Контур заземления для частного дома. Как сделать заземление в частном доме — выбираем наиболее эффективную систему. Контур из черного металла

Я не являюсь профессиональным строителем или электриком, поэтому при строительстве своего каркасного дома всегда начинаю с изучения теории и руководящих документов (СНиП, ПУЭ и т.д.). При подключении 380 В, когда встал вопрос заземления, я снова обратился к теории.

Общие положения системы заземления в частном доме (3 фазы, 380 В)

Согласно ПУЭ (изд. 7) электроустановки напряжением до 1 кВ в отношении мер электробезопасности разделяются на:

1. электроустановки в сетях с глухозаземленной нейтралью;
2. электроустановки в сетях с изолированной нейтралью.

Открытая проводящая часть - доступная прикосновению проводящая часть электроустановки, нормально не находящаяся под напряжением , но которая может оказаться под напряжением при повреждении основной изоляции.

Для электроустановок напряжением до 1 кВ приняты следующие обозначения:

• - система TN, в которой функции нулевого защитного PE и нулевого рабочего N проводников совмещены в одном проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания (её можно получить, внеся кое-какие изменения в TN-C);
• ТТ - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически независимого от глухозаземленной нейтрали источника (т.е. ноль N и заземление PE изолированы друг от друга).

Обозначение остальных систем

1. TN - система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников;
2. TN-С - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике на всем ее протяжении (наиболее распространена в России);
3. TN-S - система TN, в которой нулевой защитный и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении;
4. IT - система, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены.

Рисунки систем TN-C, TN-S, TN-C-S

Расшифровка буквенных обозначений

Расшифровка буквенных обозначений:

1. Последующие (после N ) буквы - совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:
   • S - нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены;
   • С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (PEN -проводник);
2. Вторая буква - состояние открытых проводящих частей относительно земли:
   • Т - открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;
   • N - открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.
3. Первая буква - состояние нейтрали источника питания относительно земли:
   • Т - заземленная нейтраль;
   • I - изолированная нейтраль.
4. N - нулевой рабочий (нейтральный) проводник;
5. РЕ - защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов);
6. PEN - совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводники.

Выбор системы заземления для частного дома

Для современного частного сектора подходят только две системы заземления ТТ и TN-C-S. Практически весь частный сектор запитывается от трансформаторных подстанций с глухозаземлённой нейтралью и четырёхпроводной ЛЭП (три фазы и PEN, объединённый рабочий и защитный ноль или, иначе говоря, объединённый ноль и земля).

Особенности системы заземления TN-C-S

Согласно п. 1.7.61 ПУЭ при применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ- и PEN-проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Т.е. проводник PEN на вводе в дом повторно заземляется и делится на PE и N. После этого используется 5 или 3 проводная проводка.

Коммутация PEN и PE строго запрещена (ПУЭ 7.1.21. Во всех случаях в цепях РЕ и РЕN проводников запрещается иметь коммутирующие контактные и бесконтактные элементы). Точка разделения должна стоять до коммутационного прибора. Запрещается разрывать PE и PEN проводники.

Недостаток системы TN-C-S

• при обрыве PEN проводника на корпусах заземлённых электроприборов может оказаться опасное напряжение.

Описание системы TN-C-S - Описание системы TN-C-S

Систему заземления TN-C-S рекомендуют делать только на современных ЛЭП выполненных проводом СИП при котором обрыв только одного провода маловероятен. П. 1.7.61 ПУЭ устанавливает, что при применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ- и PEN-проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Кроме того, обязательно должны быть выполнены повторные заземления на ЛЭП. Для повторного заземления в первую очередь следует использовать естественные заземлители. Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется. П. 1.7.103 ПУЭ устанавливает, что общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений PEN-проводника каждой BЛ в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях. Эти условия сводят к нулю возможность появления опастного потенциала на корпусах электроприборов.

Согласно п. 1.7.135 ПУЭ когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены начиная с какой-либо точки электроустановки, не допускается объединять их за этой точкой по ходу распределения энергии. В месте разделения PEN -проводника на нулевой защитный и нулевой рабочий проводники необходимо предусмотреть отдельные зажимы или шины для проводников, соединенные между собой. PEN -проводник питающей линии должен быть подключен к зажиму или шине нулевого защитного РЕ -проводника.

Для обеспечения высокого уровня безопасности от поражения электрическим током в системе TN-C-S необходимо использовать устройства защитного отключения (УЗО).

Особенности системы заземления ТТ

Описание системы ТТ - Описание системы ТТ

Система ТТ от TN-C-S отличается только отсутствием соединения между PEN проводником и заземлением дома, т.е. защитный проводник PE заземляется независимо от нулевого рабочего проводника N и запрещена какая-либо связь между ними. Поэтому в схемах обычно PEN обозначается как N, так как PE от PEN мы не получаем.

Замечание

Согласно п. 1.7.54 ПУЭ для заземления электроустановок могут быть использованы искусственные и естественные заземлители. Если при использовании естественных заземлителей сопротивление заземляющих устройств или напряжение прикосновения имеет допустимое значение, а также обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем устройстве и допустимые плотности токов в естественных заземлителях, выполнение искусственных заземлителей в электроустановках до 1 кВ не обязательно.

Использование естественных заземлителей в качестве элементов заземляющих устройств не должно приводить к их повреждению при протекании по ним токов короткого замыкания или к нарушению работы устройств, с которыми они связаны.

В качестве естественных заземлителей могут быть использованы (п. 1.7.109 ПУЭ):

1. металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей, в том числе железобетонные фундаменты зданий и сооружений, имеющие защитные гидроизоляционные покрытия в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных средах;
2. металлические трубы водопровода, проложенные в земле;
3. обсадные трубы буровых скважин;
4. металлические шпунты гидротехнических сооружений, водоводы, закладные части затворов и т.п.;
5. рельсовые пути магистральных неэлектрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами;
6. другие находящиеся в земле металлические конструкции и сооружения;
7. металлические оболочки бронированных кабелей, проложенных в земле. Оболочки кабелей могут служить единственными заземлителями при количестве кабелей не менее двух. Алюминиевые оболочки кабелей использовать в качестве заземлителей не допускается .

Не допускается использовать в качестве заземлителей:

• трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей;
• трубопроводы канализации и центрального отопления.

Указанные ограничения не исключают необходимости присоединения таких трубопроводов к заземляющему устройству с целью уравнивания потенциалов в соответствии с 1.7.82.

Искусственные заземлители могут быть из черной или оцинкованной стали или медными, и не должны иметь окраски .

Способ монтажа вертикальных заземлителей зависит от следующих факторов:

1. габаритов электродов заземления;
2. характера грунта, его увлажнения и состояния во время монтажа;
3. времени года и климатических условий (талый, мерзлый);
4. количества погружаемых электродов;
5. удаленности объектов друг от друга, а также наличия и возможности использования механизмов и приспособлений, необходимых для монтажа.

Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле

Материал	Профиль сечения	Диаметр, мм	Площадь поперечного сечения, мм	Толщина стенки, мм
Сталь черная	Круглый:
		16	-	-
		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
Медь	Круглый	12	-	-
	Прямоугольный	-	50	2
		20	-	2
	Канат многопроволочный	1,8*	35	-

* Диаметр каждой проволоки.

Прокладка в земле алюминиевых неизолированных проводников не допускается.

Рациональные способы монтажа электродов заземления частного дома:

• для талых, мягких грунтов – вдавливание и ввертывание стержневых электродов, забивка и вдавливание профильных электродов;
• для плотных грунтов – забивка электродов любого сечения;
• для мерзлых грунтов – вибропогружение;
• для скальных и мерзлых грунтов при необходимости глубокого погружения – закладка в пробуренную скважину.

Чем плотнее грунт прилегает к проводнику, тем меньше сопротивление (т.е. минимальное сопротивление растеканию у забитого электрода, а максимальное - у электрода, заложенного в готовую скважину и засыпанного рыхлым грунтом).

Подробнее

Сопротивление электродов увеличивается незначительно при вдавливании в грунт и при погружении вибраторами и превышает сопротивление забитых электродов лишь на 5-10 %.

Через 10-20 дней сопротивление электродов, погруженных вибраторами, вдавленных и забитых, начинает выравниваться. Значительно больше времени требуется для восстановления структуры грунта и уменьшения сопротивления электродов, ввернутых в грунт, особенно при применении расширенного наконечника на электроде, что облегчает погружение, но разрыхляет грунт.

