Как сделать заземление на даче своими руками вокруг дома

Схемы и порядок установки заземления для дачного дома

Принцип действия и цели заземления

Большая часть загородного сектора получает электропитание от сети переменного тока 220 вольт. Электрическая цепь существует за счет двух проводников — фазового и нулевого. Электроприборы оснащены защитными устройствами и изоляцией, помогающими избежать попадания напряжения на металлические части их корпусов. Однако вероятность появления там напряжения все же исключить нельзя, поскольку изоляционный слой иногда пробивается током, а элементы приборов выходят из строя.

Попав на корпус, электричество представляет угрозу жизни и здоровью человека, который прикоснется к поверхности прибора. Особенно опасно, если рядом с источником тока расположены предметы, выполняющие роль естественных заземлителей (металлические трубы, элементы конструкции здания и т.п.). При касании заземлителей происходит размыкание цепи, и ток направляется в сторону наименьшего потенциала, то есть в человека.

Для понимания принципа заземления и его важности вполне достаточно знаний в пределах школьного курса физики. Одно из физических свойств тока состоит в том, что он всегда находит проводник с наименьшим сопротивлением. Таким образом, для обеспечения безопасности человека нужно создать магистраль, в которой сопротивление будет значительно меньшим, чем в человеческом теле.

Сопротивление тела человека в среднем составляет 1000 Ом (хотя данная величина существенно отличается в зависимости от обстоятельств). Имеются сложные расчеты необходимой для заземления величины сопротивления, согласно которым оптимальной величиной являются 30 Ом (для бытовой электротехники). Если же речь идет о молниезащите частного дома, предпочтительная величина — 10 Ом.

Обратите внимание! Существует мнение, что для обеспечения безопасности достаточно иметь УЗО. Однако правильная работа устройства защитного отключения возможна лишь при наличии заземления.

Крупная бытовая техника обязательно должна быть защищена заземлительной системой:

Схемы и расчет заземления

Правильно выполненная заземлительная система должна надежно контактировать с нулевым потенциалом грунта и с минимальным сопротивлением контура. При этом нужно учитывать, что в разных видах грунта сопротивление существенно разнится (смотрите таблицу).

Слои земли с самым маленьким сопротивлением обычно находятся глубоко под землей. Однако просто заглубления электродов бывает недостаточно. Поэтому для получения нужного сопротивления увеличивают количество проводников, дистанцию между ними или площадь контакта с землей. Для улучшения результата используют схемы, показанные на рисунке ниже.

Недопустимые схемы заземления

Не рекомендуется использование водопроводных труб и стояков отопления в качестве заземления. Такие трубопроводы часто оказываются сильно окислены или имеют недостаточный контакт с грунтом. Также в трубопроводах нередко имеются пластиковые детали, из-за которых происходит размыкание электрической цепи.

Обратите внимание! Нельзя наносить краску на металлические изделия, выполняющие роль электродов. Покраска ухудшает проводимость.

Некоторые домашние мастера, желая удешевить систему заземления, идут таким путем: делают в розетке перемычку между контактами заземления и нуля. Такое решение может привести к неприятностям, поскольку если где-либо на участке цепи произойдет перефазовка или появится некачественный контакт рабочего нуля, на корпусе возникнет напряжение.

Совет! Проведение расчетов — достаточно сложная процедура, требующая знаний и опыта. Если таковых недостаточно, лучше обратиться в местный филиал Энергонадзора. Специалисты постоянно сталкиваются с подобными задачами, и у них наверняка имеется подходящая для местных условий схема организации заземления. Также не обойтись без профессиональных электриков при проведении проверки системы, когда работы по созданию заземлительной системы закончены.

Разновидности систем заземления

Существует несколько видов технического исполнения заземлительной системы, соответствующих стандартам Международной электротехнической компании (МЭК):

Система TN

Наиболее распространенная схема. Включает подсистемы TN-C, TN-S, TN-C-S.

В подсистеме TN-C нулевой рабочий и нулевой защитный проводники соединены в единый проводник по всей системе. Методика является технически наиболее доступной для тех мастеров, кто желает сделать своими руками систему заземления для дачного дома. К тому же, TN-C привлекательна в отношении незначительности финансовых затрат. Минус такой системы состоит в отсутствии отдельного проводника защиты.

В подсистеме TN-S нулевой рабочий и нулевой защитный проводники функционируют по отдельности во всей системе. В результате удается добиться большей безопасности, если сравнивать TN-S с TN-C. Недостаток схемы — необходимость дополнительного пятижильного кабеля, прокладываемого от трансформатора к трехфазной сети или же трехжильного кабеля в случае однофазной сети. Такой подход превращает проект заземления в достаточно дорогостоящую затею.

