Как правильно сделать контур заземления в частном доме своими руками

Как сделать заземление в частном доме своими руками по ПУЭ: подробная пошаговая инструкция с выдержками из нормативных документов и поясняющими схемами.

Вопросы, затрагиваемые в ПУЭ

Контур заземления в частном доме

Утвержденные Министерством энергетики Российской Федерации Правила устройства электроустановок регламентируют область применения защитного оборудования, правила заземления и порядок его обустройства.

Под этим термином подразумевается совокупность металлических деталей, которые в собранном состоянии обеспечивают электрический контакт между устройствами и грунтом. В документе описываются требования к заземлению оборудования, технические характеристики и нормы.

ПУЭ распространяются на такие объекты:

  1. Средства производства. К ним относятся станки, подъемники всех типов для людей и грузов, холодильные установки, генераторы, электродвигатели, обогреватели, транспортеры и прочие изделия, установленные в заводских цехах.
  2. Электрические приборы бытового и промышленного назначения. Регламентируется заземление нейтрали трансформатора по ПУЭ, стабилизаторов, КТП, выпрямительных и накопительных устройств.
  3. Жилые и частные дома, дачи и коттеджи. В строениях старой постройки проводится только заземление шкафов по ПУЭ. Подключение квартир с выводом на розетки осуществляется индивидуально по инициативе жильцов.
  4. Трубопроводы, по которым транспортируются взрывоопасные и горючие материалы — нефть, газ, бензин, дизельное топливо, растворители.
  5. Опоры ЛЭП. Заземлять требуется сооружения из металла, который является отличным проводником тока. Также нужно оснащать защитными конструкциями бетонные столбы, высота которых не превышает 6 м.
  6. Металлические вышки для прожекторов, антенн и размещения наблюдателей. Кроме этого, строения оснащаются громоотводами.

В соответствии с ПУЭ контур заземления должен обеспечивать гарантированный прием утечки электричества при любых условиях. Для этого разработаны нормативы монтажа в различных типах грунта.

Что такое заземление

Заземление — это соединение корпусов всех электроприборов в доме с землей через контур заземляющего устройства. Для этого во всей системе, включая кабель электроприбора, есть отдельная жила. Она идет от розеток через щиток в заземляющий контур, который вкопан в грунт. Прибор, подключенный к такой розетке, защищен: если он будет неисправен и на его металлических деталях появится напряжение, избыточный ток уйдет в землю. В худшем случае на корпусе останется небольшой, безопасный для человека заряд. При касании он будет ощущаться как легкое покалывание.

Жила в желто-зеленой оплетке — для заземления

Чем заземление отличается от зануления. Раньше заземление не делали: считали, что это дорого. Делали зануление: соединяли электроприборы с нулевой шиной в щитке и уже ее замыкали на землю. Вместо трехжильного кабеля — фаза, ноль, земля — использовали двухжильный, где есть только фаза и ноль.

Когда работает прибор, нулевой провод находится под напряжением, поэтому при занулении пробой на корпус прибора равносилен короткому замыканию. Сработает автомат в щитке — «выбьет пробки», а потом электричество выключится.

Зануление запрещено в жилых, общественных, административных и бытовых зданиях.

1.7.55

Для заземления в электроустановках разных
назначений и напряжений, территориально сближенных, следует, как правило,
применять одно общее заземляющее устройство.

Заземляющее устройство, используемое для заземления
электроустановок одного или разных назначений и напряжений, должно
удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к заземлению этих
электроустановок: защиты людей от поражения электрическим током при повреждении
изоляции, условиям режимов работы сетей, защиты электрооборудования от
перенапряжения и т.д. в течение всего периода эксплуатации.

В первую очередь должны быть соблюдены требования,
предъявляемые к защитному заземлению.

Заземляющие устройства защитного заземления
электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих
зданий и сооружений, как правило, должны быть общими.