Место для электромонтажа контура заземления желательно располагать вблизи заземляемой электроустановки (силового щита). Потребуется корозионно-стойкий стальной уголок (50 х 50 х 5 мм) или прут и корозионно-стойкая стальная полоса (4 х 40 мм) для соединения собственно электродов заземления и контура заземления и силового щита. Чаще всего выкапывается равносторонний треугольник (3 х 3 х 3 метра), по вершинам которого забиваются 3 электрода заземления (для того, чтобы уголок свободно вбивался в землю, концы его надо заострить с помощью болгарки). К установленным в земле трём заземлителям (уголкам), приваривается по периметру корозионно-стойкая стальная полоса. Далее копается траншея (ширина 0,5 метра и глубина 0,8 метра) к дому. Укладываем в траншею стальную полосу. Один конец полосы привариваем к контуру заземления, а второй подключаем к шине РЕ в ВРУ. Закапываем однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора, траншеи. Все соединения контура заземления выполняются сваркой.

Длина вертикальных электродов определяется проектом, но не должка быть менее 1 м; верхний конец вертикальных заземлителей должен быть заглублен, как правило, на 0,5-0,7 м.

Горизонтальные заземлители используют для связи вертикальных заземлителей или в качестве самостоятельных заземлителей. Глубина прокладки горизонтальных заземлителей - не менее 0,5-0,7 м. Меньшая глубина прокладки допускается в местах их присоединений к оборудованию, при вводе в здания, при пересечении с подземными сооружениями и в зонах многолетнемерзлых и скальных грунтов.

Горизонтальные заземлители из полосовой стали следует укладывать на дно траншеи на ребро.

Траншеи для горизонтальных заземлителей должны быть заполнены сначала однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора, с утрамбовкой на глубину 200 мм, а затем - местным грунтом.

При забивке вертикальных заземлителей можно применять стальные электроды любого профиля – уголковые, квадратные, круглые, однако наименьший расход металла (при одинаковой проводимости) и наибольшая устойчивость к грунтовой коррозии (в случае равного расхода металла) достигаются при использовании стержневых электродов из круглой стали.

При забивке в обычные грунты на глубину до 6 м экономично применять стержневые электроды диаметром 12-14 мм. При глубине до 10 м, а также при забивке коротких электродов в особо плотные грунты, необходимы более прочные электроды диаметром от 16 до 20 мм.

Горизонтальные заземлители могут быть выполнены из круглой, полосовой или любой другой стали. Предпочтение следует отдавать круглой стали, которая при тех же массе и проводимости имеет меньшую поверхность и большую толщину, вследствие чего обладает меньшей коррозийной уязвимостью (рекомендуется применять малоуглеродистую круглую сталь).

Если вблизи объектов имеются водоемы, на дне водоемов укладывают протяженные заземлители, а от них прокладывают соединительные кабельные или воздушные линии к объектам.

Сечения заземляющих проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ:

Сечение фазных проводников, мм 2	Наименьшее сечение защитных проводников, мм
S < 16	S
16 < S < 35	16
S > 35	S /2

Заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не менее:

• медный - 10 мм 2 ,
• алюминиевый - 16 мм 2 ,
• стальной - 75 мм 2 .

Главная заземляющая шина

Согласно п. 1.7.121 ПУЭ в качестве РЕ-проводников в электроустановках напряжением до 1 кВ могут использоваться:

1. специально предусмотренные проводники:
   • жилы многожильных кабелей;
   • изолированные или неизолированные провода в общей оболочке с фазными проводами;
   • стационарно проложенные изолированные или неизолированные проводники;
2. открытые проводящие части электроустановок:
   • алюминиевые оболочки кабелей;
   • стальные трубы электропроводок;
   • металлические оболочки и опорные конструкции шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления (при условии, что конструкцией коробов и лотков предусмотрено такое использование, о чем имеется указание в документации изготовителя, а их расположение исключает возможность механического повреждения);
3. некоторые сторонние проводящие части:
   • металлические строительные конструкции зданий и сооружений (фермы, колонны и т.п.);
   • арматура железобетонных строительных конструкций зданий при условии выполнения требований 1.7.122;
   • металлические конструкции производственного назначения (подкрановые рельсы, галереи, площадки, шахты лифтов, подъемников, элеваторов, обрамления каналов и т.п.).

П. 1.7.122. Использование открытых и сторонних проводящих частей в качестве РЕ-проводников допускается, если они отвечают требованиям настоящей главы к проводимости и непрерывности электрической цепи .

трубопроводы газоснабжения и другие трубопроводы горючих и взрывоопасных веществ и смесей, трубы канализации и центрального отопления;

водопроводные трубы при наличии в них изолирующих вставок.

Нулевые защитные проводники цепей не допускается использовать в качестве нулевых защитных проводников электрооборудования, питающегося по другим цепям, а также использовать открытые проводящие части электрооборудования в качестве нулевых защитных проводников для другого электрооборудования, за исключением оболочек и опорных конструкций шинопроводов и комплектных устройств заводского изготовления, обеспечивающих возможность подключения к ним защитных проводников в нужном месте.

Использование специально предусмотренных защитных проводников для иных целей не допускается.

Главная заземляющая шина может быть выполнена внутри вводного устройства электроустановки напряжением до 1 кВ или отдельно от него (п. 1.7.119. ПУЭ).

Внутри вводного устройства в качестве главной заземляющей шины следует использовать шину РЕ.

При отдельной установке главная заземляющая шина должна быть расположена в доступном, удобном для обслуживания месте вблизи вводного устройства.

Сечение отдельно установленной главной заземляющей шины должно быть не менее сечения РЕ (PEN)-проводника питающей линии.

Главная заземляющая шина должна быть, как правило, медной. Допускается применение главной заземляющей шины из стали. Применение алюминиевых шин не допускается.

В конструкции шины должна быть предусмотрена возможность индивидуального отсоединения присоединенных к ней проводников. Отсоединение должно быть возможно только с использованием инструмента.

Для соединения нескольких главных заземляющих шин могут использоваться сторонние проводящие части, если они соответствуют требованиям 1.7.122 к непрерывности и проводимости электрической цепи.

Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов

Соединения и присоединения заземляющих, защитных проводников и проводников системы уравнивания и выравнивания потенциалов должны быть надежными и обеспечивать непрерывность электрической цепи (т.е. не разрешается разрывать указанные цепи предохранителями, автоматами защиты и т.п., п. 1.7.139).

Соединения стальных проводников рекомендуется выполнять посредством сварки. Допускается в помещениях и в наружных установках без агрессивных сред соединять заземляющие и нулевые защитные проводники другими способами, обеспечивающими требования ГОСТ 10434 «Соединения контактные электрические. Общие технические требования» ко 2-му классу соединений.

Соединения должны быть защищены от коррозии и механических повреждений. Для болтовых соединений должны быть предусмотрены меры против ослабления контакта.

Соединения защитных проводников электропроводок и ВЛ следует выполнять теми же методами, что и соединения фазных проводников.

При использовании естественных заземлителей для заземления электроустановок и сторонних проводящих частей в качестве защитных проводников и проводников уравнивания потенциалов контактные соединения следует выполнять методами, предусмотренными ГОСТ 12.1.030 «ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление».

Присоединение каждой открытой проводящей части электроустановки к нулевому защитному или защитному заземляющему проводнику должно быть выполнено при помощи отдельного ответвления. Последовательное включение в защитный проводник открытых проводящих частей не допускается . (п. 1.7.144. ПУЭ).

Согласно п. 1.7.145 не допускается включать коммутационные аппараты в цепи РЕ- и PEN-проводников, за исключением случаев питания электроприемников при помощи штепсельных соединителей.

Если корпус штепсельной розетки выполнен из металла, он должен быть присоединен к защитному контакту этой розетки.

Или загородной дачи всегда сопряжено с большим объемом электротехнических работ. В этом диапазоне задач, наряду с подводкой электропитания к дому, установке распределительного и защитного оборудования, прокладке внутренних линий, не меньшую значимость имеет и грамотно спланированная и исполненная система заземления. К сожалению, при проведении «самостроя » неопытные хозяева про этот момент достаточно часто забывают или же даже намеренно его игнорируют, пытаясь достичь какой-то ложной экономии денежных средств и трудозатрат.

А между тем система заземления имеет чрезвычайную важность – она способна предупредить многие неприятности, которые могут привести к весьма печальным или даже трагическим последствиям. Согласно существующим правилам, специалисты электросетей не произведут подключение дома к линии электропередач, если этой системы в доме нет или же она не отвечает необходимым требованиям. И владельцу, так или иначе, придется решать вопрос, как сделать заземление на даче.

В современных домах городской застройки контур заземления обязательно предусматривается еще на стадии проектирования здания и его внутренних коммуникаций. Хозяину частного жилья этот вопрос придется решать самому – приглашать специалистов или постараться все сделать своими руками. Пугаться не надо – все это является вполне выполнимой задачей.

