Заземление своими руками: как сделать в своем доме, правила безопасности, виды систем и их подключение

В наше время многие люди задаются вопросом, как провести заземление своими руками. Устройство заземления в загородный дом или подвал своими руками обусловлено требованиями в первую очередь техники безопасности. Дело в том, что многие бытовые приборы, например, посудомоечная машина, стиральная машина, холодильник и прочие устройства имеют металлический корпус. И обойтись без заземления при их подключении нельзя.

Особенности заземления

Чтобы сделать устройство заземления в частном доме своими руками, нужно иметь некоторые знания. Металл, как известно, активно проводит электричество.

Возможно поражение электрическим током человека от бытового прибора, если в последнем имеются неполадки, и электричество пошло на его корпус. Это чревато травмами и опасно для жизни.

Чтобы обеспечить человеку безопасное пользование бытовой техникой, были созданы такие условия, когда все корпуса бытовой техники соединены с одним из проводов в кабеле питания, а розетки соединены с землёй.

Таким образом, в случае поломки техники с металлическим корпусом человек удар током не получит, так как ток уйдёт в землю по кабелю электропитания прибора. Далее — через розетку по специальному заземляющему проводу в специальный заземляющий контур, который находится недалеко от дома на участке.

Назначение заземления

  1. Главная и первостепенно важная задача заземления — это обеспечение безопасности в доме при использовании электроприборов и бытовой техники, которая питается от сети переменного тока с напряжением 220 вольт.
  2. Задача второго порядка, но тоже важная — это обеспечить стабильную работу электрооборудования.
  3. В доме устанавливается устройство защитного отключения (УЗО). Оно отключает электричество, если человек прикоснётся к токоведущим деталям или оголённому проводу, который находится под напряжением.

Существуют такие бытовые приборы, в которых недостаточно заземляющего провода в розетке, они требуют прикрепления дополнительного заземляющего провода к металлическому корпуса прибора. К таким бытовым приборам относятся:

  • Электрическая духовка.
  • Микроволновая печь.
  • Стиральная машина.
  • Посудомоечная машина.
  • Водонагреватель.

Заземление в первую очередь обеспечивает электробезопасность в помещении.

Возможно, это знают не все, но микроволновую печь нужно обязательно подключать к земле. Дело в том, что без подключения к земле она даёт очень большой фон, что опасно для здоровья. Происходит повышенное излучение, которое при определённых условиях может стать опасным для жизни. Поэтому относиться к заземлению бытовых приборов нужно очень серьёзно.

Несомненно, многие люди часто сталкивались с пощипыванием при прикосновении к металлическому корпусу, например, стиральной машины. Это говорит о том, что в ней неисправно заземление.

Дело в том, что машина могла быть заземлена через её сетевой кабель, но провода работают под большой нагрузкой, и гораздо безопаснее и надёжнее будет заземлять такие машины отдельным проводом, прикрутив гайкой провод к металлу корпуса машины. И также нужно поступить и с посудомоечной машиной, бойлером, микроволновой печью и другими приборами в металлических корпусах.

Заземление в компьютерах

У компьютеров есть некоторые особенности, связанные с заземлением. Возможно, об этом мало кто знает. Если подключить провод заземления напрямую к корпусу компьютера, возможно, что скорость работы интернета повысится в несколько раз, сведётся к минимуму количество ошибок.

Заземление на даче своими руками

Очень важно иметь заземление в домах, которые используются в качестве дач. Дело в том, что эти дома в основном сделаны из легковоспламеняющегося материала — дерева. Существует большая вероятность удара молнией.

Причина в повышенном наличии колодцев, скважин, трубопроводов, которые лежат на почве или на очень маленькой глубине в земле, что это увеличивает вероятность попадания молнии в трубопровод в несколько раз.

Если в дачном доме нет заземления и громоотвода, то в большинстве случаев во время грозы случается пожар. Последний может быть потушен не сразу, ввиду того, что на даче хозяева находятся редко и могут не знать о пожаре. Также есть опасность того, что огонь перекинется на рядом стоящие дома.

