Заземление в частном доме своими руками: подробная пошаговая инструкция для монтажа и подключения

Заземление в частном доме своими руками

Краткое содержание статьи:

Показать / Скрыть


Безопасная электроэнергия в доме – первоочередная задача, и важнейшую роль в этом играет контур заземления. Казалось бы, простое устройство, но и учесть нужно немало. Чтоб монтаж заземления действительно был удачным, а не получился просто для проформы, нужно ориентироваться в тонкостях его устройства: необходимых характеристиках, основах расчёта и нормах эксплуатации.

Общее устройство заземления

заземление

За исключением специально созданных под спец-условия заземляющих устройств, в состав каждого контура заземления входят:

  • Группа вертикальных заземлителей, глубиной заложения 0.7 м от поверхности почвы.
  • Горизонтальный заземлитель, объединяющий вертикальные в одно заземляющее устройство, и подключающий их непосредственно к шине заземления, либо к ведущему на неё заземляющему проводнику.

На первый взгляд всё элементарно, однако возникает вопрос – зачем для контакта с землёй нужно несколько вертикальных заземлителей и почему недостаточно одного?

К сожалению, упрощать конструкцию зачастую непозволительно – одиночного заземлителя может просто не хватить для обеспечения безопасности. Для ясности, перейдём к рассмотрению параметра – сопротивление растеканию.

Наглядно о теории заземления

короткое замыкание

Начнём с наглядного примера – где присутствует схема заземления с заглубленным в грунт одиночным вертикальным заземлителем. Он подключен на металлический шкаф, либо на корпус какого-либо электроприбора, в котором случилось короткое замыкание. А именно, фаза замкнулась на корпус – стенку шкафа. Для простоты определим начальные условия:

  • Короткое замыкание «в чистом виде» – металл проводника к металлу корпуса электроприбора. Поэтому побочные значения, такие как сопротивление при контакте можно не учитывать.
  • Сопротивлением горизонтального заземлителя, либо проводника до электроприбора так же в учёт не берём, так как при больших сечениях оно пренебрежимо мало.

Далее полагаем, что почва в районе заземлителя, во всех направлениях имеет одинаковый состав и равные свойства. При этом ток пойдёт в грунт так же во все стороны одинаково:

  • Возле заземлителя – наибольшая плотность тока.
  • Удаляясь от заземлителя – плотность тока постепенно снижается.
иллюстрация ПУЭ

В результате, с удалением от заземлителя сопротивление распространению тока тоже уменьшается, так как он течёт по земле – постоянно растущему в «сечении» проводнику. И напряжение – наиболее высокое на заземлителе, а по мере удаления, согласно закону Ома – тоже постепенно снижается. Очевидно, что на определённой дистанции от заземлителя напряжение окажется незначительным – настолько приблизится к нулю, что им можно пренебречь. Такая точка – с пренебрежимо малым напряжением – это так называемая точка нулевого потенциала. В принципе, она и является той самой землёй, с которой для безопасной эксплуатации соединяется шкаф электроприбора.

1.7.20 Зона нулевого потенциала (относительная земля) – часть земли, находящаяся вне зоны заземлителя, электрический потенциал которой принимается равным нулю.

При этом важно понимать:

  • Что сопротивление заземляющего устройства не имеет ничего общего с сопротивлением его материала (металла) – оно незначительно.
  • И это не сопротивление при контакте металла заземлителя с грунтом – для его снижения намеренно выполняются определённые требования.

Это сопротивление от самого заземлителя до зоны нулевого потенциала.

А сопротивление заземляющего устройства – это частное от фазового напряжения, поданного на шкаф в результате короткого замыкания, и силы его тока. Это и есть основа дальнейших расчётов.

Rз : Uф / Iкз.

Однако, для соответствия заземляющего устройства требованиям ПУЭ – правил устройства электроустановок, с большой вероятностью параметров сопротивления одиночного заземлителя просто не хватит. Как получить достаточные для безопасной эксплуатации значения?

Один из главных факторов – площадь поверхности заземляющего электрода. Но её увеличение неизбежно потребует увеличения его поперечного сечения, а значит удорожания как самого заземлителя, так и работ по его заглублению. Получается, что самое простое решение добавить еще электрод. При этом важно, что заглублять их рядом не имеет никакого смысла – в этом случае ток растекается словно с одного электрода, что не даёт кардинальных улучшений.