Для чего необходим контур заземления

Для того чтобы понять важность заземления, достаточно базовых понятий из школьного курса физики.

Подавляющее большинство частных домов запитываются от однофазной сети переменного тока 220 вольт . Электрическая цепь, необходимая для работы всех приборов или установок обеспечивается наличием двух проводников – собственно, фазой и нулевым проводом.

Конструкция всех электрических приборов, инструментов , бытовой и иной техники предусматривает элементы изоляции и защитные приспособления, которые должны предотвратить попадание напряжения на токопроводящие корпуса или кожухи. Тем не менее , вероятность такого явления никогда не исключается – изоляция может быть разрядом, прогореть от ненадежных , искрящих контактов в соединениях проводов, могут выйти из строя элементы схемы и т.п .В этом случае фазное напряжение может попасть на корпус прибора, прикосновение к которому становится чрезвычайно опасным для человека.

Особую опасность представляют ситуации, если рядом с таким неисправным прибором находятся металлические предметы, имеющие так называемое естественное заземление – стояки отопления, водопроводные или газовые трубы, открытые элементы армирования строительных конструкций и т.п . При малейшем касании к ним цепь может замкнуться, и смертельно опасный ток пройдет через тело человека в сторону меньшего потенциала. Не менее опасны подобные ситуации и в том случае, если человек стоит босой или в мокрой обуви на влажном полу или земле – тоже есть все предпосылки к замыканию цепи переменного тока от корпуса прибора.

Одно из выраженных свойств электрического тока в том, что он обязательно выберет проводник с минимальным сопротивлением. Значит, необходимо заранее создать линию с минимальным сопротивлением и нулевым потенциалом, по которой в случае пробоя на корпус напряжение будет безопасно отводиться.

Сопротивление человеческого тела – величина непостоянная, зависящая и от индивидуальных особенностей, и даже от временного состояния человека. В электротехнической практике эту величину обычно принимают за 1000 Ом (1 кОм ). Стало быть, сопротивление заземляющего контура должно быть многократно ниже. Существует сложная система расчетов , но обычно оперируют величинами в 30 Ом для бытовой электросети частного дома и 10 Ом в том случае, если заземление используется еще и в качестве защиты от молнии.

Могут возразить, что все проблемы вполне решаемы установкой специальных защитных устройств (УЗО). Но для корректной работы заземление также является необходимостью. При появлении даже малейшей утечки тока цепь практически мгновенно замкнется и устройство сработает, отключив опасный участок домашней электросети.

Некоторые хозяева пребывают в предубеждении, что для заземления достаточно использовать трубы водопровода или отопления. Это – чрезвычайно опасно и абсолютно ненадежно . Во-первых , гарантировать эффективный отвод напряжения невозможно – трубы могут быть сильно окислены и не иметь достаточно хорошего контакта с землей , а кроме того , на них нередко бывают пластиковые участки. Не исключается и поражение током при при косновении к ним в случае пробоя электропитания на корпус, причем такой опасности могут быть подвержены в том числе и соседи.

Большинство современных электроприборов сразу оснащаются кабелем питания с трехконтактной вилкой. Соответствующие розетки должны устанавливаться и при проведении работ по монтажу проводки в доме. (Некоторые электроприборы старых моделей имеют вместо этого контактную клемму на корпусе для подключения заземления).

Есть строго определённая цветовая «распиновка » проводов : синий провод однозначно является «нулевым», фаза может иметь различную расцветку, от белой до черной , а заземляющий – всегда желто-зеленый .

И вот, зная это, некоторые «мудрые» хозяева, желая сэкономить на обновлении проводки и организации полноценного заземления, просто делают в розетках перемычки между нулевым контактом и заземляющим. Однако, этим они не решают проблемы, а, скорее, усугубляют ее . При определенных условиях, например, при перегорании или плохом контакте рабочего нуля в каком-то участке цепи, или при случайной перефазовке , на корпусе приборов появится фазный потенциал, причем это может случиться в самом неожиданном месте дома. Опасность поражения током возрастает в такой ситуации многократно.

Заземление — это надежная защита от многих неприятностей

Вывод из всего сказанного – заземление является обязательным конструктивным элементом домашней электрической сети. Оно выполняет сразу функций:

• Эффективный отвод утечки напряжения с токопроводящих деталей, прикосновение к которым может вызвать поражение током.
• Выравнивание потенциалов в сех объектов в доме, например, заземленных приборов и труб отопления, водопровода, подачи газа.
• Обеспечение корректной работы всех установленных систем и устройств безопасности – плавких предохранителей, .
• Немаловажное значение имеет заземление и в предотвращении накопления на корпусах бытовых приборах статического заряда.
• Особую важность приобретает оно для современной электроники, особенно – вычислительной техники. Например, работа импульсных блоков питания компьютеров очень часто сопровождается наведением напряжения на корпуса системных блоков. Любой разряд может привести к выходу из строя электронных элементов, сбоям в работе, потере информации.

Теперь, когда важность системы заземления разъяснена, можно перейти к вопросу, как ее сделать условиях частного дома самостоятельно.

Цены на защитную автоматику

Защитная автоматика

Какими бывают системы заземления в частных домах

Итак, грамотно исполненная система заземления должна обеспечивать надежный контакт с нулевым потенциалом земли и с минимально возможным сопротивлением созданного контура. Однако, гру нт — гр унт у рознь – разные его типы серьезно отличаются друг от друга удельным сопротивлением:

Тип грунта	удельное сопротивление грунта (Ом × м)
Песок (при уровне грунтовых вод ниже 5 м)	1000
Песок (при уровне грунтовых вод выше 5 м)	500
Плодородная почва (чернозем)	200
Влажная супесь	150
Полутвердый или лесовидный суглинок	100
Меловой слой или полутвердая глина	60
Графитовыен сланцы, глинистый мергель	50
Суглинок пластичный	30
Пластичная глина или торф	20
Подземные водоносные слои	от 5 до 50

Очевидно, что те слои, которые обладают наименьшим удельным сопротивлением, располагаются, как правило, на значительной глубине. Но и при заглублении электрода получаемых результатов может быть недостаточно. Проблема эта решается несколькими способами – от увеличения глубины установки штыревых электродов, до увеличения их числа, расстояния между ними или общей площади контакта с грунтом. На практике чаще всего применяются несколько основных схем:

• Схема «а» — установка заглубленного металлического замкнутого контура по периметру дома. Как вариант – неглубоко забитые штыри, соединённые по кольцу шиной.

В дачном строительстве применяется она нечасто из-за большого объема земляных работ или в связи с особенностями расположения построек на участке.

• Схема «б», пожалуй, самая популярная у владельцев загородного жилья. Три или больше умеренно заглубленных штыревых электрода, связанных одной шиной – такую конструкцию несложно выполнить самостоятельно даже на ограниченном пространстве.
• На схеме «в» показано заземление с одним электродом, установленным на большую глубину. Иногда подобную систему устраивают даже в подвале здания. Схема удобная, но не всегда исполнимая – ее практически невозможно реализовать на каменистых грунтах. Кроме того, для такой системы заземления нужно использовать специальные электроды – речь о ней пойдет чуть ниже.
• Схема «г» — достаточно удобная, но лишь в том случае, если она была продумана еще на стадии проектирования дома, а выполнена во время заливки фундамента. Воплощать ее в жизнь на готовом здании будет крайне нерентабельно.

Итак, проще всего реализовать с минимальными затратами схемы «б» или, по возможности , «в».

Заземление с использованием самодельных металлических деталей

Чтобы сделать систему заземления такого типа , потребуются металлические профили, сварочный аппарат, инструменты для земляных работ, кувалда. В ряде случаев, при сложных плотных грунтах, может понадобится ручной бур.

Схематично эта система выглядит подобным образом:

Место расположения заглубленных электродов выбирается с тем расчетом , чтобы было максимально удобно подвести заземляющую шину к распределительному щитку. Оптимальное расстояние от дома – 3— 6 метров. Допустимые пределы – не ближе одного метра и не далее десяти.

Размеры, указанные на схеме, отнюдь не являются какой-то догмой. Так, сторона треугольника может быть и до трех метров в длину, а глубина забивки штыря может быть несколько меньшей — 2,0 ÷ 2,5 м . Количество электродов тоже может меняться – если грунт пл отный и на большую глубину забить штыри не удается , можно увеличить их количество.

Здравый совет – заранее обратиться в местную службу энергоснабжения за получением рекомендаций по выполнению заземляющего контура. У этих специалистов наверняка есть продуманные и опробованные в данном регионе схемы. Кроме того, они смогут помочь просчитать размеры и исходя из планируемой нагрузки домашней электросети – это тоже имеет значение.

