Установка заземления: способы монтажа, устройство, общие требования

Системы электропередач в большей части зданий выполнены по старому образцу — без заземления. Современные бытовые приборы, работающие без заземляющего контура, могут выйти из строя в случае возникновения каких-либо неисправностей. Владельцы домов, как правило, самостоятельно осуществляют установку заземления в доме, обеспечивая тем самым электробезопасность.

Предназначение заземления

Основная задача заземления — снижение до нуля напряжения сети в случае возникновения утечки тока. Причиной этого может быть прикосновение к токоведущим частям, повреждение изоляции проводки. Дополнительной функцией заземления является создание и поддержание оптимальных условий для работы бытовых электрических приборов.

Некоторые устройства требуют не только установки розетки с заземлением, но и непосредственного подключения к заземляющей шине. С этой целью применяются специальные зажимы.

К примеру, на корпусе микроволновых печей располагается специальная клемма для заземления. При отсутствии заземления прикосновение к микроволновке может повлечь несильный, но неприятный удар током. Устраняется это только посредством установки защитного заземления. Аналогичная ситуация с большинством других бытовых приборов.

Установка заземления в частном доме является не менее важной процедурой, особенно если здание — деревянное. Имеющийся заземляющий контур позволяет защитить постройки от удара молнии и провоцируемого им пожара. Особенно важно это в сельской местности, где дома могут быстро выгореть за короткий срок. Одновременно с заземлением чаще всего обустраивают молниеотвод.

Правила обустройства заземления

При несоответствии естественных заземляющих элементов предъявляемым требованиям используются искусственные системы заземления. Естественными элементами могут быть расположенные в земле водопроводные стальные трубы, металлические конструкции зданий, артезианские скважины и многие другие.

В качестве естественных заземлителей запрещено использовать нефтепроводы, газопроводы и бензопроводы.

Оптимальный материал для установки переносного заземления своими руками — металлический уголок 50 х 50 миллиметров длиной 3 метра. Для установки таких элементов выкапывается траншея глубиной 0,7 метра, при этом над дном должно оставаться порядка 10 сантиметров отрезков. К выступающей части приваривают стальной прут диаметром 10-16 миллиметров или стальную полосу.

Сопротивление заземляющего контура в электрических установках до 1000 вольт должно составлять 4 Ом, не более. Сопротивление для установок более 1000 вольт не должно превышать 0,5 Ом.

Виды заземления и особенности

Выделяют шесть систем заземления, однако в частных домах используются только две: TN-C-S и TT. Большей популярностью пользуется первый тип, поскольку в нем устроена глухозаземленная нейтраль. Проведение нейтрали N и шины PE осуществляется одним проводом PEN до входа в здание, после чего заземление разводится на несколько отдельных веток.

Защитные функции в такой схеме осуществляются электрическими автоматами, при этом отсутствует необходимость в установке устройств защитного отключения. У такой схемы имеется свой недостаток: при повреждении проводника PEN на расстоянии между домом и подстанцией появляется фазовое напряжение на шине заземления в доме. Отключить напряжение невозможно никакой защитой, в связи с чем необходим монтаж механической защиты проводника PEN и резервного заземления на расстоянии каждые 200 метров.

Электрические сети в небольших городах и селах не соответствуют необходимым требованиям, в связи с чем используют схему TT. Оптимальный вариант применения данной схемы — для отдельных построек с грунтовым полом, поскольку имеется определенный риск прикосновения разом к грунту и заземлению, что опасно при использовании схемы TN-C-S.

Отличие заключается в том, что «земля» используется в качестве щита от индивидуального заземления, а не от подстанции. Такая система обладает большей устойчивостью к повреждениям проводника и требует установки специального устройства защитного отключения. По этой причине такая схема именуется резервной.

Установка заземления

Устройства заземления классифицируются на два типа, которые отличаются по свойствам и способу монтажа. Первый вид представлен штыревой модульной конструкцией с несколькими электродами, второй создается из металлопроката. Основными отличиями разновидностей являются углубленные детали, в то время как проводники и надземная часть полностью аналогичны.

Приобретенные в торговой сети наборы для заземления обладают определенными преимуществами:

• Комплектующие разработаны специалистами в соответствии со всеми стандартами и требованиями и изготовлены на заводском оборудовании;
• Практически не нужны земляные и сварочные работы;
• Можно углубиться на значительную глубину в землю с сохранением минимального сопротивления всего устройства.

Основным недостатком является слишком высокая стоимость

Набор, приобретенный в торговой сети, имеет свои преимущества:

• Продается комплектом, элементы набора разработаны специалистами с соблюдением всех требований правил, изготовлены на заводском оборудовании.
• Не требуются сварочные работы, и почти не нужны земляные работы.
• Дает возможность углубиться в землю на значительную глубину с получением малого сопротивления всего устройства заземления.

Из недостатков заводского исполнения можно отметить высокую стоимость набора.

Инструменты и материалы

Для изготовления самодельного заземлителя обязательно должен использоваться оцинкованный металлопрокат — труба, уголок или пруток.

Готовые заземлители выполнены из резных омедненных штырей, соединенных латунными муфтами. Соединение штыря и провода заземления выполнено при помощи зажима из нержавеющей стали и специальной пасты. Окрашивать или смазывать заземлители нельзя.

При выборе сечения проката учитывается воздействие коррозии, в результате которого сечение понижается. Минимальные сечения проката:

• Для оцинкованного прутка — 6 мм;
• Для прямоугольного проката — 48 мм 2 ;
• Для металлического прутка — 10 мм.

Штыри соединяются между собой уголком, полосой или проволокой. С их помощью заземление подводится до электрического щита. Для соединяющего проката размеры составляют:

• Диаметр прутка — 5 мм;
• Размер прямоугольного профиля — 24 мм 2 .

Сечение провода фазы должно быть больше сечения заземляющего провода в помещении. К подобным проводникам предъявляются определенные требования, затрагивающие диаметр жил:

• Алюминиевый без изоляции — 6 мм;
• Медный без изоляции — 4 мм;
• Медный изолированный — 1,5 мм;
• Алюминиевый изолированный — 2,5 мм.

Проводники заземления соединяются при помощи заземляющих шин, изготовленных из электротехнической бронзы. Все детали щита согласно схеме TT крепятся к стенке ящика.