Изменить конфигурацию растекания тока можно удалением заземляющих электродов на значительное промеж собой расстояние. Тогда они поделят ток – он будет стекать с каждого отдельного заземляющего электрода. Однако, при этом выявится новая проблема – чтобы вышло простое «параллельное соединение» их сопротивлений, электроды необходимо разносить очень далеко. Что трудно осуществить в реальности – заземляющее устройство займёт огромную площадь.

Поэтому, заземлители размещают более компактно, из-за чего неизбежно образуется зона пересечения токов, исходящих с разных электродов. Для учёта их взаимного влияния и компенсации погрешности в расчётах удаления друг от друга, используют поправочный так называемый – коэффициент экранирования.

Сверх того, эффективно понизить сопротивление контура заземления можно простым увеличением длины заземляющих электродов с большим их заглублением. Таким образом увеличивается площадь его поверхности, контактирующая с грунтом, что стимулирует растекание тока.

Эффект прекрасно реализован на практике – в комплектах заземления из омеднённых стальных электродов. Необходимая для параметров заземления глубина достигается сращиванием штырей. По мере заглубления в грунт, последующий электрод наворачивается на резьбовую муфту предыдущего, образуя единый вертикальный заземлитель.

При этом, учитывается влияние горизонтального заземлителя – связи, объединяющей все вертикальные электроды в одно заземляющее устройство, и тоже снижающее его совокупное сопротивление. Горизонтальную связь экранируют вертикальные заземлители.

Таблица: коэффициенты экранирования вертикальных электродов из труб, уголков или стержней, размещённых по контуру.

Отношение расстояний
между вертикальными электродами
к их длине
Число вертикальных электродов в контуре
4 6 8 10 20 30 50 70 100
1 0,45 0,40 0,36 0,34 0,27 0,24 0,21 0,20 0,19
2 0,55 0,48 0,43 0,40 0,32 0,30 0,28 0,26 0,24
3 0,70 0,64 0,60 0,56 0,45 0,41 0,37 0,35 0,33

Образуется система из влияющих друг на друга отдельных компонентов и факторов:

  • Число заземляющих электродов.
  • Удаление между ними, на какую глубину они заложены.
  • Площадь поверхности, образуемая формой профиля – прут, труба, уголок.
  • Параметры горизонтальной связи – форма и длина.

Как видно, условий достаточно много. Поэтому и рассчитывать заземляющее устройство лишь по одной формуле не получится – результат будет некорректный. Какие ещё определения и величины влияют на расчёт заземления?

Напряжение прикосновения и напряжение шага

человек коснулся корпуса электроприбора

Вернёмся к представленному в примере электроприбору с коротким замыканием фазы на его корпус.

Даже задевая его, человек всё равно имеет значительно большее электрическое сопротивление, чем участок земли где он находится, поэтому по нему протекает сравнительно небольшой ток.

Опасность в том, что при этом человек стоит именно в зоне растекания тока короткого замыкания. Это причина возникновения электрического напряжения промеж контактирующих с поверхностями частей человеческого тела. Причём это не обязательно могут быть конечности (хотя чаще всего это руки и ноги), но ведь к шкафу электроприбора можно просто прислониться. В итоге – напряжение, получаемое человеком через точки касания – напряжение прикосновения.

1.7.24 Напряжение прикосновения – напряжение между двумя проводящими частями или между проводящей частью и землёй при одновременном прикосновении к ним человека или животного.

Его стараются максимально понизить – подогнать под установленные нормы. Под них же рассчитывают допустимые параметры заземляющего устройства.

Для наглядности рассмотрим лишь один заземлитель. Разберёмся в процессах на самой поверхности земли:

  • Возле электрода – максимальное напряжение.
  • По мере удаления оно постепенно снижается.
  • И достигает определённого удаления, где потенциал = 0.

Если вокруг заземляющего электрода абстрактно объединить точки равного потенциала, то обозначатся подобия окружностей. Другое их название – эквипотенциальные линии.

шаговое напряжение

В случае, если заземлитель проводит ток короткого замыкания, то идущему к этому электроду человеку, через ступни тоже достаётся какая-то часть электрического напряжения – разность потенциалов, зависящая от положения его ног (удаления от электрода каждой ступни). Это и есть проявление напряжения шага.

1.7.25 Напряжение шага – напряжение между двумя точками поверхности земли, на расстоянии 1 м друг от друга, которое принимается равным длине шага человека.

В электроустановках, где предусмотрено моментальное отключение тока замыкания на землю, оно не особо опасно. За короткий промежуток времени (в течение каких-то секунд) человек может ощущать неприятные воздействия, этим всё и ограничится.