Что может послужить электродами? Для этих целей чаще всего используют стальной уголок с полкой 50 × 50 мм и толщиной не менее 4 ÷ 5 мм. Могут применяться трубы, лучше – оцинкованные с толщиной стенок не менее 3,5 мм. Можно взять стальную полосу с площадью поперечного сечения порядка 48 мм² (12 × 4), но ее сложнее вбить вертикально в грунт. Если решено использовать стальной прут, то то же лучше брать оцинкованный, диаметром не менее 10 мм.

Чтобы связать штыри в один контур, используют полосу 40 × 4 мм или катанку 12 – 14 мм. Этот же материал подойдёт для прокладки шины заземления к точке ввода ее внутрь дома.

• Итак, первоначально на выбранном месте делается разметка.

• Затем целесообразно отрыть небольшой котлован намеченной формы на глубину до 1 метра. Минимальная глубина – 0,5 м . Одновременно роется траншея на ту же глубину – по ней от контура к цоколю дома пойдет шина заземления.

• Задачу можно несколько упростить, выкапывая не сплошной котлован, а лишь траншеи по периметру создаваемого контура. Главное, чтобы их ширина позволяла свободно проводить забивку электродов и сварочные работы.

• Готовятся электроды нужной длины. Край, которыми они будут вбиваться в землю, необходимо заострить шлифмашинкой , обрезав его под углом. Металл должен быть чистым, неокрашенным.

• В намеченных местах электроды вбиваются в землю с помощью кувалды или электромолота . Их заглубляют так, чтобы в котловане (траншее) они выступали над уровнем поверхности примерно на 200 мм.

• После того, как все электроды забиты, из связывают общей шиной (горизонтальным заземлителем) из металлической полосы 40 × 4 мм. Здесь применима только сварка, хотя можно встретить рекомендации обойтись болтовым соединением. Нет, чтобы обеспечить надежное и долговечное заземление эту обвязку обязательно приваривают – резьбовой контакт, размещенный под землей , быстро окислится, сопротивление контура резко возрастет .

• Теперь можно проложить шину из той же полосы к фундаменту дома. Шина приваривается в одному из забитых электродов и укладывается в траншею затем она заходит на цоколь здания.
• Шина крепится к цоколю. На рисунке не показано, но целесообразно перед точкой крепления предусмотреть небольшой изгиб, так называемый «компенсационный горб» , чтобы компенсировать линейные расширения металла при перепадах температур. На конце полосы приваривается болт с резьбой М10. К нему будет крепиться медная клемма с проводом заземления, который уйдет на распределительный щиток.

• Для прохождения провода через стену или через цоколь сверлится отверстие и в него вставляется пластиковая гильза. Провод используется медный, сечением 16 или 25 мм² (этот параметр лучше заранее уточнить у специалистов). Гайку и шайбы для соединения тоже лучше использовать медные.

• Иногда поступают и иначе – к шине приваривают длинную стальную шпильку, так чтобы она проходила насквозь через стенку дома, также через гильзу. В этом случае клеммная часть окажется в помещении и меньше будет подвержена окислению под действием повышенной влажности воздуха.

Бронзовая распределительная пластина для проводов заземления

• Заземляющий провод заводится к электрическому распределительному щитку. Для дальнейшей «раздачи» лучше всего применять специальную пластину из электротехнической бронзы – к ней будут крепится все провода заземления, уходящие к точкам потребления.

Не следует торопиться сразу же засыпать смонтированный контур грунтом.

— Рекомендуется, во-первых, запечатлеть его на фотографии с привязкой к окружающим стационарным наземным объектам – это может потребоваться для внесения изменений в проектную документацию, а также для проведения контрольно-проверочных мероприятий в будущем.

— Во-вторых, необходимо проверить сопротивление получившегося контура. Для этих целей лучше пригласить специалистов энергоснабжающей организации, тем более что их вызов, так или иначе, будет необходим для получения разрешительных документов.

Если результаты проверки показывают, что сопротивление велико, необходимо будет добавить еще один или даже несколько вертикальных электродов. Иногда перед проверкой идут и на хитрости, обильно поливая места около заколоченных в грунт уголков насыщенным раствором обычной поваренной соли. Это безусловно, улучшит показатели, однако, не стоит забывать и о том, что соль активизирует коррозию металла.

Кстати, если забить уголки не получается, то прибегают к бурению скважин на нужную глубину. После установки электродов их с максимально возможной плотностью заполняют глиняным грунтом, в который также перемешивают с солью.

После того как работоспособность контура заземления проверена, необходимо обработать сварные швы антикоррозийным составом. Это же можно проделать и с шиной, идущей к зданию. Затем, после высыхания мастики, котлован и траншеи засыпаются грунтом. Он должен быть однородным, не замусоренным и без щебеночных включений. Затем место засыпки тщательно утрамбовывается.

Видео: монтаж заземляющего контура с применением металлического уголка

Использование готовых заводских комплектов

Весьма удобны для организации заземления на даче готовые комплекты заводского изготовления. Они представляют собой набор штырей с соединительными муфтами, позволяющими наращивать глубину погружения в грунт по мере забивки.

Эта система заземления предусматривает монтаж одного штыревого электрода, но на большую глубину, от 6и даже до 15 метров.

В комплект обычно входят:

• Штыри стальные длиной 1500 мм с оцинкованной или омеднённой поверхностью, или же сделанные из нержавеющей стали. Диаметр шт ырей может в разных комплектах отличаться – от 14 до 18 мм.

• Для их соединения они оснащаются резьбовыми муфтами, а для удобства проходки через грунт в комплект вх одит стальной наконечник.

В некоторых комплектах муфты являются не резьбовыми, а запрессовочными . В этом случае один конец заземляющего штыря суженс помощью ковки и имеет ребристую поверхность. При ударном воздействии происходит прочное соединение и достигается надежный электрический контакт между стержнями.

• Для передачи ударного воздействия предусматривается специальная насадка (нагель) из высокопрочной стали, которая не будет деформироваться от воздействия молота.

Нагель — насадка, которая будет передавать ударное усилие от молота

• В некоторых комплектах предусмотрено наличие специального переходника, который позволяет использовать в качестве забивного инструмента мощный перфоратор.

Для установки такой системы заземления также целесообразно вырыть небольшой котлован глубиной до метра и такой же в диаметре, хотя некоторые предпочитают даже наружное размещение.

Штыри последовательно вбиваются с наращиванием на нужную глубину.

Затем на оставленный на поверхности участок (порядка 200 мм) надевается латунный контактный зажим.

В него вставляется или токопроводящая шина из металлической полосы, или же сразу кабель заземления сечением 25 кв. мм. Для соединения со стальной полосой предусмотрена специальная прокладка, которая не даёт возможности для электрохимического контакта между мелью стержня и сталью (цинком). В дальнейшем шина или кабель заводятся в дом и подключаются к распределительному щитку точно так же, как это было описано выше.

Видео: забивка штыревых электродов вручную

Цены на комплектующие для молниезащиты и заземления

Комплектующие для молниезащиты и заземления

Какой тип покрытия стержней выбрать – оцинкованный или омедненный?

• С точки зрения экономичности, оцинковка с тонким слоем (от 5 до 30 мкм) выгоднее. Эти штыри не боятся механических повреждений при монтаже, даже оставленные глубокие царапины не влияют на степень защищенности железа. Тем не менее , цинк является довольно активным металлом, и, защищая железо, окисляется сам. Со временем, когда весь слой цинка прореагировал, железо остается без защиты и быстро «съедается» коррозией. Срок службы подобных элементов обычно не превышает 15 лет. А делать цинковое покрытие более толстым – это стоит немалых денег.

• Медь же, наоборот, не вступая в реакции, защищает закрываемое ею железо, которое более активно с точки зрения химии. Такие электроды могут без ущерба эффективности служить очень долго, например, производитель гарантирует их сохранность в суглинистой почве вплоть до 100 лет. Но при монтаже следует проявлять осторожность – в местах повреждения слоя омеднения наверняка возникнет участок коррозии. Чтобы снизить вероятность этого, слой омеднения делают достаточно толстым, до 200 мкм, поэтому такие штыри значительно дороже обычных оцинкованных.

Каковы общие достоинства такого комплекта системы заземления с одним глубоко размещённым электродом:

• Монтаж не представляет особой сложности. Не требуется объемных земляных работ, не нужен сварочный аппарат – все производится обычным инструментом, который есть в каждом доме.
• Система очень компактна, ее можно разместить на крошечном «пятачке» или даже в подвале дома.
• Если используется омедненные электроды, то срок службы такого заземления будет исчисляться несколькими десятками лет.
• Благодаря хорошему контакту с грунтом достигается минимальное электрическое сопротивление. Кроме того, на эффективность системы практически не влияют сезонные условия. На уровень промерзания грунта приходится не более 10% длины электрода, и зимние температуры никак не могут отрицательно сказаться на проводимости.

