Делаем контур заземления в частном доме своими руками для сети 220в

Грамотно продуманный заземляющий контур – характерный признак высококачественной и продуманной системы энергообеспечения. Его конструкция довольно примитивна, а вот практическая польза – бесценна. Для самостоятельного изготовления системы нужно совсем мало усилий, а правильное исполнение станет гарантией ее многолетней эксплуатации и вашей безопасности.

Вопрос №1: а нужно ли заземление в частном доме или коттедже?

Многие домовладельцы продолжают игнорировать элементарные правила электробезопасности. Аргументация таких лиц удивляет: раньше никто не делал заземляющих мероприятий, и ничего страшного не произошло. Во-первых, прежде не было такого количества бытовых приборов, во-вторых, появились документы, например, ПУЭ, в которых изложены основные требования по электробезопасности.

Пользуясь сетью, которая не имеет защиты от воздействия электротока, жители рискуют попасть в опасную для жизни ситуацию, даже если проводка в деревянном жилище выполнена безукоризненно. Поэтому на вопрос, нужно ли заземление в частном доме, следует отметить функции, которые оно выполняет:

  • Предохранение человека от поражения электрическим напряжением при касании к неисправному бытовому прибору.
  • Снижение уровня магнитных помех высокочастотного диапазона, излучаемых электрической сетью и бытовыми устройствами.
  • Обеспечение безопасной работы приборов, работающих в условиях повышенной влажности (бойлеры, стиральные машины и т.п.).
  • Снижение порога электромагнитного излучения сети, которое негативно влияет на самочувствие человека.

Нужно отметить, что защитный контур представляет собой неотъемлемый компонент системы молниезащиты. Также возможно его применение в конструкциях, отвечающих за недопущение импульсного перенапряжения.

Где разместить контур?

Чтобы заземление частного дома своими руками и схема контура работали эффективно, важно определить месторасположение для установки заземляющих электродов. Поскольку их длина довольно внушительна, то есть риск повреждения трасс коммуникаций. Поэтому в этом случае есть смысл ознакомиться с планами их прокладки в горадминистрации. Кроме этого существует несколько правил, которые не стоит отвергать:

  • Устанавливая место расположения электродов, обратите внимание на характеристики грунта. Если есть возможность ознакомиться с геоморфологическими отчетами местности, то для монтажа нужно выбирать как можно низкие точки верхнего водоупора.
  • Исследовать уровень нахождения грунтовых вод и отношение длины погружаемых электродов к нему. При наличии на даче, гараже или в доме вентилируемого подвала – воспользоваться этим фактом в полной мере и устроить контур на дне погреба.
  • Размещать детали контура следует не ближе 1 метра от фундамента.

В коттеджном строительстве в основном применяется система защиты TT, когда контур заземления изготовлен в индивидуальном порядке, а не от подстанции, как в TN-S-C. Такая конструкция весьма устойчива к повреждениям, но требует использования УЗО, без которого защита от поражения электротоком неэффективна.

Какие схемы контуров заземления для частного дома можно изготовить своими руками: ищем решение

На нынешний день свою практичность доказали две конструкции заземлителей:

  1. Замкнутого типа – система собрана в виде треугольника из металлических элементов. Основное преимущество заключается в надежности, поврежденная перемычка между электродами не влияет на работоспособность системы – она будет функционировать с другой стороны.
  2. Линейного типа – штыри устанавливаются в одну линию и соединяются последовательно металлической полосой. Недостаток в том, что повреждение перемычки влечет выход из строя всей системы.

Домовладельцам, интересующимся, как правильно сделать заземление в частном доме, специалисты рекомендуют делать систему по схеме «треугольник». Так как по сути, объем монтажных работ не отличается от линейного типа, но эффективность замкнутой системы делает ее предпочтительнее. Кроме этого, возможен и собственный вариант в виде квадрата или овала.

Сопротивление грунтов и методика расчета электродов

Передача потенциала в землю осуществляется по всей плоскости металлических электродов через частицы почвы и грунтовые воды. Такой принцип работает как при питающем напряжении 220 Вольт, так и в системах на 380 Вольт трехфазного типа. При сооружении конструкции учитываются многие факторы: от пористости грунта до уровня шероховатости металла.

За основу расчета сопротивления протеканию тока через электроды берутся таблицы удельного сопротивления почв и геоморфологиеский профиль. Профессионалы пользуются трудами Карякина Р.Н. «Нормы устройства сетей заземления», где предоставлены все данные для вычисления многих параметров. На практике подробный расчет редко когда выполняется. Нужных результатов добиваются методом увеличения длины электродов или их числа.

В большинстве случаев применяются профили из стали с сечением не менее 80 мм², для «нержавейки» показатель чуть меньше – 60-70 мм². Для изготовления своими руками любых схем заземления в частном доме нужно применять угловую сталь, двутавр или тавр. Главное, чтобы сечение электрода не имело замкнутой формы и контактировало бы с грунтом всеми сторонами.