В электроустановках, где ток замыкания на землю может быть продолжительный период времени, применяются ограничения. Поэтому, шаговое напряжение – понятие актуальное для электробезопасности, особенно где речь идёт о приближении к токоведущим частям, замыкающимся с землёй в открытых и закрытых распределительных устройствах. Минимально допустимая дистанция приближения к ним: 8 и 4 метра соответственно.

Понятно, чтоб люди не пострадали – напряжения прикосновения и шага стараются минимизировать.

В принципе с этой же целью и выведены, опубликованы все нормы ПУЭ – для безопасности практического применения.

Естественные заземлители

скважина

Конечно же в первую очередь для защиты нужно использовать естественные заземлители. Это подземные коммуникации из металла (исключая трубопроводы горючих веществ), соединённые с землёй металлические конструкции зданий, оболочки кабелей, обсадные трубы колодцев, скважин, шурфов.

1.7.17 Естественный заземлитель – сторонняя проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с землёй непосредственно или через промежуточную проводящую среду, используемая в целях заземления.

И при условии, когда сопротивление растеканию естественных заземлителей удовлетворяет нормам – изготовление искусственных заземлителей не требуется. Но следует учесть, что его можно только измерить, заранее рассчитать сопротивление естественных заземлителей невозможно. А при отсутствии естественных заземлителей, либо их неудовлетворительных параметрах, применяют рукотворные – искусственные заземлители.

Расчёт и устройство контура заземления

При отводе от подстанции воздушной линии электропередач, на заданных дистанциях, возле опор монтируютсяповторные заземляющие устройства. В случае короткого замыкания, обеспечивающие ток необходимый для срабатывания защиты.

При вводе электролинии в бытовые и жилые здания: дома, коттеджи – тоже монтируются заземляющее устройства. Они также классифицируются как повторные.

Индивидуальные электрические параметры такого заземляющего устройства нужно замерять до его подключения – как только его включат в систему, он станет лишь её составляющей. Поэтому уже не получится узнать соответствует ли он требованиям и выполняет ли возложенные на него функции.

1.7.103 Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой ВЛ в любое время года должно быть не более 5, 10, 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380, 220 В. источника трёхфазного тока или 380, 220, 127 В. источника однофазного тока.

Понятно, что частника не волнуют повторные контуры у столбов, ему важно лишь как сделать заземление в доме – якобы «своё-собственное» устройство. Поэтому, чтоб вложенные средства оправдали себя, а все усилия по постройке не оказались напрасными – для повторного заземляющего контура частного дома, как и для любых других, необходимо добиться сопротивлений, указанных в таблице:

Таблица: наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств.

Значение сопротивлений заземляющего устройства 15 Ом 30 Ом 60 Ом
Источники однофазного тока 380 В 220 В 127 В
Источники трёхфазного тока 660 В 380 В 220 В

При этом, «бытовое использование» не предполагает скидок для этих параметров. Даже если это однофазное напряжение 220 в, то сопротивление заземляющего устройства до подключения – 30 Ом, после включения в общую сеть – 10 Ом.

Но иногда может оказаться, что некоторые факторы изначально выводят «за грани разумного» стоимость заземляющего устройства по расчётным параметрам. Простая причина – огромное удельное сопротивление грунта, когда невозможно добиться необходимых параметров даже многократным добавлением заземлителей. Именно по этой причине, когда удельное сопротивление грунта превышает 100 Ом на метр, параметры для заземляющего контура можно увеличить, но не больше чем в 10 раз.

1.7.101 При удельном сопротивлении земли p > 100 Ом-м допускается увеличивать указанные нормы в 0,0110 степени раз, но не более десятикратного.

Удельное сопротивление грунта

земля

Абсолютно любой проводник тока имеет какое-то собственное значение удельного сопротивления – есть материалы, которые хорошо и плохо проводят электрический ток. В качестве бытовых примеров:

  • Медь – отличный проводник.
  • Алюминий – хороший проводник, но уступающий меди.
  • Нихром – плохой проводник, именно потому часто используется для изменения параметров тока.

Такая же классификация применима и ко грунтам. Потому можно сказать, что удельное сопротивление грунта – его возможность пропускать электрический ток:

  • Наихудшие способности у камня. Если в нём нет каких-либо солей и он сухой – это почти диэлектрик.
  • Наилучшие характеристики – у очень влажных грунтов.

Остальные варианты – просто как промежуточные значения:

Таблица: удельное сопротивление грунтов.

