Заземление является одним из важнейших элементов в области электротехники. В заземляющих проводниках нет напряжения, и в них не должно быть электрического тока, но все же важность их ещё более высока чем у фазных линий. В каждой квартире и частном доме пропускаются сотни метров заземляющих проводников. С какой целью это делают и что означает сама суть заземления? Каковы риски, связанные с отсутствием заземления и как электрическая сеть 220V может быть заземлена без привлечения опытных электриков (своими руками)? Эти и многие другие вопросы будут подробно рассмотрены в этой статье-инструкции.
Что означает заземление сети?
Представьте себе дом, в котором каждая розетка, каждая лампа, помимо фазных и нейтральных проводов, через которые подключают электрические компоненты сети, подключена к проводам заземления. Эти кабели обычно не влияют на работу устройств.
Соединение заземляющих (защитных) проводов обычно выполняется в домашнем коммутационном (распределительном) щитке, а оттуда через один кабель идёт напрямую к металлическому элементу, подключенному к земле.
Какова цель заземления в доме?
Заземление осуществляется по двум причинам:
- защита — основная причина использования заземления в домашних сетях.
- работа — для правильного функционирования электрических устройств (в домах всего несколько устройств требуют заземления для правильной работы, например, источники питания компьютера).
Нас в основном интересует безопасность, что порождает другой вопрос: как штырь из железа закопанный в земле защищает нас от чего-либо?
Предположим что земля (почва, грунт) имеет электрический потенциал на уровне 0V (это верно в 99,99% случаев). Поэтому, если закопать провод в землю, тогда не будет никакого электрического потенциала во всех заземленных проводах проложенных в доме и присоединённых к нему.
Далее через электрические разъемы подключаем эти провода к устройствам. Внутри этих устройств защитные (заземленные) проводники обычно соединены с корпусом (металлом) или с любым другим металлическим элементом, который при работе прибора легко доступен для человека и, следовательно, не должен ни в коем случае находиться под напряжением.
Поскольку подключили корпус к земле, потенциал которой равен 0V, корпус будет иметь такой же потенциал. Если корпус имеет нулевой потенциал и подходит к нему нулевой потенциал — ток не течет, то есть электрический удар не будет угрожать человеку.
Если корпус аппарата не подключен к заземляющему проводу и внутри по неизвестным причинам будет пробой — возникнет электрический потенциал, и так как он не связан каким-либо образом с землей (прямо или косвенно), ему не некуда «убежать». Поэтому риск очевиден: человек, у которого есть электрический потенциал на уровне 0 В, касаясь корпуса который имеет потенциал 220 В, фактически становится проводником тока с этим напряжением, со всеми вытекающими последствиями.
Итого, в результате соединение всех устройств с землей предотвращается долгосрочное поддержание электрического потенциала на корпусах (и других элементах), которые доступны человеку при нормальной работе устройства. В случае электрического пробоя в корпусе где последний заземлен, формирование короткого замыкания приведет к отключению автоматического выключателя (не говоря уже о дифференциальном выключателе тока, если таковые имеются) на домашнем распределительном щитке и отключит питание прежде чем кто-то коснется корпуса.
Символы и обозначения на схемах
В случае маркировки проводов сети можно встретить два основных признака массы:
- PE — маркировка защитного проводника ()
- PEN — обозначение нейтрального проводника, который одновременно действует как защитный проводник (синий)
В случае обозначения заземления на принципиальных схемах вы столкнетесь с двумя:
 |
Общий символ массы (заземления) |
 |
Символ обозначающий заземляющий зажим, имеющий защитную функцию от поражения током |
Во многих устройствах вместо вилки питания с заземлением видна вилка, в которой нет отверстия для заземляющего штыря (лепестка). Это не означает что устройство не имеет защиты от поражения электрическим током. Корпус прибора обычно имеет так называемую паспортную табличку, на которой можно встретить символ двух квадратов (один внутри другого).
Это означает что устройство не имеет доступных внешних токопроводящих элементов (корпус выполнен из пластика), и поэтому нет необходимости его заземлять.
Внимание! Наличие штепселя без отверстия на штыре заземления не является признаком того, что устройство имеет надлежащую защиту от поражения электрическим током. Об этом свидетельствует только указанный выше символ.
Электрические сети и схемы заземления
Когда речь заходит о домашних электроустановках, есть четыре основных схемы разводки сети. И основное различие между ними заключается как раз в способе заземления:
- Сеть питания без заземления (TN-C).
- Сеть с отдельной заземляющей установкой в??квартире / доме. В домашнем щитке нейтральные и защитные проводники соединены друг с другом (TN-CS).
- Сеть питания с отдельной заземляющей установкой, заземленной в том же месте что и нейтральная точка трансформатора (TN-S).
- Сеть с отдельной заземляющей установкой заземленной в другом месте, чем нейтральная точка трансформатора (TT).
Подробнее объясним это на базе первой обсуждаемой сетевой системе.
Сеть без заземления TN-C
Вот схема, на которой будем базироваться во всех последующих примерах. Допустим есть трансформатор, то есть элемент, расположенный рядом с квартирой дома, который снабжает электроэнергией этот и соседние дома. Для простоты установим здесь однофазный трансформатор вместо трехфазного.
Через обмотку трансформатора напряжение подается на фазовый провод (коричневый). Синий — нейтральный провод — подключен с другой стороны обмотки и также заземлен на трансформаторе (это так называемая нейтральная точка). В результате электрический потенциал на нейтральном проводнике равен 0V, а напряжение между фазным и нейтральным проводами зависит только от электрического потенциала создаваемого трансформатором.