Инструмент и материалы

Для выполнения работ по организации заземляющего контура в загородном доме понадобятся следующий инструмент:

  • Болгарка.
  • Кувалда 7-10 кг.
  • Штыковая лопата.
  • Комплект гаечных ключей.
  • Сварочный аппарат и электроды.
  • Битум или антикоррозийная краска.
  • Сварочная маска и рабочие рукавицы.

Конструкция контура построена на принципе равнобедренного треугольника, со сторонами 1,2 м. Чтобы контур заземления соответствовал техническим нормам, следует применить следующие материалы:

  • Уголки из металла 50х50 и длиной не менее 2 метров. Возможно приобретение комплектов из омедненной стали, например, Elmast.
  • Три полосы из металла 40х4 и длиной не менее 1,2 м, а также металлическая полоса с такими же параметрами, но длиной от места залегания контура до фундамента с загибом.
  • Медный провод сечением не менее 6 мм² для соединения ЗШ с электрическим щитом.
  • Болт М8 или М10.

Важно! Заземляющая линия должна увеличиваться в сечении по направлению от щита к контуру. Например, если от щитка идет 6 мм², то полоса должна быть минимально 10 мм², а электроды – не менее 20 мм².

Технология: как правильно сделать заземление замкнутого типа в частном доме без помощи специалистов?

После этапа подготовительных работ наступает очередь монтажа. На первый взгляд, обычная задача забить заземлители в грунт может, как минимум, обернуться испорченным металлопрокатом. И все это по причине незнания технологии процесса.

Электроды перед забивкой важно грамотно заточить. Электромонтажники, которые знают, как правильно сделать защитное заземление в частном доме, делают острие со скосами 30-35°. От его края нужно отступить 40-45 мм и сделать спуск порядка 45-50°. Швеллер, двутавр или тавр могут иметь несколько скосов, прутья рекомендуется острить ковкой. Дальнейший процесс можно наблюдать на видео, он заключается в выполнении следующих переходов:

  • С помощью штыковой лопаты выкопать равностороннюю треугольную траншею со сторонами 1,2 метра, а также ров по направлению к строению для прокладки заземляющей шины. Глубина траншеи 50-70 см.
  • Для удобства забивки по углам треугольника можно пробурить лунки глубиной до 50 см.
  • При помощи кувалды или перфоратора с насадкой забить электроды, оставив над поверхностью дна канавы 20-30 см.
  • При помощи электросварки хорошо приварить металлические полосы к выступающим частям заземлителей.
  • Уложить полосу, соединяющую угол контура и фундамент строения, предварительно выгнув ее по профилю.
  • Приварить заземляющую шину к углу треугольника. Со стороны дома на полосу приварить болт для крепления медного провода.
  • Обработать места сварки антикоррозийной краской или битумом. Дать просохнуть краске и закопать канаву.

Проверка параметров заземляющего контура

Завершающей стадией в организации системы принято считать измерение сопротивления готового контура, ведь качественная защита нужна не только при использовании городской линии, но и при подключении резервного генератора электропитания. Этот этап укажет на то, как правильно сделать защитное заземление в частном доме или коттедже. Определить сопротивление можно несколькими способами:

  • При помощи электролампы на 220 Вольт, подключив один контакт к фазе, а другой – к заземляющей шине. Ярко горящая лампочка указывает на качественно работающую систему, тускло горящая – заставляет проверить надежность сварных швов.
  • При помощи грунтового мегаомметра, который измеряет сопротивление между элементами контура и контрольными электродами, забитыми в грунт на глубину в 15 и 20 метрах от заземления на глубину 50 см.
  • При помощи тестера в состоянии измерителя напряжения. Значения измерений «фаза-ноль» и «фаза-земля» не должны иметь значительной разницы (не более 10 единиц).

Как такового, обслуживания система защиты не требует, достаточно не допускать проведения земляных работ в районе контура и увлажнять вовремя грунт. Попадание агрессивных веществ также не допустимо, поскольку они сокращают срок службы конструкции до 2-3 лет.

Современный частный дом оснащен большим количеством бытовых электрических приборов. Для подключения их к сети питания необходимо выполнить заземление исходя из соображений безопасности. Из данной статьи вы сможете узнать, как правильно сделать контур заземления в частном доме своими руками.

Что такое заземление?

Так называется специально выполненное соединение с землей элементов электрооборудования. Его основным предназначением является гарантированная защита от воздействия электрического тока при выходе из строя бытового прибора.

Комплект заземления

В продаже можно встретить специальные комплекты заземления, цена которых около 4 600 рублей. Также можно приобрести отдельные комплектующие для монтажа, стоят они недорого. К примеру, стальной стержень (электрод) длиной 1,5 м обойдется в 500 рублей, муфта – 200 рублей, соединительная шина – 850 рублей. Каждый комплект заземления имеет соответствующую инструкцию по монтажу, которая учитывает специфику всех изделий.