Второй фактор. Обычно дачи расположены далеко от пожарных частей. Сценарий возможен следующий: пока пожарные машины доберутся до дачи в лесу или где-то далеко за городом, пожар наберёт мощность, которую потушить быстро не получится. И после полного гашения пожара дом останется лишь построить заново, так как старый восстанавливать нецелесообразно.

Чтобы этого не случилось, нужно ответственно отнестись к изготовлению молниеотвода и заземления. Для этого будет достаточно несколько стержней длиной в один метр каждый, их нужно прикрепить к коньку кровли дома и соединить стальной проволокой с заземлением.

Виды систем заземления для жилого дома

Всего существует шесть систем заземления. Для частных домой применяют чаще всего две: TN-S-C; TT.

В первом варианте нейтраль на подстанции заземлена наглухо, оборудование имеет прямой контакт с землёй. Земля (PE) соединена с потребителем электроэнергии одновременно одним проводом, он также несёт собой функцию нейтрали, также называемым нулём (N). Этот один провод, несущий в себе две функции, земли и нуля, обозначается символикой PEN. Он проводится в дом, внутри помещения его разделяют на два отдельных провода и подключают к электрооборудованию помещения.

Такая система достаточно защищена при помощи автоматов, возможно, и без применения УЗО. Этот вариант имеет недостаток. Если происходит обгорание, повреждение провода PEN, то между домом и подстанцией на земляной шине в доме появится фазное напряжение. Отключить его невозможно.

К такому типу соединения предъявляются жёсткие требования:

  1. Провод PEN должен быть обязательно качественно защищён механически.
  2. На столбах устанавливается резервное заземление через 100−200 метров.

Известно, что в сельской местности многие линии не приспособлены к такому способу заземления. Для них подходит способ системы Т. Т. Его нужно использовать в хозяйственных помещениях, расположенных отдельно от жилых помещений и имеющих земляной пол. В них человек рискует прикоснуться одновременно к земле и заземлению, это опасно при использовании системы TN — S — C .

Заземление системы ТТ. Отличие этого способа состоит в том, что провод «земля» идёт к щитку от отдельного контура заземления, но не от подстанции. Система устойчива к повреждениям защитного провода, но не будет обеспечивать полную безопасность без установки в доме УЗО.

Как сделано заземление в частном доме

Линии электропередач старого образца не имеют защитного заземления. Их нужно заменить на современные. Но быстро и в больших объёмах это сделать невозможно. Для обеспечения безопасности нужно сделать контур отдельно.

Это можно сделать самому или же нанять специалистов. Компания берёт на себя обязанность возместить все потери клиенту, если они возникли по ее вине.

Устройство заземления для дома:

  1. Металлические полосы, которые соединяют между собой детали.
  2. Штыри, они также называются заземлителями.
  3. Линии, которые соединяют заземляющий контур со щитком электрическим.

Металлы для изготовления заземлителей

Штыри можно изготовить из железа, диаметром шестнадцать миллиметров и более. Не рекомендуется использовать арматуру, так как она имеет калёную поверхность, что изменяет распределение электрического тока.

Вторая причина в том, что калёная поверхность более подвержена коррозии.

Штыри можно изготовить из металлических уголков сечением 50 на 50 миллиметров. Уголки удобны тем, что они легче поддаются вбиванию в землю. Предварительно их нужно заточить с одного конца, а ко второму приварить площадку квадратную шириной 70 миллиметров, по ней будет удобнее бить кувалдой.

Вместо штырей можно использовать трубы. Один конец трубы нужно сплющить и заварить. На расстоянии полуметра от конца нужно просверлить в стенке трубы отверстия. Делается это для того, чтобы при пересыхании грунта можно было заливать в них солевой раствор, таким образом, восстанавливается контакт с грунтом. Забить кувалдой в землю такие трубы трудно, целесообразнее будет пробурить скважины небольшого диаметра, поместить в них трубы, засыпать грунт обратно.

Глубина, на которой должны находиться штыри в грунте. Штыри для заземления нужно помещать в глубине земли ниже, чем происходит промерзание: от шестидесяти сантиметров до одного метра. Если местность засушливая, то нужно сделать так, чтобы часть штырей была постоянно в зоне влажной почвы. Используя штыри длиной от двух до трёх метров, можно обеспечить достаточное рассеивание токов утечки.