При выполнении отдельного (независимого) заземлителя для
рабочего заземления по условиям работы информационного или другого
чувствительного к воздействию помех оборудования должны быть приняты
специальные меры защиты от поражения электрическим током, исключающие
одновременное прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной
разностью потенциалов при повреждении изоляции.

Для объединения заземляющих устройств разных
электроустановок в одно общее заземляющее устройство могут быть использованы
естественные и искусственные заземляющие проводники. Их число должно быть не
менее двух.

Заземлители

1.Естественные

– водопроводные трубы, проложенные в земле (ХВ)

– металлические конструкции здания и фундаменты, надежно соединенные с землей

– металлические оболочки кабелей

– обсадные трубы артезианских скважин

Запрещено:

– газопроводы и трубопроводы с горючими жидкостями

– алюминиевые оболочки подземных кабелей

– трубы теплотрасс и горячего водоснабжения

Соединение с естественным заземлителем должно быть не менее чем в двух разных местах.

2. Искуственные

Контурные

При контурном заземлении обеспечивается выравнивание потенциалов в защищаемой зоне и уменьшается напряжение шага.

Выносные: групповые и одиночные

Позволяют выбрать место с минимальным сопротивлением грунта.

Традиционно, для искусственных заземлителей применяют угловую сталь толщиной полки не менее 4 мм, стальные полосы толщиной не менее 4 мм или прутковую сталь диаметром от 10 мм.

Широкое распространение в последнее время получили глубинные заземлители с омедненными или оцинкованными электродами, которые по долговечности и затратам на изготовление заземлителя существенно превосходят традиционные методы.

Особая проблема – создание качественного заземления в условиях вечной мерзлоты. Здесь стоит обратить внимание на системы электролитического заземления, позволяющие эффективно решить проблему.

risunok3.png

Подробную информацию о различных схемах зазелителей, способах расчета и консультации можно получить на сайте  www.zandz.ru

Основные термины

п.1.7.5. Глухозаземленная нейтраль — нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная непосредственно к заземляющему устройству. Глухозаземленным может быть также вывод источника однофазного переменного тока или полюс источника постоянного тока в двухпроводных сетях, а также средняя точка в трехпроводных сетях постоянного тока.

п.1.7.6. Изолированная нейтраль — нейтраль трансформатора или генератора, неприсоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через большое сопротивление приборов сигнализации, измерения, защиты и других аналогичных им устройств.

1.7.15. Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

1.7.16. Искусственный заземлитель — заземлитель, специально выполняемый для целей заземления.

1.7.17. Естественный заземлитель — сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемая для целей заземления.

1.7.18. Заземляющий проводник — проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.

1.7.19. Заземляющее устройство — совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Схемы подключения

Самыми популярными схемами подключения заземлителей являются:

Замкнутая, в форме треугольника (рис. 3). Главным достоинством можно назвать более стабильную и надежная работа. В случае повреждения перемычки между стержнями, контур все равно будет продолжать работать (но с другой стороны).

Рис. 3 Принципиальная схема треугольника

Линейная (рис. 4). Последовательное соединение в одну линию вкопанных металлических колышков. Недостатком такого контура можно назвать то, что при выходе из строя перемычки контур работать не будет.

Рис. 4 Принципиальная схема линейного вида

Кроме вышеперечисленных разновидностей схем контуров можно еще использовать формы:

  1. прямоугольника;
  2. овала.

Рис. 5 Формы контуров заземления

Необходимые инструменты и материалы:

  1. аппарат для сварки;
  2. режущий инструмент (болгарка);
  3. лопата;
  4. перфоратор;
  5. гаечные ключи;
  6. измеритель сопротивления;
  7. измеритель тока;
  8. измеритель напряжения.

Кроме вышеперечисленных приспособлений необходимо использовать:

  • Уголок из коррозионно-стойкой стали, его размеры могут быть 50х50, 60х60 мм. Длина – более 2 метров. Также возможно использование стальной трубы, диаметром не менее 32 мм с толщиной стенки более 3,5-4 мм.
  • Металлические полосы (3 штуки). Их параметры: длина – 120-130 см; ширина – 4-6 см; толщина стенки – 4-6 мм.
  • Полоса стальная из нержавеющего материала 40х4, 50х5 мм. Она соединяет контур заземления и крыльцо дома.
  • Болты М10, М8.
  • Токопроводник медный, диаметром не меньше 6-7 мм2.