Однако большинство требуемых элементов можно изготовить самостоятельно. К тому же выбор материалов довольно широкий. Нужно лишь знать требования, которые к ним предъявляются.

Вертикальный заземлитель

  • Уголок 50х50х5 мм.
  • Трубопровод диаметром не менее 32 мм, при этом толщина стенки должна быть 3,5 мм и выше.

Данные электроды можно использовать при объемах потребления электроэнергии не более 15 кВт.

Горизонтальный заземлитель

  • Проволока из стали сечением не менее 10 мм2.
  • Полосовая сталь 40х4 мм.

Проводники

В качестве проводников можно использовать металлическую полосу, стальную проволоку или медный провод. К примеру, провод СИП с жилами соответствующего сечения и без изоляции. При укладке в траншее – не менее 25 мм2, при открытой прокладке – не менее 16 мм2.

Особенности схемы

  • Заглубление электрода – не менее 1,5 м.
  • Расстояние между отмосткой здания и заземляющим контуром – не менее 1 м.
  • Расстояние между вертикальными стержнями – не менее 1,5 м.

Разметка и выбор места

Монтаж контура заземления должен выполняться ближе к дому, с учетом расстояний, указанных выше. Длина соединительной «линии» в таком случае будет минимальной, что позволит сократить расход материала. А главное, в дальнейшем он не будет препятствовать ведению хозяйственной деятельности – прокладке инженерных коммуникаций, разбивке клумб.

Расчет

Произвести точный расчет не под силу человеку, не обладающему глубокими познаниями. Так как для расчета используется сложная форма, в которой содержится множество коэффициентов, характеризующих свойства грунта, влажность почвы, а также климатические условия зоны. Эти коэффициенты можно получить только посредством сложных дополнительных анализов и расчетов, что требует определенной квалификации и, соответственно, будет недешево стоить.

По этой причине рассмотрим, как сделать контур заземления в частном доме своими руками более простым способом. С учетом того, что бытовое оборудование работает в определенном диапазоне сопротивления контура, в котором он будет нормально функционировать.

Монтаж

Контур заземления в частном доме своими руками сделать не так уж и просто. Этот процесс довольно трудоемкий и включает в себя следующие этапы:

  • Начинать работу следует с рытья траншеи. Необходимо отступить на 1 м от стены здания и приступить непосредственно к процессу. Глубина траншеи должна быть 0,5-0,75 м, иметь вид треугольника, большая сторона которого 2,5-3 м.
  • При покупке уголка не стоит экономить, как уже говорилось ранее, следует выбирать уголок 50х50х5 мм. Так как конструкции меньшего размера прослужат недолго. В общей сложности потребуется 3 метра уголка. Чтобы он легче входил в землю, необходимо болгаркой срезать один из его концов. Затем уголки посредством кувалды забиваются практически на всю длину по вершинам треугольника, они должны выступать над поверхностью земли примерно на 10 см.
  • Выполняя контур заземления в частном доме своими руками, на следующем этапе нужно объединить в единую цепь три электрода. Для этого потребуется металлическая полоса шириной 50 мм и толщиной 5 мм, а также электросварка. Эта полоса соединит уголки, которые стоят по вершинам треугольника. Ее необходимо приварить к ним в доступных местах. Швы следует проваривать по всей длине. Очень важно покрыть эти места краской, чтобы в результате воздействия блуждающих токов и ржавчины сварной шов не разрушился.
  • Устройство контура заземления на данном этапе завершается, остается лишь завести его внутрь помещения и проверить.

Как завести в дом?

Контур заземления соединяется с электрическим щитом посредством металлической полосы, которая использовалась для соединения электродов, следующим образом:

  • Потребуется выкопать траншею.
  • Контур заземления (схема ниже) и полоса привариваются друг к другу.
  • После этого полосу необходимо дотянуть до электрического щита.
  • Для дальнейшего подключения шины заземления к электрическому щитку допускается использовать медную жилу.
  • Затем к заземляющей шине приваривается винт и соединяется с медной жилой. К винту посредством двух шайб и гаек подключается медный кабель, который собирает все заземляющие провода дома.

Проверка контура заземления

Для точного измерения сопротивления контура потребуется специальное оборудование. При его отсутствии можно воспользоваться народным способом, который позволит определить работоспособность получившегося контура.

Необходимо взять мощный потребитель (от 2 кВт) и присоединить его таким образом: к фазе в квартире — один конец питающего провода, к заземлению — другой, и прибор должен заработать. После чего следует в этой сети измерить напряжение при выключенном и включенном оборудовании. Незначительная разница напряжения (5-10V) свидетельствует о том, что вы сделали правильный контур заземления, который полностью готов к эксплуатации.