Установка заземлений на ВЛ самодельного типа осуществляется при помощи кувалды, которой заземлитель вбивается в землю. Вбивание заводских деталей происходит при помощи отбойного молотка. В обоих способах установки заземления желательно использовать стремянку. Ручная сварка используется для сваривания проката из черного металла.

Земляные работы

Существует определенный порядок установки заземления. Первым этапом являются земляные работы. Заземлители размещаются на расстоянии 1 метра от фундамента здания. Минимальное расстояние между штырями составляет 1,2 метра. Оптимальный вариант — использовать штыри длиной 3 метра и создавать из них треугольник с трехметровыми сторонами.

После выкапывается траншея глубиной 0,8 метра.Оптимальная ширина траншеи — 0,7 метра: ее достаточно для удобной сварки проводников.

Подготовка электродов

Заострение электрода осуществляется при помощи болгарки. Если используется бывший в употреблении металлопрокат, то он очищается от коррозии и старого покрытия. Штыри заводского производства оснащаются острыми головками, которые накручиваются и промазываются в месте соединения специальной пастой.

Углубление электродов

Заглубление электродов в землю осуществляется посредством их забивания кувалдой. Для облегчения работы лучше использовать подмостья или стремянку. Если металл электродов слишком мягкий, то удары наносятся через специальные деревянные брусья. До конца забивать штыри не нужно: над землей должно оставаться порядка 10-20 сантиметров, которые используются для соединения с контуром.

Забивание заводских электродов осуществляется отбойным молотком. После того как штырь будет углублен, на него навинчивается муфта и дополнительный заземлитель. Процесс повторяется несколько раз до достижения требуемой глубины.

Соединение электродов

Между собой штыри объединяются полосой 40х4 миллиметра. Прокат из черного металла сваривается, поскольку болты быстро коррозируют, что приводит к повышению сопротивления общего контура. Сварочные швы должны быть высокого качества.

От собранного контура заземление проводится полосой к дому и крепится к фундаменту. Провод от щита подключается к болту, приваренному к краю полосы.

Крепежный хомут устанавливается на последний электрод, после чего закрепляется провод. Герметизация зажима осуществляется специальной лентой.

Засыпка траншеи

Засыпать траншею заземления лучше всего однородной плотной почвой.

Приобретенные в магазине устройства заземления с одним штырем комплектуются пластмассовыми колодцами, позволяющими осуществлять ревизию.

Проведение заземления в щит

Установка распределительного щита осуществляется на стену здания, причем место монтажа должно быть защищено от влажности. Кабели проводятся через стену с использованием специальных трубных гильз. Подключение провода к установленной на корпусе щита шине проводится при помощи болтового соединения.

После установки заземление проверяется мультиметром. Количество электродов увеличивается при сопротивлении, превышающем 4 Ом. Провода заземления в желтой изоляции подключаются к соответствующему разъему шины заземления. При подключении различных устройств — светильников, розеток открытой установки с заземлением и прочих — желтые провода также подсоединяются к соответствующим клеммам. К примеру, на розетках подобная клемма располагается в центре. Наиболее безопасными считаются розетки скрытой установки с заземлением — они используются для подключения холодильников, газовых плит и прочих бытовых приборов.

Модульно-штыревое заземление

Модульное (или модульно-штыревое) заземление – такой тип заземляющего устройства, при котором можно варьировать общую длину и количество точек установки в грунт вертикальных заземлителей. То есть речь идет о сборной конструкции, что очень удобно в условиях меняющихся характеристиках грунта и условий монтажа, особенно когда не хочется тратить много времени на организацию замкнутого или разомкнутого контура по периметру здания.

Цены на готовые комплекты заземления

Назначение

Модульно-штыревое заземление предназначено для организации глубинной схемы контура заземления с вертикальным заглублением на основе круглых стержней заземления диаметром D от 14 до 20 мм (редко 25 мм) и длиной L от 1200 или 1500 мм.

Задачей его является отвод и рассеивание тока молнии в землю через систему внешней молниезащиты (молниеприемники и токоотводы) или создание безопасных условий эксплуатации электрооборудования в целях исключения электротравм у пользователей.

Подробнее о существующих типах заземления (глубинное, кольцевое и фундаментное) читайте в материале Заземление молниезащиты.

Иногда глубинные заземлители используют в составе комбинированной конструкции, когда стержни устанавливают в некоторых точках замкнутого кольцевого или разомкнутого контура.

На схеме: 1 — плоский проводник (полоса заземления), 2 — щиток в месте соединения токоотвода и заземляющего проводника, 3 — соединительный зажим для круглых/плоских проводников, 4- стержни глубинного заземления, 5 — наконечник, 6 — диагональный зажим, 7 — крестовой зажим, 8 — антикоррозионная лента.

Что необходимо заземлять?

Заземляют в первую очередь молниезащитный контур, в этом случае устройство заземления является частью внешней молниезащиты, которое перенаправляет ток молнии от молниеприемников и токоотводов и распределяет его в земле. Это так называемое заземление молниезащиты.

Есть еще защитное заземление, которое обеспечивает безопасную работу отдельных электроустановок. В этом случае оборудование заземляют в целях получения эффекта стекания заряда по пути меньшего сопротивления в случае возникновения пробоя напряжения на установке.

Если говорить о частном доме, то заземляют следующие электроустановки:

• газовые (и не только) котлы
• бойлеры
• генераторы
• внутренняя электрика (повторное заземление электробытовых приборов через электрический шкаф)

Касательно последнего пункта, то это, например, духовка, микроволновка, стиральная машина и т.п., которые подключаются к общей шине заземления и от нее уже в свою очередь идет токоотвод на заземляющий контур. На рисунке показано защитное уравнивание потенциалов через подключение к ГЗШ (главной заземляющая шина) и уже от шины вывод на систему заземления.

На схеме: 1 — распределительный щит, 2 — фиксированная точка заземления (проход через стену для соединения с заземляющим контуром модульного заземлителя на улице), 3- заземляющие хомуты, 4 — шина уравнивания потенциалов.

Конструктивные особенности

Как уже было сказано выше базовым элементом конструкции являются стержни заземления. Их количество, материал, диаметр и длина зависят от условий монтажа и показателя удельного сопротивления грунта растеканию тока. Чем выше сопротивление, тем больше общая длина и/или диаметр, количество точек установки заземлителей.

Стержни имеют резьбу на концах и соединяются между собой посредством муфт. При этом для обеспечения лучшей токопроводимости в местах их установки конструктив смазывают токопроводящей смазкой (пастой).

