу. Но изоляция имеет вредное свойство: стареть и разрушаться. Стоит коснуться корпуса – удар электрическим током неизбежен. Но его нельзя увидеть глазом, а электроприбор продолжает работать как ни в чем не бывало.

Разрушение изоляции ТЭНаРазрушение изоляции ТЭНа

Все зависит от сопротивления тела человека в момент прикосновения, материала напольного покрытия под ногами, величины напряжения на корпусе, пути тока через тело прикоснувшегося. Какой силы он будет и есть ли шансы на выживание? Поэтому рассказы о благополучном исходе для попавших в аналогичную ситуацию людей не должны вводить вас в заблуждение: им просто повезло. И еще от многих факторов, включая выпитый накануне алкоголь или стрессовое состояние. Вам может не повезти.

Как работает защитное заземление корпуса

В трехфазной сети фазных проводов три, в однофазной – один, и именно они представляют опасность. Питание электроприборов осуществляется по двум проводам – нулевому и фазному. Дело в том, что на подстанции, от которой начинается питающая сеть, он соединен с землей. Нулевой проводник при отсутствии в нем обрывов ничем не угрожает. А поэтому потенциал нулевого проводника почти равен потенциалу грунта (или пола) у вас под ногами. Для этого там закопан контур заземления. Току взяться неоткуда.

Но не только земли: с ней связаны все постройки и коммуникации, находящиеся на ней. Потенциал же любого фазного проводника относительно земли равен 220 В. Поэтому касание фазного проводника и мокрой стены или трубы от батареи отопления приведет к прохождению тока от одной руки к другой.

Для чего и нужен контур заземления. Чтобы не допустить образования опасного потенциала на корпусах электроприборов вследствие повреждения изоляции внутри них, эти корпуса заблаговременно соединяют с землей.

Сопротивление же проводника, которым корпус электроприбора соединяется с землей, равно долям Ома. Сопротивление человеческого тела условно считают равным 1000 Ом. Оставшаяся часть для человека будет не опасна. Большая часть тока побежит через проводник с меньшим сопротивлением.

Действие защитного заземленияДействие защитного заземления

Заземление, без которого устройство вообще не может функционировать, называют рабочим. Такое соединение называют «защитным заземлением», то есть выполняется оно не для обеспечения работоспособности устройства, а в целях защиты.

Эффективности защитного заземления может не хватить для полноценного избавления пользователя от неприятных (как минимум) ощущений. Но этого недостаточно. Дополнительно осуществляется защитная мера, названная защитным отключением.

Ток, потребляемый им из сети по фазному проводу, возрастает в несколько раз. Поскольку нулевой проводник на подстанции соединен с землей, то замыкание фазы на корпус, с ней же связанный, приводит к короткому замыканию внутри прибора. Поврежденный электроприбор становится абсолютно безопасным. Установленный на вводе в здание (или питающий группу электроприемников) автоматический выключатель отключается. Путем несложных манипуляций вычисляется виновник трагедии и отправляется в ремонт или на свалку. Кроме того, его владелец мгновенно получает информацию, что в его электрохозяйстве что-то не так.

Чем опасно защитное зануление

Все потому, что не было такого засилья электроприборов, требующих серьезных мер безопасности. Еще недавно подобные механизмы защиты являлись для рядового потребителя диковинкой. Необходимость создания подобных защитных мер была обоснована только в производственных помещениях и не касалась всех поголовно. Лампочка в светильнике, радиоприемник, телевизор – вот примерный набор электрооборудования, ранее доступный для сельского или дачного жителя.

Нулевой проводник использовался только для транспортировки тока нагрузки. С таким расчетом строились и распределительные сети. Кое-где с ним соединяли корпуса электроприборов, что называлось защитным занулением.

А у проводов, особенно алюминиевых, есть два вредных свойства: они могут рваться и окисляться. Но не будем забывать, что все сельские сети выполнены алюминиевыми проводами, натянутыми между столбами – опорами.