Все вышеприведенные параметры, необходимо проверить, используя измеритель.

Нужно ли вообще заземление в частных домах

Как и говорилось выше, заземляющий контур является отличной мерой безопасности для домовладельцев. Но действительно ли нужно заземление в частных домах? Сейчас всё объясним как с точки зрения безопасности, так и исходя из требований законодательных актов.

Заземление не является идеальным средством защиты от поражения электрическим током, поскольку не все конструкции способы отвести большое количество энергии практически мгновенно. Несмотря на это, даже уменьшение накопленного потенциала позволяет существенно снизить силу поражения электрическим током. В критических ситуациях это позволяет избежать массы неприятностей, включая летальный исход.

Кроме практической необходимости, стоит учесть и требования законодательных норм, которые вполне понятны и прозрачны.

Согласно ГОСТ, СНиП и ПУЭ все жилые помещения обязаны быть оборудованными подобными системами защиты. Нижним порогом в требованиях для монтажа таких контуров является электроснабжение переменным током от 100 Вольт и более 40 Вт.

Таким образом 90% всех бытовых сетей в нашей стране должны оборудоваться подобными узлами для обеспечения защиты домовладельцев от травматизма.

Также контур заземления является одной из эффективных мер пожарной безопасности. Небольшие очаги возгорания, или большие пожары, приносят намного больше убытков, чем стоимость установки заземления, поэтому стоит обязательно оборудовать собственный дом подобной конструкции.

Интересный факт — отсутствие заземления в частном доме может негативно сказываться на качестве мобильной связи. Незаземленная электросеть создает массу помех для практически любой электроники, поэтому многие задаются этим вопросом лишь после того, как сталкиваются с помехами в работе оборудования.

Также стоит учесть — хотя система заземления и громоотвод имеют схожие принципы действия, контуры этих систем ни в коем случае не должны кольцеваться. В случае с ударом молнии, такой ход может привести к еще более негативным последствиям. Мощнейший электрический разряд попросту уничтожит всю электронику, а также в результате способен создать очаг возгорания внутри или снаружи дома.

Видимый проводник

Заземляющий проводник нельзя назвать видимым контуром заземления, он останется лишь частью заземляющего устройства. Заземляющее устройство имеет скрытые от человеческих глаз элементы — заземлитель, который закапывается в грунт. Так что контур для визуальной оценки состояния придется раскопать.

Влияние почвы на сопротивление

Качество поглощения тока грунтом зависит от его состава, плотности и влажности. Чем эти показатели лучше, тем больше гарантии того, что электричество пройдет не через тело человека, а по пути наименьшего сопротивления.

При напряжении 1000 В сопротивление грунта в ом составляет:

  • асфальт — 200;
  • вода прудовая — 40;
  • вечномерзлый грунт (суглинок) — 2000;
  • глина влажная — 20;
  • глина полутвердая — 60;
  • гнейс разложившийся — 275;
  • гравий глинистый неоднородный — 300;
  • дресва — 5500;
  • зола и пепел — 40;
  • ил — 30;
  • желтозем — 250;
  • песок умеренно влажный — 60;
  • супесь (супесок) — 150;
  • садовая земля — 40;
  • солончак — 20;
  • суглинок лесовидный — 100;
  • торф — 25;
  • чернозем — 60;
  • щебень мокрый — 3000;
  • щебень сухой — 5000;

Проводимость уменьшается при смачивании грунта. Чтобы этим мероприятием не заниматься постоянно, следует устанавливать контур на северной стороне, куда не попадает солнце. Кроме этого, нужно протягивать кабель с сопротивлением не более 0,4 ом.

