Как сделать заземление правильно в квартире или частном доме

Что представляет собой контур заземления и для чего он нужен

Заземление – это специально оборудованное соединение с грунтом нетоковедущих частей электрических приборов, которые в исправном виде не находятся под напряжением, в случае нарушения изоляции могут попасть под него.

Дело в том, что электрический ток устремляется в ту сторону, где сопротивление наиболее мало. В случае нарушения изоляции электротехники, он выходит на корпус. Благодаря этому могут наблюдаться сбои в работе приборов, вплоть до окончательного выхода из строя. Но самое страшное то, что если человек прикоснется рукой к поверхности, которая теперь находится под напряжением, он получит смертельный разряд.

1349788333-copy.jpg

Благодаря контуру заземления напряжение будет распределено между предметом и человеком. Причем так как сопротивление тела гораздо выше сопротивления контура заземления, то через него пройдет неощутимое количество тока, а все остальное уйдет в землю.

Поэтому при его устройстве следует помнить, что для того, чтобы ток пошел по нему, его сопротивление должно быть минимальным.

Читайте также:  Как называется штука где много розеток

Инструкции по монтажу заземления

Существует два способа сборки и установки подземных заземляющих конструкций. Первый можно выполнить своими силами, хотя придется потрудиться и потратить немало времени, а второй по силам только профессионалам, так как потребуется специальное оборудование и навыки измерения сопротивления.

Вариант 1 — заземляющий провод + заземлитель

Сначала рассмотрим, как самостоятельно сделать заземление в частном доме, не прибегая к платным услугам. Система состоит из двух основных элементов, каждый из которых подбирается в зависимости от условий монтажа.

Заземляющий провод – медный проводник с сечением, равным сечению фазной жилы. Он одним концом подключен к шине, расположенной в электрощите, вторым – к заземлителю, зарытому в грунт. К шине также ведут заземляющие проводники от всех электроустановок в доме.

zazemlenie_v_dome_6-430x319.jpgПровода «земли» легко распознать по цветовой маркировке – желто-зеленой полимерной изоляции. Способ крепления к шине – винтовой, посредством установки наконечников

Заземлитель – это конструкция из стальных элементов, тесно контактирующая с грунтом и служащая для выравнивания потенциалов при появлении напряжения.

При проектировании учитывают параметры сопротивления грунта, вычисляют размеры стержней и рамы, а также глубину залегания.

zazemlenie_v_dome_7-430x117.jpgУдельное сопротивление грунта. Очевидно, что значение УСГ песка, глины или торфа различается. Чем влажнее и плотнее грунт, тем менее объемной будет конструкция заземлителя

Существует универсальная конструкция, для создания которой не нужно производить сложные расчеты.

Для ее изготовления потребуются:

  • три 3-метровых уголка 50*50 мм или стальная труба со стенкой 3 мм и диаметром 16 мм;
  • три 3-метровых уголка 40*40 мм.

Также понадобится сварочный аппарат, режущий инструмент, кувалда, крепежные материалы, а для земляных работ – лопата и ведро.

Пошаговая инструкция:

  1. Выкапываем траншею от дома до места установки заземлителя. Ее глубина и ширина – около полуметра.
  2. Делаем разметку для вбивания штырей (уголков) в виде равностороннего треугольника со стороной 3 м.
  3. В местах вершин треугольника выкапываем ямки глубиной 50 см.
  4. Соединяем ямки узкими канавками по периметру, чтобы получился треугольник.
  5. Забиваем уголки 50*50 в землю так, чтобы над ее поверхностью остались части длиной около 0,2 м.
  6. Свариваем три уголка 40*40 в форме треугольника.
  7. Привариваем треугольник к уголкам, забитым в землю.

Затем подключаем к конструкции заземляющий проводник: запрессовываем его конец круглым наконечником и с помощью болта подходящего размера прикручиваем к отверстию, высверленному в одном из уголков.

Схема установки заземлителя. Проводник ведет от зарытой треугольной конструкции к дому и заканчивается в электрощите на заземляющей шине

Металлические детали необходимо засыпать грунтом, лучше песком, а место монтажа заземлителя и проводника пометить табличкой, чтобы при строительных или хозяйственных работах не повредить.