Для чего нулевой проводник и заземлен рядом с трансформатором: при падении проводника на землю произойдет короткое замыкание. Если оборвался и упал на землю фазный провод, на подстанции сработает защита и отключит линию. Иначе сопротивление грунта при падении провода далеко от подстанции снизит ток до такой величины, при которой отключения не произойдет. Чтобы гарантировать это событие, через каждые 200 метров нулевые проводники соединяются с контурами повторного заземления, закопанными рядом с опорами.

Зато в сети начнут происходить очень нежелательные вещи. Но вот если оборвется нулевой проводник, то даже в случае его падения никакая защита не сработает: он ведь имеет потенциал земли.

Никто ничего не заметит. До места обрыва все останется по-старому. А вот после обрыва напряжения между фазами и нулем станут зависимы от нагрузки.

Но нагрузка на самом деле не может быть одинаковой в принципе. Все дома в населенном пункте распределены по фазам равномерно. Другой сосед грузит третью по полной программе, запустив систему отопления из десятка электроконвекторов. На одной фазе работает всего лишь холодильник, а на другой, у соседа – микроволновая печь. Соседа с микроволновкой изменения могут не коснуться вообще, а на холодильнике окажется 380 В. И у него в случае обрыва нуля напряжение снизится максимально. Он неизбежно сгорит.

Это все сопровождается появлением на оставшемся без связи с подстанцией нулевом проводнике напряжения, зависящего от распределения нагрузок по фазам.

Соединенный с нулем корпус электроприбора вдруг попадает под напряжение и становится опасен для жизни. Теперь вспомним про защитное зануление. Поэтому такая мера защиты не годится для нашей цели.

Системы заземления

Их прикручивали или приваривали к стальным полосам, опоясывающим помещения здания по внутренним поверхностям стен. В производственных помещениях корпуса электрооборудования соединялись с контуром заземления стальными проводниками или гибкими поводками. Согласитесь, не лучший вариант для загородного дома или квартиры.

Изначально его стали применять за рубежом, так как там раньше столкнулись с проблемой заземления бытовых электроприборов. Для доставки к корпусам электрооборудования полезного защитного потенциала нужен был другой технический подход. 7. К нам он дошел практически в неизменном виде, войдя в главу 1. Правил устройства электроустановок (ПУЭ).

Рассмотрим их по очереди. В этой главе дана классификация и способы реализации различных систем заземления.

Система TN-C

Нулевой проводник в ней называется совмещенным, так как в нем сочетаются функции рабочего и защитного проводников, назначение которых будет рассмотрено далее. Это та самая система, описание которой присутствует в самом начале статьи.

Само же название системы состоит из букв, значение которых: Обозначается этот проводник PEN.

  • Т – от слова «terra» — земля. Означает, что нейтраль источника питания заземлена.
  • N – корпуса электроприборов присоединяются к нейтрали источника питания;
  • С – функции рабочего и защитного проводников совмещены в одном (PEN).

Но так была построена защита на всех промышленных предприятиях с советских времен, и не только в СССР. При ближайшем рассмотрении это не что иное, как система с защитным занулением, о недостатках которой повествовалось выше. Она существует и по сей день, так работают сети современных городов и поселков.

Система TN-C

Это долгий поэтапный процесс. Помещение этой системы в классификацию неизбежно, так как проведение реконструкции всех сетей, построенных за долгие десятилетия, в ближайшее время нереально.

Система TN-S

Буква «S» в названии системы означает, что нулевой и защитный проводники разделены в ней на всем ее протяжении. И вот к чему в итоге этот процесс должен прийти.

Он обеспечивает функционирование всех устройств, поэтому и называется рабочим. Нулевой проводник (N) используется только для передачи потребителю электрического тока.

Ни для какой другой цели его использовать нельзя. Защитный проводник (РЕ) нужен только для связи корпусов электрооборудования с контуром защитного заземления. Ток нагрузки по защитному проводнику не течет, поэтому контактные соединения, без которых не обойтись на всем его протяжении, не испытывают перегревов и не могут нарушиться.