Если же тест показал существенную разницу напряжения, то потребуется добавить еще электродов. От вершины треугольника в любую сторону прокапывается еще одна траншея длиной 2,5 м и на ее конце в грунт забивается дополнительный уголок, который связывается с полосой, и заново осуществляется проверка. Если все нормально, то контур заземления (схема выше) можно считать готовым.

Запрещается

  • Подключать проводники к металлическим трубопроводам любых инженерных коммуникаций.
  • Покрывать лакокрасочными составами элементы схемы.
  • Использовать для подключения заземления «нулевой» провод.
  • Располагать горизонтальные заземлители и соединители наверху (наземная прокладка используется в редких случаях).

Полезные советы

1. Прежде чем приступить к работе, рекомендуется составить временную схему контура, которую желательно сохранить. Ведь со временем многое забывается, и чтобы впоследствии не гадать, где проходит соединитель и в каком месте заложены электроды, под рукой всегда будет схема контура.

2. Электроды допускается размещать не только по вершинам треугольника. Их можно расположить по дуге, на линии. Важно, чтобы общее сопротивление системы заземления не превышало 3 Ом (цепь напряжения до 500 В) и 4 Ом (до 1 кВт). При необходимости данный показатель уменьшается посредством установки еще 1-2 стержней.

3. Если сделать замер самостоятельно не представляется возможным, то для абсолютной уверенности в качестве монтажа схемы, желательно пригласить специалиста. Данная услуга в среднем обойдется в 400-500 рублей.

Очень часто эту услугу энергетики буквально навязывают, убеждая, что данный вид работ имеют право осуществлять только лицензированные организации. Однако ни в одной нормативной документации нет указаний о запрете на самостоятельную установку контура.

Естественно, что монтаж можно заказать у энергетиков, принять готовую работу и заплатить за нее. Но если вы уверены в собственных силах, почему бы не смонтировать контур заземления самостоятельно.

Проживание в доме с незаземленной проводкой — это риск для жизни: неисправные электроприборы, поврежденная или старая проводка без заземления могут привести к пожару (особенно в деревянном доме) и поражению током. Грамотно проложенный заземляющий контур спасет от подобных форс-мажоров. Делать заземление в доме нужно как для сети 380 В, так и для обычной проводки 220 В; при должной аккуратности это можно сделать самостоятельно.

Защита от электротравм

Заземление — это соединение всей электропроводки в здании с металлической конструкцией, врытой в землю. При любой утечке тока электричество «уходит» по такой конструкции в грунт, и именно так заземление частного дома защищает его владельцев от электротравм: оно обязательно при использовании стиральных машин, микроволновок и духовок.

Многие наверняка хоть раз ощущали покалывание при прикосновении к подобным приборам во время их работы: так чувствуется ток, который проходит на корпус прибора, и заземляющий контур спасает от этого неприятного эффекта.

Не следует путать заземление и громоотвод — заземляющий контур выводит в грунт избыточное электричество из дома, а защита от молний «ловит» небесные искры снаружи помещения, до того, как они сожгут домашнюю проводку. Это системы разного типа для разных целей.

Соединение в шину и монтаж контура

В целом работы по установке заземления дома делятся на два фронта: внутри и снаружи постройки.

Внутри помещения провода, которые необходимо заземлить, соединяются в электрическом щитке в специальную шину — через нее «лишний» ток будет идти на наружный заземляющий контур. Если проводка в доме старая, а денег на ее замену нет и не предвидится, необходимо обезопасить домочадцев хотя бы дополнительным, отдельным заземляющим проводом, который, пройдя мимо всех распределительных коробок, должен в итоге соединить всю домашнюю проводку с шиной заземления в щитке (для безошибочного подключения может понадобиться схема проводки). Его можно проложить поверх стен в декоративном защитном кабеле-канале.

Снаружи устройство заземления требует земляных и сварочных работ. При стандартном подходе для монтажа контура понадобятся:

  • Металлические полосы 4×40 мм из неокрашенной стали (либо уголки с гранями такого же размера);
  • Сварочный аппарат — заземляющая конструкция должна быть литой, поскольку любые соединения болтами и другим крепежом со временем неизбежно окислятся и потеряют надежность;
  • Силы: для укладки металлических полос необходимо рыть траншею, а в грунт электричество должно уходить на 2−3 метра, так что вертикальные заземлители придется вбивать в землю кувалдой или отбойным молотком.

