Предъявляемые требования
К создаваемому отводящему контуру предъявляется довольно много требований. Это связано с тем, что он предназначен для отвода напряжения, которое подается на корпус. Подобного рода система представлена сочетанием нескольких частей:
- Заземлитель — проводники, которые находятся в постоянном контакте с грунтом.
- Заземляющие устройства — проводка, которая находится под напряжением во время работы системы.
Наиболее важным параметром можно назвать сопротивление растекания. Он определяет то, как ток будет преодолевать расстояние от корпуса электрического прибора к земле. С уменьшением показателя сопротивления существенно повышается эффективность отводящего контура. На сопротивление растекания оказывает влияние:
- Глубина закладки. С увеличением этого показателя существенно повышается эффективность системы.
- Влажность грунта. Более высокая влажность становится причиной повышения степени проводимости.
- Тип применяемого сплава. Каждый металл характеризуется своей определенной электропроводимостью. К примеру, есть диэлектрики, которые практически не проводят энергию.
Оптимальным местом для размещения контура принято считать северную сторону дома, так как показатель влажности грунта зачастую выше.
К применяемым материалам также предъявляются различные требования:
- Применяемые уголки в качестве вертикальных стержней должны иметь длину не менее 16 миллиметров.
- Горизонтальные пластины длиной не менее 10 миллиметров.
- Толщина применяемой стали 4 миллиметра. Слишком тонкие пластины могут перегреваться.
- Если применяются стальные трубы, то их диаметр должен быть не менее 32 миллиметров.
В большинстве случаев применяется именно сталь. Некоторые сплавы обладают большей проводимостью, но при этом окисляются и не выдерживают воздействие окружающей среды.
Провести монтаж можно своими руками при наличии небольшого количества инструментов. Для работы с металлом потребуется:
- Болгарка или ножовка по металлу.
- Сверло для создания отверстий.
- Сварочный аппарат.
- Индикатор.
Если предусматривается применение крепежных элементов, к примеру, болтов, то понадобится набор отверток и гаечных ключей. Кроме этого, поверхность металла нужно зачистить, для чего потребуется наждачная бумага и грубая щетка. Рекомендации по проведению монтажных работ следующие:
- Для начала проводится выбор места, где будет размещаться отводящий контур. Стоит учитывать, что поблизости не должно быть никаких коммуникаций: водопровод, телефонная линия или газопровод. Чтобы убедиться в этом, достаточно изучить техническую документацию.
- Идеальным местом для размещения конструкции считается отмостка дома. Контур должен быть линейным, отводящая часть создается в виде геометрической фигуры — например, треугольника.
- После выбора места проводится вбивание штырей. Для этого применяется специальный инструмент, но при мягком грунте можно обойтись и обычной кувалдой. Верхняя часть штырей обрезается.
- Между вертикальными штырями создаются траншеи, в которые укладываются соединяющие их прудки. Для соединения отдельных элементов требуется сварочный инвертор.
- Следующий шаг заключается в создании траншеи, которая отходит от распределительного щита к созданному ранее треугольнику. Металлическая пластинка укладывается и соединяется со всеми элементами путем сварки, после чего траншея закапывается.
Нюансы и подводные камни в использовании контура заземления
Как бы хорошо вы не произвели расчеты количества и качества материалов, есть нюансы, которые не зависят от них, но об этом должен знать каждый домовладелец.
В первую очередь речь идет о сопротивлении самого грунта, ведь оно разнится, в зависимости от его характеристик. Например сопротивление торфа составляет всего 20 Ом на 1 куб.м, а вот показатели песка могут достигать 1000 Ом на 1 куб.метр. Чернозем и глина практически не отличаются по своим характеристикам, их сопротивление на 1 куб.метр составляет 50 Ом и 60 Ом соответственно.
Также на уровень сопротивления влияет глубина водного горизонта, чем ближе он к поверхности, тем меньше сопротивление грунта. Обязательно учтите какой именно тип грунта в вашем регионе, и определите хотя бы приблизительные показатели сопротивления, так вы будете уверены в качестве работы заземления.