Система TN-S

При их достаточном удалении от подстанции или контура повторного заземления на них относительно земли образуется некоторый потенциал. Дополнительно решается еще одна проблема, характерная для PEN-проводников. Сопротивление проводника имеет отличное от нуля значение. Это происходит за счет протекания тока нагрузки потребителей электроэнергии. Один конец этого резистора связан с землей, и чем дальше от нее, тем напряжение относительно земли больше. При его увеличении он становится резистором, на котором при прохождении тока падает какое-то напряжение.

Иногда он немного тлеет и при касании нулевого вывода. Наверное, кому-то приходилось проверять наличие напряжения в розетке однополюсным указателем напряжения – индикатором. Это не говорит об их несовершенстве – это как раз тот самый случай, когда на PEN-проводнике образуется некоторый потенциал. А китайские модели с цифровой индикацией показывают 12 или 24 В. Его индикатор и показывает.

Все выводы от контуров повторного заземления на опорах и на вводах в здания подключаются только к нему. Система TN-S лишена этого недостатка, так как через проводник РЕ ток не протекает.

Система TN-C-S

Возникает необходимость поэтапного перехода к системе TN-S. Но мы уже упоминали, что избавиться полностью от TN-C электрические сети смогут не скоро. Для этого и требуется выполнение требований, описываемых для этой системы – гибрида двух предыдущих.

Далее совмещенный нулевой проводник разделяется на рабочий и защитный. Часть электросети от источника питания до определенной точки выполнена по системе TN-C. После точки разделения объединять их обратно уже нельзя.

Система TN-C-S

Подключается он именно к шине РЕ. Важно место подключения PEN-проводника в электрощитке, в котором он разделяется на N и РЕ. Сечение ее проводника равно питающему. Далее от РЕ к шине N делается перемычка. Или, по крайней мере, оно должно выдерживать номинальный ток нагрузки.

Подключение проводника PEN выполняетсся к шине РЕПодключение проводника PEN выполняетсся к шине РЕ

Это определяется сразу же, тогда как при подключении PEN-проводника к шине N обрыв этой перемычки приведет к потере связи шины РЕ с сетью. Теоретически, обрыв этой перемычки должен сопровождаться потерей нуля всеми потребителями. Вот этим и определяется смысл подключения PEN-проводника к шине РЕ, а не к N. Это не будет замечено до тех пор, пока в заземляющем проводнике не возникнет необходимость, то есть при повреждении.

Вновь смонтированные электропроводки все обязаны подключаться к существующим электросетям по этой схеме. Переход на TN-S выполняется обычно на вводе в здание при реконструкции электропроводки в нем или при модернизации вводно-распределительного устройства, зачастую совмещенного с учетом электроэнергии.

Ведь такая система заземления не защищает от главного: обрыва PEN-проводника питающей линии с наносом потенциала на шину РЕ. И главное – непременным атрибутом вводно-распределительного устройства является контур заземления, вывод от которого подключается к шине РЕ. Контур заземления призван в этом случае снизить этот потенциал до безопасного для человека значения.

Но при попытке использовать ее в квартире натыкается на непреодолимую проблему: в городской черте контур заземления изготовить самостоятельно не получится. Такая система заземления показана к выполнению в сельской местности. Поэтому приходится верить в то, что PEN-проводники линий, питающих здание и расходящихся по этажным щиткам, находятся в надлежащем состоянии. Местность вокруг зданий насыщена коммуникациями и закатана в асфальт.

Система ТТ

Вторая же означает, что все корпуса электрооборудования потребителя заземлены, но не связаны с этой нейтралью. Нейтраль источника заземлена, о чем свидетельствует первая буква «Т».

Для защиты используется только собственный контур заземления здания. Проще говоря, проводники питающей сети используются только для питания. Делается это в том случае, если для защитных целей PEN-проводник непригоден, и даже опасен.

Сопротивление из проводов, хоть и невелико, но становится при этом ощутимым. Сельские сети могут иметь большую протяженность, исчисляемую километрами. Это означает, что все написанное ниже может стать для вас актуальным. Вы, наверное, замечали, как при включении электрочайника яркость свечения лампочек в доме слегка снижается.