Рекомендации по выбору деталей и монтажу заземлителя в грунт:

Галерея изображенийФабричные изделия имеют преимущества перед изготовленными своими руками: поставляются комплектно, не требуют сварки, позволяют получить нужное сопротивление при минимуме земляных работЧтобы забить длинные 3-метровые уголки в землю, на первом этапе потребуется стремянка или другое возвышение, с которого можно производить удары электроинструментом или кувалдойЧтобы максимально сохранить проводимость металлического уголка, элементы конструкции не нужно покрывать защитной антикоррозийной краской или другим похожим составомКроме стального уголка 50*50 см можно использовать 6-миллиметровый оцинкованный прут, 10-миллиметровый прут из черного металла или прямоугольный прокат 48 мм²Лучший вариант заземляющей шины – пластина из электротехнической бронзы с отверстиями для присоединения заземляющих проводников. Она монтируется на стенку электроящикаЗаземляющую конструкцию рекомендуется зарывать в грунт как можно ближе к фундаменту дома – примерно на расстоянии в 1 мЧтобы самодельные металлические элементы легче забивались в грунт, концы уголков необходимо заострить, подрезав пилой. Заводские изделия оснащены остроконечной головкойЧтобы соединения не окислились и не повысили сопротивление заземлителя, вместо винтов используют сварку, которая гарантирует прочный и длинный шовКомплектация заводского заземлителяСтремянка или специально сколоченная подставкаМеталлический уголок из оцинкованной сталиМеталлопрокат для изготовления заземлителяШина заземления в электрощитеКонтур заземления около домаМонтаж заземлителя в грунтСварка деталей из черного металла

Для стальных стержней и соединяющей их полосы опасна пищевая соль – она разъедает металл и приводит конструкцию в негодность. Проследите, чтобы это вещество случайно не попало в грунт рядом с заземлителем.

Вариант 2 — модульная штыревая система

Если конструкцию из деталей металлопроката можно сделать своими руками, то заводской штырь необходимо приобрести в магазине.

Его главное преимущество – отсутствие трудоемких земляных и сварочных работ, а недостаток заключается в дополнительных расходах на оплату услуг обслуживающей организации.

Схема монтажа штыревого заземлителя и его устройство. Основные составляющие части – головка, стальной электрод с электрохимическим медным покрытием и муфты, соединяющие фрагменты электродаБольшая глубина объясняется еще и тем, что в указанном диапазоне обычно присутствуют грунтовые воды, резко снижающие сопротивление устройства, а это – необходимое условие для создания заземляющей системы

В самодельной конструкции площадь соприкосновения с грунтом увеличивается за счет использования нескольких уголков. Здесь штырь всего один, поэтому увеличение контакта происходит за счет его длины. Устройство забивают в грунт на глубину 20-40 м.

Земляные работы сводятся к вырыванию одной ямки с размерами 0,5*0,5*0,4 м. Для забивания штыря ударной дрелью пользоваться не рекомендуется, так как нужно исключить вращение головки штыря. Здесь нужен перфоратор со специальной насадкой.

В заводском комплекте вместе со штырем есть зажим для крепления проводника заземления, поэтому процесс монтажа заключается в забивании основного устройства и подключении его к проводу.

Пошаговая инструкция по монтажу штыревого заземлителя. Проводить замеры растекания мультиметром и рассчитывать глубину установки может только специалист – представитель из обслуживающей организации

Существуют нормативы, которых следует придерживаться в процессе монтажа:

  • для 3-фазной сети 380 В – сопротивление не более 2 Ом;
  • для 1-фазной сети 220 В – сопротивление не более 4 Ом.

При самостоятельном монтаже для подстраховки перед проверяющими органами лучше точно вычислить уровень залегания грунтовых вод и убедиться, что заземлитель опустится до этой отметки.

При контакте с грунтовыми водами параметры сопротивления придут в норму.

Устройства заземления и их виды

Устройство заземленияОдним из главных элементов электрических сетей является заземление.