Итак, мы разобрали все важные особенности и требования к заземляющим контурам для частных домов. Если вы не знали как правильно сделать контур заземления, здесь рассмотрены все схемы, особенности и специфика процесса монтажа подобных систем.
Расчет устройства правильного заземления в частном доме: основные этапы
Проводимость элементов заземляющей системы – это основной параметр. Задача состоит в том, чтобы правильно подобрать сопротивление электродов. Этот показатель не должен превышать допустимые показания:
- 8 Ом – для сети 127 В.
- 4 Ом – для сети 220 В.
- 2 Ом – для линейного напряжения однофазного переменного тока 380 В.
Для трехфазной сети показания остаются те же – два, четыре и восемь Ом, но соответственно для напряжений 660, 380 и 127 В.
От чего зависит сопротивление заземляющего приспособления
Ответ прост – от удельного электросопротивления почвы и площади соприкосновения электрода с грунтом. Чем объемнее заземлитель, тем меньше импеданс, тем больше тока поглощает земля. Все расчетные формулы для реализации защитного заземления в частном доме учитывают площадь поверхности штыря и глубину его установки. К примеру, чтобы вычислить параметры одиночного заземлителя круглого профиля, используют следующую формулу:
В расчетах удельное сопротивление почвы выступает основным параметром. Чем оно ниже, тем выше будет проводимость у контура и эффективнее защитные свойства. Основные цифры находятся в специальных таблицах, но фактические показатели грунта играют базовую роль:
- Температура.
- Плотность.
- Водный баланс.
- Глубина промерзания.
- Концентрация химических веществ.
Кроме этого, на разной глубине картина может поменяться, обычно, чем глубже, тем приемистее сам грунт по току. При минусовых температурах сопротивление почвы возрастает по причине замерзания влаги. Поэтому длина заземляющих штырей должна быть больше, чем глубина промерзания в регионе.
Расчет системы из нескольких электродов
В случае, когда в частном доме своими руками собирается контур заземления, включающий несколько электродов, то процедура расчетов несколько иная:
- Вычисление сопротивления для каждой единицы.
- Суммирование итоговых показателей.
- Использование «коэффициента использования».
Расчет производится по формуле:
Некоторые вопросы может вызвать «Ки» — коэффициент использования, отображающий эффект взаимного влияния близко расположенных электродов. Дело в том, что при излишнем приближении штырей, зоны рассеивания токов начинают пересекаться.
Иными словами, чем ближе друг к другу установить отдельные заземлители, тем больше сопротивление системы. В грунте вокруг каждого электрода формируется рабочая область с радиусом равным его длине. Отсюда, идеальным расстоянием между электрозаземлителями будет их длина в почве (L), умноженная на два.
Для расчета количества заземляющих штырей используют следующую формулу:
Схема расположения стержней необязательно должна иметь вид треугольника, хотя это самая популярная конфигурация контура. Если для обустройства определена узкая полоса земельного участка, то электроды можно расположить в линию и последовательно соединить.
Отдельно о заземлении некоторых агрегатов
В частном доме есть некоторые мощные приборы, потребляющие большие объемы электроэнергии и представляющие повышенную опасность
Важно выполнить правильное заземление этих агрегатов, чтобы обезопасить себя и своих близких
Газовый и электрический котел
К вопросу заземления газового котла в частном доме следует подойти со всей ответственностью. В противном случае вы можете не только лишиться автоматики, очень чувствительной к резкому изменению напряжения, но и рискуете жизнью, так как газ может взорваться от любой искры.
Не расслабляйтесь, если инспектор газовой службы не потребовал от вас установки заземлителя. Это строго не предписано правилами. Позаботьтесь о собственной безопасности, не дожидаясь неприятных последствий.
Схема для газового котла
Для котла можно использовать самодельный контур, о котором мы уже говорили или приобрести готовый комплект.
Статья по теме:
Водонагреватель
Самой распространенной ошибкой в заземлении водонагревателя является подключение его к фазному проводу в розетке. Это грозит аварийным выбиванием фазы. Предотвратить последствия такого отключения может только автоматическое устройство, но оно установлено не на всех агрегатах.
