Заземление в частном доме своими руками по ПУЭ

Содержание
  1. Какие электрические характеристики обеспечивают безопасную работу контура заземления
  2. Сопротивление заземляющего устройства в электроустановках до 1000 В: из каких составляющих оно складывается
  3. Напряжение прикосновения и шага: что это такое и как оно влияет на расчет контура заземления
  4. Какие нормы по сопротивлению растекания заложены в ПУЭ и почему
  5. Виды грунтов и их удельное сопротивление: что требует обязательного учета
  6. Требования к материалам для контура заземления, которые надо знать обязательно
  7. Влияние экранирования
  8. Расчет заземления для частного дома: формулы и примеры
  9. Сопротивление грунта
  10. Размеры и расстояния для заземляющих электродов
  11. Распространенные ошибки
  12. Схемы заземления частных домов своими руками: 380 В и 220 В
  13. Что такое контур заземления в частном доме: определение и устройство
  14. Расчет заземления для частного дома: формулы и примеры
  15. Заземление отдельных бытовых приборов и оборудования
  16. Что такое контур заземления: определение и устройство
  17. Основные требования к сопротивлению контура заземления
  18. Отличие громоотвода от заземления
  19. Как не превратить заземление в смертельное оружие или чего не стоит делать ни в коем случае
  20. Системы заземления частного дома
  21. Как рассчитать контур заземления: пошаговая инструкция
  22. Схемы изготовления контура заземления в частном доме
  23. Типовой контур для обычных грунтов из подручных средств
  24. Готовим материал и инструмент

Какие электрические характеристики обеспечивают безопасную работу контура заземления

Функция защиты цепи основана на том явлении, что ток короткого замыкания протекает по пути наименьшего сопротивления.

На любом бытовом приборе фазный потенциал может возникнуть из-за повреждения изоляции. В старой системе заземления TN-C он будет стекать через тело пострадавшего.

Тяжесть электротравмы зависит от многих факторов, но может привести к летальным последствиям.

В схеме электроснабжения TN-S искусственно созданный РЕ-проводник снимает опасный потенциал через контур заземления, защищает человека от поражения электрическим током.

Для оптимальной работы схемы необходимо учитывать:

  • дисперсионная стойкость;
  • касательные и шаговые напряжения;
  • состояние грунта по удельному сопротивлению;
  • электрические свойства выбранных материалов и их стойкость к агрессивным грунтовым средам;
  • схемотехника, которая должна быть рассчитана по нормам и проверена электрическими измерениями на высокоточных приборах.

Сопротивление заземляющего устройства в электроустановках до 1000 В: из каких составляющих оно складывается

Любой контур заземления состоит из вертикальных или горизонтальных заземлителей (электродов), помещенных в землю. Через созданный ими контакт протекает аварийный ток.

Вертикальные электроды заглублены в землю, разделены определенным расстоянием, соединены горизонтальным заземлителем, соединенным с главной шиной здания.

Для частного дома вертикальный заземлитель используется редко из-за устойчивости к растеканию тока.

Предположим, что имеется конструкция с подсоединенным к ней вертикальным электродом, помещенным в грунт. На главной шине металлическое короткое замыкание. Сопротивлением заземляющего проводника для простоты пренебрегаем.

Сопротивление блока заземления

Ток короткого замыкания начинает течь к потенциалу земли вдоль электрода и равномерно распределяется от него во все стороны. В этом случае максимальная плотность тока будет создаваться у самого заземлителя, а по мере удаления от него она будет уменьшаться.

Прохождение тока через постоянно увеличивающуюся поверхность Земли уменьшает ее размеры. Напряжение также имеет наибольшее значение на электроде, а при постоянном уменьшении величины тока оно падает. Здесь вступает в действие простой закон Ома.

На границе некоторой области, называемой зоной диссипации, напряжение уменьшается почти до нуля от своего максимального значения. Таким образом были получены точки с нулевым потенциалом, расположенные по разные стороны электрода, где U=0.

Сопротивление заземляющего устройства Rz — это сопротивление земли между точками нулевого потенциала. Он рассчитывается по формуле Rз = Uф/Iкз.

На величину очень незначительно влияет сопротивление металлических частей заземлителей с шиной и контактов электродов с землей — они очень малы. Вопрос о его снижении решается путем изменения конструкции контура и свойств грунта.

Этот показатель можно улучшить, установив дополнительный электрод. Однако он должен быть установлен определенным образом.

Если два электрода поставить рядом, то площадь зоны рассеяния практически не изменится. Ток короткого замыкания вытекает на тот же участок земли. Поэтому заземляющие проводники должны иметь большее расстояние.