Зарубежные производители используют цапфовое безмуфтовое соединение, оно более контактное и его не нужно смазывать пастой. То есть получается самозакрывающаяся конструкция (на примере ниже показан разрез в месте соединения).

Для облегчения монтажа в землю в состав комплектов входят наконечники и удароприемные головки. Производители из России делают эти компоненты с резьбой, зарубежные исключают риски, возникающие при резьбовом контакте, особенно при забивании, и соединяют элементы надежно в стык.

В месте выхода последнего (верхнего) заземлителя всю конструкцию подключают с помощью зажима к системе молниезащиты или шине заземления. Геометрия зажима значения не имеет (диагональный или крестовой), важно лишь чтоб его материал в плане коррозии не «конфликтовал» с материалом заземлителей и заземляющих проводников.

Преимущества модульно-штыревой системы

Перечислим достоинства модульного метода:

1. Простота сборки конструкции
2. Большой срок службы
3. Высокая коррозионная стойкость
4. Удобство транспортировки и хранения
5. Минимум подготовительных работ
6. Большая вариативность выбора места установки

Глубинные заземлители (стержни заземления) — основа модульной конструкции

Остановимся подробнее на базовом элементе готовых комплектов заземления, а именно стержнях заземления или как их еще называют штыри и заземлители.

На рынке РФ представлены три их разновидности: на основе омедненной (аббревиатура в каталогах St/Cu), оцинкованной (St/tZn, St/FT) и нержавеющей стали (V2A, NIRO).

Настоятельно рекомендуем не использовать дешевые штыри из обычной (черной) стали, особенно с диаметром 14-16 мм, которые предлагают как вариант некоторые поставщики. Они сгниют у вас гораздо раньше.

Зарубежные производители также предлагают полностью медные стержни и стержни из нержавеющей стали с содержанием молибдена (V4A), но это обычно не складские и очень дорогие позиции.

Оцинкованные стержни

Для получения цинкового слоя используют 2 метода:

Горячее оцинкование. Стальные стержни окунают в расплавленном до t 450-460 градусов цинке. В процессе диффузии атомы цинка проникают в наружную поверхность стали, образуя поверхностный железоцинковый сплав. В зависимости от условий метода (времени погружения, процесса охлаждения, качество основного материала, его химического состава и т.д.) толщина слоя, его цвет могут меняться.

Гальваническое оцинкование. Производится в электролитических ваннах.

Гальваническое выглядит эстетически приятнее, так как покрытие ложится равномерно повторяя геометрию изделия, но существенно уступает горячему по коррозионной стойкости, у которого толщина покрытия в разы выше (разница может достигать десятки раз), что существенно сказывается на сроках службы. Технология холодного гальванического цинкования дешевая, поэтому изделия стоят меньше.

Омедненные стержни

Меднение стали осуществляют только гальваническим способом. В условиях промышленного производства штыри помещают в специальные ванны с раствором меди, оснащенные средствами автоматики и контроля. Медь обладает сильной адгезией, поэтому процесс электрохимических реакций протекает быстрее, цикл изготовления короче.

ВНИМАНИЕ! На российском рынке по разным оценкам сейчас присутствует до 50% низкокачественной продукции из Китая. В основном это как раз омедненные комплекты, которые имеют сомнительное происхождение, как и марки материалов, из которых они изготовлены. Так, например, в основе стержней низкосортные марки стали, заявленные диаметры изделий могут не совпадать с действительными, технология омеднения кустарная. Как результат омедненный слой слабый, потребитель получает товар с низкими механическим и антикоррозионными свойствами.

Нержавеющие стержни

Самая надежная марка стали для глубинного заземления. Следует заметить, что в Европе (в частности на родине молниезащиты — Германии), где более строгие нормативы, разрешено использовать только нержавейку. Зачастую для наших климатических условий и специфик грунта они рекомендуют использовать только ее, причем в варианте V4A.

Самое главное – это длина L и внешний диаметр D заземляющих электродов. Чем они выше, тем лучше показатель растекания тока (с большей площади растекается больше заряда). Самые распространенные длины – это 1.2 или 1.5 метра, а диаметры – от 14 до 25 (самые популярные 14 или 16 мм, у западных компаний, которые предъявляют повышенные требования к комплектующим, — от 20 до 25 мм).

Важной характеристикой заземлителей является способ их стыковки между собой. В месте соединения (конец штыря) существуют конструкции:

• резьбовые
• со свинцовыми шариками
• с цапфовым соединением (накатные двойные, тройные или ступенчатые)
• комбинации цапф и свинцовой вставки

Первый способ требует накрутки переходных муфт, два остальные обеспечивают контакт между электродами за счет самостыкующихся элементов: накатных цапф или свинцовых шариков, которые при заглублении заземлителей с помощью молотка или вибромолота растекаются и заполняют полость внутри электрода.

Что еще входит в комплект?

Рассмотрим компоненты готовых комплектов заземления, представленных на рынке РФ. Про стержни много было сказано выше, поэтому поговорим об остальных комплектующих:

Для лучшего погружения в землю на конец первого стержня устанавливают стартовый наконечник. В российских комплектах он выполнен из черной стали (St), в немецких из тугоплавкого чугуна (TG/FT) или оцинкованной стали (St/FT).

У отечественных комплектов для соединения стержней на их соседние концы накручиваются муфты (выполняются из нержавеющей стали или латуни). Немецкие исключают использование этого элемента, поскольку соединяются в стык по принципу «папа – мама» (см. выше), за счет чего у них в месте соединения нет утолщения диаметра конструкции и как следствие получается более надежное соединение с хорошим электрическим контактом между соседними заземлителями.

Для передачи ударного усилия при монтаже у наших стержней в муфту с противоположной стороны вкручивается удароприемная головка (болт), а у немецких она просто надевается на конец стержня с накатной цапфой. Визуально это два разных элемента, у отечественных ударный болт выполнен из черной стали (St), а у импортных ударный наконечник из ковкого чугуна (TG/FT).

Для улучшения качества соединения элементов и лучшей проводимости тока комплекты поставляются с токопроводящей смазкой, консистенция которой варьируется от жидкого до пастообразного состояния. Она наносится в местах стыковки компонентов конструкции.