Мы упростили чертеж до максимума и удалили все элементы, которые расположены между трансформатором и бытовым прибором (прямоугольник это стиралка), то есть предохранители, выключатели тока, разъемы и так далее. Поскольку нейтральный проводник (N) также имеет защитную функцию (PE), здесь он обозначается аббревиатурой PEN.
Имеется стиральная машина из которой выводятся три провода:
- фазный и нейтральный проводники, используемые для питания двигателя и электроники устройства
- защитный проводник, подключенный внутри стиральной машины к её корпусу
Система сети 220V TN-C чаще всего встречается в старых советских домах, где концепция защитного элемента была неактуальна.
Сначала можете подумать, что поскольку нейтральный проводник заземлен, зачем ещё защитный проводник который также должен быть заземлен? Потому что если нейтральный проводник будет оборван по какой-либо причине, например из-за перегрева и сгорания, само устройство отключится, так как электрическая цепь будет прервана, но из-за отсутствия заземления нейтрального проводника есть вероятность, что через стиральную машину (или любое включенное в 220V устройство) напряжение на фазовом проводе появится и на нейтральном проводнике. Поскольку фаза появится на нейтральном проводе, оно будет и на защитном кабеле, подключенном к корпусу стиральной машины, что является смертельной угрозой.
Сети с отдельной заземляющей линией TN-CS
Тут в домашнем коммутаторе щитке нейтральные и защитные проводники соединены друг с другом (TN-CS).
Некоторое улучшение — это внедрение электрической схемы по системе TN-CS. Допустим имеется всего два провода к квартире, но в домашнем коммутаторе нейтрально-защитный проводник (PEN) можно разделить на два (так называемая точка разделения), нейтральный провод и защитный. Что это дает с точки безопасности?
Прежде чем ответить на данный вопрос, на приведенном выше рисунке посмотрите на две клеммные колодки . Все защитные проводники подключены к одной, а все нейтральные — к другой. В системе TN-CS именно тут провода PE подключены к N проводникам.
Если обрыв нейтрального проводника происходит до точки разделения, то напряжение через фазный проводник и устройство, входит в нейтральный, а оттуда — к защитному проводнику.
Но если повреждение нейтрального проводника происходит после точки разделения, то есть где-то в квартире / доме, независимо от того где происходит сбой на защитном проводнике и, следовательно, на корпусах устройств не будет опасного электрического напряжения.
Лучшее решение при использовании этого типа схемы — это заземление точек разделения. Независимо от места повреждения нейтрального проводника, на PE-проводнике не появится напряжение. Проблема в том, что заземление точки соединения клеммного блока PE и N иногда сложно реализовать, особенно в многоэтажных жилых зданиях.
Сеть с отдельным заземляющим контуром TN-S
Эта сеть заземлена в том же месте, что и нейтральная точка трансформатора (TN-S).
Такая сетевая система имеет три провода идущие от самого трансформатора к устройству. Нейтральные и защитные проводники заземлены в одном месте на трансформаторе. При этом электрический ток протекает в нейтральном проводнике во время нормальной работы. Однако в защитном проводнике (когда все в порядке) кроме нулевого потенциала ток не течет по всей длине.
Повреждение нейтрального проводника в любом месте никак не влияет на защитный провод, за исключением того, что электрооборудование перестает работать. Людям ничего не грозит.
Сеть питания с отдельным заземлением TT
Сеть с отдельной линией, заземленной в месте отличном от нейтральной точки трансформатора (TT).
Схема электрической сети TT с точки зрения безопасности очень похожа на систему TN-S. Разница лишь в том, что защитный проводник (с синей втулкой) выводится из защитной клеммной колодки, которая заземлена в совершенно другом месте, чем нейтральная точка трансформатора. Эта сетевая система часто используется в домах с одной семьей, где заземление делается для каждого дома отдельно.
Для примера разомкнем нейтральный проводник. Это не оказывает ни малейшего влияния на защитную линию.
Как быстро проверить качество заземления
Допустим вы недавно купили квартиру в старом доме и хотите заменить лампу в люстре с металлическим корпусом, который помнит времена Великой Отечественной. У вас нет (или вы не знаете о ней) контура заземления. Как узнать нет ли на корпусе лампы опасного электрического потенциала?
Сначала коснитесь корпуса люстры ладонью в течение секунды. Если есть даже небольшой электрический потенциал, вы почувствуете это, но доля секунды не представляет угрозы для здоровья человека.
В общем нужно быть осторожным в таких делах. Устройства с металлическим корпусом есть повсюду (например, холодильники, стиральные машины, бойлеры), независимо от года постройки здания в котором мы находимся.
Способы создания заземления
Все электрические компоненты заземлены таким образом, что они физически связаны с землей (почвой). Сразу предупредим, что выводить заземляющий провод из дома и втыкать прямо на землю не является хорошим и эффективным решением. Провод заземления должен быть соединен с чем-то, что будет иметь гораздо большую площадь контакта с землей и устойчиво к изменениям влажности и температуры на протяжении десятилетий. Этот элемент называется электрод заземления.
Поверхность контакта с грунтом важна когда дело доходит до сопротивления заземления. Чем ниже сопротивление — тем лучше (быстрее электрический потенциал при проблемах будет равен нулю).
В настоящее время существует несколько популярных решений для изготовления земляных электродов, упомянем несколько из них:
- Железный стержень на несколько метровый засунутый в землю, оканчивающийся сверху соединением для подключения заземляющего проводника. Длина стержня зависит от типа почвы. Чем ниже электрическое сопротивление земли, тем короче может быть стержень. Во многих случаях использование такого типа заземляющего электрода может быть недостаточным из-за слишком малой поверхности контакта с землей и, как следствие, высокого электрического сопротивления.