Важный совет

Очень важно, чтобы металл хорошо передавал электричество в землю. Красить штыри нельзя. Они будут передавать токи в землю очень слабо, в результате заземление не будет исполнять свою и не обеспечит безопасность.

Все штыри должны быть зачищены абразивом до голого металла, никакой краски или защитного слоя лака на уголках или штырях быть не должно.

Существует правило, которое не позволяет соединять детали между собой болтами и гайками. Контакт должен быть максимально надёжным, а сопротивление минимальным. Для этого нужно все соединения деталей проваривать дуговой сваркой.

Как сделать «землю» для электричества

Некоторые люди используют вместо заземления трубопроводы, другие металлические сооружения, которые находятся в земле. Действительно, такое заземление исполняет свою функцию, но не всегда долго и надёжно.

Дело в том, что трубы трубопровода имеют соединения. Со временем электрический контакт на стыках труб пропадает по причинам коррозии. Трубопровод продолжает функционировать как проводник воды, но как проводник электричества и заземлитель он уже перестаёт действовать. Поэтому не стоит пользоваться таким заземлителем, который может в любой момент подвергнуть жизнь человека опасности.

Заземляющий контур своими руками

  1. Очень часто используют заземлитель в виде равностороннего треугольника. В вершинах треугольника забиты уголки (штыри).
  2. Линейная. Три штыря забиты в линию. Расстояние между ними один метр.
  3. Контур. В этом случае вокруг дома забивают штыри на расстоянии один метр друг от друга. Между собой они соединены полосой металла. Этот вариант предусмотрен для домов площадью более ста квадратных метров.

Расстояние от края отмостки до того места, где будут установлены штыри заземления, не должно быть менее полутора метров. После выбора места для контура заземления копается траншея под равносторонний треугольник с длиной сторон три метра. Глубина траншеи семьдесят сантиметров, ширина — шестьдесят сантиметров, так будет удобнее варить. Одна из вершин треугольника расположена ближе, чем другие, от неё к дому должна быть выкопана траншея глубиной пятьдесят сантиметров.

У вершин треугольника нужно забить штыри, не добив их до дна котлована на десять сантиметров. Заземлитель над землёй вести нельзя, он должен идти под землёй на глубине около шестидесяти сантиметров. Полосу металла шириной сорок и толщиной четыре миллиметра приваривают к выступающим частям штырей. Такой же полосой соединяют треугольник с домом. Сопротивление заземления не должно превышать четыре ома. Далее нужно засыпать траншеи землёй. Послойно нужно утрамбовывать землю, не допускать присутствия в ней мусора и камней.

Когда металлическая полоса вошла в дом, к ней нужно приварить болт, к последнему прикрепить медный проводник с сечением не менее 4 квадратных миллиметров. Заземление подключается в электрощит к специальной шине. От шины идёт разводка «земли» по дому.

Считается, что отдельно заземлять розетки неэффективно, так как в зависимости от состояния почвы сопротивление контуров меняется, возникает разность потенциалов, это приводит к выходу оборудования из строя или к электротравме.

Сравнительно недавно появилось модульное заземление. Оно включает в себя комплект штырей и соединяющих их хомутов. Отличается этот способ тем, что штыри забивают в землю на глубину сорок метров. На определённых этапах забивания должна проводиться проверка сопротивления. Это занимает малую площадь и требует небольшой объём работ, но цена такого заземления в несколько раз выше традиционного.

Сегодня в каждом доме есть холодильник, печь СВЧ и телевизор. Другие добавят к этому списку стиральную машину, водонагреватель, пылесос, кондиционер и т. п. Все эти приборы требуют много качественной электроэнергии. При этом и домашняя техника, и система защиты людей от поражения электрическим током будут функционировать нормально только при наличии надежного заземления.

Почему необходимо качественное заземление

Заземление – это электрическое соединение металлических поверхностей приборов с землей. Физически оно состоит из ряда последовательно соединенных конструктивных элементов, которые называют системой заземления.