Считается, что подсоединение заземляющих контактов к контуру в земле приводит к преждевременной коррозии корпуса водонагревателя, но тут из двух зол выбирают меньшее. Специалисты рекомендуют одновременно с контуром заземления монтировать с водонагревателем и устройство защитного отключения.
Как заземлить водонагреватель в частном доме в следующем видеоматериале:
Watch this video on YouTube
Статья по теме:
Розетка
Заземление розеток – способ обезопасить все остальные электроприборы в доме. Позаботиться о безопасности жилища следует еще в момент прокладки проводки. Для этого используют трехжильный провод, в котором находятся «ноль» «фаза» и «земля». Очень удобно, если провода будут иметь оплетку разного цвета, это значительно облегчает монтаж.
Современные производители выпускают розетки, в которых трудно что-то перепутать. На всех клеммах стоят четкие обозначения, так что подключить розетку может даже новичок.
Как заземлить розетку в частном доме в видео инструкции:
Watch this video on YouTube
Схемы заземления
Бытовые потребители получают электричество от трехфазного понижающего трансформатора с напряжением на выводах обмотки вторичного типа 380 В. Катушки соединены по схеме звезды, средний контакт которой подключен к заземляющему контуру, расположенному неподалеку в земле. Такую схему именуют глухозаземленной нейтралью.
Различают виды защиты:
- Естественная. К этой группе относят установки с постоянным расположением в грунте, например, железобетонный фундамент, трубы теплотрассы и другие. К таким конструкциям нет требований по величине сопротивления, при этом показатель ничем не координируется. Метод не используют для заземления электроустановок.
- Искусственная. Преднамеренное соединение электросети, установки, агрегата с заземляющим контуром. В составе установки есть проводящая часть, контактирующая непосредственно с грунтом или через промежуточную среду. Также присутствует заземляющий провод между точкой оборудования и заземлителем. Последний представлен стальным стержнем или сложной системой соединенных металлических элементов.
Разновидности искусственных схем:
С глухозаземленной нейтралью. Относят к распространенному виду, чаще всего применяют при электропитании жилых кварталов и зданий.
С изолированной нейтралью. В этом случае не заземляют вторичные обмотки преобразователя мощности
Их чаще применяют для промышленных установок, нагревательных печей, где важно не стыковать токоведущие элементы и контур заземления.
Как выбрать схему
Играет роль разновидность грунта, каждый тип отличается показателем удельного сопротивления
Это ключевые характеристики, на которые обязательно обращают внимание. Показатели для некоторых видов земли:
- садовый чернозем — 40 Ом·м;
- глина средней твердости, влажные суглинки — 60 Ом·м;
- сухой суглинок, супесь — 100 – 145 Ом·м.
Зимний промерзший грунт показывает более высокое сопротивление, поэтому учитывают климат, район.
Принимают во внимание факторы:
- Величину сопротивления растеканию тока, нужную по условиям работы электрических приборов. Для домашних приборов достаточно 30 Ом·м.
- Глубину подъема подземных вод в период паводков и наводнений. От значения зависит глубина забивки вертикальных металлических уголков. Увлажненные почвы показывают наивысшие результаты.
- Количество заземляющих установок. Число зависит от максимально доступной глубины погружения. Если есть возможность мелкого заглубления, увеличивают количество заземляющих устройств.
- Длину плоского горизонтального проводника. Элемент соединяет вертикальные электроды между собой, также — с основной заземляющей шиной. Если высота заземлителей до 10 м, протяженность проводника делают не меньше их длины, больше 10 м — не меньше половины их протяженности.
- TN — с глухозаземленной нейтралью;
- TN-C — с совмещенными нулевыми рабочими и защитными жилами;
- TN-S — с разделенными рабочими и защитными проводниками;
- TN-C-S — функции рабочего и нулевого провода совмещены не на всей протяженности, а только в одной части;
- IT — нейтраль изолирована от заземлителя или заземлена посредством приборов, а заземлены только открытые токопроводящие детали;
- TT — нейтраль от источника электричества глухо заземлена, а токопроводящие детали защищены заземляющей зависимой установкой от глухо заземленной нейтрали.