Инструкция для самостоятельного выполнения

Устройство заземления в частном доме своими руками сводится к нехитрому алгоритму:

  1. Первым делом надо определить место, в котором заземлители войдут в грунт. Лучше всего располагать их в метре от постройки — там, где нет тропинок и под землей не находится сетей водо- и электроснабжения.
  2. В нужном месте требуется вбить в землю как минимум три металлических полосы или уголка длиной 2−3 метра так, чтобы они образовали равнобедренный треугольник со сторонами 120−150 сантиметров. Чтобы детали легче входили в грунт, можно обточить их болгаркой, заострив подобно копьям. Верхние концы вертикальных заземлителей должны уходить под грунт на 30−50 см, на этой глубине вертикальные детали контура заземления соединятся с горизонтальными.
  3. От щита, в котором находится шина с заземляющими проводами, к получившемуся треугольнику должна проходить металлическая полоса — по этой системе ток будет выводиться в землю. От самого дома до вертикальных заземлителей для ее укладки должна быть прорыта траншея глубиной до полуметра; по ее длине легко рассчитать требуемую длину контура от дома до вбитых в землю полос.
  4. Все детали конструкции соединяются только сваркой, чтобы гарантировать хорошую токопроводность. В идеале после сварочных работ они покрываются снаружи специальным токопроводящим составом, защищающим их от коррозии. А красить детали нельзя, как и использовать для заземления обычную рифленую арматуру: и краска, и каленый металл рифленых изделий существенно снижают нужную токопроводность.
  5. В итоге получившаяся конструкция соединяется с заземляющими проводами в доме через медный кабель сечением не менее 10 мм. К шине кабель крепится болтами, соединение которых необходимо периодически проверять.

Требования к контуру

Чтобы проверить, качественно ли выполнен монтаж контура, можно воспользоваться специальным прибором для замера сопротивления. Обычно для заземления частных домов, выполненного своими руками для 220 В, сопротивление должно составлять 4 Ом. Бытовой метод самостоятельной проверки — лампочка не менее, чем на 100 Ватт. Зачем лампа? Если подключить ее к фазе и наружной части заземляющего контура, то она должна ярко светиться — это показатель надежной токопроводности конструкции.

Тем, кто уверен в себе, необязательно придерживаться стандартных схем. Вертикальные заземлители могут быть расположены в виде любой фигуры, например, круга. Главное, чтобы их площадь без проблем позволяла рассеять весь лишний ток по грунту. Кстати, именно поэтому многие рекомендуют использовать именно уголок вместо полос — у него большая площадь поверхности. Если позволяет бюджет, то можно купить специальные заземлители, которые уже на заводе подготовлены к установке: со специальным токопроводящим покрытием, заточенные для легкого вбивания в грунт.

И все же, несмотря на обилие полезных советов, сделать правильный заземляющий контур без практического опыта будет трудно. Если термины «ноль», «фаза» и «земля» для вас малознакомы, то лучше, пожалуй, обратиться к электрику, который знает, как сделать заземление: ошибки могут обойтись дороже.

Вопросы
заземления в частном доме, расчетов схем и монтажа системы требуют
обязательного решения для обеспечения безопасности проживания. В полной мере
свои функции заземление будет выполнять только при правильном выборе схемы и
соблюдении всех норм и требований. Самостоятельный монтаж требует знания
принципов проектирования и правил изготовления.

Нужно ли заземление в частном доме

При
использовании в доме любых электроприборов всегда есть риск повреждения
изоляции проводов или замыкание их на корпус. В таком случае любое касание
человека опасной зоны приводит к поражению электрическим током, которое может
закончиться трагически. Ток всегда стремится в землю, а человеческое тело
становится проводником, соединяющим поврежденный прибор с землей.

Что дает
заземление? По сути, это система, предоставляющая кратчайший путь
электрическому току. По закону физики он выбирает проводник с наименьшим
электрическим сопротивлением, и контур обладает таким свойством
. Практически
весь ток направляется в заземлитель, а потому через тело человека пройдет лишь
незначительная его часть, которая не сможет причинить вред
. Таким образом,
контур заземления обеспечивает электробезопасность. Нормативные документы
(ГОСТы, СНиП, ПУЭ) указывают, что любое частное, жилое строение должно быть им
оборудовано при сетях переменного тока на напряжение выше 40 В и переменного
тока – выше 100 В.

Кроме
обеспечения безопасности, заземляющая система повышает надежность и
долговечность бытовой техники. Она обеспечивает стабильную работу установок,
защиту от перенапряжений и различных помех в сети, снижает воздействие внешних
источников электромагнитных излучений.

Заземление
не следует путать с громоотводами (молниеотводами). Хотя принцип их действия
аналогичен, выполняют они разную задачу
. Работа громоотвода заключается в
отведении в землю разряда молнии при ее попадании в дом
. В этом случае
возникает мощный электрический заряд, который не должен попадать во внутреннюю
сеть, т.к
. способен просто расплавить провод или кабель. Именно поэтому линия
громоотвода пролегает от приемников на крыше по внешнему контуру и не должна
совмещаться с заземляющей, внутренней линией
. У громоотвода и заземления может
быть общий подземный контур (если имеет запас по сечению), но разводка
обязательно разделяется.