На последний (верхний) электрод одевается диагональный или крестовой зажим (соединитель), к нему же подключается заземляющий проводник (круглый пруток или полоса). Выполняется он из нержавеющей или оцинкованной стали, последнюю для лучшей коррозионной стойкости лучше использовать с ПВХ-покрытием.

Место соединения стержня и заземляющего проводника через зажим бинтуют антикоррозионной лентой.

Опционально модульно-штыревые комплекты поставляются с насадкой для перфоратора и заземляющим проводником, иногда еще и шиной заземления.

Расчет сопротивления модульно-штыревого заземления

Сопротивление заземления

Если вы знаете, что у вас за почвы, то вы всегда можете определить сопротивление одиночного вертикального заземлителя по формуле:

Одиночный не значит один, а означает длину всей конструкции. То есть если у вас, например 6-и метровый комплект из 4-четырех стержней по 1.5 метра, то L = 6 метров, а не 1.5.

Удельное сопротивление Р грунта смотрим в таблицах. Обычно берут среднее значение из интервала, но лучше максимальное.

Км — коэффициент сезонности, который для стержневых заземлителей находится по таблице в зависимости от того, в какой климатической зоне находится объект.

Расчет длины заземлителей

Чтобы посчитать длину вертикальной конструкции надо взять ту же формулу, только неизвестным будет длина, а общее сопротивление вертикального заземлителя берем из нормативных документов. Обычно это не более 10 Ом; в частных случаях, когда от вас этого специально не просят надзорные органы бывает достаточно и 30 Ом.

Этапы монтажа

Финальная монтажная схема: 1 — токоотвод (круглый проводник), 2 — круглый проводник в ПВХ-оболочке, 3 и 4 — держатели проводника с накладкой и фланцем, 5 — универсальная разделитеьная клемма, 8 — соединительный зажим, 9 — стержень заземления, 10 — наконечник.

* Нажмите на схему для увеличения масштаба.

1. Первоначально необходимо подготовить место монтажа стержней в землю. Для этого грунт прикапывают примерно на 70-80 см. При этом необходимо соблюдать минимальное расстояние от фундамента около 1 метра.

2. На конец заземлителя накручивают (или запрессовывают небольшим ручным усилием) наконечник

3. На противоположную стороны ввинчивают муфту

4. На муфту накручивают ударный наконечник. В немецких комплектах ударную головку одевают на часть стержня с уменьшением диаметра.

5. Конструкцию забивают, оставляю свободный конец выходящим из земли настолько, насколько это позволит Вам удобно продолжить монтаж следующего стержня. Делать это можно как в ручную, так и с помощью вибромолота или перфоратора.

6. Вывинчиваю ударную головку, на ее место вкручивают следующий стержень. При этом место соединения «стержень-муфта-стержень» смазывают токопроводящей пастой. В зарубежных аналогах, поскольку переходная муфта не используется, стержни соединяют в стык без использования смазки или пасты.

7. Повторяют монтажные операции 3-4-5-6

8. Последний стержень должен выходить из земли на расстояние примерно 20 см таким образом, чтобы после засыпки монтажной ямы он был от поверхности на 40 — 50 см. На его свободный конец монтируют соединительный зажим и конструкцию соединяют с круглым проводником или полосой.

9. Место соединения герметизируют антикоррозионной лентой, как показано на рисунке.

Видеоинструкция

Предлагаем посмотреть видео монтажа комплекта заземления в частном доме под пол без выноса его за периметр коробки фундамента. Иногда похожим образом его устанавливают в погребе.

Несколько полезных советов

Необходимо учитывать морозные сезоны и обязательно заглублять конструкцию ниже точки промерзания грунта для данной местности, так как при этом существенно падает способность почвы поглощать заряд, то есть повышается удельное сопротивление. Данные можно найти, например, в справочнике «Строительная климатология» (СНиП).

Смонтировать модульно-штыревую систему можно и в холодное время года. Для этого используйте пространство под полом, в подполе или пристройках дома (гараж, мастерская, бойлерная и т.п.) Желательно чтобы рядом была шина заземления, на которую будет заведен проводник от заземлителя.

Для большей надежности муфтового соединения при забивании используйте дополнительно термоусадку в месте контакта.

Не забывайте делать замеры сопротивлений после каждой итерации, возможно вам не потребуется использовать все стержни из комплекта, так требуемая величина будет достигнута раньше. Если у вас конечно есть поверенный измерительный прибор.

Не будет лишним установить на выходе после модульно-штыревой конструкции ревизионный лючок, чтобы в дальнейшем контролировать величину сопротивления.

Цены на комплекты

Стоимость готовых комплектов заземления на основе модульно-штыревой конструкции не высока и не сильно отличается у разных производителей. У зарубежных она немного выше, но зато вы гарантированно получаете лучшее качество.

Комплект с нержавеющими стержнями стоит дороже омедненного, а тот в свою очередь чуть дороже оцинкованного. Также стержни большего диаметра и длины при прочих равных дороже аналогичных. Ниже примеры карточек товаров с ценами. Разница между разными типами комплектов составляет около 1 тыс. рублей, тогда как срок эксплуатации может отличаться десятком лет.

* Кликните на карточку соответствующего комплекта ниже и посмотрите подробную информацию о составе комплекта, характеристиках, там же можно почитать комментарии пользователей и скачать инструкции по монтажу.

Купить модульное заземление

Цены на готовые комплекты заземления

У нас Вы можете купить готовые компекты зазмления по низким цена. Компания «МЗК-Электро» является официальным дилером немецких и российских производителей, что позволяет сохранять гарантию и стоимость на должном уровне. Наличие продукции на собственном складе позволяет осуществлять быструю доставку покупателю. География заказов – вся терриитория России. Более подробно ознакомиться с каталогом и условиями продажи можно на сайте нашего интернет-магазина.

Заземление в частном доме: расчёт, устройство, монтаж

Рассмотрим пример – схема заземления с одиночным вертикальным заземлителем, забитым в землю. С ним соединён металлический корпус электроприбора, где произошло короткое замыкание – фаза соединилась с корпусом. При этом исходные условия: замыкание «металл – на металл», без учёта сторонних факторов, поэтому сопротивлением в точке контакта можно пренебречь. Сопротивление заземляющего проводника от прибора до земли тоже не учитываем, так как оно незначительное, когда используется достаточно большое сечение.