В случае с подсистемой TN-C-S нулевой рабочий и нулевой защитный проводники соединяются в единый проводник на определенном участке системы. Объединение происходит от источника электропитания до ввода в здание. Схема пользуется популярностью у электриков, универсальна в применении и не отличается технической сложностью. Минус TN-C-S состоит в необходимости обновления стояков в уже существующих зданиях. В случае обрыва проводника электроприборы оказываются под высоким потенциалом.

Система TT

Нейтраль источника электропитания делают глухозаземленной. Открытые контакты электрической установки подключают к заземлителю, независимому от заземлителя нейтрали источника питания. Система TT используется в тех случаях, когда отсутствует возможность создать заземление по методу TN.

Система IT

Нейтраль источника электропитания изолируется от грунта или заземляется через электробытовую технику с высоким уровнем сопротивления. Схема часто используется в медицинских учреждениях и лабораториях, где требуется подключение высокочувствительной техники.

Установка системы заземления

В качестве примера рассмотрим монтаж системы заземления в виде треугольника с металлическими штырями в вершинах.

Понадобятся такие материалы для создания электродов:

Арматура подойдет исключительно с гладкой поверхностью. Рифленая арматура не создает достаточно прочного контакта проводника с грунтом, так как после вкапывания образуются пустоты, а это ухудшает качество заземления.

Длина штырей должна быть в пределах 2,5–3 метров. Для обвязки подойдет металлическая полоса или арматура. Все соединения выполняются путем сварки.

В продаже имеются готовые комплекты для заземления. В качестве примера приведем содержание одного из таких комплектов (для глубинного заземления):

Инструкция по выполнению работ

Вначале подбираем место под установку контура и очищаем пространство от всего лишнего. Оптимальная дистанция от электрода до силового шкафа — 10 метров. Дальнейшие действия осуществляем в таком порядке:

Проверка системы

Для проверки заземлительной системы используем омметр или мегомметр. Норма сопротивления для дачного дома — до 10 Ом. Однако более оптимальным показателем считается 4 Ом. Если показатель сопротивления высокий, забиваем еще несколько электродов и связываем их с уже установленными.

Если нужные приборы отсутствуют, берем обычную лампу накаливания, далее присоединяем к одному из ее контактов провод фазы, а к другому — провод, идущий на заземление. Яркость света от лампочки должна быть такой же, как и в ее обычном состоянии (речь идет о сети 220 вольт). Если свечение отличается от нормального, необходимо проверить все соединения элементов контура, чтобы улучшить качество контактов между ними.

Источник

Как сделать заземление в доме или бане

Чтобы случайно не ударило током от стиральной машины или электропечи

Любая металлическая поверхность незаземленного электроприбора потенциально опасна.

Когда строят частный дом, заранее разрабатывают схему электропроводки. Одна из ее частей — заземление. Конечно, лампочки будут гореть, а чайник — работать и без заземления. Но если в стиральной машине протечет вода, напряжение появится на корпусе машинки и при соприкосновении человека может ударить током.

Чтобы этого не произошло, делают заземление. Я электромонтер и живу в частном доме, поэтому знаю, как сделать заземление с нуля, если только строите, или как все проверить, если покупаете готовый дом.

Вот о чем расскажу в статье:

Что такое заземление

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

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

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

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

Зачем нужно заземление

Заземление в частных домах нужно, чтобы обезопасить жильцов от поражения электричеством. Через розетки заземляют все электроприборы: чайники, электроплиты, стиральные машины.

Бойлеры также заземляют через розетки, а еще отдельным проводом делают заземление на корпус — на случай, если бак потечет. В большинство бойлеров встроено устройство защитного отключения — УЗО, которое отключит нагреватель при утечке тока. Заземление в этом случае отведет остатки напряжения.

В бане заземление особенно необходимо, так как вода — хороший проводник тока. Иногда при монтаже проводки в бане хозяева применяют не специальный, а обычный электрический кабель, его изоляция плавится от высоких температур. Оголившийся кабель может передать напряжение на разлившуюся воду или, например, через воду на металлическую печь.

Еще кабель могут проложить под фольгированной теплоизоляцией, которая станет проводником для тока. А бывает, в бане делают теплый пол, и из-за неисправности изоляции людей начинает бить током везде, где разлита вода.

Схемы заземления

Системы заземления различаются по типам и способам подключения нулевого проводника.

Нулевые проводники бывают трех типов:

Если проводов от опоры к дому три в однофазной или пять в трехфазной сети, то защитных проводников два: N — функциональный, или рабочий, ноль (провод синего цвета) и PE — защитный ноль, провод желто-зеленого цвета.