Это следует из закона Ома: напряжение на участке цепи равно произведению тока на его сопротивление. Снижение напряжения при подключении мощной нагрузки связано с тем, что на сопротивлении проводов от подстанции до дома при протекании тока образуется падение напряжения. Итог – до потребителя доходит не все. Полученная величина вычитается из 220 В на выходе подстанции.

При коротком замыкании ток, рассчитанный по тому же закону Ома, будет равен отношению напряжения к сопротивлению соединительных проводов. Но это еще полбеды. И вот, на каком-то удалении от подстанции он становится меньше уставки мгновенного расцепителя вводного автоматического выключателя здания. Чем они длиннее, тем ток КЗ меньше.

А это означает, что функцию защитного отключения, о которой было написано выше, он не выполняет. Получается, что автомат не может ликвидировать замыкание на корпус электрооборудования за нормируемое правилами время. Потому что толку от TN уже мало. И тогда ПУЭ рекомендуют применять систему заземления ТТ.

Система ТТ

Они обеспечивают достаточное быстродействие при ликвидации замыканий на корпуса электрооборудования. Но при этом все потребители без исключения должны быть защищены с помощью УЗО или дифференциальных автоматов. А чтобы ток утечки был гарантирован, необходимо неукоснительное соблюдение ПУЭ при проектировании и строительстве линий электропередачи: на определенном расстоянии друг от друга опоры должны снабжаться повторными заземлителями PEN-проводника.

Само собой разумеется, что здание, подключенное к сети по системе ТТ, должно иметь свой контур заземления.

Система IT

Буква «I» означает, что нейтраль в ней изолирована. Раз уж она есть, то коротко расскажем и о ней. К тому же сеть должна иметь устройство, контролирующее ток утечки в нагрузке. Все остальное выполнено так же, как в системе ТТ: каждый потребитель имеет свой контур заземления, его электроприборы защищены УЗО.

Система IT

Там невозможно изготовление качественных контуров заземления, поэтому защитное отключение и защитное заземление, выполняемое по системам TN и ТТ оказывается неэффективным. В основном такая схема используется в горной промышленности.

В быту такие сети встречаются крайне редко.

Электрические характеристики контура заземления

А теперь разберемся, как он устроен, и что необходимо для его самостоятельного изготовления. Теперь вы знаете, как важен контур заземления для безопасного соседства с электроприборами в частном доме.

Для этого недостаточно заглубить в землю одну трубу или уголок, их должно быть несколько. Основная задача контура заземления – обеспечить необходимую для протекания тока площадь контакта с землей. Их геометрические размеры имеют минимальные значения. К тому же используемые для изготовления материалы, неизбежно подверженные коррозии, обязаны выдержать длительную эксплуатацию на протяжении не одного десятка лет.

У готового контура оно может быть измерено приборами, имеющимися у любой испытательной электролаборатории. Способность контура заземления проводить электрический ток характеризуется его основным параметром – сопротивлением растекания.

При этом цифры даются не только для чистого, не подключенного к сети заземляющего устройства, но и в сборе с сетью, что подразумевает контакт с другими заземлителями, находящимися поблизости. Минимальные значения сопротивления контура заземления регламентированы ПУЭ. Это сделано для удобства периодических измерений, при которых отключение электроустановки от ЗУ невозможно.

На самом деле 4 Ома – это сопротивление ЗУ подстанции, где заземляется нейтраль трансформатора с выходным напряжением 380 В, да еще и при подключенных к ней линиях с повторными заземлителями. Бытует мнение, что сопротивление контура всегда должно быть ниже, чем 4 Ома. Эти же 30 Ом предписываются и для всех повторных заземлений опор, и для вводов в здание. Для чистого контура подстанции при напряжении 380 В норма – 30 Ом. В подключенном состоянии повторные ЗУ должны иметь сопротивление не более 10 Ом, при тех же 380 В трехфазного тока.

Таким образом, если по селу идет четырехпроводная ВЛ с напряжением 380 В, а к вашему дому спускаются провода фазы и нуля с напряжением 220 В, то нормы к его ЗУ те же, что и для питающей линии. Такие же цифры используются для нормирования ЗУ для сети 220 В однофазного тока.

Правила допускают снижение допустимых параметров сопротивления растекания, если удельное сопротивление грунта более 100 Ом∙м.