Далее при условии, что грунт вокруг заземлителя считаем однородным во всех направлениях, то и ток будет уходить в землю одинаково в этих же направлениях. При этом наибольшая плотность тока будет у самого заземлителя. Чем дальше от заземлителя, тем больше уменьшается его плотность. В итоге получается, что на пути тока сопротивление его движению с увеличением расстояния от заземлителя всё более уменьшается, потому что он проходит через постоянно увеличивающееся «сечение» проводника – земли. И напряжение, которое снижается на пути этого тока по закону Ома: самое большое на самом заземлителе, а при удалении плавно убывает. А на каком-то расстоянии от заземлителя напряжение станет пренебрежимо мало – приблизится к 0. Точка с таким напряжением – точка нулевого потенциала. По сути эта точка нулевого потенциала и есть та самая земля, с которой связан корпус электроприбора.

Сопротивление заземляющего устройства, это не электрическое сопротивление его металла – оно низкое, это не сопротивление между металлом штыря и землёй – при соблюдении определённых условий оно тоже небольшое. Это сопротивление земли между штырём и точкой нулевого потенциала.

Всё это отображается формулой Rз : Uф / Iкз. То есть – сопротивление заземляющего устройства будет равно фазовому напряжению, пришедшему на корпус, поделённому на ток короткого замыкания. На этой формуле всё и завязано.

Но параметров сопротивления одиночного заземлителя скорее всего будет недостаточно, чтоб организовать контур заземления, соответствующий требованиям ПУЭ. Как всё привести в соответствие? Площадь заземляющего электрода имеет решающее значение, поэтому самое очевидное решение – нужно забить рядом ещё один электрод. Но если забить их в непосредственной близости, то ток растекается, как и прежде, ничего не меняется. Для того чтоб поменять конфигурацию растекания нужно разнести заземляющие электроды подальше друг от друга. В этом случае получается разделение тока между ними – он стекает с каждого из них.

Однако существует зона, где они пересекаются. Получается, что это не простое параллельное соединение двух сопротивлений, за исключением примеров, когда заземлители очень далеко друг от друга. Но это очень непрактично, для реального устройства заземления потребуются огромные площади. Поэтому при расчётах удаления заземляющих электродов используют поправочные коэффициенты, которые учитывают их взаимное влияние – коэффициент экранирования.

Чтобы ещё уменьшить сопротивление контура заземления, нужно увеличить глубину погружения электрода, то есть увеличить его длину. Ведь чем длиннее заземлитель, тем больше площадь, способствующая растеканию тока. Этот эффект широко используется при изготовлении омеднённых штырей для комплектов заземления. Они забиваются в землю друг за другом соединяясь резьбовыми муфтами в единый электрод. При этом достигается нужная для параметров заземления глубина.

Соединяя электроды заземления горизонтальной связью, ещё снижается общее сопротивление заземляющего устройства

Влияние связи тоже учитывается, также принимаются во внимание, что её экранируют вертикальные электроды

Получается система из нескольких элементов, зависящих друг от друга:

Расстояние между вертикальными заземлителями.
Их количество.
Важно, на какую глубину они забиты.
Форма – прут, труба, уголок. Это разная площадь прилегания к земле.
Форма и длина горизонтальной связи.. То есть факторов достаточно много и по одной формуле всё рассчитывать некорректно

Остальные параметры для расчёта берутся из следующих понятий и величин

То есть факторов достаточно много и по одной формуле всё рассчитывать некорректно. Остальные параметры для расчёта берутся из следующих понятий и величин.

Популярные производители и цены на комплекты заземления

Монтаж заземления своими силами – это достаточно трудоемкий процесс, поэтому, если у вас нет времени, желания или навыков, то гораздо проще заказать уже готовые комплекты популярных производителей:

• 10Ом – популярный отечественный производитель, который предлагает комплекты заземления для монтажа на различную глубину. Глубина установки варьируется в пределах от 6 до 30 м, а цены – от 6000 до 25000 рублей;
• ZandZ – универсальные заземлители в виде одного или нескольких электродов сборного типа из нержавеющей стали. Монтируются на глубину до 10 м, цена зависит от количества электродов, глубины монтажа и других параметров. Средняя стоимость комплекта для монтажа на 5 м – 23000 рублей;
• Galmar – еще один популярный производитель сборных электродов для заземления. Монтаж возможен на глубину до 30 м, обойдется такой комплект в 42000 рублей;

Заземление частного дома своими руками

Самый универсальный способ установки контура заземление – это заземление из труб с приплюснутым концом. Внизу трубы вразброс просверливают десять штук отверстий диаметром от пяти до восьми миллиметров. В жаркую, летнюю погоду в эти самые отверстия можно засыпать солевой раствор (половина упаковки соли на пяти литровое ведро с фильтрованной водой) для того чтобы уровень сопротивления держался в норме.

Важно знать: шина заземления имеет такую же структуру, как и шина для молниеотвода. Но, использовать для металосвязи цинковую слойку ни в коем случае нельзя, так как она проржавеет сразу после первого дождя.

Разрабатываем схему

Как и перед любым началом строительных работ, необходимо разработать схему для заземления, которой вы будете в дальнейшем руководствоваться.

Существует два вида схем:

1. Линейная схема. Устанавливаются металлические штыри в одну прямую линию, которые последовательно соединяются. Но, эта система имеет значительный минус — если первая перемычка будет повреждена, то вся система заземления моментально выйдет из строя.
2. Замкнутая (треугольная). В отличие от первой схемы она отличается более надежным и долговечным функционированием.

Важно знать: большинство специалистов рекомендуют использовать треугольную схему заземления для частного дома, так как монтажные работы предельно просты, а работает она в несколько раз лучше, чем линейная (включая долговечность замкнутой системы и её эффективность).

Подготавливаем инструмент и материалы

Для того чтобы сделать заземление своими руками для частного дома из инструментов нам понадобится:

1. Пяти – восьми килограммовая кувалда;
2. Обычная строительная лопата;
3. Аппарат для сварки и маска для защиты лица и глаз.

Измерение заземления

Для того чтобы удостовериться насколько хорошо вас защищает контур заземления вам необходимо сделать его измерения. Для этого профессионалы используют специальный прибор ПКП – три. В домашних условиях измерить заземление не получится, так как показатели будут неточными и неправильными. Поэтому вы можете купить или одолжить у кого — либо данный измерительный прибор.

Важно знать: использовать для замирения заземления напряжение из электрической сети, резисторное напряжение или миллиамперметр опасно для вашей жизни!