Грунт Удельное сопротивление P Ом*м Грунт Удельное сопротивление P Ом*м
Глина (слой 7-10 м, далее скала, гравий) 70 Скала 4000
Глина каменистая (слой 1-3 м, далее гравий) 100 Суглинок 100
Земля садовая 50 Супесь 300
Известняк 2000 Торф 20
Лёсс 250 Чернозём 30
Мергель 2000 Вода:
- грунтовая
- морская
- прудовая
- речная
 
50
3
50
100
Песок 500 Песок крупнозернистый с валунами 1000

Из таблицы видно, что у чернозёма хорошие показатели – вроде бы значит, что для большинства участков под дом не будет проблем с монтажом заземляющего устройства. Однако проблема кроется в том, что чернозём это лишь верхний слой почвы, по большей части даже не превышающий глубину заложения самого верха контура – горизонтального заземлителя.

При этом, для сохранения стабильных параметров контура при сменах сезонов – не просто желательно, а необходимо чтоб контур контактировал с грунтами ниже глубины промерзания. Поэтому только разведочный шурф на выбранном для устройства месте, либо непосредственное наблюдение за земляными работами могут дать точные данные для расчёта контура заземления.

Если выборка показала «чистый», однородный грунт – например, глину, либо песок – можно для расчётов просто взять значения из таблицы. Однако разнородный, либо грунт с подмесами придётся предварительно классифицировать. Пример, как это сделать на практике – зажмём в ладонях чуть-чуть глины и раскатываем в жгутик:

  • Чистая глина – если скаталась в тонкую нить.
  • Суглинок – делится на частички по сантиметру.
  • Песок и вовсе не получится раскатать.

В итоге, расчёт ведётся по наихудшему значению удельного сопротивления из всех разновидностей грунта.

Кроме того, электрическая проводимость грунтов зависит от наличия воды – более увлажнённый грунт выдаёт лучше показатели проводимости. В итоге, удельное сопротивление грунта подчиняется не только климатическим, но и сезонным колебаниям температуры и влажности. Именно поэтому сопротивление заземляющего контура желательно измерять в самую засуху и мороз.

Но чтоб расчёт был правильным в любом случае – предусмотрены сезонные коэффициенты, это поправки на климат региона, где проводится установка заземления. Таким образом, уже с скомпенсированной погрешностью, удельное сопротивление грунта берётся в работу.

Таблица: коэффициенты для климатических зон.

Данные, характеризующие климатические зоны и тип применяемых заземляющих электродов Климатические зоны СНГ
1 2 3 4
1. Климатические признаки зон:
Средняя многолетняя низшая температура (январь), С от -20 до -15 от -14 до -10 от -10 до 0 от 0 до +5
Средняя многолетняя низшая температура (июль), С от +16 до +18 от +18 до +22 от +22 до +24 от +24 до +26
Среднегодовое количество осадков, см 40 50 50 30-50
Продолжительность замерзания вод, дни 190-170 150 100 0
2. Значение коэффициента к:
При применении стержневых электродов длиной 2-3 м, при глубине заложения их вершины 0,5-0,8 м 1,8-2 1,5-1,8 1,4-1,6 1,2-1,4
При применении протяжённых электродов, при глубине заложения их вершины 0,8 м 4,5-7,0 3,5-4,5 2,0-2,5 1,5-2,0
При длине 5 м, глубине заложения вершины 0,7-0,8 м 1,35 1,25 1,15 1,10

Материалы и размеры комплектующих заземляющего устройства

Вряд ли удастся изготовить заземляющее устройство из «подножного» материала, ведь даже новый – специально для этого приобретённый материал должен соответствовать нормам ПУЭ:

металлопрофиль
  • Электроды заземления должны быть достаточно прочными, без деформаций и поломок «заходить» в грунт, так как методы: забивание или задавливание нельзя назвать щадящими.
  • Материалы должны рассчитываться на долгую эксплуатацию в земле. Ведь заземляющие устройства монтируются на десятилетия – частая замена просто невыгодна экономически.

Именно поэтому, материалам для применения в качестве вертикальных и горизонтальных заземлителей установлены минимальные сечения и размеры:

Таблица: минимальные размеры материалов для устройства заземления.

Материал Профиль
сечения
Диаметр, мм Площадь
поперечного
сечения, мм
Толщина
стенки, мм
Сталь чёрная Круглый
Для вертикальных
заземлителей
16 - -
Для горизонтальных
заземлителей
10 - -
Прямоугольный - 100 4
Угловой - 100 4
Трубный 32 - 3,5
Сталь оцинкованная Круглый
Для вертикальных
заземлителей
12 - -
Для горизонтальных
заземлителей
10 - -
Прямоугольный - 75 3
Трубный 25 - 2

Понятно, что вертикальный стержень заземления – это прут, уголок, труба. Горизонтальный заземлитель: полоса, прут, иной подходящий профиль.