Удельное сопротивление грунта

Правда, не во всякой электроизмерительной лаборатории знают, как проверить это значение. Эту величину тоже можно точно измерить прямо в месте устройства контура. Основной ряд грунтов имеет типовые значения этого параметра, которые достаточно выбрать из таблиц. Но на практике это и не требуется.

Но этот параметр имеет и сезонные колебания. Чем более песчаный грунт, чем больше в нем камней – тем выше его сопротивление. Поэтому для адекватности результатов измерения характеристик контуров заземления и удельных сопротивлений грунтов рекомендуют проводить в середине лета или зимы. Связано это с количеством воды в земле: чем ее больше, тем сопротивление меньше. В эту пору земля либо максимально высыхает, либо промерзает, что нивелирует влияние количества воды в ней на полученные результаты.

Конструкция контура заземления

Это трубы, уголковый профиль или пруток определенной длины, вертикально забитые в землю. Любое заземляющее устройство состоит из некоторого количества вертикальных заземлителей. Между ними выдерживается расчетное расстояние.

Они забиваются в дно специально для этого выкопанной траншеи и соединены между собой горизонтальным заземлителем. Верх заземлителей находится не над поверхностью земли. Он же используется и для устройства вывода от контура наружу.

Поперечное сечение траншеи для контура заземленияПоперечное сечение траншеи для контура заземления

Красить их перед использованием не нужно, их устойчивость к коррозии определяется только толщиной стенок. Все материалы, применяемые для изготовления, не должны иметь покрытий, ухудшающих их электрические характеристики. Сварочные швы разрушаются вследствие коррозии очень быстро. Соединяются детали между собой сваркой, и только в этих местах окрашивание действительно требуется. Влияние же окрашенных участков на общую величину сопротивления контура незначительно.

Расположение контура заземленияРасположение контура заземления

Конечно, в электрощит их не затянешь, поэтому для ввода используются медные проводники. В качестве материала для горизонтальных заземлителей в основном используется стальная полоса или пруток. А для их подключения к полосе приваривается болт, к которому крепится наконечник проводника.

Получался замкнутый прямоугольник, за счет чего и возникло такое название – контур. Раньше вертикальные заземлители располагали строго по периметру здания, объединяя их между собой горизонтальным заземлителем. Теперь достаточно просто расположить требуемое количество электродов в линию, а три заземлителя можно разместить треугольником.

Вариант контура с треугольной схемой расположения заземлителейВариант контура с треугольной схемой расположения заземлителей

Для упрощения процесса можно использовать ковш экскаватора, который будет давить на заземлитель сверху. Закапывать вертикальные заземлители на всю длину нельзя, их заглубляют только с помощью кувалды.

Для этого контур заземления нужно рассчитать. Но прежде чем приступить к строительству, нужно узнать, сколько заземлителей требуется, определиться с расстоянием между ними.

Расчет контура заземления

Определение удельного сопротивления грунта

В случае затруднений эту величину можно измерить силами приглашенных для этой цели специалистов электротехнической лаборатории. Начинается расчет с определения удельного сопротивления грунта в месте постройки контура. Но для бытового применения и для подавляющего количества случаев промышленных конструкций достаточно табличных значений.

Удльное сопротивление грунтовУдльное сопротивление грунтов

Чтобы учесть эти изменения при расчете, для разных климатических зон вводятся поправочные коэффициенты. Сопротивление контура будет неизбежно зависеть от количества влаги в почве, замерзающей зимой и испаряющейся летом. Коэффициенты имеют неодинаковые значения для различного типа заземлителей. Зоны определяются по диапазону минимальных зимних и максимальных летних температур.

Поправочные коэффициенты для удельного сопротивленияПоправочные коэффициенты для удельного сопротивления

Но, учитывая, что в частных домах не всегда имеется возможность использовать такие заземлители, для упрощения расчета мы их не будем в него вводить. С контуром заземления допускается соединять и естественные заземлители: водопроводные трубы, свинцовые оболочки кабелей, обсадные трубы артезианских скважин, ненапряженные металлоконструкции железобетонных фундаментов.