Устройство заземления своими руками: поэтапная инструкция
Если Вы задаетесь вопросом: «как сделать заземление на даче?», то для выполнения данного процесса потребуется следующий инструмент:
- сварочный аппарат или инвертер для сварки металлопроката и вывода контура на фундамент здания;
- угловая шлифмашинка (болгарка) для разрезания металла на заданные куски;
- гаечные глючи для болтов с гайками М12 или М14;
- штыковая и подборная лопаты для рытья и закапывания траншей;
- кувалда для вбивания электродов в землю;
- перфоратор для разбивания камней, которые могут встречаться при рытье траншей.
Чтоб правильно и согласно нормативным требованиям выполнить контур заземления в частном доме нам потребуются следующие материалы:
- Уголок 50х50х5 — 9 м (3 отрезка по 3 метра).
- Сталь полосовая 40х4 (толщина металла 4 мм и ширина изделия 40 мм) — 12 м в случае вывода одной точки заземлителя на фундамент здания. Если же Вы хотите выполнить контур заземления по всему фундаменту к указанному количеству добавьте общий периметр здания и еще возьмите запас для подрезки.
- Болт М12 (М14) с 2 шайбами и 2-я гайками.
- Медный заземлитель. Может быть использована заземляющая жила 3-х жильного кабеля либо провод ПВ-3 с сечением 6–10 мм².
После того как все необходимые материалы и инструменты есть в наличии можно переходить непосредственно к монтажным работам, которые детально расписаны в следующих главах.
Выбор места для монтажа контура заземления
В большинстве случаев рекомендуется монтировать контур заземления на расстоянии в 1 м от фундамента здания в месте где оно будет скрыто от человеческого глаза и к которому будет сложно добраться как людям, так и животным.
Такие меры необходимы для того, что при повреждении изоляции в электропроводке потенциал будет идти на контур заземления и может возникнуть шаговое напряжение, которое может привести к электротравме.
Выполнение земляных работ
После того как было выбрано место, выполнена разметка (под треугольник со сторонами 3 м), определено место вывода полосы с болтами на фундамент здания можно приступать к земляным работам.
Для этого необходимо с помощью штыковой лопаты по периметру размеченного треугольника со сторонами по 3 м снять слой земли в 30–50 см. Это необходимо для того, чтоб в дальнейшем без особых трудностей к заземлителям приварить полосовой металл.
Также стоит дополнительно прокопать траншею такой же глубины для подвода полосы к зданию и выводу ее на фасад.
Забивание заземлителей
После подготовки траншеи можно приступать к монтажу электродов контура заземления. Для этого предварительно с помощью болгарки необходимо заточить края уголка 50х50х5 или круглой стали диаметром 16 (18) мм².
Далее выставить их в вершины полученного треугольника и с помощью кувалды забить в землю на глубину 3 м
Также важно чтоб верхние части заземлителей (электродов) находились на уровне выкопанной траншеи чтоб к ним можно было приварить полосу
Сварные работы
После того как электроды будут забиты на необходимую глубину с помощью стальной полосы 40х4 мм необходимо сварить между собой заземлители и вывести данную полосу на фундамент здания где будет подключен заземляющий проводник дома, дачи или коттеджа.
Там, где полоса будет выходить на фундамент на высоте 0.3–1 мот земли, необходимо приварить болт М12 (М14) к которому в дальнейшем будет подключено заземления дома.
Обратная засыпка
После выполнения всех сварных работ полученную траншею можно засыпать. Однако перед этим рекомендуется залить траншею соляным раствором в пропорции 2–3 пачки соли на ведро воды.
После полученную почву необходимо хорошо утрамбовать.
Проверка контура заземления
После выполнения всех монтажных работ возникает вопрос «как проверить заземление в частном доме?». Для этих целей конечно обычный мультиметр не подойдет, поскольку у него очень большая погрешность.