Окрашивать материалы для заземляющего устройства запрещено, иначе «заземления» просто не будет. Защищать нужно лишь сварочные швы и наружную часть при вводе в дом.

Понятие – контур заземления

Схема

Обычно вертикальные заземлители ориентируют на одной прямой, но это необязательно – их можно «выстроить» квадратом, либо треугольником. Примечательно, что при этом любое заземляющее устройство в обиходе называют «контуром». Такое название легко объяснимо – часто заземляющие электроды размещали вдоль внешнего периметра здания, а горизонтальный заземлитель в нескольких местах связывали с полосой из стали по внутреннему периметру здания – подключали на внутренний контур. Так что «контур» – просто исторический термин.

Однако вовсе незачем окружать электродами весь периметр коттеджа. Можно просто определить направление для линейной ориентации заземлителей, либо выделить площадь под «кустовое» размещение электродов. Важно, чтоб в дальнейшем заземление не создавало помех и было удобно размещено для подключения к распределительному щиту.

Расчёт контура заземления

Расчёты контура ведутся в несколько этапов – сама схема хоть и проста, но одних сведений о материалах и результатов сопротивлений для итоговых подсчётов явно недостаточно. Причем часть их просто исходят из сложившейся ситуации, а конкретно – от возможности приобрести материалы.

Первым делом, нужно рассчитать сопротивление одиночного заземлителя, исходя из его типа. Выбираем для этого подходящую формулу, с применением натуральных, либо десятичных логарифмов:

  • формула Вертикальный электрод: труба, стержень у поверхности земли (l – длина электрода, d – диаметр).
  • формула Вертикальный электрод: труба, стержень на глубине заложения h (l – длина электрода, d – диаметр).
  • формула Протяжённый заземлитель (полоса, арматура, труба на глубине h, l – длина электрода, b – ширина, d – диаметр).
  • формула Кольцевой заземлитель (полоса, труба на глубине h, l – длина электрода, b – ширина, d – диаметр).
формула

Кроме того, для расчёта сопротивления одиночного вертикального заземлителя существует и универсальная формула, где:

  • Рэкв - эквивалентное сопротивление грунта в Ом*м;
  • L- длина заземлителя в метрах;
  • d – диаметр заземлителя в миллиметрах;
  • Т – расстояние от поверхности земли до середины вертикального заземлителя, в метрах.

Как уже говорилось, Рэкв - эквивалентное сопротивление грунта берём из таблицы, но при неоднородном грунте принимаем значение его составляющей, наименее проводящей ток.

формула

Однако, для двуслойных грунтов можно повысить точность расчётов используя формулу для получения Рэкв,где:

  • Ж – сезонный климатический коэффициент;
  • Р1, Р2 – удельное сопротивление верхнего и нижнего грунта, в Ом*м;
  • Н – толщина верхнего слоя грунта, в М;
  • t – заглубление вертикального заземлителя (глубина траншеи), стандарт t=0.7 м.
схема

При этом, самый верхний плодородный слой в расчёт не берётся – он уберётся при копке траншеи. Первый слой вертикальные заземлители должны пройти полностью и заглубиться во второй – нижний слой как минимум на 0.5-0.8 метра.

Для вычислений необходимо взять параметры для грунтов из таблицы. Мы уже говорили, что они зависят от состава, средней плотности, влажности грунта и климатическими условиями региона, где монтируется заземляющее устройство.

формула

Далее необходимо рассчитать достаточное количество вертикальных электродов, не принимая во внимание горизонтальный заземлитель, где:

  • Rо – сопротивление одиночного вертикального заземлителя;
  • Ж – сезонный климатический коэффициент;
  • Rн – нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, определяется исходя из правил ПТЭЭП.

Таблица: наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств (ПТЭЭП).

Характеристики электроустановки Удельное сопротивление грунта р, Ом*м Сопротивление заземляющего устройства, Ом
660/380 В до 100 15
свыше 100 0.5*р
380/220 В до 100 30
свыше 100 0.3*р
220/127 В до 100 60
свыше 100 0.6*р
формула

После, рассчитываем сопротивление току растекания горизонтального заземлителя по формуле, где:

  • Lг, b – длина и ширина заземлителя;
  • Ж – сезонный климатический коэффициент горизонтального заземлителя;
  • n2 – коэффициент использования – экранирования? горизонтальных заземлителей.