В этом случае ток короткого замыкания будет протекать от каждого электрода, разделяясь на два тока, и между ними образуется пространство, где они влияют друг на друга. Она называется зоной защиты. Для оценки его свойств введены поправочные коэффициенты.

Вертикальные электроды

Второй способ повышения стойкости заземляющего устройства основан на увеличении длины вертикального электрода и заглублении его в землю до 30 метров. Технология этого метода приведена в конце статьи.

Несколько вертикальных электродов приварены в земле к металлической полосе (горизонтальный заземлитель). Он также влияет на отвод аварийного тока, он оценивается индивидуальным коэффициентом.

Величина зависит от количества электродов в цепи и соотношения между расстоянием между ними и длиной. Данные сведены в таблицу.

Горизонтальный электрод

Таким образом, электрические характеристики создаваемой цепи сильно зависят от конфигурации и расположения вертикальных и горизонтальных заземлителей, их заглубления в землю.

Владелец частного дома перед сборкой конструкции должен оценить сопротивление заземляющего устройства в электроустановках до 1000 В и сделать предварительный расчет на бумаге. Для этого необходимо представить, из каких процессов берутся заданные в проекте параметры.

Напряжение прикосновения и шага: что это такое и как оно влияет на расчет контура заземления

Напряжение прикосновения описано в разделе 1.7.24 EIC. Значение входит в формулы расчета сопротивления контура заземления.

Представим, что на корпусе какого-то оборудования появился фазовый потенциал U и к нему прикоснулся человек с сопротивлением тела R.

Через него начнет протекать ток, который определяется законом Ома. Величина приложенного напряжения зависит от места, где осуществляется контакт, расстояние от максимального значения U, обозначается термином контакт (Uпр).

Напряжение прикосновения

Так как от Упр зависит безопасность человека, для него введены строгие нормы. При создании электропроекта объекта на него накладываются строгие ограничения, влияющие на безопасность. Они учитываются в параметрах допустимого сопротивления заземляющего устройства.

Ступенчатое напряжение

Другой ряд факторов, влияющих на расчет схемы, учитывает те процессы, которые происходят непосредственно на земле при отводе аварийного тока, которые распространяются внутри зоны, где может случайно находиться человек. Они учитывают напряжение ступени.

Максимальное напряжение прикладывается в эпицентре разряда, и значение постепенно уменьшается с увеличением расстояния до нуля. При движении человека в этой зоне между его ногами будет возникать разность потенциалов.

Он увеличивается при приближении к месту разряда и при определенных условиях может вызвать поражение электрическим током: чем ближе к очагу, тем опаснее.

Ступенчатое напряжение

Термин шаг напряжения Uш установлен в п. ПУЭ 1.7.25. Это строго стандартизировано формулами расчета конструкции заземляющих устройств.

В промышленных установках обычно используются дорогие специальные защиты, быстро отключающие аварийные режимы, когда ступенчатое напряжение имеет возможность проявить себя в течение очень короткого времени.

В частном доме таких устройств нет. Поэтому к качеству контура предъявляются повышенные требования. Владелец должен учитывать расположение и маршрут горизонтального заземляющего электрода.

Контактные и ступенчатые нагрузки должны быть минимальными, чтобы повысить безопасность человека. Они учитываются нормами ПУЭ.

Какие нормы по сопротивлению растекания заложены в ПУЭ и почему

Чтобы сделать надежную схему частного дома, следует понимать, что она работает не одна, а в составе всей системы заземления электроустановки, от промышленной подстанции.

Безопасность зависит от типа нейтрали ТП и скорости аварийного реагирования.

В промышленных установках, требующих немедленного отключения при аварии, создается эффективно заземленная нейтраль, позволяющая быстро отключать токи короткого замыкания при однофазном замыкании на землю. Для этого сопротивление с учетом влияния всех естественных и искусственных заземлителей не должно превышать 0,5 Ом. (п. 1.7.90.)

Бытовая электрическая сеть 380/220 вольт обычно создается с глухозаземленной нейтралью. Безопасность можно до некоторой степени повысить с помощью разделительного трансформатора.

Сеть с изолированной нейтралью

За ним создается сеть с изолированной нейтралью. Но мы сейчас рассматриваем другой вопрос.

Подстанция, соединенная обычным способом с глухозаземленной нейтралью, должна работать в режиме, указанном в пункте ПУЭ 1.7.101.

Глухо заземленная нейтраль

Это означает, что при эксплуатации частного дома с напряжением 380/220 вольт общее сопротивление всей цепи заземляющих устройств должно укладываться в норматив менее 4 Ом. На эту величину влияют все повторные заземлители воздушных линий и естественное заземление.

К последним относятся железобетонные фундаменты зданий и другие металлические конструкции, заглубленные в землю. Их задача – обеспечить электрический контакт с землей на длительное время.