К тому же использование оболочек кабелей и трубопроводов согласовывается с их владельцами, поэтому проще будет надеяться только на себя.

Выбор материала и размеров заземлителя

При этом нужно учитывать, что все они имеют по ПУЭ минимально допустимые геометрические размеры, указанные ниже в таблице. Для самостоятельного изготовления контура заземления, естественно, выбираются те материалы, которые либо имеются под рукой, либо доступны по цене.

Требования ПУЭ к минимальным размерам заземлителейТребования ПУЭ к минимальным размерам заземлителей

Из соображений цены последняя строка с медными изделиями сразу отметается, хотя контуры из этого материала существуют и даже доступны для рядового дачного строителя.

Для промышленного применения она варьируется от 2,5 до 5 метров. Теперь потребуется выбрать длину штыря из выбранного материала. Либо для этого будет применяться тяжелая кувалда, либо все-таки на помощь призовется экскаваторщик с соответствующей техникой. Но не забудьте, что заглублять электрод вы будете вручную.

В некоторых районах можно при этом уткнуться в слой камней или плиту. Поэтому, прежде чем задаться длиной штыря, лучше выкопать ямку глубиной 0,5-0,8 м в месте, откуда начнется контур, и попробовать забить в нее электрод по самое дно. Все, что смогли погрузить в землю, и будет равно расчетной длине электрода. При этом заглубиться дальше просто не получится.

Чем длина будет меньше, тем больше штырей понадобится для достижения поставленной цели.

Для его определения к глубине 0,5-0,8 м, на которой будет располагаться верх вертикальных электродов и соединяющая их полоса, нужно прибавить половину длины вертикального электрода. Для расчета в дальнейшем потребуется знать параметр, называемый «глубиной заложения».

Ограничить его могут лишь пределы участка земли, которым вы владеете. Еще потребуется задаться расстоянием между электродами, входящими в контур. Увеличение расстояния может привести к выходу с территории участка. Чем меньше расстояние между электродами, тем большее экранирующее воздействие они оказывают друг на друга – эффективность наличия массы железяк в земле снижается. Да и соединить электроды между собой надо, а это – перерасход полосовой или круглой стали. Конечно, никто не запрещает повернуть, но не будете же вы окапывать всю территорию?

Заранее поинтересуйтесь, есть ли на предполагаемой трассе кабельные линии и трубопроводы. И не забудьте о возможном наличии в земле коммуникаций.

Предварительно используйте значение, на реализацию которого хватит имеющегося материала. Для начала расчетов можно задаться какой-то приближенной цифрой, например, 3–5 м (лучше, если она будет равна, либо в 2-3 раза превышать длину электрода), а также определиться с количеством штырей, без чего не подсчитать длину горизонтального заземлителя. Ориентируйтесь на его стоимость, если придется заняться закупками, а также на длину участка.

Расчет сопротивления одного заземлителя

И не простой, а с возможности вычисления десятичного логарифма. Вот тут придется вспомнить математику и взять в руки калькулятор.

Они приведены в таблице, под ней же дана расшифровка переменных, означающих геометрические размеры изделий. Для вычисления сопротивления растеканию каждого вида вертикального (труба, уголок) или горизонтального (пруток или полоса) применяются свои формулы.

Формулы для расчета сопротивления одиночных заземлителейФормулы для расчета сопротивления одиночных заземлителей

Обозначения в формулахОбозначения в формулах

С непривычки это нелегкая операция, но в дальнейшем все будет значительно проще. Если с длиной электродов, а также общей длиной заземляющего устройства вы еще не определились, то рекомендуется посчитать значения для нескольких вариантов сразу.

Добавьте к этому расстояние от последнего штыря до стены дома, если горизонтальный заземлитель проходит до нее в земле. Учтите, что за длину горизонтального электрода принимается общая длина контура, равная произведению количества штырей на расстояние между ними.

Определение коэффициента использования

В любом случае, при расчетах это учитывается коэффициентом использования (экранирования) заземлителей. Мы уже говорили о том, что близко расположенные друг к другу заземлители снижают эффективность контура в целом. Чтобы воспользоваться нижеприведенными таблицами, нужно определить отношение расстояния между электродами к длине самих электродов.