Есть, конечно, и свои недостатки:

• Такой тип заземления не может быть реализован на каменистых грунтах – скорее всего, забить электроды на требуемую глубину не удастся.
• Возможно, кого-то отпугнет и цена комплекта. Однако это – вопро с с порный, так как качественный металлический прокат для обычной схемы заземления тоже стоит недешево . Если еще присовокупить длительность эксплуатации, простоту и быстроту монтажа, отсутствие необходимости в специализированном инструменте, то, вполне возможно, такой подход к решению проблемы заземления может показаться даже более перспективным с точки зрения экономичности.

Видео: как сделать заземление не даче с помощью модульной штыревой системы

Постоянно пользуясь бытовой электросетью 220 вольт, мы не задумываемся об опасности высокого напряжения. Длительная безаварийная эксплуатация электроустановок притупляет чувство самосохранения.

Заземление дома своими руками фото

И только при поражении электрическим током, или пожаре по причине неисправной электропроводки, начинаются поиски причины неприятностей.

В подавляющем большинстве случаев, ситуацию исправит домашнее заземление. От пожара электропроводки «земля» не спасет, хотя при правильном подключении коммутационных устройств это возможно. А вот сберечь ваше здоровье, или даже жизнь – задача выполнимая.

Нужно ли делать заземление в частном доме?

Если отвечать на вопрос односложно: безусловно – Да! Для понимания процесса рассмотрим принцип действия «земли».

Грунт, вне зависимости от происхождения, является неплохим проводником электрического тока. Различные материалы по разному сопротивляются электричеству, большую роль играет влажность грунта. Но в любом случае, между фазным проводом и землей (в буквальном понимании этого слова) всегда есть разность потенциалов.

Для чего все-таки нужно заземление в доме?

В вашем жилище существует множество электроприборов, имеющих металлический корпус.
Системный блок персонального компьютера, холодильник, электрическая духовка, водяной бойлер, утюг, и множество других устройств. Распространенная поломка бытовых приборов – так называемое пробитие электротока на корпус. Иными словами – внешние панели устройства становятся фазным контактом.

Если вы коснетесь корпуса, на котором есть напряжение, через вас на физическую землю будет протекать электрический ток. В зависимости от влажности, вашей обуви и покрытия пола – сила тока будет разной. Но опасность поражения электротоком очень велика. Достаточно при этом коснуться водопроводного крана или батареи отопления, и удар током может стать смертельным.

Если заземление в частном доме присутствует, и ваши электроприборы к нему подключены – электроток будет течь по заземляющему проводу.

Почему? Сейчас поймете. Закон Ома гласит – сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Корпус электроприбора заземлен. Сопротивление проводника составляет 2-5 Ом.

Сопротивление вашего тела измеряется килоОмами, то есть в тысячи раз больше. Даже если вы стоите босиком на мокром бетонном полу, электроток через ваше тело будет мизерным, если вообще он будет.

Важно! Все вышесказанное справедливо лишь для электроприборов, правильно подключенных к заземляющему контуру.

Предположим, что питающий провод перетерся, и касается оголенной жилой металлического корпуса.

Может возникнуть искрение, перегрев и в результате – пожар. Или схема внутри электроприбора выйдет из строя.

Если корпус устройства будет штатным образом подключен к земляному проводу – произойдет короткое замыкание. В тот же момент автомат на входе в дом разомкнет электрическую цепь, и опасность будет отведена.

Заземление частного дома необходимо не только для обеспечения безопасности.
Все современное электрооборудование является мощным генератором радиоволн, читайте – помех. Шумы при телефонном разговоре, рябь на экране телевизора, снижение скорости WiFi интернета, потрескивания в динамиках при прослушивании музыки.

Все это, результат неконтролируемого наполнения вашего жилища электрическими полями. Для здоровья они тоже, мягко говоря, неполезны.
Наверное, вы заметили, что питающая вилка компьютерного монитора, телевизора или музыкального центра имеет третий вывод – для подключения заземления.

Казалось бы, зачем? Ведь у них пластиковые корпуса, поражение электротоком исключено.

Важно! Эффективность заземления (в смысле безопасности) можно повысить, если на вводных цепях установить устройства защитного отключения (УЗО). Автоматы реагируют на утечку тока и моментально обесточивают опасный участок.

С необходимостью организации заземления в доме мы разобрались. Теперь поговорим о его наличии в уже построенном жилище. Если вы только проектируете загородный дом – электропроводка будет соответствовать нормам ПУЭ, СНиП и ГОСТ.

Современная бытовая техника и аппаратура требует наличия заземления. Только в этом случае производители будут поддерживать свои гарантии. Обитателям квартир приходится ждать капремонта сетей, а владельцам домов можно все сделать своими руками. Как сделать заземление в частном доме, каков порядок действий и схемы подключения — обо всем этом читайте тут.

Вообще, контуры заземления могут быть в виде треугольника, прямоугольника, овала, линии или дуги. Оптимальный вариант для частного дома — треугольник, но вполне подойдут и другие.

Заземление в частном доме — виды заземляющих контуров

Треугольник

Заземление в частном доме или на даче чаще всего делают с контуром в виде равнобедренного треугольника. Почему так? Потому что при таком строении на минимальной площади получаем максимальную площадь рассеивания токов. Затраты на устройство заземляющего контура минимальны, а параметры соответствуют номам.

Минимальное расстояние между штырями в треугольнике контура заземления — их длина, максимальное — удвоенная длина. Например, если штыри забиваете на глубину 2,5 метра, то расстояние между ними должно быть 2,5-5,0 м. В этом случае при измерении сопротивления контура заземления получите нормальные показатели.

Во время работ не всегда получается сделать треугольник строго равнобедренным — камни попадаются в нужном месте или другие труднопроходимые участки грунтов. В этом случае можно штыри сдвигать.

Линейный контур заземления

В некоторых случаях проще сделать контур заземления в виде полукруга или цепочки штырей, выстроенных в линию (если нет свободного участка подходящих размеров). В этом случае расстояние между штырями тоже равно или больше длины самих электродов.

При линейном контуре необходимо большее число вертикальных электродов — чтобы площадь рассеивания была достаточной

Недостаток такого способа — для получения нужных параметров необходимо большее количество вертикальных электродов. Так как забивать их — то еще удовольствие, при наличии мета стараются сделать треугольный контур.

Материалы для контура заземления

Чтобы заземление частного дома было эффективным, его сопротивление не должно быть больше 4 Ом. Для этого необходимо обеспечить хороший контакт заземлителей с грунтом. Проблема в том, что измерить сопротивление заземления можно только специальным прибором. Эту процедуру проводят при вводе системы в эксплуатацию. Если параметры хуже, акт не подписывают. Потому, делая заземление частного дома или дачи своими руками, старайтесь строго придерживаться технологии.

Параметры и материалы штырей

Штыри заземления обычно делают из черного металла. Чаще всего используется пруток сечением 16 мм и больше или уголок параметрами 50*50*5 мм (полочка 5 см, толщина металла — 5 мм). Обратите внимание, что арматуру использовать нельзя — ее поверхность каленая, что изменяет распределение токов, к тому же в земле она быстро ржавеет и разрушается. Нужен именно пруток, не арматура.

Еще вариант для засушливых регионов — толстостенные металлические трубы. Их нижнюю часть сплющивают в виде конуса, в нижней трети сверлят отверстия. Под их установку сверлят лунки требуемой длины, так как забить их не получится. При пересыхании грунтов и ухудшении параметров заземления, в трубы заливают соляной раствор — для восстановления рассеивающей способности грунтов.

Длинна стержней заземления — 2,5-3 метра. Этого достаточно для большинства регионов. Конкретнее есть два требования:

Конкретные параметры заземления можно высчитать, но требуются результаты геологического исследования. Если у вас таковые имеются, можно заказать расчет в специализированно организации.

Из чего делать металлосвязь и как соединять со штырями

Все штыри контура соединяются между собой металлосвязью. Ее можно сделать из:

• медного провода сечением на менее 10 мм 2 ;
• алюминиевого провода сечением не менее 16 мм 2
• стальной проводник сечением не менее 100 мм 2 (обычно полоса 25*5 мм) .

Чаще всего штыри между собой соединяются при помощи стальной полосы. Ее приваривают к уголкам или оголовкам прутка. Очень важно чтобы качество сварного шва было высоким — от этого зависит пройдет ли ваше заземление испытание или нет (будет ли оно соответствовать требованиям — сопротивление меньше 4 Ом).