Повторяющиеся линейные заземлители распределяются по полюсам воздушной линии, чтобы обеспечить достаточную величину тока однофазного замыкания, который должен обнаруживать устройство защиты от перенапряжения. Они расположены у входа в здание.

Все эти заземления должны в совокупности давать на трансформаторной подстанции значение сопротивления 0,4 Ом.

При вводе в эксплуатацию воздушных линий и подстанций на них в эксплуатации устанавливаются любые заземления. Измерить сопротивление отдельно невозможно, да и очень опасно: это часть электрической цепи.

Теперь продолжим обработку раздела ПУЭ 1.7.107 для устройства заземления частного дома. Вот некоторые другие стандарты.

Сопротивление заземления

Для изготавливаемого нами заземлителя введено значение 30 Ом. Контур заземления можно отключить от ГЗШ и измерить его сопротивление. Мы понимаем, что он участвует в работе всех повторяющихся и естественных цепей заземления и обеспечивает 4 Ом для трансформатора на подстанции.

Но не все так просто. Приходится соблюсти еще одно условие безопасности: сопротивление ближайшего заземлителя должно быть 10 Ом. Это следует из раздела ПУЭ 1.7.103.

Сопротивление заземления

Однако обеспечить эти 10 и 30 Ом простыми способами не всегда возможно из-за физического состояния земли.

Виды грунтов и их удельное сопротивление: что требует обязательного учета

Наша схема будет вбита в землю, которая выполняет роль проводника электрического тока. Электропроводность зависит от многих факторов и нормируется значением удельного сопротивления.

Например, каменистая почва имеет очень плохие свойства. Работать с ним — плохая идея. Нормируемые параметры и возможные пределы их отклонений размещены в таблице.

Удельное сопротивление земли

Эта информация представлена ​​в качестве ориентира для приблизительного расчета. При создании контурного проекта желательно уточнить их на конкретном участке.

Чем влажнее почва и чем больше в ней различных солей, тем лучше ее устойчивость. Однако растворы солей являются агрессивной средой, вызывающей коррозию металлов.

Именно постоянные колебания влажности в зависимости от времени года и погодных условий вызывают большие отклонения удельного сопротивления от среднего значения.

В мороз вода превращается в лед, а это довольно плохой проводник электричества. В жару почва пересыхает. Зима и лето – самые неблагоприятные периоды для работы контура заземления.

Поэтому эти сезоны используются для контрольных измерений дисперсионной стойкости.

Почва не имеет однородной структуры. Когда вы копаетесь в почве, могут возникнуть всевозможные сюрпризы. Предсказать их невозможно. Особенно на большой глубине.

Например, поверх почвы может быть слой чернозема, а под ним — суглинок или супесь, камни.

Вы можете примерно оценить состав почвы самостоятельно. Для этого берут его кусок с глубины около метра и пытаются раскатать «колбаску» между ладонями. Если толщина соответствует спичке, это глина.

Из песка ничего нельзя раскатать, он рассыпается. Из глины можно сделать колбаски толщиной около одного сантиметра. Песчаная глина скатывается в несколько более крупные куски и тут же распадается.

Метод приблизительный, но позволяет получить данные для расчета проекта. Точнее, такие результаты дают приборы, предназначенные для измерения электрического сопротивления грунта. Их проводят специалисты электротехнических лабораторий.

Поскольку удельное сопротивление грунта сильно зависит от времени года, для более точного расчета контура вводят сезонные коэффициенты, учитывающие также четыре района проживания.

Сезонные коэффициенты

Требования к материалам для контура заземления, которые надо знать обязательно

Качественный электрический контакт между металлом электродов и грунтом создается не заглублением конструкции, а забиванием стержней в грунт, когда грунт при прессовании сжимается.

Электроды должны выдерживать механические ударные нагрузки при монтаже контура, без деформации входить в грунт и десятилетиями сохранять свои электрические свойства под воздействием агрессивной почвенной среды.

Выбор заземляющих проводников подчиняется строгим стандартам по типу металлов и их размерам. Максимально допустимые минимальные размеры электродов опубликованы в таблице ПУЭ.

Таблица ПУЭ

Уменьшать сечение материалов нельзя, а выбирать более толстый нерационально.

Для вертикальных заземлителей обычно используют трубу, стержень и уголок, а для горизонтальных — ту же полосу или стержень. Их сечение должно соответствовать требованиям таблицы 1.7.104.

Схема цепи разработана таким образом, чтобы обеспечить электрический контакт с землей, даже если металл подвергся коррозии. Вы не можете защитить его краской.

Окончательная сборка электродов осуществляется сваркой, а ее
шов быстро ржавеет и разрушается. Поэтому он должен быть покрыт защитой
слой битумного лака.