Схемы заземления: какую лучше сделать

Система
заземления частного дома зависит от типа подводки сети к нему. Чаще всего, она
выполняется по принципу TN-C
. Такая сеть обеспечивается двухжильным кабелем или
двухпроводной воздушной линией при напряжении 220 В и четырехжильным кабелем
или четырехпроводной линией при 380 В
. Другими словами, к дому подходит фаза
(L) и совмещенный защитно-нулевой провод (PEN)
. В полноценных, современных
сетях проводник PEN разделяется на отдельные провода – рабочий или нулевой (N)
и защитный (РЕ), а подвод осуществляется трехпроводной или пяти проводной
линией, соответственно. С учетом указанных вариантов схема заземления может
быть 2-х разновидностей.

Система TN-C-S

Предусматривает
разделение PEN-ввода на параллельные проводники. Для этого во вводном шкафу
PEN-проводник разделяется на 3 шины: N («нейтраль»), РЕ («земля») и
шина-расщепитель на 4 подключения. Далее проводники N и РЕ не могут
контактировать друг с другом
. Шина РЕ соединяется с корпусом шкафа, а
N-проводник устанавливается на изоляторах
. Заземляющий контур подводится к
шине-расщепителю
. Между N-проводником и заземлителем устанавливается перемычка
сечением не менее 10 кв.мм (по меди). В дальнейшей разводке «нейтраль» и
«земля» не пересекаются.

Справка! Важно учитывать, что данная система эффективна только при установке УЗО и автоматического выключателя дифференциального типа.

Система ТТ

В такой
схеме расщеплять проводники не требуется, т.к. нейтральный и заземляющий
проводник уже разделены в подходящей сети. В шкафу просто делается правильное
присоединение
. Заземляющий контур соединяется с проводом (жилой) РЕ.

Вопрос о
том, какая система заземления лучше, не имеет однозначного ответа. Схема ТТ
проще по монтажу и не требует дополнительных защитных устройств
. Однако,
абсолютное большинство сетей работает по принципу TN-C, что вынуждает
использовать схему TN-C-S. Кроме того, нередко в быту используются
электроустановки с двухпроводным питанием
. При заземлении ТТ корпус таких
приборов при повреждении изоляции оказывается под напряжением. В этом случае
заземление TN-C-S оказывается значительно надежнее.

Что такое контур заземления: определение и устройство

Контур
заземление – это специальная конструкция из электропроводящих материалов с
малым электрическим сопротивлением, обеспечивающая мгновенный отвод
электрического тока в землю. Он состоит из 2-х соединенных между собой частей –
внутренняя и наружная система
. Надежное их соединение осуществляется во входном
электрощите.

Устройство
наружной подсистемы должно обеспечивать переход электрического сигнала в землю
с распределением его по площади. Ее основу составляет несколько электродов,
заглубленных в грунт и соединенных между собой в контур с помощью пластин. От
пластин отходит шина достаточного сечения, которая вводится в электрощит, где
соединяется с внутренней подсистемой
. Каждый электрод представляет собой
металлический штырь, закопанный (вбитый) на определенную глубину.

Внутренняя
подсистема – это разводка заземляющей цепи по всему дому. Проводники от щита
отводятся на розетки, к корпусам мощных электроустройств, к металлическим
магистралям (трубы)
. Отдельные проводники объединяются в общую шину, которая
присоединяется к шине внешнего контура.

Принцип
действия контура заземления достаточно прост. Электрический заряд, накопленный
в металлических элементах (корпуса установок, трубопроводы, арматура и т.д.)
при повреждении изоляции проводников электросети или наведенный от внешних
источников, устремляется по проводам внутренней подсистемы, имеющим малое электрическое
сопротивление, к контуру внешней подсистемы
. По закопанным в грунт электродам
он «стекает» в землю. В свою очередь, земля имеет огромную емкость, что
позволяет свободно «впитывать» такие утечки электричества.

Виды контуров заземления

Для быстрого
«стекания» тока в землю наружная подсистема перераспределяет его на несколько
электродов, расположенных в определенном порядке для увеличения площади
рассеивания. Выделяются 2 основных вида соединения в контур.

Треугольник – замкнутый контур

Этот случай
предусматривает использование 3-х штырей, соединенных полосами в равнобедренный
треугольник. Расстояние между электродами выбирается по такому принципу:
минимальное расстояние – длина подземной части электрода (глубина), максимум –
2 глубины
. Например, для стандартного заглубления 2,5 м сторона треугольника
выбирается в пределах 2,5-5 м.

Линейный

Такой
вариант составляется из нескольких электродов, расположенных в линию или
полукругом. Используется разомкнутый контур в тех случаях, когда сформировать
замкнутую геометрическую фигуру не позволяет площадь участка
. Расстояние между
штырями выбирается в пределах 1-1,5 глубины. Недостаток способа – увеличение
количества электродов.