Для выполнения данного мероприятия подойдут приборы Ф4103-М1, Клещи Fluke 1630, 1620 ER и так далее.
Однако эти приборы очень дорогие, и если Вы выполняете заземление на даче своими руками, то для проверки контура Вам будет достаточно обычной лампочки на 150–200 Вт. Для данной проверки Вам необходимо один вывод патрона с лампочкой подключить к фазному проводу (обычно коричневого цвета) а второй — к контуру заземления.
Если лампочка будет ярко светить — все отлично и контур заземления полноценно функционирует, если же лампочка будет тускло светить или вообще не испускать световой поток — значит контур смонтирован неверно и нужно либо проверять сварные стыки или монтировать дополнительные электроды (что бывает при низкой электропроводимости почвы).
Материалы для заземлителей
Контур заземления включает горизонтальные или вертикальные электроды.
Материалы, из которых не рекомендуется изготавливать заземлители:
- рифленая арматура;
- круглая сталь менее чем 10-миллиметрового диаметра.
Рекомендуемые материалы для создания вертикальных заземлителей:
- уголки 50×50×5 миллиметров;
- трубы диаметром свыше 32 миллиметров со стенками толщиной от 3,5 миллиметра.
Горизонтальные заземлители изготавливают из таких материалов:
- стальная проволока с 10-миллиметровым сечением (или больше);
- стальные полоски (40×4 миллиметра).
Концы уголков или круглых металлических изделий подрезают под углом 30 градусов. Это позволит электроду легче войти в грунт.
Распространенные ошибки
Возможность присоединять заземляющий провод к металлическим конструкциям в земле может иметь плохие последствия, если не учитывать ограничений.
Опасно заземление в таких случаях:
- кабель пристыковывают к водопроводной системе или трубам отопления — это опасно для хозяев дома и соседей;
- нельзя соединять заземляющую жилу с нулевым контактом в розетке — если нуль отгорит, высокое напряжение будет определяться на коробках всех электрических приборов;
- не рекомендуют подключать больше одной жилы к клемме РЕ — при потерях электричества оно пойдет не в грунт по защитному заземлителю, а перейдет на бытовую технику, подключенную другим проводом.
Монтаж
Итак, перейдем непосредственно к описанию того, как выполнить заземление в частном, загородном доме или на даче своими руками. Для самостоятельной сборки заземляющего контура в загородном доме, садовом участке или на даче нам понадобится стальной уголок, прут или труба, а для стержней – оцинкованные электроды. Иногда вместо них применяют электропроводной бетон.
Забивание стержня.
Как уже было сказано, для забивания стержней модульные системы комплектуются специальными коническими наконечниками, облегчающими прохождение штыря в земле.
Забивать их можно и вручную – с помощью кувалды или молота, а также инструментом – необходим ударный перфоратор или отбойный молоток с силой удара примерно 20 Дж и специальной головкой. В модульных системах соединения электродов и заземляющим проводником выполняются с помощью специальных зажимов. При самостоятельном монтаже можно просто сварить их между собой.
Подсоединение заземления с помощью хомута.
Обратите внимание, что покраска, смазка или какая-либо другая консервация заземлителей запрещена – это снижает их проводимость. Учитывая негативное воздействие коррозии, приводящее к постепенному утончению стержней, необходимо брать прутья с небольшим запасом. Эти размеры указаны в ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) и составляют 6 мм в диаметре — для оцинкованного прута, 10 мм – для прута из черного металла, 48 мм2 (площадь в поперечнике) — для проката с прямоугольным сечением
Стенки труб и полок прямоугольной стали должны иметь толщину не меньше 4 мм
Эти размеры указаны в ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) и составляют 6 мм в диаметре — для оцинкованного прута, 10 мм – для прута из черного металла, 48 мм2 (площадь в поперечнике) — для проката с прямоугольным сечением. Стенки труб и полок прямоугольной стали должны иметь толщину не меньше 4 мм.
Увлажнение грунта.