Металл соединительной планки, расположенной на открытом воздухе, к которой подсоединяется вывод главной защитной шины, также должен быть окрашен.

Влияние экранирования

Для расчета расстояния штырей по отношению друг к другу используется коэффициент экранирования, учитывающий взаимное влияние. Когда они расположены близко друг к другу, на другую ложится распределяющая нагрузка, эффект усиливается.

Чтобы уменьшить эффект, можно увеличить длину стика. Обычно такую ​​конструкцию изготавливают из 2-х брусков – сначала забивается 1, за ним второй. Но в частном домостроении такие заземлители не используются из-за сложности монтажа.

Соединив вертикальные штыри с горизонтальным элементом, мы уменьшаем площадь рассеивания каждого из них. В расчетах его влияние учитывается коэффициентом, который зависит от количества электродов в цепи.

Расчет заземления для частного дома: формулы и примеры

Расчеты заземления для частного дома основаны на формулах расчета сопротивления току распространения для электродов. Примеры будут показаны ниже.

Сопротивление грунта

Для одного бара используется формула:

Как сделать контур заземления в частном доме — расчет схемы и монтаж

где ρэкв – эквивалентное удельное сопротивление однослойного грунта (подбирается по табл. 1 для конкретного грунта);

  • L – длина электрода (м);
  • d – диаметр электрода (м);
  • Т — расстояние от центра электрода до поверхности земли (м).

Таблица 1

Газон 20
Почва (чернозем и др.) 50
Глина 60
Песчано-глинистая почва 150
Песок с грунтовыми водами до 5 м 500
Песок с грунтовыми водами глубже 5 м 1000

Размеры и расстояния для заземляющих электродов

Количество электродов в цепи можно рассчитать по формуле, где:

Как сделать контур заземления в частном доме — расчет схемы и монтаж

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

Таблица 2

Я II III IV
Вертикальный стержень 1,8÷2 1,5 ÷ 1,8 1,4 ÷ 1,6 1,2 ÷ 1,4
Перекладина 4,5 ÷ 7 3,5 ÷ 4,5 2 ÷ 2,5 1,5

Размеры электродов подобраны с учетом реальных условий и рекомендаций:

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

Глубина проникновения (длина электродов) выбирается из условия — не менее 15-20 см ниже уровня промерзания. Минимальная длина 1,5 м. Расстояние между штырями 1-2 длины электрода, минимальное расстояние 2 м.

Распространенные ошибки

Возможность подключения заземляющего провода к металлическим конструкциям в земле может иметь плохие последствия, если ее не ограничить.

Заземление опасно в таких случаях:

  • кабель привязан к водопроводной системе или трубам отопления – это опасно для хозяев дома и соседей;
  • нельзя подключать заземляющий провод к нулевому контакту розетки – если ноль сгорит, на коробках всех электроприборов будет обнаружено высокое напряжение;
  • не рекомендуется подключать к клемме РЕ более одной жилы — в случае пропадания электроэнергии она не будет уходить на землю через защитный заземлитель, а пойдет на бытовые приборы, подключенные другим проводом.

Также невозможно подключение к водопроводу или теплу в земле, т к в системе могут быть вставки, не проводящие электричество (пластиковые, полипропиленовые).

Схемы заземления частных домов своими руками: 380 В и 220 В

При установке контуров заземления существенной разницы между обустройством частного дома на 3 фазы (380 вольт) и на одну фазу (220 вольт) нет. Но в проводке он присутствует. Давайте узнаем, что это такое.

При однофазной сети для питания электроприборов используется трехжильный кабель (фаза, нейтраль и земля). Для трехфазной сети требуется пятижильный электрический провод (такая же земля и нейтраль, но три фазы). Особое внимание следует уделить отключению – заземление не должно соприкасаться с нейтралью.

Оцените ситуацию. От подстанции идут 4 провода (ноль и 3 фазы), выведенные в центральный офис. Устроив на участке правильное заземление, ставим его в щит и «сажаем» на отдельную шину. Фазные и нулевые жилы проходят через всю автоматику (УЗО), после чего идут к электроприборам. От шины заземления жила идет непосредственно к розеткам и оборудованию. Если нулевой контакт заземлен, УЗО сработают без причины, и такая проводка в доме совершенно бесполезна.

Схема заземления на даче своими руками проста, но требует внимательного и аккуратного подхода при выполнении. Его легко выполнить всего для одного котла или другого электроприбора. Ниже мы обязательно на этом остановимся.