При использовании алюминиевого или медного провода к штырям приваривают болт большого сечения, к нему уже крепят провода. Провод можно накрутить на болт и прижать шайбой с гайкой, можно провод оконечить разъемом подходящего размера. Главная задача та же — обеспечить хороший контакт. Потому не забудьте зачистить болт и провод до чистого металла (можно обработать шкуркой) и хорошо поджать — для хорошего контакта.

Как сделать заземление своими руками

После того как закуплены все материалы, можно приступать к собственно изготовлению контура заземления. Для начала нарезают металл на отрезки. Длина их должна быть больше расчетной примерно на 20-30 см — при забивании вершины штыре изгибаются, так что приходится их срезать.

Заточить забиваемые края вертикальных электродов — дело пойдет быстрее

Есть способ уменьшить сопротивление при забивании электродов — один конец уголка или штыря заточить под углом 30°. Этот угол оптимален при забивании в грунт. Второй момент — к верхнему краю электрода, сверху, приварить площадку из металла. Во-первых, по ней проще попасть, во-вторых, меньше деформируется металл.

Порядок работ

Независимо от формы контура, начинается все с земляных работ. Необходимо выкопать канаву. Лучше ее сделать со скошенными краями — так она меньше обсыпается. Порядок работ такой:

Собственно, на этом все. Заземление в частном доме своими руками сделали. Осталось его подключить. Для этого надо разобраться со схемами организации заземления.

Ввод контура заземления в дом

Контур заземления необходимо каким-то образом завести на шину заземления. Сделать это можно при помощи стальной полосы 24*4 мм, медной проволоки сечением 10 мм2, алюминиевым проводом сечением 16 мм2.

В случае использования проводов, их лучше искать в изоляции. Тогда к контуру приваривается болт, конец проводника надевается гильза с контактной площадкой (круглой). На болт накручивается гайка, на нее — шайба, затем провод, сверху — еще одна шайба и все это затягивается гайкой (картинка справа).

Как завести «землю» в дом

При использовании стальной полосы есть два выхода — завести в дом шину или провод. Стальную шину размером 24*4 мм тянуть очень не хочется — вид неэстетичный. Если есть — можно при помощи того же болтового соединения провести медную шину. Она нужна гораздо меньшего размера, смотрится лучше (фото слева).

Также можно сделать переход с металлической шины на медный провод (сечение 10 мм2). В этом случае к шине приваривают два болтана расстоянии в несколько сантиметров друг от друга (5-10 см). Медный провод закручивают вокруг обоих болтов, прижимая их с помощью шайбы и гайки к металлу (затягивать как можно лучше). Это способ — самый экономный и удобный. Требует не так много денег, как при использовании только медного/алюминиевого провода, провести его через стену проще, чем шину (даже медную).

Схемы заземления: какую лучше сделать

В настоящий момент в частном секторе используют только две схемы подключения заземления — TN-C-S и TT. В большинстве своем к дому подходит двухжильный (220 В) или четырехжильный (380 В) кабель (система TN-С). При такой проводке кроме фазного (фазных) провода приходит защитный проводник PEN, в котором объединены ноль и земля. На данный момент этот способ не обеспечивает должной защиты от поражения электротоком, потому рекомендуется заменить старую двухпроводную проводку на трехпроводную (220 В) или пятипроводную (380 В).

Для того чтобы получить нормальную трех- или пяти- жильную проводку необходимо провести разделение этого проводника на землю PE и нейтраль N (при этом необходим индивидуальный контур заземления). Делают это во вводном шкафу на фасаде дома или в учетно-распределительном шкафу внутри дома, но обязательно до счетчика. В зависимости от способа разделения получают либо систему TN-C-S, либо TT.

Устройство в частном доме системы заземления TN-C-S

При использовании этой схемы очень важно сделать хороший индивидуальный контур заземления. Обратите внимание, что при системе TN-C-S для защиты от поражения электрическим током необходима установка УЗО и дифавтоматов. Без них ни о какой защите речь не идет.

Также для обеспечения защиты требуется к земляной шине отдельными проводами (неразрывными) подключить все системы, которые сделаны из токопроводящих материалов — отопление, водоснабжение, арматурный каркас фундамента, канализация, газопровод (если они выполнены из металлических труб). Потому шину заземления необходимо брать «с запасом».

Для разделения PEN проводника и создания заземления в частном доме TN-C-S нужны три шины: на металлическом основании — это будет шина PE (земляная), и на диэлектрическом основании — это будет шина N (нейтрали), и маленькая шина-расщепитель на четыре «посадочных» места.

Металлическую «земляную» шину надо прикрепить к металлическому корпусу шкафа так, чтобы был хороший электрический контакт. Для этого в местах крепления, под болты, с корпуса счищают краску до чистого металла. Нулевую шину — на диэлектрическом основании — лучше крепить на дин-рейку. Такой способ установки выполняет основное требование — после разделения шины PE и N нигде не должны пересекаться (не должны иметь контакта).

Заземление в частном доме — переход с системы TN-С на TN-С-S

• Пришедший с линии проводник PEN заводится на шину-расщепитель.
• На эту же шину подключаем провод от контура заземления.
• С одного гнезда медным проводом сечением 10 мм 2 ставим перемычку на земляную шину;
• С последнего свободного гнезда ставим перемычку на нулевую шину или шину нейтрали (тоже медный провод 10 мм 2).

Теперь все — заземление в частном доме сделано по схеме TN-C-S. Далее для подключения потребителей фазу берем от вводного кабеля, ноль — с шины N, землю — с шины PE. Обязательно следим, чтобы земля и ноль нигде не пересекались.

Заземление по системе TT

Преобразование схемы TN-C в TT происходит вообще просто. От столба приходят два провода. Фазный и дальше используется как фаза, а защитный PEN-проводник крепится к «нулевой» шине и дальше считается нулем. На шину заземления напрямую подается проводник от сделанного контура.

Заземление в частном доме своими руками — схема TT

Недостаток этой системы в том, что она обеспечивает защиту только той техники, у которой предусмотрено использование «земляного» провода. Если есть еще бытовая техника, сделанная по двухпроводной схеме, она может оказаться под напряжением. Даже если корпуса их заземлить отдельными проводниками, в случае проблем напряжение может остаться на «нуле» (фазу разорвет автомат). Поэтому из этих двух схем предпочтение отдают TN-C-S как более надежной.

Ещё совсем недавно самыми мощными электроприборами в доме были утюг, плитка и кипятильник. В наше время список потребителей электроэнергии регулярно пополняется оборудованием, которое делает жизнь более удобной и комфортной. Обратной стороной медали является то, что увеличение количества бытовых электроприборов повышает риск поражения электрическим током. Для защиты от опасного воздействия высокого напряжения корпус электроприбора подключают к заземляющему контуру. В многоквартирных домах проводка проложена с учётом присоединения к «земле», а на частном подворье соорудить надёжное заземление можно своими руками.

Что такое заземление: немного теории

Прежде чем приступать к сооружению заземления, разберёмся, что это такое и как оно работает. Стандартное напряжение подаётся к бытовым потребителям двумя способами - по двум или четырём проводам. В первом случае между так называемым фазным и нулевым проводником присутствует напряжение 220 В - такая сеть называется однофазной. Во втором случае мы имеем дело с трёхфазной сетью, электричество в которой передаётся тремя фазами и одним нулём. Потенциал между соседними фазами составляет 380 В, тогда как напряжение между нулевым проводником и каждой фазой равняется 220 В.

Схема подключения дома к сети 220 В с контуром заземления называется однофазной

Нулевой провод часто называют «землёй» и совсем неслучайно. Дело в том, что он имеет прямое соединение с поверхностью нашей планеты, вследствие чего потенциал между ними равняется нулю. Если по какой-либо причине соединение с нулевым проводом исчезнет, то проводником электричества может стать человек. Попадание под опорное напряжение смертельно опасно, поэтому учёные придумали способ, как пустить ток по другому пути. Для этого корпус современных электроприборов подключают к устройству, которое имеет хороший контакт с землёй. Его сопротивление по нормам не должно превышать 4 Ом, тогда как наше тело обладает сопротивлением в 100 000–500 000 Ом. Естественно, в этом случае ток будет течь по пути минимального сопротивления и человек окажется в безопасности.

Для подключения коттеджа к трёхфазной сети используется четыре провода

Упоминаемое выше приспособление называется контуром защитного заземления. Благодаря ему удаётся:

• снизить риск поражения электрическим током;
• избежать повреждения бытовой техники при обрыве нуля;
• снизить уровень электромагнитных помех, исходящих от бытового электрооборудования и электропроводки;
• сгладить шумовые помехи, присутствующие в электрических сетях.

Заземляющие контуры обустраиваются не произвольно, а в строгом соответствии со следующими нормативными документами:

1. Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок (ПТБЭ).
2. Правилами устройства электроустановок потребителей (ПУЭ).
3. Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭ).