Монтажные работы

1. Для начала необходимо определить, где именно будет находиться контур заземления. Нужно выбирать закрытое и укромное место, где не может пройти ни человек, ни животное (для избегания летального исхода).

Важно знать: если такого места не нашлось, а вы не хотите портить штыками красивый ландшафт вашего двора, то можно организовать потайную систему разместив заземление под искусственными камнями либо под садовой скульптурой.

1. Работа с землей. Например, для того чтобы сделать контур треугольной формы нужно с помощью лопаты выкопать треугольник со сторонами до двух метров и глубиной до семидесяти сантиметров.
2. Итак, приступим к самому главному – монтажу конструкции. Электроды необходимо забить на глубину до двух метров в землю (должны остаться в поле зрения только их верхушки).

После того как все электроды будут вбиты нужно приварить металлические пластины к их верхушкам для того, чтобы получился каркас в виде треугольника.

В конце подсоединяются проводы, связанные с шиной.

Тестирование заземления

Ну, вот и все заземление готово и осталось провести тестовое испытание. Согласно строительным правилам контрольные замирения должны быть сделаны специальным прибор стоимость, которого довольно высока и нет смысла тратиться на его покупку для того, чтобы использовать его один – два раза.

Наши народные умельцы смогли придумать народный способ замирения, которые поражают своей точностью. Для этого нам понадобится обычная лампа (мощностью не меньше 100 Вт). Все что нужно так это подключить лампу одним контактом к заземлению, а другим к фазе. Если в итоге лампочка будет гореть ярко, то с заземлением все в порядке, и она является не только эффективным, но и безопасным.

Как сделать заземляющий контур

Заземляющее устройство, или заземляющий контур, представляет собой несколько металлических штырей (электродов), которые соединены между собой с одного конца, а другим концом заглублены в грунт. Обычно электроды «в домашних условиях» изготавливаются из арматуры или угловой стали. Реже – из труб. Как изготовить, забить в землю и соединить между собой такие штыри, можно посмотреть в видео.

Заземляющий контур чаще всего имеет форму квадрата или треугольника (схема). Электроды должны быть не короче 2,5 метров. Ребра заземляющего контура должны либо равняться, либо быть кратными им. Например, если длина электрода равна 2,5 метрам, то ребра контура должны равняться либо 2,5, либо 5 метрам. Оптимальная длина штырей-электродов – 2,5-3 метра.

Соответственно, заземляющий контур может обладать следующими параметрами: его стороны должны соотноситься либо как 2,5 х 2,5, либо как 3 х 3. Квадрат иногда делают несколько больше (4 х 4 м). Электроды желательно заострить с одного конца. Так их будет легче забивать в землю. Свариваются штыри между собой в контур только после заглубления их в землю.

Процесс установки заземляющего контура выглядит так:

1. Сначала рядом с домом нужно выкопать траншею по форме будущего контура (квадратную или треугольную). Ее глубина должна равняться 70-80 см.

2. Нарезаем арматуру на равные по длине штыри 2,5-3 м. Забиваем их по углам траншеи, как на видео. Обязательно оставляем над землей небольшие части электродов.

3. Вершины электродов соединяются между собой стальными полосами. Сделать это можно при помощи сварки.

4. К одному из углов приваривается стальная полоса, которую необходимо довести до стены здания.

5. К концу стальной полосы при помощи все той же электросварки нужно приварить болт.

6. К приваренному таким образом болту крепится выходящий из дома заземляющий кабель 220 В. Крепление можно выполнить следующим образом: кабель свернуть в петлю и просто надеть на болт. Сверху на него надевается гайка с шайбой и сильно затягивается.

7. После этого траншею с заземляющим контуром нужно просто засыпать землей.

8. Кабель подводится, как уже было сказано ранее, к заземляющей шине в распределительном щите.

Обратите внимание: Сечение проводника должно быть более 75 кв. мм

Только в этом случае заземление будет эффективным и прослужит долго.

Отдельно о заземлении некоторых агрегатов

В частном доме есть некоторые мощные приборы, потребляющие большие объемы электроэнергии и представляющие повышенную опасность

Важно выполнить правильное заземление этих агрегатов, чтобы обезопасить себя и своих близких

Газовый и электрический котел

К вопросу заземления газового котла в частном доме следует подойти со всей ответственностью. В противном случае вы можете не только лишиться автоматики, очень чувствительной к резкому изменению напряжения, но и рискуете жизнью, так как газ может взорваться от любой искры.

Не расслабляйтесь, если инспектор газовой службы не потребовал от вас установки заземлителя. Это строго не предписано правилами. Позаботьтесь о собственной безопасности, не дожидаясь неприятных последствий.

Схема для газового котла

Для котла можно использовать самодельный контур, о котором мы уже говорили или приобрести готовый комплект.

Водонагреватель

Самой распространенной ошибкой в заземлении водонагревателя является подключение его к фазному проводу в розетке. Это грозит аварийным выбиванием фазы. Предотвратить последствия такого отключения может только автоматическое устройство, но оно установлено не на всех агрегатах.

Считается, что подсоединение заземляющих контактов к контуру в земле приводит к преждевременной коррозии корпуса водонагревателя, но тут из двух зол выбирают меньшее. Специалисты рекомендуют одновременно с контуром заземления монтировать с водонагревателем и устройство защитного отключения.

Как заземлить водонагреватель в частном доме в следующем видеоматериале:

Watch this video on YouTube

Розетка

Заземление розеток – способ обезопасить все остальные электроприборы в доме. Позаботиться о безопасности жилища следует еще в момент прокладки проводки. Для этого используют трехжильный провод, в котором находятся «ноль» «фаза» и «земля». Очень удобно, если провода будут иметь оплетку разного цвета, это значительно облегчает монтаж.

Современные производители выпускают розетки, в которых трудно что-то перепутать. На всех клеммах стоят четкие обозначения, так что подключить розетку может даже новичок.

Как заземлить розетку в частном доме в видео инструкции:

Watch this video on YouTube

Что называется защитным заземлением, а что рабочим?

Заземление как мера обеспечения безопасности при использовании различных видов электроприборов делится на защитное и рабочее, кроме того, особняком стоит и молниезащита, подключать которую с землей необходимо с помощью отдельного контура. Использование общего заземления не рекомендуется, так как в этом случае при попадании молнии на громоотвод электричество будет вынужденно пройти через дом.