Корпус газового котла, как и металлические трубы, требует качественного заземления во избежание искрения
Корпус газового котла, как и металлические трубы, требует качественного заземления во избежание искрения

Полезная информация! Перед началом работ необходимо нарисовать подробный проект заземления в частном доме. Схема контура заземления полезна во время работы и позже поможет в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

Что такое контур заземления в частном доме: определение и устройство

Контур заземления представляет собой конструкцию из штырей и колодок, помещенных в землю, которая при необходимости обеспечивает отвод тока. Однако никакой грунт не подходит для заземляющего устройства. Удачным для этого считается торф, суглинок или суглинок, а вот скала или камень не годятся.

Очень важно! Контур заземления должен проходить ниже уровня промерзания почвы. В противном случае он не будет выполнять свои функции зимой.

Контур готов. Осталось добавить крышку к стене домика
Контур готов. Осталось добавить крышку к стене домика

Контур заземления располагается на расстоянии 1 ÷ 10 м от здания. Для этого выкапывается траншея, оканчивающаяся треугольником. Оптимальными размерами являются длины сторон 3 м. В углах равностороннего треугольника вбивают штыревые электроды, соединяемые стальным настилом или уголком сваркой. Из вершины треугольника шина идет к дому. Алгоритм действий подробно рассмотрим в пошаговой инструкции ниже.

Выяснив, что такое контур заземления, можно переходить к расчетам материала и размеров.

Расчет заземления для частного дома: формулы и примеры

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) и ГОСТ устанавливают точные пределы того, сколько Ом необходимо заземлять. Для 220 В — это 8 Ом, для 380 — 4 Ом. Но не забывайте, что для общего результата учитывается и сопротивление земли, где устроен контур заземления. Вы можете найти эту информацию в таблице.

Тип почвы Максимальное сопротивление, Ом Минимальное сопротивление, Ом
Глинозем 65 55
Гумус 55 45
Лесные залежи 25 пятнадцать
Песчаник, глубина грунтовых вод более 5 м 1000  —
Песчаник, грунтовые воды не глубже 5 м 500  —
Песчано-глинистый грунт 160 140
Суглинок 65 55
Торфяное болото 25 пятнадцать
Чернозем 55 45

Зная данные, можно использовать формулу:

Формула расчета сопротивления стержня
Формула расчета сопротивления стержня

куда:

  • Ro – сопротивление стержня, Ом;
  • L — длина электрода, м;
  • d — диаметр электрода, м;
  • Т — расстояние от центра электрода до поверхности, м;
  • Rekv — сопротивление заземления, Ом;
  • Т — расстояние от вершины стержня до поверхности, м;
  • ln — расстояние между штырями, м.

Но эту формулу трудно использовать. Для простоты предлагаем воспользоваться онлайн-калькулятором, где нужно только ввести данные в соответствующие поля и нажать кнопку рассчитать. Это исключит возможность ошибок в расчетах.

Для расчета количества пинов воспользуемся формулой

Формула расчета количества тактов в петле
Формула расчета количества тактов в петле

где Rn — нормированное сопротивление заземляющего устройства, а ψ — климатический коэффициент сопротивления заземления. В России за него берут 1,7.

Рассмотрим пример заземления для частного дома, стоящего на черноземе. Если контур выполнен из стальной трубы длиной 160 см и диаметром 32 см, заменяем данные в формуле, получаем п = 25,63 х 1,7/4 = 10,89. Округляя результат в большую сторону, получаем необходимое количество заземлителей – 11.

Заземление отдельных бытовых приборов и оборудования

Часто бывает так, что владельцы частных домов (особенно загородных) не видят смысла в установке полноценной системы заземления. Мы не можем никого ни оправдать, ни осудить, а значит, этот вариант тоже стоит рассмотреть. Узнаем, как заземлить водонагреватель в частном доме, не устанавливая всю систему защиты.

Знак заземления ГОСТ-21130
Знак заземления ГОСТ-21130

Это довольно легко сделать с помощью естественного заземляющего электрода. От него необходимо проложить кабель непосредственно к устройству или к розетке, от которой устройство получает питание. Часто таким способом заземляют газовый котел в частном доме, но таким образом можно защитить и все остальные бытовые приборы.

Есть «электрики», которые на вопрос, как заземлить розетку в частном доме, рекомендуют перекинуть перемычку с нулевого контакта на землю. Очевидно, что к таким советам прислушиваться не стоит — тут полно проблем. О таких ошибках мы обязательно сегодня поговорим. А теперь стоит более подробно остановиться на том, как проверить готовый контур заземления, соответствует ли он необходимым требованиям.
Швы в соединении шин должны быть хорошо проварены
Швы в соединении шин должны быть хорошо проварены

Что такое контур заземления: определение и устройство

Контур заземления представляет собой электрическое устройство с малым электрическим сопротивлением, позволяющее быстро отводить электрический ток на землю. Он состоит из двух частей, соединенных между собой – внешней и внутренней системы. Соединение этих частей осуществляется в электрощите на входе в дом.