Профессиональное определение заземления гласит, что это преднамеренное электросоединение сети, оборудования или электроустановки с заземляющим устройством, которое позволяет обеспечить защиту человека и животных от опасных токов прикосновения, снижающихся заземлением.

В простых словах, это проводник, соединённый с одной стороны с частями оборудования, которые не должны находиться под напряжением, а с другой — с элементом, выполняющим функцию заземлителя. В случае когда корпус непредвиденно попадает под напряжение, такая система отводит токи в землю, а прикоснувшийся к прибору человек не получит повреждений.

В зависимости от назначения, существуют два вида контуров заземления: защитный и рабочий. Каждый из них несёт определённую функцию. Защитное заземление предназначено для защиты людей от поражения электрическим током. Рабочее же обеспечивает безопасное функционирование оборудования, хотя в некоторых случаях способно выполнять роль защитного.

Заземлитель чаще выполняется из трёх железных прутов, полностью вбитых в почву и соединенных между собой металлическими полосами, в виде треугольника с равными сторонами. А чтобы от заземлителя не приходилось тянуть заземляющий проводник к каждой установке, используют аналогичные полосы, выполняющие роль шины, которая проходит по всему зданию или сооружению — уже от неё можно подключать заземления к оборудованию.

От шины до потребителя проходит проводник, значительно меньший по сечению, нежели рабочие кабели, и маркированный жёлтым или жёлто-зелёным цветом. Он подключается к корпусам электроустановок или к клеммам, которые впоследствии будут соединены через вилку с заземляющим проводом электроприбора.

Защитный заземляющий контур

В случае пробоя защитное заземление вполне способно выполнить роль рабочего, а также может спасти оборудование при попадании молнии — естественно, если существует громоотвод. Однако основная задача защитного контура заключается всё же в защите людей от повреждения электрическим током.

Вам это будет интересно  Формула для определения напряжённости электрического поля

Рабочее, или функциональное заземление

Рабочее заземление часто называют функциональным, и предназначено оно в первую очередь для защиты и сохранения работоспособности оборудования. Преимущественно оно используется для трёхфазных сетей и рассчитано на понижение напряжения до безопасных величин в случае пробоя на корпус. Это позволяет сохранить оборудование и приборы, не нарушив их функциональность.

Контур заземления

Если таким образом заземлено оборудование с напряжением до 1 кВ, то необходимо использовать изолированную нейтраль. Если значение напряжения выше 1 кВ, то нейтраль допускается любая.

При необходимости функциональное заземление способно выполнять роль защитного. Таким образом, при правильно работающем заземлении ток или напряжение становятся безопасными для человеческой жизни.

Причины удара током

Поражение электрическим токомЧеловека может ударить электрическим током в самых обычных повседневных ситуациях:

  1. Во время работы стиральной машинки иногда можно почувствовать лёгкое пощипывание. Иногда удары могут быть значительно сильнее. Это и есть воздействие электричества на человека.
  2. Находясь в ванной и дотронувшись до металлических частей крана, можно ощутить слабое пощипывание и даже сильные мурашки внутри пальцев.

В обоих случаях незаземлённые предметы могут пропускать через себя ток, то есть заряженные частицы, которые, в зависимости от силы и напряжения, могут проявляться в виде покалывания или сильных ударов, сопровождающихся мышечными судорогами.

Вам это будет интересно  Определение закона Ома, применяющегося для полной цепи

Понятно, что это крайне опасно — в крайних случаях от удара током возможны паралич и остановка сердца. Однако избежать подобных инцидентов можно достаточно просто — заземлив ванную или машинку. В таком случае ток, попавший на корпус, будет уходить по заземляющему проводнику в землю.

Типы заземляющих устройств

29_2s.jpg

При использовании выносного заземляющего устройства, заземлитель устанавливается за пределами территории, на которой размещается заземляемое оборудование.

При использовании контурного заземляющего устройства, металлические стержни заземлителя устанавливают внутри площадки, на которой находится заземляемое оборудование или по ее периметру (контуру).