- Использование ленты из стали. Оберните вокруг дома около 80-100 см под землей. В одном месте она соединяется с основным заземляющим проводником, выведенным из электрической системы с помощью разъема.
- Подключение заземляющего проводника к стержню, который выходит от железобетонного основания здания. То есть соединение земли с фундаментом, который имеет большую площадь контакта с землей и, кроме того, не требует дополнительных затрат на установку. Просто нужно подумать об этом на стадии постройки дома.
Итоги и пожелания
Конечно на этом тема не исчерпана. Мы не упомянули поперечные сечения защитных проводников, основных стержней заземления, уравнения и формулы… Но для начала этого достаточно и в копилку ваших знаний уже поступило немало полезной информации.
Одним из условий подключения коттеджа к поселковой электросети является наличие у строения контура заземления. Его параметры электрики энергоснабжающей организации проверяют перед подсоединением вводного кабеля к домовому ВРУ. Энергетики заботятся о безопасности даже тех, кто считает подобную защиту излишней. При этом сделать заземление в частном доме можно самостоятельно. Надо лишь к монтажу всех его элементов внутри и снаружи здания подойти максимально внимательно.
Заземление в частном доме
Делать заземления требуется не только в частном доме, но и во всех постройках на участке. Оно во многом бессмысленно лишь в бане или веранде, где есть только освещение. В остальном – любой электрический инструмент или бытовой прибор (стиральная машинка, плита и т.п.) может стать источником поражения током. И провод «на землю» как раз предназначен для предотвращения этого.
Принцип работы заземления
Следует разделять защитное (PE) и функциональное рабочее (FE) заземление. По зданию проводами они идут раздельными контурами и нигде не соприкасаются между собой. Первое делается с целью повышения электробезопасности и является обязательным в частных домах. Второе предназначено для правильной работы электроустановок с трансформаторами или электродвигателями и в коттеджах обустраивается редко.
Варианты схем заземления
Домовая система заземления делится на две части
- Внутренняя.
- Наружная.
Первая представляет собой сеть дополнительных жил в электропроводке, которые посредством розеток подходят к каждому электрическому прибору в коттедже. Вторая делается в виде нескольких железных штырей забитых в землю на участке неподалеку от заземляемого здания.
Предназначенная для отвода опасного тока в грунт наружная составляющая заземления малоэтажного дома по форме может быть замкнутой либо линейной. В обеих конструкциях используется три-четыре штыря (электрода), которые заглубляются в почву. Но в первом случае они сверху соединяются по кругу, треугольником или прямоугольником, а во втором – одной линией.
Замкнутая
Замкнутый вариант контура заземления более надежен, но требует больше материала. Для его устройства на участке возле дома придется выделять много места под яму порядка 3х3 метра. Она будет хоть и неглубокой, но большой.
Замкнутая схема заземления
Линейная
Линейный аналог дешевле и проще. Однако к внутренней части системы заземления частного дома он подключается проводником только с одного края. Если в находящейся в земле линии произойдет разрыв, то часть внешнего контура просто выпадет из работы, а сопротивление оставшейся станет слишком высоким. В такой ситуации УЗО может и не сработать когда нужно.
Линейное заземление
Системы заземления применяемые для домов
Для коттеджей существует несколько вариантов организации системы заземления. И выбор подходящего зависит не столько от схемы электропроводки в построенном частном доме, сколько от того, чем располагают энергетики в поселке.
TN-C
Самой простой и дешевой является схема TN-C. Защитный проводник в ней объединен с рабочим нулевым. Вся электропроводка в частном доме в этом случае делается двухжильной (фаза и N). Жил меньше, а соответственно стоимость монтажа внутридомовой электросети минимальна.
Однако при обгорании нуля защита в TN-C просто исчезает – если в данный момент с металлическим корпусом электроприбора соприкасается человек, то он обязательно получит удар током. Этот способ заземления дома считается устаревшим и сейчас не рекомендуется к применению.
Подключение по cхеме TN-C
TN-S
Гораздо более надежный вариант тот, что сделан по схеме TN-S. Здесь сразу от подстанции идут два раздельных проводника N и PE. Такое заземление частного дома наиболее совершенно с технической точки зрения, но встречается редко, так как является слишком дорогостоящим (в первую очередь для энергетиков).
Схема подключения TN-S
TN-C-S
Чаще всего сейчас применяется вариант TN-C-S. При нем от подстанции прокидывается совмещенный PEN проводник, который при вводе в дом уже разделяется на N и PE. Это более надежно и безопасно. Но в частном секторе зачастую используется его аналог со схемой ТТ. В этом случае от подстанции также идет одна защитно-нулевая жила, но сам коттедж дополнительно защищается отдельным контуром со штыревой конструкцией возле строения.
Схема подключения TN-C-S
Особенности схем заземления 220 В и 380 В
Независимо от того, двухфазные 220 В или трехфазные 380 В подведены к участку, заземление в частном доме можно выполнить по любой схеме. Вольтаж влияет только на количество фазных жил. PEN или N все равно идут в том или ином виде от подстанции, от них при выборе и надо отталкиваться.
Как правильно рассчитать
Находящееся в земле устройство заземления должно иметь сопротивление не более 4 Ом. Чтобы сделать его расчет правильно, необходимо обладать специфическими познаниями и разбираться в соответствующих довольно сложных формулах.
При вычислении должных размеров заземляющих штырей надо учесть:
- общее количество погружаемых электродов и их форму;
- удельное сопротивление грунтов на участке (причем на разной глубине);
- влажность почвы;
- применяемый в конструкции металл;
- расстояние между электродами и многое другое.