Наружная система представляет собой устройство, позволяющее пропускать электрический ток в землю с последующим его распределением по площади. Он обычно состоит из нескольких электродов, забитых (закопанных) в землю и соединенных сваркой с пластинами определенного сечения. От них сваренная шина переходит в щит, где соединяется с внутренней.

Монтаж заземления в частном доме

Что такое внутренняя подсистема? Это провода от заземляющих проводов во всех комнатах и ​​помещениях в доме к розеткам и к мощным электроустановкам. Образуется общая шина, которая подключается к внешней цепи в электрощите.

Защитные свойства заземления очень просты. При нарушении изоляции проводов ток от сети поступает по проводам внутренней системы во внешний контур заземления. Через электроды этой цепи она стекает в землю. Из электротехники известно, что земля обладает большой электрической емкостью, что дает уверенность в поглощении таких утечек электричества.

Основные требования к сопротивлению контура заземления

Если вы не знаете, как сделать заземление в частном доме и какими техническими характеристиками оно должно обладать, рекомендуем ознакомиться с ПУЭ, так как глава 1.7 под названием «Заземление и защитные мероприятия по электробезопасности» регламентирует важнейшие технические характеристики заземления контур заземления для оборудования до 1000 В.

Согласно этому нормативному документу сопротивление контура заземления должно быть:

  1. Не более 4 Ом для электроустановок до 1000 В (к этому классу электроустановок относится электрооборудование дачи, дома или коттеджа).
  2. Не более 10 Ом, если суммарная мощность генераторов или трансформаторов менее 100 кВА.
  3. Не более 0,5 Ом для электроустановок свыше 1000 В с большими токами замыкания на землю (более 500 А).
  4. Менее 10 Ом для установок выше 1000 В с малым током замыкания на землю.

Отличие громоотвода от заземления

Не путайте заземление с грозозащитным разрядником. Несмотря на схожий принцип, задачи у них разные. Грозозащитный разрядник нужен для приема разряда молнии и передачи его по изолированному от внутренней сети контуру заземления непосредственно в землю.

Заземление, в свою очередь, служит для отвода тока от внутренней домашней сети в случае перегрузки. В принципе, заземление и грозовой разрядник могут иметь общую внешнюю цепь при соблюдении правил техники безопасности. Кстати, вы можете купить готовые комплекты молниезащиты, соответствующие всем правилам и условиям эффективности и безопасности.

Как не превратить заземление в смертельное оружие или чего не стоит делать ни в коем случае

Не используйте водопроводные или отопительные трубы в качестве контура заземления. Во-первых, гарантируется целостность цепи, так как могут быть использованы пластиковые вставки, во-вторых, контакт может нарушиться из-за коррозии.

Заземляющий проводник и «нейтральный» рабочий контакт не должны соединяться дальше точки разделения. Если это сделать, то в проводнике защитного заземления образуется значительное напряжение, и машина будет постоянно работать, выдавая ложное срабатывание.

Нельзя ставить перемычку между нулем и Re-проводником в розетке. В противном случае при любом обрыве нулевого проводника на корпус электроприбора пойдет одна фаза.

Системы заземления частного дома

Всего систем шесть, но в отдельных разработках в основном используются только две: ТН-СК и ТТ. В последние годы рекомендуется система TN-SC. В этой схеме нейтраль на подстанции глухозаземлена, а оборудование имеет непосредственный контакт с землей. К потребителю земля (PE) и нейтраль/ноль (N) подведены одним проводником (PEN), а на вводе в дом снова разделены на два отдельных.

Система заземления TN-SC
Система заземления TN-SC

При такой системе обеспечивается достаточная степень защиты автоматов (УЗО не требуются). Недостаток в том, что при перегорании или повреждении линии PEN на участке между домом и подстанцией на шине заземления в доме возникает фазное напряжение, которое ничем не отключается. Поэтому ПУЭ предъявляет к такой линии жесткие требования: обязательно наличие механической защиты PEN-линии, а также периодическое резервное заземление на опорах через каждые 200 м или 100 м.

Однако многие линии электропередач в сельской местности не отвечают этим условиям. В этом случае рекомендуется система ТТ. Такое расположение также следует использовать в отдельно стоящих открытых хозяйственных постройках с земляными полами. Они рискуют коснуться земли и земли одновременно, что может быть опасно в системе TN-SC.

Система заземления частного дома ТТ
Система заземления частного дома ТТ

Отличие в том, что «земляной провод» на экран идет от индивидуального контура заземления, а не от подстанции, как на предыдущей схеме. Такая система устойчива к повреждению защитного провода, но требует обязательной установки УЗО. Без них нет защиты от поражения электрическим током. Поэтому ПУЭ определяет ее как резервную только в том случае, если существующая линия не соответствует требованиям системы TN-SC.