Его электрическое сопротивление в сетях 220В, 380В не должно быть выше 4 Ом.

Многим известно, что правила организации рабочего места на предприятии требуют заземления металлических корпусов компьютеров. Конечно, это делается для повышения электробезопасности. Однако при этом улучшается и помехоустойчивость электроники, что увеличивает скорость работы компьютера. Так почему бы не провести в дом заземление, чтобы обеспечить лучшие условия для работы и себе, и технике?

Так бывает, что при касании металлического корпуса водонагревателя или стиральной машины ощущается пощипывание током. Неприятность данного вида также устраняется при заземлении корпуса агрегата.

Известно, что исправная микроволновая печь не создает опасного излучения для людей, находящихся рядом. При этом действительно надежная защита обеспечивается только при надежном заземлении ее корпуса. Если же в доме установлен газовый котел, его эксплуатация без заземления вообще не допускается из соображений безопасности.

Во вновь строящемся жилье всегда устанавливается устройство защитного отключения, которое предотвращает возгорание проводки и поражение людей электричеством. Его полноценная работа возможна только при наличии контура защитного заземления. Читайте о подключении УЗО в статье «Схема подключения автоматов и УЗО в однофазной и трехфазной сети с заземлением в частном доме и квартире».

Как известно, громоотвод защищает строения от пожара, а электроприборы — от повышенного напряжения. Монтаж молниеотвода у деревянного дома выполняется только при наличии контура заземлителей.

Приведенная иллюстрация наглядно демонстрирует механизм защиты людей от поражения электрическим током при наличии заземления. Суть его заключается в том, чтобы тело человека не подвергалось воздействию недопустимого напряжения и тока.

Системы энергоснабжения и контур заземления в частном доме

Всем известно, что далеко не в каждом жилье имеется защитный проводник. Может показаться, что в существующих линиях электропередачи уже заложено решение всех вопросов безопасности. Однако зачастую системы подачи электроэнергии либо устарели, либо находятся не в должном состоянии.

В настоящее время огромное количество жилья получает электроэнергию по двухпроводной линии системы TN-C. В данной схеме защитный проводник PE и нулевой N объединены на подстанции в провод PEN.

На производстве с целью защиты применяют так называемое зануление, то есть корпус оборудования соединяют с проводом PEN. В жилых помещениях так делать нельзя, так как в ряде аварийных ситуаций поверхность прибора может оказаться под напряжением. Вывод: для надежной защиты людей и техники необходимо заземление.

Эффективное и правильное решение – это преобразовать систему TN-C в TN-C-S. В этом случае на входе в здание проводник PEN расщепляют на PE и нулевой N, и в этом месте производят подключение местного заземления (снова!) Для практического осуществления на вводном щите устанавливают шину заземления, контактирующую со щитком и шину зануления, изолированную от его корпуса.

К шине нуля подключают проводник PEN линии электропередачи, а к шине земли подключают местный защитный контур. Между шинами устанавливают перемычку. Со стороны внутренней электропроводки к шине нуля подключают проводники N, а к шине — провод PE.

Данный способ обеспечения защиты имеет недостаток: при плохом контакте или обрыве общего проводника PEN все подключенные к данной линии электроснабжения объекты будут соединены с Вашим контуром. Это может привести к появлению опасного напряжения на проводнике PE, или он перегорит.

Подобных неприятностей можно избежать, если использовать еще один метод защиты – преобразовать систему TN-C в TT. Такое решение чаще применяют в производственных условиях. В этом случае проводник PEN считают нулевым N, а корпуса потребителей заземляют отдельно.

В практическом плане преобразование сети следует выполнить так же, как и в предыдущем случае, однако перемычку между шинами не ставят. В этом случае корпуса приборов будут всегда под потенциалом земли, однако в данной схеме обязательно применение УЗО и реле напряжения.

Заметим, что в двухпроводной схеме отсутствует защитный провод и возникает вопрос: какой можно применить? При этом, по правилам устройства электроустановок он должен быть в составе общего кабеля, и электропроводку в доме следует заменить. Иногда его все же прокладывают отдельно в кабель-канале. Конечно, сечение защитного провода должно быть не меньше, чем у проводников нуля и фазы.