Таблица сопротивляемости грунтов
На фото подобное устройство не выглядит сложным. Но расчеты его сложны, самостоятельно выполнять их не рекомендуется. Однако простое заземляющее устройство из стальных уголков 40х40 для организации заземления в частном доме можно рассчитать и по упрощенной формуле.
Для одиночного вертикального электрода формула следующая:
R1=0,84*P/L
Если электродов в землю погружается несколько, то они считаются дополнительно по:
R=R1/0,9*N
Здесь R – общее сопротивление устройства, R1 – сопротивление одного электрода, L – длина штыря (глубина погружения в грунт), а P – удельное сопротивление почвы.
Как сделать контур заземления
Если есть проект с полностью рассчитанной схемой заземления, то смонтировать подобную защитную систему самостоятельно не сложно. Фактически это обычная электропроводка в деревянном доме или коттедже из иных материалов. Здесь важно лишь соблюдать стандартные меры безопасности и правила электромонтажа.
Выбираем место
Контур заземления следует устанавливать:
- вдали от газопроводов, а также электрических и слаботочных сетей в земле;
- в месте, где люди и животные будут находиться только изредка (в идеале этот участок следует огородить);
- с северной стороны от коттеджа (там почва всегда более влажная, что повышает токопроводимость);
- на удалении в 1,5–2 метра от отмостки дома.
Материалы и компоненты
Чаще всего для создания заземляющий контур в грунте делают из стальных уголков 40х40. Из них делают заостренные штыри, ими же потом эти электроды соединяют сваркой.
Материалы для заземления
Порядок действий
Монтаж классической треугольной заземляющей конструкции производится в шесть этапов:
- Вырывается траншея глубиной 50–70 см со сторонами в 2,5 метра (ближе друг к другу штыри погружать в почву не стоит, толку от них будет ноль).
- Кувалдой по углам забиваются электроды.
- Три погруженных в землю штыря соединяются уголками сверху сваркой.
- К созданному треугольнику приваривается стальная полоса шириной 40 мм и с болтом на конце для крепления проводника.
- Полоса отводится до коттеджа и фиксируется на его стене.
- Траншея закапывается грунтом без камней.
Отправим материал вам на e-mail
Ж изнь современного человека, проживающего в собственном доме, невозможно представить без комфорта и удобств, которые ему обеспечивают всевозможные бытовые электроприборы. Люди настолько привыкли к большинству полезных функций работающих от электричества домашних помощников, что зачастую не обращают на них внимания, принимая как данность. Но электричество способно не только создавать комфортные условия жизни, но и несет еще и определенную опасность. Для снижения вероятности возникновения этой опасности требуется в частном доме своими руками 220В.
Общая схема устройства заземления
Устройство заземления собственного дома требуется по нескольким причинам.
Существуют конкретные нормы, обязывающие заземлять дом — в ином случае можно получить весьма серьезный штраф. Помимо этого, некоторые приборы, без которых комфорт в частном доме невозможен (например, ), просто нельзя эксплуатировать без данной защиты.
Главной же целью устройства токозащиты является устранение риска поражения электротоком от прикосновения к корпусу какого-либо бытового электроприбора. При испорченной проводке , например, на ее корпусе висит фаза. Стоит только прикоснуться к устройству, и можно получить очень чувствительный электроудар, который может оказаться смертельным. При наличии защиты ток просто убежит по пути наименьшего сопротивления.
Правильное устройство заземления позволяет минимизировать количество помех в электросети. Также оно значительно снижает электромагнитные излучения, негативно сказывающиеся на самочувствии и состоянии здоровья проживающих людей.
Типы заземлений
Используется два типа заземлений в частном доме, устраивающихся своими руками 380В и 220В: рабочее и защитное.
Рабочее
Устраивается преимущественно в целях предупреждения внезапного повышения напряжения в использующихся в быту приборах, возникающего вследствие нарушения изоляции обмотки трансформатора. Эффективная защита обеспечивается также при попадании в здание молнии — благодаря тому, что весь разряд уходит в грунт, бытовые приборы не выходят из строя.
Защитное
Такой тип устраивается путем принудительного подсоединения через проводник корпуса электроприбора с землей. Как правило, для устройства такого заземления вполне достаточно наличия розеток с заземляющей клеммой, но некоторые виды техники требуют дополнительной защиты.
Защитное заземление обязательно должно быть предусмотрено для следующих бытовых потребителей тока:
- . Ее эксплуатация проходит в условиях повышенной влажности, при этом корпус имеет большую электрическую емкость.
- Микроволновая печь. Главным элементом этого прибора является магнетрон большой мощности. При недостаточном контакте заземления в розетке возможно значительное возрастание уровня электромагнитных излучений. Большинством производителей предусмотрена установка клеммы на тыльной стороне печи для дополнительной ее защиты.
- Компьютер. Блок питания этого, без сомнений, незаменимого прибора зачастую создает напряжение на корпусе системного блока, что небезопасно для пользователя. Заземление ПК осуществляется посредством подсоединения провода заземления к одному из винтов системного блока.
- Бойлер. Для нагрева воды в этом устройстве используется электроток. Любая утечка тока на корпус устройства, работающего в условиях высокой влажности, опасна для человека.
Заземление 220В и 380В: отличия
Заземление в частном доме своими руками 380В и 220В имеет лишь несущественные отличия.
Контур в обоих случаях сооружается аналогично, различие есть только в способе подключения к домашней системе электроснабжения. В сети однофазной напряжением 220 В используются розетки с тремя контактами: фазой, нулем и заземлителем. В трехфазных сетях напряжением 380 В применяется 5 проводов и розетки с пятью полюсами: те же ноль и заземление, но фазы — три.