Система TN-C. Рабочий ноль N и PE-проводник в этой системе совмещены в один провод. Рабочий ноль N подключен к контуру заземления рядом с трансформаторной подстанцией.

При TN-C в банях и влажных помещениях дома электроприборы нужно заземлять отдельно. То есть, например, ставить розетку с заземляющим контактом для стиральной машины и от этой розетки прокладывать отдельный провод на вкопанный в грунт контур заземления.

❗️ Схему TN-C считают небезопасной и почти не используют.

Система TN-C-S. На пути от трансформаторной подстанции до ввода в здание нулевой рабочий N и защитный проводник PE совмещены. На вводе в здание PEN разделяется на отдельный нулевой N и защитный проводник PE. В щитке шина заземления и нулевая шина объединяются перемычкой.

Если, например, дерево упадет на нулевой провод и оборвет его, на заземляющей шине PE в доме появится напряжение. Все заземленные металлические корпуса приборов окажутся под напряжением. Например, корпус бойлера в котельной или металлической печи в бане. То же самое случится, если на улице перехлестнутся нулевой и фазный провода. Ноль на подстанции отгорит, а на контуре заземления появится ток.

Система TN-C-S — основная для любых зданий. Она считается самой надежной.

При организации схемы ТТ обязательно используют устройства защитного отключения — УЗО. Ставят вводное УЗО с уставкой — пороговым значением силы тока, при котором УЗО срабатывает, — 100—300 мА. Это так называемое противопожарное УЗО, которое защищает от утечки тока. На линии электроприборов ставят УЗО на 10—30 мА. УЗО обязательно совмещают с автоматическими выключателями, которые защищают линию от короткого замыкания и перегрева.

Устройство контура заземления

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

Элементы контура заземления

Вот из чего состоит система заземления частного дома:

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

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

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

Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле

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

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

Виды контуров заземления

Геометрия контура заземления зависит в основном от удобства монтажа. Это может быть треугольник, квадрат, любая другая геометрическая фигура или забитые в линию стержни.

Треугольник. Это самый распространенный вариант контура заземления. В землю забиваются три стержня. В идеале расстояние между ними должно быть не меньше трех метров, но в зависимости от места на участке делают и меньше. Должен получиться равносторонний треугольник.

Линейный контур. Контур заземления в виде линии применяют там, где нет места для треугольника. Линейный контур удобно закопать вдоль забора или стены дома. Количество электродов может быть любым: чем больше, тем лучше показатели сопротивления контура.

Расчет заземления

Чтобы контур заземления правильно работал, перед его монтажом нужно сделать расчет. Неверно рассчитанный контур будет плохо отводить ток или вообще не будет выполнять свою функцию — получится, что все элементы заземления сделаны, но ничего не работает.

Общее сопротивление контура заземления в жилых зданиях не должно превышать 4 Ом. Чем ниже сопротивление, тем меньше напряжение, которое возникнет на корпусе электроприборов при каких-либо проблемах.

Еще нужно учитывать ключевой параметр для находящегося в земле контура заземления — сопротивление растеканию тока. Это то, насколько эффективно контур рассеивает ток в землю. На сопротивление растеканию влияет множество параметров: сопротивление грунта, количество стержней и расстояние между ними, материал стержней и даже время года.

Сопротивление грунта. Чем ниже сопротивление грунта, тем лучше заземлитель будет отводить ток. Например, в торфянике сопротивление минимально: напряжение уйдет в землю, даже если контур не сильно заглублен или не выдержаны рекомендуемые расстояния между электродами.

Гравий или шлак обладают большим сопротивлением: забитый в них контур может вовсе не работать.

Сопротивления грунтов

Если грунт «жесткий», применяют ряд мер, чтобы заземлитель работал:

Размеры и расстояния для заземляющих электродов. Чтобы рассчитать расстояние между стержнями электродов, берут длину стержня и умножают на коэффициент 2,2. Например, при длине стержня в три метра расстояние между ними должно быть: 2,2 × 3 = 6,6 м. На практике такие расстояние не всегда удается выдержать из-за нехватки места на участке. Электроды, забитые на меньшее расстояние, также будут работать. Но ухудшится эффективность контура заземления, уменьшится сопротивление растеканию.

Снизить сопротивление контура можно установкой дополнительных электродов. Однако монтировать их вблизи от существующих бесполезно. Ток будет стекать с двух электродов на один и тот же участок. Поэтому заземлители нужно разносить: например, изменить геометрию контура и сделать вместо треугольника квадрат или линию с пятью электродами.

Правила и требования к контуру заземления

Глубина забивания штырей. Штыри-заземлители должны уходить в грунт ниже глубины промерзания как минимум на 60—100 см.