Самая надежная система электроснабжения — TN-S. В этом случае от подстанции идут отдельно защитный проводник PE, нулевой N и провода фазы L (один или три). Однако и в этом случае надежность линии электропередачи может вызывать сомнение, так что лучше на входе в дом проводник PE соединить с контуром местного заземления. Как видите, практически в любом случае, если речь идет о частном доме, полноценную защиту можно обустроить только при наличии собственного защитного контура.

Варианты устройства заземляющего контура

Далеко не всегда необходимо обустраивать так называемое искусственное заземление. Возможно, в Вашем случае уже существует естественный заземлитель, который и нужно использовать. В качестве естественного заземлителя могут выступать:

  • труба водопроводной скважины;
  • заложенный в грунт трубопровод из металла;
  • сваи и другие железобетонные элементы;
  • стальные рельсы, трубы и другой профиль, заглубленный в грунт.

Разумеется, в случае использования естественного заземлителя следует обеспечить его надежное электрическое соединение с шиной РЕ вводного щита. Лучше всего в качестве соединителя подойдет стальная полоса сечением 40х5мм, которую необходимо приварить к конструкции в грунте.

Ее прокладывают до цоколя здания. Здесь к полосе приваривают болт диаметром 10мм, на который наворачивают две гайки с двумя шайбами между ними. Между шайбами зажимают медный провод сечением не менее 10мм2, который подключается к шине РЕ входного щита. Не допускается использовать в качестве заземлителей:

  • трубы отопительной системы;
  • водопровод;
  • канализационные трубы;
  • трубопроводы горючих и токсичных веществ.

Один из вариантов естественного заземления – железобетонный фундамент здания. При этом необходимо соблюсти ряд условий:

  • отдельные металлические элементы фундамента должны быть соединены с помощью сварки;
  • его поверхности не должны быть обработаны изолирующими гидроизоляционными материалами;
  • фундамент не должен находиться в агрессивной среде;
  • влажность грунта должна быть не более 3%.

Если нет ничего, что можно использовать в качестве естественного заземлителя, придется сделать искусственный своими руками. Схему контура заземления можно выполнить в виде:

  • контура вокруг здания из большого количества элементов, забитых на небольшую глубину;
  • конструкции из трех и более штырей, забитых на глубину порядка 2-3м в виде треугольника, квадрата и т. п;
  • одного электрода, заглубленного на несколько метров.

Теоретически все варианты имеют право на существование. Практически, наиболее популярна схема из трех штырей, размещенных в углах треугольника. Заметим, если сделать своими руками конструкцию в цокольном этаже здания, можно не опасаться увеличения сопротивления растеканию тока в результате промерзания грунта.

Расчет параметров заземляющего контура

Как мы уже отмечали, в сети 220 В и 380 В сопротивление заземления не должно превышать 4 Ом. Данная величина зависит от целого ряда параметров:

  • глубины заложения, количества и площади электродов;
  • проводимости поверхности заземлителей;
  • глубины заложения и размеров горизонтальных элементов;
  • состава грунта и его увлажненности.

Кроме того, сопротивление грунта заметно увеличивается при его замерзании, так что необходимо принимать во внимание климатическую зону. Исходя из необходимых электрических характеристик, а также перечисленных параметров, и происходит расчет заземления. При этом, расчетные формулы имеют немало составляющих и достаточно громоздки.

Разумеется, сложные расчеты необходимо производить в промышленных условиях, когда речь идет о большом количестве материалов и значительных размерах конструкций. В условиях частного дома заметно проще выполнить оценочные расчеты, проконсультироваться в местной организации электроснабжения и у соседей. Мы же подготовили для Вас справочную таблицу расчета количества заземлителей.