Устройство контура заземления

При коротком замыкании или утечке тока напряжение уходит с электроприбора в контур заземления. Контур — это, как правило, металлический треугольник, который закапывают в грунт рядом с домом. Контур заземления нужно делать только при системе TT.

Как заземлять электрооборудование?

Периодически можно услышать требование сделать видимой заземляющую установку.

Изъявляют такие условия не только далекие от электрики заказчики, но и члены проверяющих инстанций. Требование не верно в такой формулировке. Так что оговорим несколько деталей:

  • Вся установка не может быть видима. Заземляющий контур должен быть вкопан в грунт.
  • В ПУЭ нет требований к видимому заземляющему контуру.
  • Но видимое заземление электрооборудования действительно требуется.

Обратимся к ПУЭ 1.7.116. Здесь говорится о необходимости отсоединения заземляющего проводника для замера сопротивления.

ПТЭЭП п.2.7.8 в числе прочего говорит о необходимости визуального осмотра видимой части.

Элементы контура заземления

Вот из чего состоит система заземления частного дома:

  1. Вертикальные штыри-заземлители.
  2. Металлические полосы или горизонтальные заземлители, которые соединяют штыри-заземлители.
  3. Заземляющий проводник — линия от контура заземления до электрощитка.

Контур заземления нельзя делать из подручных конструкций, например проходящих в земле металлических водопроводных труб. Это небезопасно, а еще такие трубы быстрее ржавеют и разрушаются.

Заземляющий электрод. В качестве электродов обычно берут металлический прут диаметром не менее 18 мм или металлические уголки 50 × 50 мм. Уголки заостряют на концах, чтобы их удобнее было забивать в грунт. Типовая длина прута или уголков — три метра. Этого достаточно для большинства грунтов.

Наилучшие показатели сопротивления у электродов из меди. Электроды из обычной арматуры, наоборот, неэффективны в контуре заземления. Для обвязки электродов используют стальные полосы.

Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле

Материал Профиль сечения Диаметр, мм Площадь поперечного сечения, мм Толщина стенки, мм
Черная сталь Круглый для вертикальных заземлителей 16
Круглый для горизонтальных заземлителей 10
Прямоугольный 100 4
Угловой 100 4
Трубный 32 3,5
Оцинкованная сталь Круглый для вертикальных заземлителей 12
Круглый для горизонтальных заземлителей 10
Прямоугольный 75 3
Трубный 25 2
Медь Круглый 12
Прямоугольный 50 2
Трубный 20 2
Канат многопроволочный 1,8 (диаметр каждой проволоки) 35

Профиль сечения

Круглый для вертикальных заземлителей

Площадь поперечного сечения, мм

Профиль сечения

Круглый для горизонтальных заземлителей

Площадь поперечного сечения, мм

Профиль сечения

Прямоугольный

Площадь поперечного сечения, мм

100

Площадь поперечного сечения, мм

100

Площадь поперечного сечения, мм

Профиль сечения

Круглый для вертикальных заземлителей

Площадь поперечного сечения, мм

Профиль сечения

Круглый для горизонтальных заземлителей

Площадь поперечного сечения, мм

Профиль сечения

Прямоугольный

Площадь поперечного сечения, мм

75

Площадь поперечного сечения, мм

Площадь поперечного сечения, мм

Профиль сечения

Прямоугольный

Площадь поперечного сечения, мм

50

Площадь поперечного сечения, мм

Профиль сечения

Канат многопроволочный

Диаметр, мм

1,8 (диаметр каждой проволоки)

Площадь поперечного сечения, мм

35

Защита заземления. Штыри контура заземления должны плотно входить в грунт и соприкасаться с ним на максимальной площади. Поэтому элементы заземления запрещено красить.

Чтобы предотвратить образование ржавчины на стальных полосах, используют антикоррозионные составы. Сварные соединения контура обрабатывают битумной мастикой или смолой.