Для экономии денежных средств и времени, потраченного на расчет защитного заземления подстанции при электроснабжении дома, можно использовать естественные заземлители.

Пример проекта электроснабжения дома

Назад

Вперед

К естественным заземлителям можно отнести металлические части и конструкции подстанции, соединенные с землей; трубы скважин и колодцев; силовые кабели, а точнее их свинцовые оболочки; металлические коммуникации, проложенные под землей (кроме трубопроводов взрывчатых и горючих веществ). Для трансформаторных подстанций, выполняя расчет защитного заземления электрооборудования, в роли естественных заземлителей можно использовать заземлители опор ЛЭП, которые соединяются с заземляющим устройством ТП с помощью грозозащитного троса.

В случае невозможности применить естественные заземлители, тогда применяются искусственные. Они представляют собой металлические стальные стержни с длиной в 2,5 м-3 м и размером в 50*50, 60*60, 75*75 мм.

29_3s.jpg

Между вертикальными заземлителями должно выдерживаться расстояние от 2,5 до 3 метров. Их забивают в землю с таким условием, чтобы между поверхностью земли и верхним краем стержня расстояние составляло от 0,5 до 0,8 метра.

Вертикальные заземлители после установки. Соединяются между собой стальными полосами или стальным проводом. Стальная полоса должна иметь сечение не менее 48 кв.мм и толщину не меньше 4 мм. Минимальный диаметр стального провода должен составлять 6 мм.

Горизонтальные и вертикальные заземлители соединяются с помощью сварки. Чтобы избежать попадания влаги, в местах сварных швов наносится слой битума, что повышает влагоизоляцию. Для магистралей заземления, проходящих в зданиях с электросетью до 1000 В, используют стальные полосы с сечением не менее 100 кв.мм.

Как правило, для изготовления стержней для заземления, используют сталь. Это крепкий материал, но все же со временем подвергается коррозии. Вследствие разрушения стали заземляющее устройство теряет свои свойства. Поэтому для борьбы с коррозией металлических частей заземляющего устройства стальные стержни покрывают цинком. Цинк не так сильно подвержен коррозии, благодаря чему увеличивается срок службы заземляющего устройства.

Для заземляющего устройства разрешено использовать металл, бывший в употреблении (например, арматура для фундамента).

Запрещается покрывать металлические части заземления красками, лаками и различными смолами. В ином случае перечисленные вещества будут выполнять функцию изолятора, и контакта с землей не будет.

Расчет защитного заземления

Основная задача расчета защитного заземления подстанции — определить основные параметры проектируемого заземления. К таким параметрам относятся: количество одиночных заземлителей, их размеры и порядок размещения на площадке.

Читайте также:  Магнитострикционные уровнемеры: принцип действия, преимущества, применение

В зависимости от состояния грунта расчет защитного заземления электроустановок можно разделить на две группы. Первая группа – расчет проводят с условием однослойного грунта, вторая – расчет ведется с условием многослойного грунта. Выбор варианта расчета зависит от характеристик грунта, в который закладывается заземление.

В первом случае расчет проводится с помощью метода коэффициентов использования.

Во втором случае, расчет проводится способом наведенных потенциалов. Этот метод расчетов трудоемок, но наиболее точен. Поэтому, его применение будет правильным при организации заземляющих устройств, имеющих технологически сложную конструкцию. Такие конструкции, как правило, используются в электроустановках напряжением свыше 1000 В.

Для высоковольтных электроустановок напряжением 110кВ с эффективно заземленной нейтралью, расчет заземлителя проводится как по Rдоп, так и по Uпр.доп., Uш.доп.

Для низковольтных электроустановок напряжением до 10 кВ, работающих по принципу изолированной нейтрали, расчет заземлителя проводится по допустимому сопротивлению растекания Rдоп.

В обоих случаях, если существует возможность вынести потенциал за пределы электроустановки и ее внешних ограждений, то потенциал заземляющего устройства должен быть ниже или равен 10 кВ.

При больших показателях потенциала необходимо предусмотреть меры безопасности по защите изоляции силовых кабельных линий.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для рассчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

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