Далее, расчёт длины горизонтального заземлителя, исходя из способов размещения вертикальных электродов:

формула

Если электроды установлены в ряд либо по контуру, где:

  • а – расстояние между вертикальными заземлителями;
  • n0 – количество вертикальных заземлителей.
формула

Рассчитаем сопротивление вертикального электрода с учётом влияния на него горизонтального заземлителя, где:

  • Rв – сопротивление растеканию вертикального заземлителя;
  • Rг – сопротивление растеканию горизонтального заземлителя;
  • Rн – нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, берётся нужное из таблицы ПТЭЭП.
формула

Теперь рассчитаем количество вертикальных заземлителей, уже с учётом влияния горизонтального заземлителя (то есть уточняем их число), где:

  • Rо – сопротивление одиночного вертикального заземлителя;
  • Rв – сопротивление растеканию вертикального заземлителя;
  • nв – коэффициент спроса вертикальных заземлителей.

По завершению, все дробные значения округляются в большую сторону.

Далее, по результатам расчётов можно приобретать запланированные материалы для изготовления контура.

Как видно, расчёт параметров заземляющего устройства довольно-таки сложен, поэтому не помешает рассмотреть более простой и не менее действенный метод.

Расчёт контура заземления методом подбора его физических параметров и подтверждения их правильности

Этот метод можно назвать не расчётом, а подтверждением выбранных параметров заземляющего устройства. Но при всей кажущейся сложности, наиболее прост, эффективен и понятен для индивидуального строительства. Дополнительно даёт неоценимое преимущество выбора материала – именно «из того что есть» с минимальными закупками.

уголки

Что можно смело использовать в контуре заземления? Конечно всё что имеется, снижая закупки. А если они неизбежны – ориентироваться на стоимость-качество материалов. Основное условие – чтобы материалы в полной мере отвечали указанным табличным параметрам.

Поэтому, когда заземление для частного дома монтируется не из «коробки», либо готового скомплектованного изделия, а из имеющихся «под руками» материалов – то далее необходимо запланировать следующие параметры:

  • Глубину залегания заземлителей. Их размер должен быть вменяемым – не менее глубины промерзания почвы, но при этом соответствовать способу погружения в грунт.
  • Расстояние между этими электродами. Выбирается кратным их длине – для корректного использования коэффициентов экранирования.
  • Число заземлителей. Корме того – необходимо учесть длину объединяющего их горизонтального заземлителя и полосу для ввода в дом.
схема

По итогам получается, что какой-то абстрактный заземляющий контур как бы уже и готов, но далее нужно рассчитать его сопротивление. И если оно в пределах норматива – то по этим размерам и параметрам можно монтировать реальный контур. Если же сопротивление не соответствует нормам (приведённым в таблице ниже) – необходимо просто поменять какие-либо параметры контура, для повышения его характеристик.

Таким образом, задав для себя исходные данные, сначала считаем сопротивление одиночных заземлителей. По идее для каждой возможной формы заземляющего электрода (трубы, прута, уголка, полосы) есть своя формула. В которую нужно подставить габариты заземлителя, коэффициенты взаимного влияния электродов, соответствующие исходным данным:

  • формула Вертикальный электрод из круглой арматурной стали или трубы. Верхний конец ниже уровня земли.
  • формула Вертикальный электрод из угловой стали. Верхний конец ниже уровня земли.
  • формула Вертикальный электрод из круглой арматурной стали или трубы. Верхний конец над уровнем земли.
  • формула Горизонтальный электрод из круглой арматурной стали или трубы.
  • формула Горизонтальный электрод из полосовой стали.
формула

Далее просто подставляем полученные значения в общую формулу, считаем сопротивление заземляющего устройства:

  • nг – коэффициент экранирования горизонтального заземлителя;
  • Rг – расчётное сопротивление горизонтального заземлителя;
  • Nв – количество вертикальных заземлителей;
  • nв – коэффициент экранирования вертикального заземлителя;
  • Rв – расчётное сопротивление вертикального заземлителя;

И отлично, когда оно равняется: 15, 30, 60 ом соответственно напряжениям 660, 380, 220 В. для трёхфазного тока, либо 380, 220, 127 В. для однофазного тока. Это значит, что контур можно строить по этим параметрам.

Если результат значительно отличается от максимально допустимых значений сопротивлений заземляющих устройств, то необходимо улучшить (для повышения эффективности), либо наоборот убавить характеристики расчётного контура заземления (если результат слишком хорош и есть желание удешевить конструкцию).