Прочитав все три документа, вы нигде не встретите упоминаний, что к монтажу заземляющих контуров допускаются исключительно квалифицированные представители энергопоставляющих организаций. Соответственно, работы по обеспечению электробезопасности можно выполнить самостоятельно. Главное, чтобы заземляющий контур был построен по всем правилам и соответствовал принятым нормам.

Определяем тип защитного устройства

Эксплуатация электрооборудования требует использовать несколько типов заземляющих устройств, предназначением которых является не только защита людей от воздействия высокого напряжения, но и обеспечение нормального функционирования самих электрических приборов. Поэтому сегодня на производстве и в частных домовладениях используют две различные схемы подключения - так называемое защитное и рабочее заземление. Подключения по той или иной схеме различаются принципиально и никогда не используются совместно.

Защитное заземление

Контуры защитного заземления создаются с одной целью - защитить людей от поражающего действия тока, если кожух или иные доступные части оборудования по какой-либо причине окажутся под напряжением. Соединение с землёй выполняется малым по величине сопротивлением (от 4 до 10 Ом), вследствие чего значительно уменьшается проходящий через человеческое тело ток.

Защитное заземление позволяет в разы снизить ток при касании к устройству, корпус которого находится под напряжением

Защитное подключение этого типа сооружается для следующих электросетей и подключений:

• двухпроводные сети постоянного тока, построенные по схеме с заизолированной общей точкой катушек источников питающего напряжения;
• заизолированные от земли бытовые однофазные сети с напряжением до 1 кВ;
• трёхфазные сети переменного тока напряжением до 1 кВ с изолированным нулевым проводом;
• электросети обоих типов с напряжением выше 1 кВ - с любым режимом нуля.

В бытовых электроприборах защищающее заземление реализуется при помощи третьего контакта, который размещается на вилке подачи питания и присоединяется к внешнему каркасу или кожуху оборудования. Ответная часть системы представляет собой отдельный контакт в розетке, который при помощи заземляющих проводников подсоединяется к заземлителям - вкопанным в грунт металлическим элементам.

Рабочее заземление

Заземление с рабочим контуром подразумевает соединение с землёй различных токоведущих узлов электроустановок, в частности, нейтральных точек трансформаторных катушек или обмоток генераторов. От рассмотренных выше защитных устройств оно отличается назначением - обеспечивать нормальное функционирование оборудования в случае пробоя изоляции, замыкании одного из проводников на землю или для возможности максимально быстро отключить проблемную часть установки.

Рабочий защитный контур с глухозаземлённой нейтралью даёт возможность быстро отключить неисправную часть установки

Сопротивление рабочего заземляющего контура по нормативам не должно быть выше 4 Ом. Подобное условие обусловлено потенциалом, который может возникать на нейтральном проводе относительно земли в то время, когда ток замыкания начнёт протекать в сторону заземлителей.

По технике безопасности совмещать рабочий и защитный контуры заземления запрещено, поскольку при этом в сеть могут проникать токовые помехи от атмосферных разрядов. Это чревато нарушением нормальной работы электроустановок, вплоть до выхода оборудования из строя. Кроме того, снижается эффективность защитного заземления, которое в аварийных ситуациях возьмёт на себя функции рабочего или и вовсе будет бездействовать.

Заземление сетей 220 В и 380 В практически не отличается по части обустройства защитного контура. Есть различия только в способе подключения - в сети 220 В коммутация осуществляется при помощи трёх проводов (фаза, нейтраль и земля), тогда как подключения на 380 В требуют задействовать пять проводов (три фазных, нулевой и земля).

Разновидности заземлителей

Выше уже неоднократно отмечалось, что для отвода тока используются заземлители - металлические электроды, которые находятся в прямом электрическом контакте с грунтом.

Различают заземлители естественного и искусственного типа. В качестве первых допускается использование:

• металлических частей строений при условии низкого сопротивления в местах их контакта с землёй;
• обсадных труб;
• подземных частей инженерных коммуникаций, построенных из металла;
• стальных шпунтов гидротехнических конструкций;
• бронированных кожухов подземных кабелей.

Не допускается применение в виде естественного заземления:

• инженерных магистралей, используемых для перекачивания огнеопасных материалов;
• трубопроводов, которые имеют антикоррозионную изоляцию;
• трубопроводов центрального отопления;
• канализационных труб.

Если нет возможности подключиться к одной из естественных защитных конструкций, то придётся прибегнуть к помощи искусственных заземлителей. В отличие от естественных сооружений, их устанавливают специально. Для этого вбивают в землю или прокладывают на определённой глубине:

• трубы из конструкционной стали диаметром 25–62 мм длиной 2–3 м;
• стальные уголки с полками не менее 50х50 мм;
• металлические стержни диаметром 10–12 мм;
• полосовую или шинную сталь при условии, что её сечение превышает 1,5 см 2 .

Поверхность электродов должна быть максимально гладкой - это необходимо для того, чтобы достигался максимальный контакт с грунтом . Полностью защитить заземление от пагубного действия коррозии невозможно. Частично предотвратить разрушение можно двумя способами - используя защитное покрытие антикоррозионными токопроводящими составами или же выбирая в качестве электродов омеднённый или оцинкованный стальной прокат.

Выбираем схему заземления для частного дома

Сегодня существует две схемы защиты от поражающего действия тока - подключение TN-C-S и TT. Особенность первого заключается в том, что в нейтральном проводе защитный нуль совмещается с рабочим, тогда как второе имеет глухозаземлённую нейтраль. Подача же электричества к частному дому чаще всего происходит с использованием воздушных линий со схемой заземления TN-C, которые характеризуются наличием фазного проводника (L) и совмещённого с нулём защитного проводника PEN. Для подключения собственного земляного контура применяют два способа:

• преобразование традиционной схемы в TN-C-S;
• подсоединение к «земле» по системе TT.

Забегая наперёд, отметим, что подключение по схеме TT получило большее распространение, поскольку подразумевает заземление всех токоведущих частей оборудования. Тем не менее рассмотрим оба этих способа.

Подсоединение TN-C-S

Выше уже неоднократно говорилось, что отдельный защитный провод в системе TN-C не предусматривается. Чтобы получить точку подключения к заземлению, совмещённый PEN-проводник разделяется на две отдельные линии - защитную (РЕ) и нулевую рабочую (N).

При подключении TN-C-S провод PEN разделяют на две отдельные линии

В этих целях в электрощит монтируют заизолированную шину N, кроме того, устанавливают PE-шину, подключённую к кожуху шкафа. К последней подключают PEN-провод от линии электропередачи. В качестве шин используются отрезки медной ленты, сечение которой соответствует максимальной силе тока. Затем устанавливают перемычку между двумя шинами, а сам щит подключают к контуру заземления. Фазный провод монтируют на отдельную изолированную шину.

Подключение по схеме TT

Этот тип защиты не требует никакого разделения PEN-провода. Как и в предыдущем случае, фазный провод крепят к отдельной изолированной шине, а совмещённый с рабочей нейтралью PEN-проводник соединяют с другой изолированной от щита шиной. В дальнейшем его считают обычным нулевым проводом. Заземляющий контур подсоединяют к металлическому кожуху шкафа, поэтому он не связан с PEN-проводом.

Заземление, подключённое по схеме TT, предполагает изоляцию линий N и PE

Благодаря особенностям этого подключения появляются преимущества в сравнении со схемой TN-C-S:

• при отгорании совмещённого с рабочей нейтралью PEN-проводника корпус любого потребителя не окажется под напряжением (потенциал будет равняться нулю);
• отсутствие связи между нулём сети и защитным проводом делает невозможной ситуацию, когда на корпусе электрооборудования появляется напряжение перекоса фаз.

Скептики могут заявить, что описанные выше случаи вызовут срабатывание устройства защитного отключения (УЗО), которым сегодня оборудуют практически все защитные системы. Тем не менее, не стоит испытывать судьбу и надеяться на электронику - лучше обеспечить себя двойной защитой. Следует отметить, что вследствие необходимости в дополнительных реле напряжения и УЗО система TT обходится потребителям дороже, чем TN-C-S, поэтому при её выборе надо быть готовым к дополнительным тратам.

Видео: системы заземления TN-C-S и ТТ

Монтаж контура заземления своими руками

Работы по обустройству заземляющего контура выполняют поэтапно, начиная от проектирования и расчёта системы и заканчивая монтажом контура.

Выбираем рабочую схему

На первом этапе необходимо определиться со схемой, по которой будет построено заземление частного дома. Сегодня используются преимущественно системы двух типов:

Помимо этого, стержни можно вбить любым произвольным образом - в форме овала или прямоугольника. Главное, чтобы при этом соблюдались требования относительно надёжности и сопротивления заземлителей.