Коэффициенты экранирования для вертикальных заземлителейКоэффициенты экранирования для вертикальных заземлителей

Коэффициенты экранирования для горизонтальных заземлителейКоэффициенты экранирования для горизонтальных заземлителей

В таблицах используется также число электродов, которым мы задались ранее. Например, если длина электрода 1,5 м, а расстояние между ними 3 м, то это отношение равно 2. Если число электродов равно 5, а в таблице есть только 4 и 6, то берутся значения для четырех и шести электродов с вычислением среднего арифметического значения. Результаты получают отдельно для вертикальных и горизонтальных заземлителей.

Расчет сопротивления растеканию

Итоговое сопротивление заземляющего устройства с выбранными параметрами складывается из:

  • сопротивления одиночного вертикального заземлителя, рассчитанного по вышеприведенным многоэтажным формулам;
  • числа вертикальных заземлителей;
  • сопротивления горизонтального заземлителя, рассчитанного по формулам из той же таблицы, где приведены формулы для расчета вертикальных;
  • коэффициентов использования для вертикальных и горизонтальных заземлителей.

Формула для расчета:

Формула для расчета сопротивления контура заземленияФормула для расчета сопротивления контура заземления

Следует отметить, что для изменения числа заземлителей в формуле, с целью подгонки результатов под необходимое итоговое значение, придется начать процесс сначала, так как изменятся коэффициенты использования, а также длина соединительной полосы, что повлияет на ее сопротивление.

Если попробовать его использовать, то выяснится, что не так страшен контур заземления в изготовлении, как это кажется на первый взгляд. Данный расчет является упрощенным, но он более чем годится для использования в бытовых целях. В зависимости от грунта, конечно. Для получения величины сопротивления растекания в пределах 30 Ом может оказаться достаточным и одного вертикального электрода.

Манипулируя исходными данными, можно подобрать и материалы, и их оптимальное количество для конструирования собственного контура. Расчет удобнее производить в программе Excel, забив в нее формулы.

Удельное сопротивление грунта взято для суглинка, сезонный коэффициент взят ориентировочно для северо-запада России. Далее приведен пример расчета для контура заземления из уголков с шириной полки 50 мм и длиной 1,5 м, соединенных стальной полосой шириной 40 мм. Расчет произведен для количества электродов в ряду, равном 2 и 4, на расстоянии 3 м друг от друга.

Пример расчета контура заземленияПример расчета контура заземления

При 4 электродах сопротивления растекания контура заземления достаточно даже для подключения устройств ограничения перенапряжения и молниезащиты, для которых допустимая величина регламентируется 10 Ом.

Изготовление контура заземления

Итак, расчет выполнен, и мы точно знаем:

  • материал вертикальных электродов;
  • длину вертикальных электродов;
  • расстояние между ними;
  • глубину заложения или расстояние до места укладки горизонтальной полосы (0,5–0,8 м), что удобнее для монтажа.

Ширина траншеи должна позволить выполнять сварочные работы на ее дне. Место расположения контура тоже известно, остается только выкопать горизонтальную траншею с глубиной, принятой для расчета глубины залегания электродов. Для этого потребуется, чтобы сварочный электрод добрался до всех мест, которые нужно обварить.

В них войдет вывод от контура заземления. Траншея должна доходить до стены дома, за которой находится вводной щиток, или вводного учетно-распределительного щитка, находящегося на улице.

Теперь размечаем места, куда забиваются электроды, и забиваем их в землю кувалдой, оставляя над поверхностью дна траншеи участок порядка 10 см для соединения заземлителей между собой.

Подводим полосу к заземлителям и привариваем. Крепим полосу в конечном пункте ее назначения, привариваем к ней болт для подключения наконечника с проводом.

Место соединения обваривается со всех сторон. Полоса должна касаться поверхности заземлителя плашмя. Или постарайтесь на совесть, чтобы выполнить надежное соединение. Качество сварки должно быть наивысшее, поэтому, если вы не обладаете навыками профессионального сварщика, лучше найдите такого среди соседей или знакомых.