Самое простое – добавить при недостатке, либо отнять лишние заземлители. Однако следует помнить, что изменение их числа или длины – автоматом повлечёт другие изменения:

  • Следом за числом электродов поменяется длина горизонтального заземлителя, коэффициент экранирования.
  • Смена длины повлияет на расстояние между заземляющими электродами, чтобы выдержать кратность их длине.

Поэтому, чтоб убедиться в правильности изменений необходим полный перерасчёт: начиная с сопротивления одиночного заземлителя, заканчивая сопротивлением заземляющего устройства, пока оно не будет соответствовать установленным нормам.

Как видно, простота метода не гарантирует быстрого результата – может потребоваться пересчитать контур несколько раз. После расчётов – когда изначально определив, либо подтвердив параметры заземляющего устройства, можно переходить непосредственно к изготовлению и монтажу.

Монтаж устройства заземления

Почему бы просто сразу не воспользоваться онлайн калькулятором и не посчитать контур? Конечно, можно и так. Однако, в этом случае так же необходимо ввести исходные данные, при этом сделать это без подробных комментариев, опасаясь – всё ли правильно, и верными ли будут вычисления. Более качественный результат даст понимание явлений и процессов, протекающих в контуре, собственный расчёт и подтверждение его онлайн калькулятором.

Таким образом, уже отлично понимая теорию, разберём практическую часть – как сделать контур заземления своими руками – кратко, пошагово:

  • Выбираем наиболее подходящее место на участке и размечаем контур заземления, запланировав максимально удобный способ монтажа: в линию, либо «кустом» – по числу электродов. Критерии: минимальное удаление от ввода в дом, отсутствие помех для любых земляных работ – строительных, земледельческих.
  • Забиваем вертикальные электроды. Процесс облегчит предварительная подготовка – устройство поверхности под удар. К примеру, к заземлителю из уголка можно подварить такой же обрезок – сделать квадратное сечение, по которому значительно удобней бить кувалдой. Либо сделать упор под электрический отбойник (если есть возможность взять его на время) – с ним забивание электродов упростится в разы.
  • выборка грунта По разметке – для ввода в дом и от электрода к электроду копаем максимально узкую траншею глубиной 0.7 м – под горизонтальную связь. Для удобства монтажа и сварочных работ – расширяем ямы вокруг вертикальных электродов и добиваем их до нужной глубины. Почему бы не выкопать сразу? Можно, даже нужно в пределах уже разработанной строительной площадки. Однако, если дёрн ещё не снят – забивание вертикальных электродов без грунта под ногами пройдёт проще и приятней.
  • стыки металлической полосы От электрода к электроду прокладываем горизонтальную связь, далее полосу подводим к дому, либо – заводим прямо во внутрь. Лучше использовать сплошную полосу, если таковой нет – стыкуем не торец в торец, а внахлёст. Все соединения (и с вертикальными заземлителями тоже) не просто прихватываем, а сплошь, то есть полностью обвариваем со всех сторон, стараясь сделать это максимально качественно.
  • Сварочные швы и места в непосредственной близости, а также наружная часть горизонтального заземлителя – металлическая полоса при вводе в дом полежат защитному окрашиванию. Составные части заземляющего устройства окрашивать нельзя – они окажутся изолированными от грунта, заземления попросту не будет, устройство станет вообще бесполезным.

Ввод в дом и подключение заземления в распределительный щит

вводной распредщит

Как сделать подключение заземления в частном доме своими руками? Для этого горизонтальный заземлитель – полосу, либо прут (в зависимости, что использовалось) необходимо подсоединить к PE или к PEN-шине в распределительном щитке на вводе в дом.

Это можно выполнить этой же стальной полосой, либо иным проводником. Какой провод подойдёт? Любой, важно чтоб он тоже соответствовал требованиям ПУЭ – указанным минимально допустимым сечениям:

  • Стальная полоса – 75 мм², однако прокладывать её хоть и менее затратно, но не очень удобно и эстетично. Максимально безболезненно это возможно лишь на стадии строительства, либо в условиях ремонта. Однако, есть и преимущество – отсутствие лишнего соединения.
  • распредкоробка Алюминий – 16 мм², медь – 10 мм². Понятно, что это более гибкие, и удобные в монтаже проводники. Если их соединение с горизонтальной связью выполняется вне дома, то обязательно в герметичной монтажной коробке, либо защищающем от осадков корпусе. Для надёжности используется обжимная клемма.