Для соединения электродов между собой можно также использовать пруты, трубы и уголок. С помощью них заземление прокладывается от контура до распределительного электрощита. Размеры данных материалов также имеют определенные нормативы. Прутья должны быть в толщину не менее 5 мм, площадь сечения прямоугольной стали – от 24 мм2, с толщиной стенок не меньше 2,5 мм.
Безусловно, монтаж заземления потребует прокладывать заземляющие провода непосредственно по частному дому, даче или другому зданию, электробезопасность которого требуется осуществить. К внутренним заземляющим проводам также выдвигают специальные требования – их сечение должно быть равным площади сечения фазной жилы, но больше нормативного минимума (диаметр поперечника):
- 1,5 мм – для изолированного медного;
- 2,5 – для изолированного алюминиевого;
- 4 мм – для медного без изоляции;
- 6 мм – для алюминиевого без изоляции.
Коммутация всех проводников заземления с контуром должна проводиться с помощью специальной PE (Protection Earth) шины из электротехнической бронзы, которая должна быть установлена в электрощитке.
Пример щитка заземления
Одной из самых распространенных ошибок, совершаемых при подключении электроприборов к заземляющему контуру своими руками, является нарушения порядки их подсоединения
Обратите внимание, что оно должно всегда проводиться параллельно – от каждого устройства на щиток должен идти отдельный заземляющий провод
Соединение в одной точке в доме.
Соединение в одной точке у заземления.
Присоединение к шине.
При последовательном подключении или подключении на одну площадку шины, аварийные устройства будут «тянуть», создавая таким образом помехи. Такое нарушение правил подключения электроприборов называется электромагнитной несовместимостью. Из-за нее возникает высокая опасность для жизни во время устранения аварии.
Как сделать заземление 220 В в частном доме своими руками: пошагово
Для устройства заземления в частном доме своими руками не требуется каких-то особых навыков и специальных инструментов. Потребуется лишь лопата, кувалда и сварочный аппарат. Мы уже говорили о том, что контур заземления в частном доме своими руками 380 или 220 вольт принципиально не отличается. Так что предлагаем вам простой алгоритм действий:
| Фото | Описание работ |
 | Монтаж контура заземления начинается с составления схемы устройства и определения место его размещения. Оптимальное расстояние от дома – 3-5 метров. |
 | Для шин используйте металлический уголок или гладкие стальные стержни. Арматуру не рекомендуется использовать для контура. Она каленая, а это нарушает распределение тока по сечению. Кроме того, такие стержни очень подвержены коррозии. |
 | Для контура необходимо вырыть траншею глубиной примерно 80-100 сантиметров. Ширина траншеи не имеет значение, но учтите, что вам будет необходимо в дальнейшем проводить в ней сварку, так что подумайте, как вам будет удобно. |
 | Расстояние между вертикальными заземлителями – 1.5 – 2 метра. Чтобы облегчить процесс забивания стержни заостряют. Если используются уголки, они тоже обрезаются на концах так, чтобы легко входили в землю. |
 | Если вы используете стальные стержни, можно механизировать труд своими руками. Контур заземления в частном доме можно забивать с помощью специальной насадки на перфоратор. |
 | В режиме долбления постепенно забивайте штыри на глубину, оставляя на поверхности траншеи примерно 20-25 сантиметров стержня. |
 | Когда все вертикальные шины будут вбиты, приварите к ним металлическую полосу. Не рекомендуется заменять сварку болтовыми соединениями. В процессе окисления контакт горизонтального и вертикального заземлителя будет нарушен. |
 | После монтажа горизонтального заземлителя нужно соединить его проводником со щиткам. Для этого на конце привариваются крупные болты, на которые и будет закреплен проводник. Места сварки можно обработать от коррозии специальным составом, но сам контру ни в коем случае не окрашивается! |
 | Остается только засыпать траншею грунтом и плотно утрамбовать. Сверху вы можете высадить цветы или кустарники. |
И еще несколько советов в видеоматериале как сделать заземление на даче своими руками:
Watch this video on YouTube