Таблица расчета параметров заземления
Тип грунта Удельное сопротивление грунта, Ом*м Количество заземлителей
Солончаковые почвы 25 2
Торф 50 3
Садовая земля 40 3
Чернозем 50 3
Песок сильно увлажненный 60 4
Глина 60 4
Песок умеренно увлажненный 130 10
Супесь влажная 150 12

Данная таблица составлена для условий 3-й климатической зоны с возможными температурами до -40°С. Состав грунта условно принят одинаковым по всей глубине закладки контура. При этом выбраны следующие параметры конструкции:

  • штыри из стального уголка сечением 50х50х5мм и длиной 3м;
  • расстояние между заземлителями 2м;
  • горизонтальная соединительная полоса из стали сечением 40х4мм;
  • глубина закладки горизонтальных элементов 0,5м.

Из таблицы следует, что соль и влага способствую растеканию тока в грунте, тогда как сухой песок имеет большое сопротивление. Следовательно, правильно обустроить заземление в сухой сезон, тогда в другие периоды его параметры только улучшатся. На практике следует выполнить заземляющий контур в соответствии с таблицей, предусматривая возможность добавления штырей. После завершения работ его сопротивление измеряют и, при необходимости, монтируют дополнительные заземлители.

Инструкция обустройства треугольного контура заземления

На практике наиболее популярна схема выполнения заземляющего контура в виде треугольника, хотя возможны любые другие варианты его геометрии. Три штыря одинаковой длины забивают в грунт в углах равностороннего треугольника и соединяют их горизонтальной шиной.

В замкнутой системе при нарушении одного из контактов контур продолжает работать. В случае последовательного размещения заземлителей при разрыве горизонтального соединителя сопротивление контура заметно возрастает. В таком варианте для увеличения надежности можно подключить горизонтальный соединитель в середине конструкции и выполнить несколько линий.

Чтобы обустроить контур защитного заземления, потребуются следующие материалы:

    • уголок стальной 50х50х5мм, длина каждого штыря 3-5м;
    • полоса из стали сечением 40х4мм;
    • комплект оцинкованных метизов М10 из болта, двух гаек и двух шайб;
    • антикоррозийный состав или краска для наружных работ.

В качестве штырей может также выступать пруток диаметром не менее 12мм. При этом использование арматуры не приветствуется, так как она имеет повышенное сопротивление поверхности. Уголок, напротив, подходит очень хорошо, так как имеет большую площадь контактной поверхности, не изгибается при забивании в землю, обладает небольшим сечением и легко входит в грунт.

Выше представлен перечень основного инструмента, необходимого для выполнения работ. Сначала необходимо вырыть траншею глубиной 0,7м в виде треугольника со стороной 2,5м на расстоянии 1-2м от здания. Одна из вершин треугольника должна быть соединена канавкой той же глубины со стеной дома. При этом необходимо предусмотреть возможность размещения дополнительных стержней, если сопротивление контура заземления окажется больше 4Ом.

Его следует измерить по мере готовности конструкции.Стальной профиль длиной 3-5м обрезают болгаркой под углом для облегчения забивания в грунт. Отметим, что для уменьшения сопротивления растекания тока следует выбрать максимально длинные стержни, которые удастся загнать в землю. В любом случае они должны заходить ниже глубины промерзания не менее, чем на 1м. Для облегчения работы можно предварительно пробурить отверстия в земле на длину бура.

Уголки забивают в грунт кувалдой, разместив их в вершинах треугольника со стороной 2м. В итоге, верхний срез уголков должен выступать над дном траншеи на 20см. Учтите, при увеличении или уменьшении расстояния между штырями на 1м, общая эффективность контура соответственно возрастает или падает на 10-20%.

Выступающие части уголка соединяются полосой 40х4мм с помощью сварки. Далее горизонтальный соединитель выводится на цоколь здания, где к нему приваривается болт. Надежность конструкции будет выше, если соединительная полоса является единым куском. Места сварки следует обработать антикором или покрыть краской.

Больше ничего красить не следует, так как это ухудшит электрический контакт заземления с грунтом.

После выполнения монтажных работ рекомендуется сфотографировать конструкцию, а затем траншеи засыпают грунтом без камней и мусора. Места бурения земли уплотняют.На приваренный к полосе болт наворачивают две гайки с двумя шайбами между ними. Между шайбами зажимают кольцо медного провода сечением не менее 10мм2, который подключается к шине заземления входного щита.