Как грамотно потратить и сэкономить

Рассказываем в нашей рассылке дважды в неделю. Подпишитесь, чтобы совладать с бюджетом

Устройство и типы контуров

Согласно определению ПУЭ контур является частью системы заземления предназначенной для обеспечения контакта с грунтом. Металл имеет намного меньшее сопротивление, чем человеческое тело. Изделие притягивает электроны, принимая их в массив, направляя излишки в почву через утопленные в ней штыри.

Обязательным правилом является погружение изделия ниже точки промерзания грунта. Это объясняется тем, что мерзлая земля имеет большое сопротивление, которое превышает проводимость тела человека. Сезонное пучение грунта приводит к деформации фигуры, что чревато разрывом сварочных и болтовых соединений. Кроме этого, глубина вкапывания зависит от уровня грунтовых вод. Рекомендуется опускать рамку на 50 см выше от их верхней точки.

Форма изделия принципиального значения не имеет. Выбор делается исходя из наличия свободного места и особенностей придомовой территории.

Наиболее распространены такие разновидности конфигурации металлических рамок:

  • прямоугольник;
  • квадрат;
  • треугольник;
  • линия.

В некоторых случаях принимается решение об установке рамки по периметру строения. Такой проект востребован для обустройства электроустановок большой мощности. Общая площадь, которая отводится под конструкцию, может составлять до 20 кв.м. Размер определяется силой тока и напряжением, которое теоретически может пробить на корпус устройства.

Для небольшого частного дома достаточно внутренней треугольной конструкции с ребром 100-120 см. Для защиты от поражения объекта мощностью от 50 кВт потребуется контур общей длиной не менее 20 м.

Производители предлагают приобрести готовые комплекты, состоящие из деталей с резьбовым соединением и медным покрытием. Стоимость товара довольно высока, но не заоблачна. Изделия имеют отличные электрические показатели, собираются без сварки, отличаются эффективностью и длительным сроком эксплуатации.

Виды материала

Арматура для систем заземления

Чаще всего для изготовления металлосвязи используется черное железо без какого-либо покрытия. Реже для обустройства применяется нержавеющая сталь, хотя ее контактные свойства сохраняются на протяжении десятилетий. Отличными характеристиками обладает медь и латунь, но эти материалы имеют высокую цену и быстро разрушаются из-за электролитической коррозии. Поэтому железо является наиболее популярным в строительстве металлом.

Для изготовления погружных электродов обычно используется арматура диаметром 16 мм. Эти изделия отличаются достаточной прочностью, долговечностью и проводимостью.

Для сборки рамки можно применять такие виды металлического проката:

  • лента 12-30 х 4 мм;
  • уголок 30-40 х 4 мм;
  • круглая труба со стенками 4-5 мм;
  • тавр или двутавр толщиной от 4 мм;
  • профильная труба 20 х 40 мм;
  • монолитный штырь от 10 мм.

Каких-либо жестких требований к форме профилей не предъявляется. Главным условием является их целостность и качественное соединение.

Поскольку металл склонен к окислению, качество контактов постепенно ухудшается. Кроме этого имеется вероятность нарушения целостности продольных деталей, если они долго находятся в щелочном или кислотном грунте. Состояние металлосвязей должно проверяться с периодичностью, которая соответствует химическому составу почвы. Полученная информация поможет провести своевременный ремонт, свести к нулю риск поражения людей и порчи бытовой техники.

Защитные меры электробезопасности

Поскольку металлосвязь в любой момент может стать проводником тока высокого напряжения, вся система нуждается в защите от нежелательного контакта.

Следует соблюдать следующие меры электробезопасности:

  • ограждать изделия от случайного прикосновения;
  • выставлять заборы и ограды;
  • прокладывать пластины и открытые кабели в пластиковом коробе или гофрированной трубке;
  • место соединения жилы и контура закрывать герметичной коробкой;
  • устанавливать в цепь устройства защитного отключения с порогом срабатывания 30 мА;
  • предусматривать автоматическое отключение электричества;
  • внедрять устройства уравнивания и выравнивания потенциалов.

При проведении установок приборов и приспособлений нужно следить, чтобы они не оказывали взаимного влияния, которое может негативно сказаться на работе остальных опций.