Полезная информация! Не допускается применение нулевого провода для заземления в частных домах своими руками 380 В и 220В – это может повлечь порчу недешевых бытовых электроприборов, а также создать реальную опасность находящихся в доме людей.
Виды заземлителей
Заземлители могут применяться двух видов:
- естественные;
- искусственные.
В качестве естественных заземлителей могут выступать металлоконструкции, глубоко установленные в грунт, либо железобетонный фундамент здания.
Искусственные же заземлители, использующиеся для самостоятельного устройства заземления 220В в частном доме разделяются на следующие виды:
- горизонтальные - изготовленные из круглой либо полосовой стали, укладывающиеся в траншею параллельно земле;
- вертикальные - отрезки стального уголка, забиваемые в почву;
- заглубленные - изделия из полосовой стали, укладывающиеся на дно траншеи по ее периметру.
Для изготовления устройств защиты преимущественно используются:
- сталь круглая Ø 10-16 м;
- сталь полосовая сечением 40х4 мм;
- сталь угловая 50х5х5 мм.
Уголки для устройство заземлителя
Важно! Крайне нежелательно в качестве заземлителя использовать арматуру - она изготавливается из каленого металла, который обладает относительно невысокой электропроводностью.
Монтаж токозащиты
Выбор места
В первую очередь следует определить место, в котором будет сделан заземляющий контур, так как от этого зависит безопасность эксплуатации системы. При срабатывании защиты и отводе электричества в землю, в месте отвода не должны находиться ни люди, ни животные так как это может привести к смертельному исходу.
Отвод удобнее всего расположить за домом возле забора , отступив от края фундамента не менее 1 метра. Для ограждения опасной зоны нелишним будет и возведение небольшого забора.
Для скрытия заземления в частном доме своими руками 220В и 380В, облагораживания территории, на этой площадке, например, можно уложить скульптурную композицию из валунов. В таком случае никто не сможет подойти слишком близко опасной зоне, а приусадебная территория будет выглядеть красиво.
Земляные работы
Заземление в частном доме своими руками 380В схема представляет собой три металлических проводника, погруженных в землю на расстоянии 2 м один от другого.
Траншея для контура токовой защиты
Лопатой выкапывается траншея формы равностороннего треугольника с длинами сторон, равными 2 м. Глубина ее должна составлять 0,5-0,7 м. Точно такая же траншея прокапывается и к крыльцу дома.
Сборка конструкции
Сборку конструкции контура можно назвать главным этапом, на котором заземление в частном доме своими руками 220В схема предусматривает забивку электродов в грунт на двухметровую глубину. При этом на поверхности следует оставить верхушки для прихватывания сваркой.
При забивке вбиваемый конец следует слегка подточить для облегчения вбивания в грунт.
После забивки всех штырей к их верхушка привариваются пластины для получения металлического каркаса в форме треугольника.
Отдельную пластину необходимо уложить в прокопанную к крыльцу траншею, она так же одним концом прихватывается к ближней вершине треугольника.
Затем к пластине на болт подсоединяется кабель, траншеи засыпаются грунтом.
Если вы читаете эту статью, то наверняка уже знаете для чего делается заземление в частном доме.
Важное напоминание
А для тех, кто еще сомневается в целесообразности выполнения таких работ мы напомним.
Заземление предназначено для отвода опасного напряжения с корпусов электроприборов и других устройств, запитанных от электросети, а также оно защищает последние от выходи из строя.
Опасное напряжение (потенциал) может появиться на корпусе электроприбора в результате повреждения одного из проводов (фазы) и отводится оно с корпуса через специальные провода в землю.
Речь идет только про защитное заземление. Существует еще и рабочее заземление, но оно применяется в промышленном оборудовании.
Если проигнорировать установку заземления, то появиться большая вероятность поражения человека электрическим током.
К примеру, большую опасность в этом плане несет стиральная машинка, были случаи, когда в результате отсутствия заземления людей била током сливающаяся после стирки вода.
Не трудно догадаться, что опасный потенциал вода получала от не заземленного корпуса, опасному напряжению просто не было куда деваться.
Почему заземление - это важно?
Во-первых, это безопасность жильцов дома, про это мы уже упоминали выше.
Во-вторых, если вы строите новый дом, не важно самостоятельно ли вы это делаете или все работы делает подрядчик, все должны придерживаться специальных норм: СНиП (строительные нормы и правила, ГОСТ и ПУЭ (правила устройства электроустановок).
Согласно этим нормам и правилам еще при строительстве частных домов организовывается так называемая система TN-S (электросистема дома с заземлением).
Если же эту систему организовывать уже после строительства дома, то придется делать демонтаж, к примеру, всей двухжильной проводки, и менять ее на трехжильную, а это очень дорого.
Конечно, можно потом сделать заземление только на одну розетку, к примеру, для подключения стиральной машинки.
Но лучше сделать это сразу еще в ходе строительства и на все розетки. Так рекомендуют специалисты.
Если же был приобретен старый частный дом, то с учетом особенностей эксплуатации современных электроприборов вам скорее всего тоже придется делать систему заземления.
Ведь в старых домах начиная с хрущевских времен норма электропотребления на квартиру не превышала 1,3кВт, при этом стояли предохранительные пробки на 6А.
Но в данном случае разобраться с заземлением можно будет и самому и об этом мы поговорим дальше.
Поговорим про контур
Контур представляет из себя сложную, но вполне понятную конструкцию.