Как вариант, в цоколе здания можно просверлить отверстие, в которое вставляется металлический штырь или шпилька, приваренный к полосе заземляющего контура. В этом случае медный проводник подсоединяется с внутренней стороны здания.

Монтируем заземление промышленного изготовления

Рассмотренная выше система защиты хороша тем, что ее можно обустроить из стандартных материалов самостоятельно. Придется повозиться с земляными работами и сваркой, зато результат достигается сравнительно небольшими средствами. Альтернативный вариант – приобрести специальный комплект для обустройства заземления.

Комплекты, один из которых представлен на фото, рассчитаны на суммарную длину от 6 до 45м и состоят из различного количества следующих элементов:

  • штырь стальной омедненный длиной 1,5м;
  • муфта соединительная;
  • наконечник стартовый;
  • головка направляющая для насадки перфоратора;
  • зажим для подключения провода;
  • смазка токопроводящая;
  • лента гидроизоляционная;
  • насадка на перфоратор.

Рассматриваемая система защиты хороша тем, что не требует сварочных работ и занимает минимальную площадь. Покрытые медью стержни имеют очень хороший контакт с землей. В этом случае в небольшой ямке можно установить всего один достаточно длинный заземлитель (до 40м).

Однако стоит такой комплект немало. Кроме того, забивая стержни в грунт, можно попасть на камень. Извлечь детали из земли без повреждения проблематично. Кроме того, при устройстве заземления нужно проверять его сопротивление после забивания очередного штыря.

Монтаж модульного заземлителя производится в следующем порядке:

  • резьбовые части стержня покрывают токопроводящей смазкой;
  • наворачивают на стержень наконечник стартовый и муфту соединительную;
  • в муфту закручивают головку направляющую;
  • в перфоратор зажимают специальную насадку, которую устанавливают в гнездо направляющей головки;
  • один человек удерживает штырь в вертикальном положении, другой включает перфоратор и забивает штырь в землю;
  • резьбовые части следующего стержня покрывают токопроводящей смазкой;
  • наворачивают на стержень муфту соединительную;
  • направляющую головку переставляют на новый стержень, а его вкручивают в муфту предыдущего;
  • проверяют сопротивление растеканию тока измерителем Ф4103-М1;
  • по достижении значения менее 4Ом на стержень закрепляют зажим для подключения провода;
  • детали зажима предварительно смазывают токопроводящей смазкой и подсоединяют медный провод сечением не менее 10мм2;
  • зажим вместе с проводом плотно обматывают лентой гидроизоляционной.

Проверка характеристик заземляющего контура своими руками

Наиболее просто и правильно проверить результаты своего труда, пригласив специалиста с измерителем сопротивления заземления. Необходимый для этого прибор Ф4103-М1 стоит дороже, чем конструкция контура, так что покупать его Вы не будете.

Если не удалось получить значения менее 4 Ом, необходимо забивать и приваривать дополнительные штыри.

Возможно, Вам посоветуют добавить в почву соль или подлить воды для улучшения растекания тока. Прокомментируем такие идеи в стихах: соль и вода ведут в никуда. Вода скоро высохнет, и заземление уже не будет обеспечивать должную защиту Вашей семьи. Соль вызовет коррозию стали, и работу придется переделывать через непродолжительное время.

Проверить защитный контур в частном доме можно и самостоятельно, подключив нагрузку к проводнику фазы и заземлению. Так, при мощности нагрузки 2019 Вт и сопротивлении заземляющего контура 4 Ом разница напряжения составит 18 В при включении и отключении потребителя. Соответственно, если получается больше 18 В, сопротивление растеканию тока выше нормы.

Отметим, что нестандартные эксперименты с высоким напряжением опасны для жизни. Производить проверку сопротивления защитного заземления не следует, не имея соответствующих знаний. Во время измерения сопротивления заземления рядом с ним не должно быть людей. Не допускается прикосновение к оголенным проводам и заземлению. Нельзя выполнять электрические соединения, не отключив напряжение в сети.