Система заземления ТТ в более четкой картинке
Система заземления ТТ в более четкой картинке

Как рассчитать контур заземления: пошаговая инструкция

Проект выполняется в несколько этапов.

Шаг 1. Выбор материала

Металл и его профиль выбирают по приведенной выше таблице 1.7.104. В производстве используются материалы, которые есть в наличии или проще всего купить в определенной местности. Главное условие – соблюдение необходимого сечения.

Шаг 2. Определение дизайна

Здесь мы спрашиваем:

  • глубина забивки вертикальных заземлителей H;
  • расстояние между ними D;
  • их номер Н.

Размеры контура заземления

Расчет предполагает их размещение в линию, а не треугольником, при увеличении площади экранирования. Однако при необходимости этот вариант можно легко пересчитать.

Направление линии выбрано с учетом местных условий таким образом, чтобы она не пересекала другие магистрали, например, канализацию, водоснабжение, газоснабжение.

Глубину забивки определяют опытным путем на одном контрольном образце. Для него выкапывают яму глубиной 0,7 метра и загоняют в нее пробную штангу.

При этом оцениваются усилия и характеристики технологии. Если налить в яму ведро воды и дать ей впитаться в землю хотя бы полчаса, вождение потребует меньше физических усилий.

Рекомендуемая длина прототипа обычно составляет 2-2,5 метра. Короче говоря, стержни предназначены только для очень плотного грунта.

Расстояние между вертикальными электродами выбирают кратным их длине: это позволяет лучше учесть коэффициенты взаимного влияния.

Количество вертикальных заземлителей определяет длину соединительной полосы с учетом части подвода к дому, а также определяют ее характеристики при расчете конструкции.

После выбора конфигурации и размеров переходите к следующему шагу.

Шаг 3. Расчет электрического сопротивления выбранной цепи

Расчеты по математическим формулам позволяют предварительно оценить составную конструкцию. Если он соответствует стандарту, можно переходить к производству. В противном случае в схему вносят коррективы путем увеличения количества электродов, их углубления или увеличения расстояний.

Сначала оценивают сопротивление отдельных заземлителей с учетом их формы и способа заглубления.

Сопротивление одиночным заземлителям

После завершения и проверки расчета перейдите к определению специальных коэффициентов использования. Они учитывают степень экранирования и взаимное влияние электродов.

Я отдаю им самую общую часть таблицы.

Условия использования

Определив коэффициенты влияния, можно переходить к общему расчету сопротивления заземляющего устройства. Я дам вам формулу.

Расчет заземляющего устройства

Полученный результат может быть в пределах нормированных 30 Ом или выше. Если он не соответствует требованиям ПУЭ, необходимо что-то добавить в конструкцию или изменить размер. После этого нужно произвести новый расчет и добиться положительного результата.

Расчеты можно производить вручную по формулам на бумаге или с помощью онлайн-калькулятора ниже.

Верхний слой почвы Очень влажный песок (60) Средневлажный песок (130) Влажный песок (400) Влажный песок (1500) Сухой песок (4200) Песчаник (1000) Супесь (300) Влажная песчаная почва (150) Очень влажный суглинок (60) Полу — грунт глинистый прочный, рыхлая масса (100) Глинистый мерзлый слой (190) Глина (при t > 0°С) (60) Торф при t = 0°С (50) Торф при t > 0°С (40) Солончак (при t > 0°С) С) (25) Сухой щебень (5000) Влажный щебень (3000) Трава (при t > 0°С) (5500) Садовая земля (40) Чернозем (50) Речная вода (1000)) Основание гранитное (при t > 0°С)) (22500)
Климатический коэффициент Климатическая зона I (верт. — 1,9; гор. — 5,75) Климатическая зона II (верт. — 1,7; гор. — 4,0) ; Горизонт — 1,75)
Базовый слой с грунтом Очень влажный песок (60) Средневлажный песок (130) Влажный песок (400) Влажный песок (1500) Сухой песок (4200) Песчаник (1000) Супесь (300) Влажная песчаная почва (150) Очень влажный суглинок (60) Полу — грунт глинистый прочный, рыхлая масса (100) Глинистый мерзлый слой (190) Глина (при t > 0°С) (60) Торф при t = 0°С (50) Торф при t > 0°С (40) Солончак (при t > 0°С) С) (25) Сухой щебень (5000) Влажный щебень (3000) Трава (при t > 0°С) (5500) Садовая земля (40) Чернозем (50) Речная вода (1000)) Основание гранитное (при t > 0°С)) (22500)
Количество проводников заземления хоста 1 вертикальный заземлитель2 вертикальных заземлителя3 вертикальных заземлителя4 вертикальных заземлителя5 вертикальных заземлителей6 вертикальных заземлителей7 вертикальных заземлителей8 вертикальных заземлителей9 вертикальных заземлителей10 вертикальных заземлителей11 вертикальных заземлителей12 вертикальный заземлителей13 вертикальных заземлителей14 вертикальных заземлителей15 вертикальных заземлителей16 вертикальных заземлителей17 вертикальных заземлителей18 вертикальных заземлителей19 вертикальных заземлителей20 вертикальных заземлителей
Высота верхнего слоя почвы, H (м)
Длина вертикального заземлителя, L1 (м)
Глубина горизонтального заземления, h2 (м)
Длина соединительной полосы, L3 (м)
Диаметр вертикального заземлителя, D (м)
Ширина горизонтальной заземляющей полки, b (м)
Удельное электрическое сопротивление почвы
Заземляющий электрод с простым сопротивлением
Длина горизонтального заземлителя
Горизонтальное сопротивление заземления:
Суммарное сопротивление распространению электрического тока