Указанные
виды наиболее часто используются при обустройстве заземления частного дома. В
принципе, замкнутый контур можно сформировать в форме прямоугольника,
многоугольника или круга, но потребуется большее количество штырей. Главное
преимущество замкнутых систем – продолжение функционирования в полном объеме
при разрыве связки между электродами.

Важно! Линейный контур работает по принципу гирлянды и повреждение перемычки выводит из эксплуатации определенный его участок.

Правила и требования к контуру заземления

Для того
чтобы контур заземления работал эффективно, он должен соответствовать
определенным правилам:

  1. Внешний контур должен располагаться на расстоянии не менее 1 м и не более 10 м от дома. Оптимальное расстояние 2-4 м от фундамента.
  2. Заглубление электродов выбирается в пределах 2-3 м. На поверхности оставляется часть штыря длиной 20-25 см для соединения полосой.
  3. От вводного щита до контура прокладывается шина сечением не менее 16 кв. мм.
  4. Увязка электродов между собой обеспечивается только методом сварки. В щите соединение может производиться болтами.
  5. Общее сопротивление системы не должно превышать 4 Ом для 380 В и 8 Ом для 220 В.

Внешний
контур заземления располагается в земле, что предполагает повышенные требования
к его конструкции. Он должен располагаться ниже уровня промерзания грунта, т.к.
вспучивание почвы будет выталкивать электроды. В процессе эксплуатации коррозия
не должна разрушать металл и чрезмерно увеличивать его электрическое
сопротивление
. Прочность стержней должна позволять вбивать их в твердый грунт.

Расчет заземления для частного дома: формулы и примеры

Расчеты
заземления для частного дома основываются на формулах расчета сопротивления
растеканию тока для электродов. Примеры будут показаны ниже.

Сопротивление грунта

При
одиночном стержне применяется формула:

где ρ экв —
эквивалентное удельное сопротивления однослойного грунта (выбирается по таблице
1 для конкретной почвы);

  • L — длина электрода (м);
  • d — диаметр электрода (м);
  • T — расстояние от середины электрода до поверхности земли (м).

Таблица 1

Размеры и расстояния для заземляющих электродов

Количество
электродов в контуре можно рассчитать по формуле, где:

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

Таблица 2

Размеры
электродов выбираются с учетом реальных условий и рекомендаций:

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

Глубина заглубления
(длина электродов) выбирается из условия – минимум на 15-20 см ниже уровня
промерзания. Минимальная длина – 1,5 м. Шаг установки штырей составляет 1-2
длины электрода, а минимальное расстояние составляет 2 м.

Разрабатываем схему

Работы по
обустройству заземления частного дома начинаются с разработки схемы
заземляющего контура. Наибольшей популярностью пользуется замкнутая система в
форме треугольника. Три электрода составляют его вершины, а остальные стержни
вкапываются по его сторонам между вершинами
. Если площадь возле дома не
позволяет соорудить такой контур, то электроды устанавливаются в линию,
полукругом или «волной»
. Следует отметить, что эффективность треугольного
расположения значительно выше.

Материалы для контура заземления

Контур заземления
должен иметь высокую механическую прочность, низкое электрическое сопротивление
и возможность надежного соединения. Кроме того, немаловажную роль при выборе
материала играет его стоимость.

Параметры и материалы штырей

Электроды
или штыри обычно делаются из стального профиля. Данный материал привлекает
возможностью заглубления стержней путем простого вбивания
. При этом
электрическое сопротивление его вполне удовлетворяет требованиям при
достаточном поперечном сечении. Штыри могут выполняться из таких материалов:

  1. Пруток. Наиболее распространенный вариант – стержень диаметром 16-18 мм. Арматуру использовать не рекомендуется, т.к. она подвергается калению, что приводит к увеличению удельного сопротивления. Кроме того, рифленая поверхность приводит к нерациональному использованию сечения стержня.
  2. Уголок. Чаще всего применяется уголок размером 50х50 мм с толщиной стенки 4-5 мм. Нижняя часть заостряется для упрощения забивания.
  3. Труба диаметром более 50 мм с толщиной стенки 4-5 мм. Толстостенные трубы рекомендуются для твердых грунтов и регионов с частыми засухами. В нижней части такого штыря сверлятся отверстия. При пересыхании почвы в трубу заливается соленая вода, что повышает рассеивающую способность грунта.

Из чего делать металлосвязь

Электроды,
забитые в землю, соединяются между собой металлосвязью. Она может выполняться
из следующих материалов:

  1. Медная шина или провод сечением не менее 10 мм2.
  2. Алюминиевая полоса или провод сечением не менее 16 мм2.
  3. Стальная полоса сечением не менее 48 кв.мм.