Чаще всего это происходит незаметно, но при возникновении внештатной ситуации возможен пожар и другие негативные последствия. Учитывая основную функцию заземления – обеспечение безопасности, теряется смысл таких мероприятий.

Основным отличием защитного заземления от рабочего является то, что оно представляет собой преднамеренное обеспечение электрического соединения с землей (или иными нетоковедущими элементами). И, как уже указывалось выше, его основная функция состоит в защите от возможного поражения человека током.

А вот то, что называется рабочим заземлением, имеет принципиальное отличие, заключающееся в том, что преднамеренно с землей соединяется не прибор в целом, а его отдельные элементы, например, обмотки трансформатора или генератора и других приборов.

То есть соединяются несколько точек одновременно. Исходя из этого определяется и основное значение рабочего заземления – гарантия нормальной и безопасной работы оборудования, особенно точного, для которого любые критические моменты могут стать фатальными.

Непосредственно соединение производится между заземляемыми точками и заземлителем, допускает использование вспомогательных монтажных элементов: резисторов, предохранителей и т. д.

Конечно, выбор защиты – вопрос весьма ответственный, и его вид определяется исходя из особенностей электросети дома, разнообразия используемых приборов, конструктивных особенностей строения и т. д. Для большинства бытовых приборов в доме достаточным оказывается заземление с помощью евророзетки, один кабель которой имеет соединение с землей.

Но для стиральной или посудомоечной машины, микроволновой или конвекционной печи, а тем более для бойлера следует предусмотреть возможность использования рабочего типа заземления.

ТОП-10 ошибок монтажа заземляющего устройства, видео:

В каких случаях обязательно требуется проведение мероприятий по заземлению?

После того, как стало понятно, для чего нужно заземление, следует выяснить, когда и где оно применяется:

• в однофазных сетях с переменным током и напряжением до 1 кВт и имеющих естественную изоляцию от земли;
• с постоянным током в двухпроводных сетях, у которых имеется изоляция источника тока и средней точки обмотки;
• в трехфазной сети с переменным током, с нейтралью и напряжением до 1 кВт;
• при напряжении свыше 1 кВт – для сетей переменного и постоянного тока, с различными видами и режимами функционирования обмоток.

Для монтажа защитной или рабочей системы заземления используются специальные элементы – «заземлители», которые представлены в двух видах:

• естественные – то есть любые токопроводящие элементы конструкции дома, коммуникаций, но обязательно имеющие непосредственное соприкосновение с землей. Но не допускается использовать в роли естественного заземлителя магистральные конструкции, представляющие опасность возгорания или взрыва, например, газовую трубу с этой целью использовать категорически нельзя.
• искусственные – представляют собой конструкции, изготовленные из неокрашенного металла. В некоторых случаях для обеспечения антикоррозийной защиты можно использовать защитные составы, не снижающие их токопроводящую способность. Как вариант искусственного заземлителя можно считать специальный токопроводящий бетон.

При использовании искусственных заземлителей следует учитывать, что потребуется использовать металлические пластины или прутья для создания так называемой металлосвязи.

Она представляет собой соединение верхних концов заземлителей с помощью сварки в единый конструктивный элемент, который заводится непосредственно в дом, для чего и используется шина заземления, являющаяся завершающим элементом, необходимым для обеспечения цельности и жесткости контура.

Основные функциональные узлы системы заземления

Полноценная система заземления состоит из:

1. Контура заземления.
2. Полосового металла.
3. Медных заземляющих проводников.

Рассмотрим более детально каждый из элементов и его функциональное предназначение.

Контур заземления

Контур заземления — это группа соединенных между собой проводников или электродов (в большинстве случаев нержавеющая или обычная сталь) которые располагаются вертикально в земле и располагаются вблизи защищаемого объекта.

В зависимости от характеристик защищаемого объекта, для устройства контура заземления применяют уголки 50х50х5 мм (заземление для газового котла в частном доме), либо круглую сталь (ᴓ16–18) которые вбивают в землю на глубину 3 м. После чего данные электроды сваривают между собой с помощью полосы (4х40 мм) и выводят вышеуказанную полосу к месту подключения общей системы заземления дома.

Схема контура заземления для частного дома или дачи

На сегодняшний день существует 2 основных типа контура заземления:

1. Замкнутый в виде равностороннего треугольника.
2. Линейный.

Поскольку линейный контур заземления имеет существенный недостаток — при сильной коррозии соединителя между электродами часть контура будет попросту не способна отводить потенциал от электрооборудования и тем самым основное функциональное предназначение контура не будет выполнятся. По этой причине монтаж данного контура не будет рассмотрен в данной статье.

Конструктивно контур заземления своими руками выполняется в виде равностороннего треугольника с длинной стороны 3 м. Оптимальное расстояние от контура заземления до фундамента составляет 1 м.

Как было сказано ранее, вершинами данного треугольника служит либо уголок 50х50х5, либо круглая арматура с сечением 16–18 мм (далее «электроды»). Электроды перед забиванием в землю с помощью кувалды либо какого-либо другого инструмента, предварительно необходимо заострить, поскольку в противном случае Вы не сможете забить его на глубину в 3 м.

После забивания на необходимую глубину электродов, по контуру полученного треугольника необходимо снять слой грунта в 30–50 см. Это необходимо для того, чтоб в дальнейшем упростить сваривание электродов между собой. Сваривание заземлителей между собой выполняется с помощью обычной полосы 40х4 мм.

После сваривание электродов, на фундамент здания в одном или нескольких местах выводится полоса 40х4 с приваренным болтом М12 или М14 с гайками и шайбами к которой затем производится подключение заземляющего проводника (в большинстве случаев желто-зеленого цвета) который является одной жилой вводного кабеля ВВГнг (ПВСнг) 3х6, ВВГнг (ПВСнг) 3х10.

Если же в доме предусмотрена 3-х фазная система запитки, то вводной кабель может быть (ПВСнг) 5х6, ВВГнг (ПВСнг) 5х10, в котором 3 жили — это фазы «А», «B», «С», нулевая жила синего цвета «N» и заземляющий проводник «G» желто-зеленого цвета.

Хитрости при монтаже контура заземления

При вводе объекта в эксплуатацию, очень часто возникают случаи, когда при проверке полученного контура заземления специализированной электротехнической лабораторией значение сопротивления выше 4 Ом. Это может быть вызвано высоким сопротивлением грунта или несоблюдением требований запроектированного заземления.