Рассчитав несколько вариантов заземляющей конструкции, вы хорошо запомните ее функции и поймете технологию сборки. А это поможет избежать ошибок и создать надежное устройство для длительной эксплуатации.

Схемы изготовления контура заземления в частном доме

Приступать к практической работе на земле можно только после того, как теоретический расчет составной схемы будет полностью соответствовать требованиям безопасности, заложенным в ПУЭ.

Типовой контур для обычных грунтов из подручных средств

Для сборки заземлителя потребуются:

Размеры канавы

  1. Выкопайте траншею под горизонтальный электрод на глубину ок. 0,8 метра. Его ширина в местах вбивания вертикальных штифтов должна обеспечивать удобство работы со сварочными электродами.
  2. Вбейте в землю вертикальные колья на всю глубину, оставив на поверхности всего десяток сантиметров для монтажа горизонтальной планки.

Сложенный угол

Чтобы не сломать молотком верх электрода, его сразу защищают предохранительным колпачком. Можно предварительно приварить пластину или кусок уголка, предотвращающего деформацию.

Наземная сварка

  • Приварите по длине горизонтальный заземлитель и приварите его к вертикальным электродам. Сварные швы должны проходить по всей окружности соединяемых поверхностей.

Клемма заземления

  • Отнесите полосу в цоколь здания, прикрепите ее, приварите к ней болт 10 мм для крепления заземлителя, через который будет установлено электрическое соединение с главной заземляющей шиной.

Заземляющий проводник

  • Подсоедините заземляющий провод к болтовому соединению.

ПУЭ определяет нормы применения защитного проводника из:

  • сталь сечением 75 мм квадрат (подключить исходный щит к ГЗШ очень проблематично);
  • алюминиевая проволока 16 кв мм (требует периодического сжатия в процессе эксплуатации из-за высокой текучести металла);
  • медь сечением 10 кв. Это наиболее приемлемый вариант крепления схемы и ГЗШ.

Готовим материал и инструмент

Будем исходить из того, что делаем замкнутую треугольную схему заземления, так как она самая популярная.

Сначала обработаем материал, а исходя из того, какой он будет, подготовим инструмент.

Итак из материала нам понадобится:

1. Для вертикальных штабелей грунта можно использовать: трубу с толщиной стенки не менее 3,5 мм и диаметром 30 мм, арматуру диаметром 2-3 см, уголок 5х5 см (желательно из нержавеющей стали). Длина любого материала должна быть не менее 2 метров.

Перед использованием заготовок рекомендуется заточить их любым удобным для вас способом.

10

2. Металлические полосы сечением 40х4 мм, длиной не менее 1,2 метра.

3. То же, что и в пункте 2, металлическая полоса, но предпочтительно из нержавеющей стали. Длина будет зависеть от расстояния от места установки заземлителя до места, где он заводится в дом.

одиннадцать

4. Медный провод для фазного провода диаметром 6 мм.

5. Болты. Рекомендуется М8.

Подготовка инструмента.

Нам обязательно понадобятся:

  1. Сварщик.
  2. Электродрель со сверлом (сверлим отверстия под болты).
  3. Болгарка (точить колья, резать металл).
  4. Перфоратор (для запуска заземления в доме и для других работ).
  5. Заточенная штыковая лопата.
  6. Тяжелая кувалда.
  7. Ключи в зависимости от того, какие болты вам нужны.

Куда приложить усилия?

Место кола должно быть не далеко от отмостки дома, не дальше 1,2 метра.

11-1

Во-первых, он должен быть безопасным и не посещаемым людьми и животными.

Если у вас нет непосещаемых мест вокруг дома, эту территорию следует огородить.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Adblock
detector