Наиболее
часто используется стальная полоса размером (25-30)х5 мм. Основное ее
преимущество возможность надежной сварки с электродами. Когда в качестве связи
используется проводник из цветных металлов, к штырям привариваются болты, на
которых закрепляются шины.

Как сделать монтаж контура заземления самостоятельно

Монтаж
заземления можно сделать своими руками. Все шаги будут описаны ниже.

Выбираем место

Оно должно
находиться в той части участка возле дома, куда не заходит человек без острой
необходимости и домашние животные. Контур располагается не ближе 1 м от
фундамента постройки
. Лучше, если этот участок будет огорожен невысокой
изгородью. На земле отмечаются все точки нахождения электродов. Обычно строится
правильный, равнобедренный треугольник.

Земляные работы

Вдоль всей
разметки копается траншея глубиной 0,5-0,6 м. Аналогичная траншея роется по
ходу укладки шины, соединяющей контур с вводным электрошкафом.

Собираем конструкцию

Вначале,
согласно схемы вбиваются штыри на заданную глубину (обычно 2-2,5 м). К вершинам
стержней приваривается металлосвязь
. Одна полоса приваривается к крайнему
электроду (вершине треугольника) и укладывается в траншею, идущую к дому.

Ввод в дом

Шина от
контура вводится во входной электрощит. На конце сверлится отверстие для
болтового соединения. Сюда присоединяется соответствующая жила кабеля. При
TN-C-S-системе шина соединяется с шиной-расщепителем.

Проверка и контроль

Контроль проводится путем измерения электрического сопротивления всего контура. Оно не должно превышать нормируемые показатели.

Часто
используется простой способ проверки. Присоединяется лампа накаливания
мощностью 100-150 Вт – один конец на фазу, второй – на заземление
. Четкое
сияние ее указывает на качественный монтаж
. При тусклом горении необходимо
проверить качество стыков. Если лампа не горит, то сборка проведена
неправильно.

Готовые комплекты заземления для частного дома

Самостоятельный
монтаж позволяет существенно снизить затраты на систему заземления. Однако
готовые комплекты позволяют ускорить работы и повысить надежность контура.
Можно выделить такие модели:

  1. ZandZ – контур с одним или несколькими электродами из нержавеющей стали. Допускаемое заглубление – до 10 м. Цена зависит от длины штырей. Средняя цена комплекта с пятиметровыми электродами – 23500 рублей.
  2. Galmar – имеет электроды длиной до 30 м. Средняя цена – 41000 рублей.
  3. Elmast. Эта система изготавливается в России и адаптирована к российским условиям эксплуатации. Цена – от 2019 рублей.

Важно! На российском рынке представлено множество моделей, что позволяет сделать оптимальный выбор. Глубина забивания их электродов колеблется от 5 до 40 м. Ценовой диапазон – 6000-28000 рублей.

Особенности схем заземления 220 В и 380 В

Схемы заземления при вводе сетей на 220 и 380 В имеет определенные различия. Внешний контур таких систем абсолютно одинаков. Разница заключается в разводке кабеля и вводе в дом. В случае сети на 220 В вводится двухпроводная линия. Одна жила расщепляется на «нейтраль» и «землю», а другая устанавливается на изоляторы.

В случае сети на 380 В, чаще всего, подходит четырехпроводная линия. Один провод расщепляется аналогично предыдущему случаю, а 3 других проводника устанавливаются на изоляторы и изолируются друг от друга. Фазные жилы и «нейтраль» пропускаются через УЗО и дифавтомат.

Распространённые ошибки при выполнении монтажных работ

Специалисты
отмечают, что при самостоятельном монтаже чаще всего допускаются такие ошибки:

  1. Попытка защитить электроды от коррозии путем покраски. Такой способ недопустим, т.к. препятствует перетоку в землю.
  2. Соединение стальной металлосвязи со штырями болтами. Коррозия достаточно быстро нарушает контакт между элементами.
  3. Чрезмерное удаление контура от дома, что значительно увеличивает сопротивление системы.
  4. Применение слишком тонкого профиля для электродов. Через небольшой промежуток времени коррозия вызывает резкое увеличение сопротивление металла.
  5. Контакт медных и алюминиевых проводников. В этом случае ухудшается соединение за счет контактной коррозии.

При
обнаружении недостатков в конструкции их следует устранять незамедлительно.
Чрезмерное увеличение электрического сопротивления или нарушение целостности
цепи нарушает работу заземления. Контур не сможет гарантировать безопасность.

Контур
заземления необходим для частного дома. Эта конструкция обеспечит электрическую
безопасность жильцов и исключит трагические случайности
. Однако следует
помнить, что эффективность работы заземления зависит от правильности расчетов,
выбора схемы и проведения монтажа. Если есть сомнение в собственных силах, то
лучше использовать готовый комплект.