Проверка работоспособности заземляющего устройства

Ещё до ввода в эксплуатацию нового дома проводятся замеры параметров его электротехнических сетей, в том числе и заземляющего устройства – этого не избежать. И хотя процедура из категории «обязательных», не стоит относиться к ней как к «повинности», ведь заземление и затевалось ради безопасного пользования электричеством, почему же не проверить его качество?

По той же причине и для обычных домов (независимо от возраста и срока эксплуатации), сразу после монтажа заземляющего устройства рекомендуется вызвать специалистов для замеров его параметров и проверки работоспособности. А чтобы замеры сопротивления растеканию тока «именно Вашего» контура заземления были корректными и наиболее полными:

  • Нужно полностью подготовиться к подключению в распределительный щит (чтоб сделать его максимально быстро).
  • Далее, с приходом специалистов, замерять сопротивление неподключенного контура – оно должно быть не более 30 Ом.
  • После подключения, вновь замерить сопротивление своего, теперь уже повторного заземляющего устройства. Норма – не более 10 Ом.

Что делать, когда Вы в полной уверенности, что рассчитали, проверили – получили правильные параметры и смонтировали по ним устройство заземления, но по какой-то форсмажорной причине проверка не показала удовлетворительных результатов, а наоборот – выявила значения сопротивления, превышающие норму?

Такое может случиться не только из-за непонимания процессов и ошибочных расчётов. Причины могут быть разные: начиная от неоднородности грунтов (хотя и рекомендовано брать в расчёт наихудший проводник), заканчивая излишней точностью расчётов, поэтому все значения и округляются в большую сторону, так сказать «с запасом».

Понятно, что демонтировать готовый контур смысла уже нет, тем более, когда и погрешность невелика. Устранить недостаток – повысить эффективность контура заземления можно сравнительно «малой кровью» – потребуется добить добавочный электрод, присоединить его горизонтальной связью. Именно по этой причине до проверки заземляющего устройства, даже опытные монтажники обычно не закапывают одну из ям с вертикальным электродом – чтоб иметь возможность быстро наставить горизонтальную связь.

удлинитель с лампой

Примечательно, что проверить работоспособность контура заземления можно самостоятельно, ещё до приезда органов контроля. Нам потребуется фаза:

  • Тянем удлинитель или временный провод из дома либо со столба. Важно, что напряжение с подстанции – от автономного источника просто не получится замкнутой цепи.
  • Подключаем фазу к лампочке накаливания, её желательно взять на 100 Вт. Вторым проводом от лампы касаемся заземляющих электродов – лампочка должна достаточно ярко светиться. Это уже в какой-то мере показатель работоспособности контура.

Но для более-менее вменяемых результатов потребуется мультиметр: напряжение между фазой и заземлителями должно быть около 220 В, а сила тока для стоваттной лампочки – примерно 0.45 А. Значения в этих пределах вселяют уверенность, что и сопротивление растеканию окажется в норме. Однако, если лампочка светится тускло или ток значительно меньше, это сигнал к добавлению как минимум ещё одного заземлителя, не дожидаясь официальных замеров. Нужно добиться нормального свечения лампочки, и тока в указанных пределах.

Воспользуемся информацией

итоги

По образу и подобию рассчитывается, монтируется и подключается любое правильное заземление частного дома. Очевидно, что всё легко делается самостоятельно, ведь нет даже оговорок о необходимости изготовления заземления только лицензированной организацией. Необходимо лишь воспользоваться их услугами для проверки – это гарантия безопасности всех без исключения жильцов дома.

Ещё интересное на тему  «Электрика»

Копирование возможно с размещением индексируемой прямой ссылкой на сайт (https://www.sampom.ru)
Вы можете оставить свой комментарий.

Комментарии (0):

Для добавления комментариев необходимо авторизоваться, если не зарегистрированы - зарегистририроваться.

Поделитесь статьёй с друзьями:

Если Вам понравился сайт, то разместите ссылку на него (у себя на сайте, на форуме, в контакте):
Внешний вид и HTML-код ссылки: Показать / Скрыть

  1. Кнопка:

    Она выглядит вот так: Строим дом и ремонтируем квартиру

  2. Текстовая ссылка:

    Она выглядит вот так: Строим дом и ремонтируем квартиру

  3. BB-код ссылки для форумов (например, можете поставить её в подписи):

Обратная связь

обновить

captcha

Тексты на заказ!

Отличные тексты по лучшей цене

Заказывайте
статьи:
- без "воды"
- с оформлением
- от экспертов!

Голосуйте!
опрос

Поучаствуйте - укажите:

какой раздел вас больше интересует?