Он состоит из внешних и внутренних устройств, которые в свою очередь делятся на:
1. ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА . Вкопанные на 2 метра колья-электроды, соединённые в верхней части между собой пластинами. От электродов отходит заземляющий проводник, который представляет из себя круглую или плоскую сталь. Заземляющий проводник подходит к щитовой в доме и, как правило, соединяется к ней через медный провод.
2. ВНУТРЕННИЕ УСТРОЙСТВА . Провода заземления, которые идут от розеток, и непосредственно щитовая в которой с помощью специальной шины происходит объединение проводов внешней и внутренней системы.
Теперь давайте рассмотрим, как самому смонтировать такое заземление в своем доме.
Схемы заземления
Сначала необходимом определиться с схемой заземления. В нашем случае применимы две из них, это замкнутая (треугольная) и линейная.
Замкнутая схема .
Представляет из себя три вбитых в землю штыря расположенных в углах равностороннего треугольника (если смотреть сверху).
Штыри в верхней части соединяются между собой горизонтальными заземлителями, их тоже три.
Плюс данный системы в том, что при выходе из строя одного из горизонтальных заземлителей вся система будет продолжать работать.
Линейная схема .
Представляет из себя три кола заземления, которые вбиваются в землю на одной линии и соединяются между собой двумя горизонтальными металлическими полосами (заземлителями).
Такая схема хотя и проще первой, но работает менее надежно, так как в случае выхода из строя хотя бы одной горизонтальной перемычки вся система перестает работать.
Какую схему использовать решать вам, но мы рекомендуем схему треугольник, так как она прослужить не одно десятилетие.
Но это еще не все. Схемы заземления можно усовершенствовать.
К примеру, не будет ошибкой вбить колья заземления в землю в виде прямоугольника или овала.
Или улучшить линейную схему добавив в нее пару кольев и пару горизонтальных заземлителей.
А также установить линейный контур с двумя и более группами заземлителей. На рисунке в центре.
Также многое будет завесить от возможностей участка местности, где будет монтироваться заземление, но об этом дальше.
Так какой все же контур выбрать?
Давайте сначала разберемся при каких условиях используют те или иные типы контуров.
Замкнутый треугольный контур :
- Сеть 220/380В в дом заведена через силовой водный щит.
- Продолжительная суммарная потребляемая мощность более 3кВт.
- Наличие электроприборов промышленного типа с предусмотренным выводом под заземление (токарный станок, циркулярка, сверлильный станок и т.д.).
Две группы линейных заземлителей :
- Потребляемая суммарная мощность свыше 1кВт в течении 20 минут.
- Электропровод заведен под землей через внешний щит.
- В доме присутствует хотя бы одна из коммуникаций (связь, газ, вода, канализация).
Существуют много и других факторов поэтому в данном случае лучше всего посоветоваться со специалистом, а работы выполнить самостоятельно.
Готовим материал и инструмент
Мы будем исходить из того, что делаем замкнутую треугольную схему заземления, так как она наиболее популярна.
Сначала давайте разберемся с материалом, а уже исходя из того какой он будет, будем готовить инструмент.
Итак, из материала нам будет необходимо :
1. Для вертикальных кольев заземления можно использовать: трубу с толщиной стенок не менее 3,5 мм и диаметром 30 мм, арматура в диаметре 2-3 см, уголок 5х5 см (лучше из нержавеющей стали). Длина любого материала должна быть не менее 2 метра.
2. Металлические полосы сечением 40х4 мм, длиною не менее 1,2 метра.
3. Такая же, как и в п. 2 металлическая полоса, но желательно из нержавеющей стали. Длина ее будет зависеть от расстояния от места установки кольев заземления до места заводки ее в дом.
4. Медный провод для фазного проводника в диаметре 6 мм.
Готовим инструмент .
Нам понадобится в обязательном порядке :
- Сварочник.
- Электродрель с сверлами (сверлить отверстия под болты).
- Болгарка (затачивать колья, резать металл).
- Перфоратор (заводить заземление в дом и для других работ).
- Наточенная штыковая лопата.
- Тяжелая кувалда.
- Ключи в зависимости от того, какие болты у вас будут.
Где вбивать колья?
Место забивки кольев должно находиться не далеко от отмостки дома, не более одного 1,2 метра.
Прежде всего оно должно быть безопасным и не посещаемым людьми и животными.
Если у вас нет не посещаемых мест вокруг дома, то данный участок следует огородить.
Ход работ
Копаем траншеи .
Глубина траншей должна быть 0,5 – 0,7 метра. Их вид сверху должен представлять равнобедренный треугольник со сторонами длиною 1,2 метра.
До места завода заземления в дом, если это необходимо, тоже роется траншея с такой же глубиной.
Забиваем колья .
Колья забиваем по углам траншеи на глубину 2 метра. 20 – 30 см оставляем для приваривания других элементов конструкции.
Не забудьте наточить колья, к примеру, если у вас уголок, то это можно сделать с помощью болгарки.
Во время забивания кольев сверху их можно поливать водой, которая будет играть роль своеобразной смазки. Таким образом работа пойдет быстрее, да и кувалду можно будет использовать полегче.
Сварочные работы .
Привариваем горизонтальные стальные полосы к кольям. Отдельно привариваем металлическую пластину, идущую к месту входа заземления в дом.
Вкручиваем лампу в патрон с переноской. Подключаем один конец переноски к фазе 220В, а другой конец к контуру заземления, а точнее к одной из горизонтальных пластин.
Если лампа будет гореть ярко, как будто она подключена к розетке, то значит работы выполнены правильно.
Если недостаточно ярко, значит сварочные работы скорее всего были не качественными, нужно лучше проварить стыки конструкции.