Расчёт параметров заземляющего контура

Определение параметров заземления производят исходя из максимального сопротивления «земляного» контура, которое не должно превышать 4 Ом. Специалисты рекомендуют рассчитывать защитную систему на сопротивление искусственного заземлителя, равное 1 Ом .

В домашних условиях выполнить полноценное проектирование очень сложно, поскольку фундаментальный подход требует определения множества параметров - удельного сопротивления грунта с учётом его промерзания и обезвоживания, сопротивления растекания, изменения влажности почвы и т. д. В принципе, столь серьёзный подход требуется для промышленных энергоустановок. На частном подворье можно воспользоваться упрощённым методом.

Для определения параметров вертикального контура пользуются формулой P1=0,84×p/L, где P1 - сопротивление контура в Ом, p - удельное сопротивление почвы, Ом×м, а L - длина штыря, м.

Для случаев, предусматривающих использование нескольких вертикальных заземлителей, рассчитывают параметры отдельных стержней P=P1/0,9×m, где P - сопротивление единичного стержня в Ом, а m - число заземлителей в контуре.

В этих формулах «тёмной лошадкой» является лишь удельное сопротивление почвы. Зная его величину, по первой формуле несложно рассчитать сопротивление контура. Подставляя это значение во второе уравнение, получают необходимое число заземлителей при выбранной длине каждого электрода.

Если нет возможности определить удельное сопротивление почвы при помощи специального оборудования, то можно взять данные из таблицы для почвы любого типа.

Таблица: удельное сопротивление грунтов

Кроме того, можно воспользоваться практическим методом определения сопротивления почвы на участке, выбранном для установки заземляющего контура. Для этого электрод вбивают в грунт, периодически измеряя сопротивление. Если при дальнейшем погружении его значение перестало меняться, то считают, что стержень находится на глубине, где удельное сопротивление почвы остаётся постоянным. Далее этот заземлитель связывают с другими электродами контура, которые устанавливают аналогичным способом.

Определяем место монтажа защитной конструкции

Перед тем как приступить к монтажу защитного сооружения, выбирают ровную площадку, которая удалена от дома на расстояние не менее 1,5 м и не более 10 м.

Место для контура заземления должно находиться недалеко от дома

При размещении конструкции руководствуются следующими правилами:

1. Запрещается монтаж контура заземления в местах регулярного пребывания людей или животных, поскольку при отводе тока в грунт живые существа попадают под действие шагового напряжения. Если выполнить это правило нет возможности, то участок необходимо оградить.
2. Лучше, если заземляющее устройство будет установлено с северной стороны дома - как правило, почва там более сырая, а значит, контакт со стержнями будет лучше.
3. Не рекомендуется устанавливать элементы системы рядом с тепловыми инженерными системами, поскольку чрезмерное высыхание почвы повышает сопротивление контура.
4. Электроды монтируют ниже точки промерзания грунта. Минимальная глубина установки заземлителей - 0,5 м.

Чересчур влажная почва на выбранной площадке положительно сказывается на сопротивлении системы. В таких местах заземление работает лучше всего, вот только существует опасность быстрой коррозии стержней. В этом случае используют электроды увеличенной толщины, а также стержни, покрытые специальными токопроводящими материалами.

Окрашивание или покрытие заземлителей краской или иными защитными составами, которые снижают проводимость тока, запрещается. Это приведёт к увеличению сопротивления контура, что негативно скажется на его работоспособности.

Какие инструменты и материалы понадобятся

Для постройки собственной системы заземления следует подготовить такие материалы:

• стальной уголок 50х50 мм, труба диаметром не менее 32 мм с толщиной стенок от 3,2 мм или пруток толщиной 10–12 мм - три отрезка расчётной длины;
• металлическая шина сечением не менее 40х4 мм - три отрезка по 120 см и одна полоса длиной от места установки контура до электрического щита или места ввода в дом;
• болт с гайкой М8 или M10;
• проводник медный сечением не менее 6 мм 2 .

Если вы заинтересовались изготовлением заземляющего контура, то, скорее всего, в вашей мастерской найдутся такие инструменты:

• сварочный трансформатор или полупроводниковый инвертор;
• угловая шлифмашина, которую у нас называют «болгаркой»;
• электрическая дрель и свёрла по металлу Ø 10 мм или Ø 12 мм (в зависимости от диаметра используемого болта);
• круг для резки металла;
• лопата штыковая;
• кувалда;
• перфоратор или ударная дрель;
• рулетка.

После того как будут подготовлены нужные материалы и инструмент, можно приступать к сооружению заземления своими руками.

Земляные работы

Монтаж контура

Сборка заземляющего контура является основной частью процесса, поэтому монтаж ведут в строгом соответствии с разработанным ранее проектом.

1. После того как все стержни будут забиты в землю на нужную глубину, их концы сваривают, получая металлический каркас в форме треугольника.

   Соединение штырей между собой выполняют сваркой

2. Согласно принятой схеме, по углам треугольной траншеи в землю забивают электроды. Чтобы облегчить работу, один конец заземлителей следует сделать острым. Для этого болгаркой срезают металл, получая подобие копья или наконечника стрелы.

   Электроды заземления должны иметь заострённые края

3. Минимальная глубина, на которую заземлители необходимо вбивать в землю, составляет 2 м. Сверху должны остаться верхушки штырей для того, чтобы можно было соединить их сваркой.

   Для соединения стержней в замкнутую систему вместо стальной полосы можно использовать металлические уголки

4. Отдельную шину укладывают в траншею, которая ведёт по направлению к дому, после чего сваркой прихватывают к ближайшему стержню. На другом её конце в металлической полосе выполняют сверление Ø10–12 мм. При помощи болта и гайки заземляющий кабель крепят к металлической шине, после чего конструкцию засыпают грунтом.

   Надёжное подключение контура заземления к кабелю получают при помощи резьбового соединения

Для повышения токопроводимости почвы места установки электродов поливают раствором кухонной соли в воде. Являясь отличным электролитом, соляной раствор способствует снижению сопротивления контура. Недостатком является то, что эта смесь является ещё и хорошим окислителем, поэтому металл начинает активно ржаветь, а сопротивление системы - расти. Вместе с тем этот способ можно без проблем использовать в системах с шинами и электродами из нержавеющей стали.

Проверка правильности монтажа

Проверку проводят после окончания монтажных работ. Если есть доступ к специальному оборудованию, то можно использовать приборы типа ТН-200, ЕР-183М, Extex GRT300. Их принцип работы построен на измерении величины сопротивления между заземлителями и двумя заглублёнными в почву электродами. Для этого:

1. Комплектные стержни вбивают в землю до специальной метки или на глубину более 50 см и зачищают небольшой участок на шине.
2. Согласно инструкции выполняют присоединение прибора к штырям и соединительной шине, после чего считывают показания. В сети 220 В прибор должен показывать сопротивление не более 4 Ом, а для трёхфазной системы и того меньше - до 2 Ом.

Правильность монтажа проверяют специальными приборами - измерителями сопротивления заземления

При использовании измерителя сопротивления заземления М-416 электроды втыкают в грунт на расстоянии не менее 10 м друг от друга и более 20 м от ближайшего заземлителя.

Если доступа к таким точным приборам у вас нет, то проверить работоспособность заземления для сетей 220 В можно старым «дедовским» способом, который, тем не менее, сможет дать ответ о пригодности сделанной вами конструкции.

1. Берут лампочку мощностью 100 Вт с патроном, к которому подключают два многожильных проводника.
2. Их концы зачищают и включают в розетку - лампочка при этом должна ярко гореть.
3. После этого при помощи индикаторной отвёртки определяют, какой контакт розетки соответствует фазе и подключают импровизированный «пробник» к этому выводу и контуру заземления.

Проверить работоспособность системы заземления можно при помощи лампы накаливания

Если свет при этом не менее яркий, чем при включении в сеть 220 В, то всё сделано правильно. Тусклое свечение указывает на высокое сопротивление или плохой контакт между отдельными элементами заземляющего контура. Если же лампочка не горит вовсе, то это указывает на обрыв в системе или неправильный монтаж.

Видео: как соорудить надёжное заземление частного дома своими руками

Система заземления должна быть оборудована в каждом доме. Установка защитного контура своими руками не является какой-то непосильной задачей. Всё, что понадобится для её решения - это правильный расчёт и аккуратный монтаж. Важно только не забывать о правилах техники безопасности при проведении работ, связанных с напряжением 220 В или 380 В. Если вы не уверены в своих силах, то проверку системы следует доверить знакомому электрику либо человеку, хорошо осведомлённому в том, где искать ту самую «фазу».