В таком случае можно развести в ведре воды 2–3 пачки соли и залить полученный раствор в места залегания электродов. Благодаря такой простой манипуляции можно уменьшить значение сопротивления контура заземления до 1–3 Ом.

После ознакомления с теорией рассмотрим практический ответ на вопрос: «как сделать заземление в частном доме своими руками»?

Устройство заземления на улице у дома

Устройство контура заземления в частном доме – это штыри, вбитые в грунт вертикально, которые обвязываются между собой проводниками. И вся эта конструкция соединяется с распределительным щитком в доме. Перед тем как сделать заземление в частном доме, необходимо подготовить необходимые инструменты и материалы.

Из инструментов понадобятся лопаты, лом, кувалда, молоток, сварочный аппарат с электродами, болгарка, гаечные ключи. Из материалов:

• металлический уголок размерами 50х50х5 мм;
• стальная лента шириною 40 мм и толщиною 4 мм;
• металлическая проволока катанка диаметром 8-10 мм.

Чисто в конструктивном исполнении домовый контур заземления представляет собой равносторонний треугольник, в углы которого вбиваются металлические заземлители. Для этого и используется металлический уголок. Глубина вбивания – 2,5-3,0 м. Сделать это можно самостоятельно обычной кувалдой. Если грунт на участке твердый, то можно сначала провести углубление при помощи бура на глубину 1,5 м, после чего добить уголки кувалдой.

Монтажный процесс необходимо начать с нанесения на грунт размеров и формы заземляющего контура. После чего по всему периметру выкапывается траншея шириною до 60 см, чтобы было удобно проводить сварку, и глубиною 80-100 см. Вбиваются заземлители. Чтобы процесс вхождения в грунт уголков проходил без проблем, рекомендуется их концы заострить под конус. До упора забивать не надо, нужно чтобы над дном траншей остались торчать края штырей, приблизительно 20-30 см.

Теперь необходимо уголки состыковать между собой горизонтальными элементами контура заземления. Для этого используется металлическая лента. Соединение производится только электрической сваркой. Никаких болтов, которые под землей покроются коррозией, а это частичное или полное отсутствие контакта, что приведет к неэффективности заземления в загородном доме.

Следующий этап – это соединение сделанного контура с распределительным щитком в доме. Для этого можно использовать или катанку, или ту же металлическую полосу. По двору соединительный контур проводится в траншее, внутри дома по стене или плинтусу. На конце проводника, который вошел в дом, приваривается болт М6 или М8. На него будет надеваться кольцо провода, отвечающего за внутреннее заземление частного дома. Крепление производится аналогичной гайкой. Может понадобиться изоляция стыков.

Места сварки надо обязательно обработать антикоррозийными составами. Но весь контур окрашивать или покрывать каким-то защитными составами запрещено. Потому что в системе необходим полный контакт с землей, куда будут уходить блуждающие токи.

На этом монтаж контура заземления для частного дома можно считать законченным. Поэтому убедитесь, что сварочные стыки прочные, после чего лопатами надо закопать траншеи. Кстати, эту технологию можно использовать и для сооружения системы молниеотвода (громоотвода). Вот такое устройство заземления в частном доме можно сделать своими руками.

Необходимо отметить, что правильная форма заземления частного дома – это необязательно треугольник. Можно использовать квадрат, окружность, линию и другие фигуры

Важно, чтобы сам контур не создавал сопротивления, поэтому максимальное количество вбитых вглубь земли заземлителей и их горизонтальных собратьев было как можно больше. Хотя треугольник – проверенный временем вариант

И еще один немаловажный момент – расстояние от домашнего контура системы заземления до фундамента дома не должно быть меньше одного метра.

Монтаж электролитического заземления

В комплект входят г-образный электрод из нержавеющей трубы, перфорированной, длинной три метра, заполненный специальным наполнителем, четыре мешка глинисто – графитного порошка, хомут с многожильным медным проводом, для подключения ко внутреннему контуру дома

Выкапывается траншея 50 сантиметров глубиной и 3 метра длинной. Дно траншеи посыпается глинисто графитной смесью, на неё укладывается электрод, согнутой частью вверх. На электрод высыпают оставшуюся часть глинисто – графитной смеси и засыпают грунтом.

На выходящую наверх часть электрода устанавливают хомут с многожильным проводом для соединения с шиной внутренней части заземления дома, надевают оголовок для обслуживания. Изолируют места контактов специальной лентой из комплекта с гидрофобным покрытием. Времени уходит на монтаж – 3 часа.

Суть работы УЗО состоит в том, что оно фиксирует разницу между поступающим током и возвращающимся. Если разница превысит допустимую норму срабатывает механизм отключения от подачи электрической энергии УЗО стала безусловным для социально бытовых сетей в частных домах, в квартирах, во влажных помещениях, где есть стиральные и посудомоечные машины, в детских комнатах, для защиты детей от поражения электрическим током.

При всём этом часто возникает вопрос – можно ли подключать УЗО без заземления?

Давно известно, что корпус каждого электрического прибора имеет свой потенциал, а разность между этими приборами не равняется нулю! А потому возникает необходимость в объединении всех приборов одной шиной, чтобы уровнять потенциалы.

Вот и получается, что без заземления никак не обойтись. Ведь при нарушении изоляции УЗО будет ожидать утечки, а утечки нет, потому как нет заземления, а значит нет и утечки. Вывод — заземление необходимо.

В местах проживания где нет грунта, как такового, существует заземление «Елочка», получившее такое название за свою форму. Выбирают одну из стен, как правило глухую. На ней крепят куски металлической ленты, толщиной 6 миллиметров а шириной 8 сантиметров и соединяют их между собой на сварке так, что они становятся похожими на елочки.

Эти ёлочки соединяют между собой последовательно в одну схему, получая, тем самым, как бы емкость со своим потенциалом, способную рассеивать электрическую утечку.

Источник https://fb.ru/article/399172/ustanovka-zazemleniya-sposobyi-montaja-ustroystvo-obschie-trebovaniya

Источник https://www.mzke.ru/modulno-shtyrevoe_zazemlenie.html

Источник https://masterpotoku.ru/full/ustrojstvo-zazemlenia-v-castnom-dome-svoimi-rukami-poradok-rabot-material-shemy.html