Если лампа не горит, значит необходимо проверить на целостность всю схему, начиная от щита заземления, где-то была допущена существенная ошибка.
Подводим итог
Как мы видим сделать заземление в частном доме своими руками не так уж и сложно, достаточным будет правильно подобрать тип контура для дома и подготовить необходимый материал и инструмент.
Для сварочных работ на 1 час можно нанять спеца или попросить друга. Для земляных работ тоже много ума не нужно.
Если вы не разбираетесь как все это завести в дом и подключить к щитовой, то тоже можно нанять электрика.
По крайней мене это будет на много дешевле, чем отдать все работы какой-то фирме, которая сдерет с вас по полной программе. При этом полную электробезопасность они все равно не гарантируют.
Современная бытовая техника и аппаратура требует наличия заземления. Только в этом случае производители будут поддерживать свои гарантии. Обитателям квартир приходится ждать капремонта сетей, а владельцам домов можно все сделать своими руками. Как сделать заземление в частном доме, каков порядок действий и схемы подключения — обо всем этом читайте тут.
Вообще, контуры заземления могут быть в виде треугольника, прямоугольника, овала, линии или дуги. Оптимальный вариант для частного дома — треугольник, но вполне подойдут и другие.
Заземление в частном доме — виды заземляющих контуров
Треугольник
Заземление в частном доме или на даче чаще всего делают с контуром в виде равнобедренного треугольника. Почему так? Потому что при таком строении на минимальной площади получаем максимальную площадь рассеивания токов. Затраты на устройство заземляющего контура минимальны, а параметры соответствуют номам.
Минимальное расстояние между штырями в треугольнике контура заземления — их длина, максимальное — удвоенная длина. Например, если штыри забиваете на глубину 2,5 метра, то расстояние между ними должно быть 2,5-5,0 м. В этом случае при измерении сопротивления контура заземления получите нормальные показатели.
Во время работ не всегда получается сделать треугольник строго равнобедренным — камни попадаются в нужном месте или другие труднопроходимые участки грунтов. В этом случае можно штыри сдвигать.
Линейный контур заземления
В некоторых случаях проще сделать контур заземления в виде полукруга или цепочки штырей, выстроенных в линию (если нет свободного участка подходящих размеров). В этом случае расстояние между штырями тоже равно или больше длины самих электродов.
При линейном контуре необходимо большее число вертикальных электродов — чтобы площадь рассеивания была достаточной
Недостаток такого способа — для получения нужных параметров необходимо большее количество вертикальных электродов. Так как забивать их — то еще удовольствие, при наличии мета стараются сделать треугольный контур.
Материалы для контура заземления
Чтобы заземление частного дома было эффективным, его сопротивление не должно быть больше 4 Ом. Для этого необходимо обеспечить хороший контакт заземлителей с грунтом. Проблема в том, что измерить сопротивление заземления можно только специальным прибором. Эту процедуру проводят при вводе системы в эксплуатацию. Если параметры хуже, акт не подписывают. Потому, делая заземление частного дома или дачи своими руками, старайтесь строго придерживаться технологии.
Параметры и материалы штырей
Штыри заземления обычно делают из черного металла. Чаще всего используется пруток сечением 16 мм и больше или уголок параметрами 50*50*5 мм (полочка 5 см, толщина металла — 5 мм). Обратите внимание, что арматуру использовать нельзя — ее поверхность каленая, что изменяет распределение токов, к тому же в земле она быстро ржавеет и разрушается. Нужен именно пруток, не арматура.
Еще вариант для засушливых регионов — толстостенные металлические трубы. Их нижнюю часть сплющивают в виде конуса, в нижней трети сверлят отверстия. Под их установку сверлят лунки требуемой длины, так как забить их не получится. При пересыхании грунтов и ухудшении параметров заземления, в трубы заливают соляной раствор — для восстановления рассеивающей способности грунтов.
Длинна стержней заземления — 2,5-3 метра. Этого достаточно для большинства регионов. Конкретнее есть два требования:
Конкретные параметры заземления можно высчитать, но требуются результаты геологического исследования. Если у вас таковые имеются, можно заказать расчет в специализированно организации.
Из чего делать металлосвязь и как соединять со штырями
Все штыри контура соединяются между собой металлосвязью. Ее можно сделать из:
- медного провода сечением на менее 10 мм 2 ;
- алюминиевого провода сечением не менее 16 мм 2
- стальной проводник сечением не менее 100 мм 2 (обычно полоса 25*5 мм) .
Чаще всего штыри между собой соединяются при помощи стальной полосы. Ее приваривают к уголкам или оголовкам прутка. Очень важно чтобы качество сварного шва было высоким — от этого зависит пройдет ли ваше заземление испытание или нет (будет ли оно соответствовать требованиям — сопротивление меньше 4 Ом).
При использовании алюминиевого или медного провода к штырям приваривают болт большого сечения, к нему уже крепят провода. Провод можно накрутить на болт и прижать шайбой с гайкой, можно провод оконечить разъемом подходящего размера. Главная задача та же — обеспечить хороший контакт. Потому не забудьте зачистить болт и провод до чистого металла (можно обработать шкуркой) и хорошо поджать — для хорошего контакта.
Как сделать заземление своими руками
После того как закуплены все материалы, можно приступать к собственно изготовлению контура заземления. Для начала нарезают металл на отрезки. Длина их должна быть больше расчетной примерно на 20-30 см — при забивании вершины штыре изгибаются, так что приходится их срезать.