Например, в Архангельске грунт промерзает зимой на 1,8 м. Штыри нужно забивать минимум на 2,8 м. Глубина также зависит от типа грунта: чем его сопротивление хуже, тем глубже должны быть штыри.

Заземление и молниезащита. Если в доме сделана молниезащита, ее желательно объединить с внутренней системой заземления. По нормам эти системы должны быть общими.

п. 3.2.3.1 инструкции по устройству молниезащитыPDF, 936 КБ

Если молниезащиту и внутреннее заземление дома объединяют, в грунте делают один контур, а не два. По сути, это две отдельные системы. Молниеотвод работает как заземлитель для внешнего сверхмощного напряжения — удара молнии. Молниеотвод собирают из толстых прутков, которые не сгорят, если по ним пропускать ток в несколько тысяч ампер. Заземление в доме работает только с бытовым напряжением, для него используют провод того же сечения, что идет в розетки.

На вводе в щиток ставят устройство защиты от импульсных перенапряжений — УЗИП. Оно гарантирует, что импульс молнии от молниеотвода через объединенный контур не пройдет в дом.

УЗИП часто ставят и при раздельных контурах заземлений. В том числе если нет молниеотвода. Так делают, чтобы спасти проводку, в случае если молния попадет в уличные провода или в землю рядом с домом.

При объединении обе системы заземления включают в систему уравнивания потенциалов — СУП. В такой системе все металлические части конструкций дома и все металлические коммуникации подводят проводами к главной шине заземления. То есть тянут отдельный провод заземления, например, от ванной. Еще один провод — от газовой трубы, еще один — от металлического короба вентиляции и так далее.

Если СУП нет, при ударе молнии возникнет разница потенциалов и пробой между элементами молниезащиты и металлическими конструкциями. Например, молния ударит в трос-молниеприемник на крыше, а на чердаке — кабель освещения под напряжением. Если нет СУП, из-за разницы потенциалов между тросом и кабелем начнет искрить, несмотря на то, что их разделяет крыша. Может начаться пожар.

При устройстве СУП к главной заземляющей шине рекомендуют подводить:

Сечение провода для уравнивания потенциалов не должно быть меньше сечения жилы вводного провода.

Как сделать монтаж контура заземления

Выбор места. Контур заземления делают недалеко от дома: как правило, не дальше двух метров. Это позволит сэкономить на длине проводника, соединяющего контур со щитком. Лучше выбирать влажное место: рядом с прудом, в низине или у огорода. Влага даст лучший контакт штырей с грунтом. Если дом стоит на сваях или ленточном фундаменте, допускается делать контур прямо под домом.

Еще смотрят на тип грунта. Бывает, при строительстве делали выборку, привезли много песка и около дома песчаная почва. А чуть дальше — глина или чернозем. В таком случае контур делают на большем расстоянии от дома в более подходящей почве.

Земляные работы. Последовательность земляных работ:

Нельзя готовить «колодцы» для заземлителей при помощи мотобура или других инструментов. Штыри должны заходить в грунт плотно и без зазоров, только так контур будет нормально работать.

Монтаж конструкции. Последовательность действий при монтаже:

Ввод в дом. Полосу от контура нужно вывести на цоколь здания и закрепить на ней болт 10 мм. С его помощью соединить полосу с заземляющим проводником — кабелем желто-зеленого цвета. Кабель должен быть проложен в щиток к главной шине заземления.

Норматив сечения заземляющего проводника зависит от сечения фазного провода. Рекомендую медный провод сечением 6 мм.

Проверка и контроль. Согласно нормам, каждые 12 лет нужно проверять сопротивление контура заземления. Это нужно делать, так как части контура находятся в земле и могут сгнить или прийти в негодность. Кроме того, не исключены механические повреждения: например, из-за подвижности грунта могут переломиться сварные соединения.

Проверять сопротивление контура заземления лучше летом или зимой, когда грунт имеет наибольшее сопротивление.

Работа приборов основана на пропускании тока через пробные электроды. Это металлические колышки, которые временно втыкаются в грунт на расстоянии 20—30 м от контура. Колышки-электроды вместе с контуром образуют треугольник. При подаче напряжения прибор определит сопротивление контура.

Что лучше — купить готовый комплект заземления или сделать самостоятельно

Можно купить готовый комплект заземления. Его преимущество — быстрота установки. В большинстве случаев ничего не нужно будет варить, все соединения делаются при помощи заводского крепежа.

Еще считается, что заводские электроды более надежны, меньше гниют в земле, так как покрыты спецсоставами в промышленных условиях, — заводы применяют гальваническое омеднение.

Если делать все самостоятельно, получится сэкономить.

Источник