1.7.53

Защиту при косвенном прикосновении следует
выполнять во всех случаях, если напряжение в электроустановке превышает 50 В
переменного и 120 В постоянного тока.

В помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в
наружных установках выполнение защиты при косвенном прикосновении может
потребоваться при более низких напряжениях, например, 25 В переменного и 60 В
постоянного тока или 12 В переменного и 30 В постоянного тока при наличии
требований соответствующих глав ПУЭ.

Защита от прямого прикосновения не требуется, если
электрооборудование находится в зоне системы уравнивания потенциалов, а
наибольшее рабочее напряжение не превышает 25 В переменного или 60 В
постоянного тока в помещениях без повышенной опасности и 6 В переменного или 15
В постоянного тока во всех случаях.

Примечание. Здесь и далее в главе напряжение переменного
тока означает среднеквадратичное значение напряжения переменного тока; напряжение
постоянного тока — напряжение постоянного или выпрямленного тока с содержанием
пульсаций не более 10% от среднеквадратичного значения.

Самостоятельное изготовление

Самостоятельное изготовление заземления представляет собой последовательный процесс, состоящий из нескольких этапов, каждый из которых имеет свои особенности. Для этого не нужна кипа бумаг, так как в частном строительстве разрешение не требуется. Монтаж следует осуществлять в теплое время года, когда грунт оттаял, просох и осел.

Для работы потребуется:

  • сварочный аппарат;
  • болгарка, перфоратор;
  • уровень, рулетка;
  • плоскогубцы;
  • лопата, кувалда;
  • кисточка, краска;
  • гофрированная трубка;
  • алюминиевый скотч.

Работа выполняется в такой последовательности:

  1. Составление проекта. На его основании проводится расчет материалов и оборудования. Следует делать небольшой запас, так как в процессе работы возможны ошибки.
  2. Проведение разметки. Аккуратно снимается дерновый слой, затем отрывается котлован заданной формы. Вынутый материал нужно сохранить, так как он пойдет на обратную засыпку.
  3. От середины одной стороны или от угла прокапывается ровная траншея к зданию. Она нужна для укладки кабеля или другого проводника тока между рамкой и электрическим щитом.
  4. Выпиливаются электроды. Их концы заостряются для более простого погружения в почву. После этого штыри забиваются в грунт по углам траншеи. Если используется уголок, предварительно бурятся отверстия, а проемы заполняются смесью земли и соли.
  5. Выпиливаются стороны контура. Проводится их соединение с электродами и между собой. Места сварки закрашиваются.
  6. Возле канавы к дому к рамке приваривается болт. К нему прикручивается кабель. Стык закрывается пластиковой бутылкой, горлышко которой герметизируется алюминиевым скотчем.
  7. Ввод в дом делается в цоколе. Чтобы предотвратить перетирание изоляции кабеля, в отверстие вставляется гибкая стальная трубка. Кабель протягивается в нее и подключается к щиту.
  8. Заключительным этапом является заполнение канав грунтом, его выравнивание и трамбовка.

В процессе эксплуатации необходимо регулярно поливать место расположения контура соленой водой. Особенно часто это нужно делать в засушливое время.

Запомнить

  1. Перед тем как взяться за устройство заземления, нужно выяснить, сколько проводов подходит к дому от уличной опоры и какие системы заземления возможны в принципе.
  2. В частных домах часто используют изолированную систему заземления ТТ — она никак не связана с подстанцией, а рядом с домом нужно закапывать контур заземления, который будет отводить ток.
  3. Контур заземления нужно предварительно рассчитать. Обычно это треугольник из металлических штырей, обваренных металлическими полосами. Количество штырей, глубину их забивания, расстояние между ними высчитывают, исходя из глубины промерзания грунта, его состава, увлажненности почвы и других параметров.
  4. После монтажа контура заземления нужно проверить общее сопротивление. Лучше всего заказать для этого электролабораторию. Такие проверки нужно делать каждые 12 лет.
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...