Заточить забиваемые края вертикальных электродов — дело пойдет быстрее
Есть способ уменьшить сопротивление при забивании электродов — один конец уголка или штыря заточить под углом 30°. Этот угол оптимален при забивании в грунт. Второй момент — к верхнему краю электрода, сверху, приварить площадку из металла. Во-первых, по ней проще попасть, во-вторых, меньше деформируется металл.
Порядок работ
Независимо от формы контура, начинается все с земляных работ. Необходимо выкопать канаву. Лучше ее сделать со скошенными краями — так она меньше обсыпается. Порядок работ такой:
Собственно, на этом все. Заземление в частном доме своими руками сделали. Осталось его подключить. Для этого надо разобраться со схемами организации заземления.
Ввод контура заземления в дом
Контур заземления необходимо каким-то образом завести на шину заземления. Сделать это можно при помощи стальной полосы 24*4 мм, медной проволоки сечением 10 мм2, алюминиевым проводом сечением 16 мм2.
В случае использования проводов, их лучше искать в изоляции. Тогда к контуру приваривается болт, конец проводника надевается гильза с контактной площадкой (круглой). На болт накручивается гайка, на нее — шайба, затем провод, сверху — еще одна шайба и все это затягивается гайкой (картинка справа).
Как завести «землю» в дом
При использовании стальной полосы есть два выхода — завести в дом шину или провод. Стальную шину размером 24*4 мм тянуть очень не хочется — вид неэстетичный. Если есть — можно при помощи того же болтового соединения провести медную шину. Она нужна гораздо меньшего размера, смотрится лучше (фото слева).
Также можно сделать переход с металлической шины на медный провод (сечение 10 мм2). В этом случае к шине приваривают два болтана расстоянии в несколько сантиметров друг от друга (5-10 см). Медный провод закручивают вокруг обоих болтов, прижимая их с помощью шайбы и гайки к металлу (затягивать как можно лучше). Это способ — самый экономный и удобный. Требует не так много денег, как при использовании только медного/алюминиевого провода, провести его через стену проще, чем шину (даже медную).
Схемы заземления: какую лучше сделать
В настоящий момент в частном секторе используют только две схемы подключения заземления — TN-C-S и TT. В большинстве своем к дому подходит двухжильный (220 В) или четырехжильный (380 В) кабель (система TN-С). При такой проводке кроме фазного (фазных) провода приходит защитный проводник PEN, в котором объединены ноль и земля. На данный момент этот способ не обеспечивает должной защиты от поражения электротоком, потому рекомендуется заменить старую двухпроводную проводку на трехпроводную (220 В) или пятипроводную (380 В).
Для того чтобы получить нормальную трех- или пяти- жильную проводку необходимо провести разделение этого проводника на землю PE и нейтраль N (при этом необходим индивидуальный контур заземления). Делают это во вводном шкафу на фасаде дома или в учетно-распределительном шкафу внутри дома, но обязательно до счетчика. В зависимости от способа разделения получают либо систему TN-C-S, либо TT.
Устройство в частном доме системы заземления TN-C-S
При использовании этой схемы очень важно сделать хороший индивидуальный контур заземления. Обратите внимание, что при системе TN-C-S для защиты от поражения электрическим током необходима установка УЗО и дифавтоматов. Без них ни о какой защите речь не идет.
Также для обеспечения защиты требуется к земляной шине отдельными проводами (неразрывными) подключить все системы, которые сделаны из токопроводящих материалов — отопление, водоснабжение, арматурный каркас фундамента, канализация, газопровод (если они выполнены из металлических труб). Потому шину заземления необходимо брать «с запасом».
Для разделения PEN проводника и создания заземления в частном доме TN-C-S нужны три шины: на металлическом основании — это будет шина PE (земляная), и на диэлектрическом основании — это будет шина N (нейтрали), и маленькая шина-расщепитель на четыре «посадочных» места.
Металлическую «земляную» шину надо прикрепить к металлическому корпусу шкафа так, чтобы был хороший электрический контакт. Для этого в местах крепления, под болты, с корпуса счищают краску до чистого металла. Нулевую шину — на диэлектрическом основании — лучше крепить на дин-рейку. Такой способ установки выполняет основное требование — после разделения шины PE и N нигде не должны пересекаться (не должны иметь контакта).
Заземление в частном доме — переход с системы TN-С на TN-С-S
- Пришедший с линии проводник PEN заводится на шину-расщепитель.
- На эту же шину подключаем провод от контура заземления.
- С одного гнезда медным проводом сечением 10 мм 2 ставим перемычку на земляную шину;
- С последнего свободного гнезда ставим перемычку на нулевую шину или шину нейтрали (тоже медный провод 10 мм 2).
Теперь все — заземление в частном доме сделано по схеме TN-C-S. Далее для подключения потребителей фазу берем от вводного кабеля, ноль — с шины N, землю — с шины PE. Обязательно следим, чтобы земля и ноль нигде не пересекались.
Заземление по системе TT
Преобразование схемы TN-C в TT происходит вообще просто. От столба приходят два провода. Фазный и дальше используется как фаза, а защитный PEN-проводник крепится к «нулевой» шине и дальше считается нулем. На шину заземления напрямую подается проводник от сделанного контура.
Заземление в частном доме своими руками — схема TT
Недостаток этой системы в том, что она обеспечивает защиту только той техники, у которой предусмотрено использование «земляного» провода. Если есть еще бытовая техника, сделанная по двухпроводной схеме, она может оказаться под напряжением. Даже если корпуса их заземлить отдельными проводниками, в случае проблем напряжение может остаться на «нуле» (фазу разорвет автомат). Поэтому из этих двух схем предпочтение отдают TN-C-S как более надежной.