Все соединения элементов контура выполняются сваркойВсе соединения элементов контура выполняются сваркой

Покрасить нужно только вывод от контура, находящийся над поверхностью земли с небольшим заходом в глубину, так как из-за проникновения в поверхностный слой грунта воздуха и наличия там влаги коррозия будет неизбежна. Все сварные швы должны быть окрашены, в отличие от всех остальных железяк.

Запоминаем место расположения контура, чтобы через десяток лет не попросить экскаваторщика выкопать там траншею под канализацию. Когда краска высохнет – все засыпаем землей. Лучше даже сфотографировать не закопанную траншею так, чтобы в кадре оказались окружающие предметы, по которым ее можно будет потом вычислить.

Соединение контура со щитком

Правила устройства электроустановок регламентируют сечение заземляющих проводников, которыми выполняется подключение контура заземления к шине РЕ вводного щитка.

Допустимые сечения заземляющих проводниковДопустимые сечения заземляющих проводников

Сталь имеет большое допустимое сечение, да и трудно загнать стальной пруток в полость щитка. Оптимальным решением является применение медного проводника. Алюминий же под воздействием атмосферной влаги будет окисляться, да и сечение в 16 мм2 позволяет подключить не всякие шинки, входящие в комплект щитков.

Для подключения же к болту, заблаговременно приваренному к выходящей на поверхность шинке, можно использовать наконечник марки ТМЛ. Медные же проводники, особенно жесткие, с моножилой, можно смело зажимать под винтовое соединение. Можно согнуть конец жесткого проводника в кольцо, зажав его между двумя стальными шайбами.

Если же проводник из гибкого медного провода, то его монтаж выполняется с обязательным применением наконечников.

Присоединение заземляющего проводника к контуру заземленияПрисоединение заземляющего проводника к контуру заземления

Практикуется защита соединения путем помещения его в соединительную коробку или бокс. Место подключения, находящееся на улице, нужно защитить от воздействия влаги.

Присоединение заземляющего проводника к контуру в боксеПрисоединение заземляющего проводника к контуру в боксе

Смазка будет отталкивать воду, при этом не нарушая соединения. Однако бывает достаточно просто смазать контакт литолом или циатимом. Так нужно сделать обязательно в случае применения алюминиевого проводника.

Величина, измеренная до подключения (сам контур заземления) не должна превысить 30 Ом. Если есть возможность, то перед тем, как подключить контур заземления к шине РЕ, вызовите работников ближайшей электротехнической лаборатории для измерения сопротивления растекания контура заземления. Измеренное сопротивление при этом не должно превысить 10 Ом. После присоединения заземляющего проводника к шине РЕ щитка он соединится со всеми контурами, находящимися поблизости.

Заключение

Настала пора заняться распространением его влияния и внутри распределительной сети дома. Теперь у вас есть собственный контур заземления. Если электропроводка все еще двухпроводная – задумайтесь, не пора ли ее поменять на трехпроводную, иначе зачем вы делали контур?

Если какие-то розетки не используются для таких электроприборов, то наличие заземляющего контакта в них не обязательно. Все розетки, в которые подключаются потребители, имеющие вилки с заземляющим контактом, должны соединяться с шиной РЕ щитка. Это касается подключения мобильных телефонов, пылесосов и прочей бытовой техники с обычными вилками.

В обязательном порядке заземляются корпуса бойлеров, электроплит, кондиционеров, стиральных машин, компьютеров, электрических котлов.

Розетка с заземляющим контактомРозетка с заземляющим контактом

Даже если корпус светильника пластиковый, не исключено, что вы полезете в него искать неисправность при поданном напряжении питания. Если в светильниках имеется место для подключения заземляющих проводников, то и этот контакт должен соединиться с шиной РЕ. При наличии замыкания фазы на монтажную панель можно получить удар электротоком и, как минимум – упасть со стремянки.

Беда ведь не спрашивает, когда прийти в ваш дом. Даже если замыкание на корпус никогда не произойдет – все это вы делаете не зря. Так пусть он будет безопасным.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*