Надеемся, что приведенные рекомендации помогут Вам надежно заземлить собственный дом, обеспечив защиту людей, жилья и бытовой техники. Заметим, что внешний осмотр видимых частей заземляющего контура рекомендуется два раза в год, а выборочный контроль элементов в земле — раз в десять лет.

Следующий видеоролик иллюстрирует опыт самостоятельного обустройства заземления для частного дома.

07 Ноября 2019 2017-11-07

7719

Время чтения 11 минут

Прочитать позже

Отправим материал на почту

Распечатать

Среди различных возможностей сделать жилье безопасным, особое место занимает заземление в частном доме: схема электросети любого современного дома не будет утверждена, если в ней не будет предусмотрено подключения к заземляющему контуру. 

Схема устройства заземления частного дома

Существует несколько вариантов и схем заземления частного дома, плюс четкие требования ПУЭ (правила устройства электроустановок) – все это надо знать и понимать, чтобы электричество в доме было безопасным.

Зачем нужно заземление в частном доме: принцип действия

Заземление в частном доме считается важной частью системы электроснабжения. Его монтируют с такими целями:

  • Защита обитателей дома от поражения электротоком (при касании прибора с нарушенной изоляцией электропроводки);

  • Корректная работа современных электрических устройств;

  • Безопасная эксплуатация газового оборудования;

  • Эффективная работа молниезащиты.

Принцип действия системы основан на элементарных законах физики, которые говорят, что электрический ток всегда движется в сторону наименьшего сопротивления. 

При повреждении изоляции прибора ток выходит (замыкается) на корпус. Такая ситуация чревата сбоями в функционировании и поломкой, не говоря об опасности для человека получить чувствительный разряд, случайно дотронувшись рукой до поверхности.

Ёмко и наглядно схема заземления частного дома, зачем она нужна и какой должна быть – показаны в следующем видео:

При наличии заземления ток распределяется с учетом величины сопротивления тела и заземляющего контура дома (в обратно пропорциональной зависимости).

Тщательно продуманное защитное заземление образует электрическую цепь с сопротивлением, значительно меньшим, чем сопротивление человеческого тела. Ток, проходящий через человека, не окажет опасного воздействия, а основной заряд уйдёт в грунт.

Прохождение электрического тока через тело человека в системе без заземления и с заземлением

Главным элементом заземления частного дома служит контур заземления – ПУЭ определяет его как металлические проводники и электроды-заземлители (стержни или трубы), заглубленные в грунт.

Внутренняя электропроводка по современным стандартам выполняется трехжильным проводом (фаза + ноль + заземление). Провода защитного заземления соединяют контур с электроустройствами.

Чтобы обеспечить безопасность при грозах, используют предназначенные для этого устройства — разрядники, рассчитанные на большие величины токов и напряжений.

Современные системы заземления и рекомендации ПУЭ

В настоящее время существуют три системы заземления электросети, TN, TT и IT. Преимущественно в быту используется одна из разновидностей первой из них – TN-C, TN-S, TN-C-S.

Про разницу между системами TN и TT – на видео:

Расшифровка аббревиатур

Первая буква говорит о способе заземления источника питания, вторая характеризует заземление потребителя.

  • T – источник (потребитель) заземлен;

  • I – токоведущие части источника изолированы от земли;

  • N – потребитель присоединен к точке заземления источника (занулен).

  • С – проводники N (нулевой рабочий) и РЕ (нулевой защитный) объединены в один общий проводник PEN;

  • S – функции проводников N и РЕ разделены.

Подвиды системы TN (TN-C, TN-S, TN-C-S) различаются по способу подключения проводников N и PE.

Системы заземления в сетях переменного тока

Система TN-C

В этом случае один проводник (N и PE объединены на всем протяжении электросети) исполняет как рабочие, так и защитные функции.

Такой способ организации системы повсеместно встречается в старом жилом фонде, он прост в исполнении и экономичен. Но отсутствие отдельного защитного заземления часто приводит к короткому замыканию при аварийной ситуации (скачках напряжения). По современным нормам, отраженным в требованиях ПУЭ, система заземления TN-C запрещена для новых построек. При этом нет обязательного требования модернизировать старые (если не делается капитальный ремонт).

Система TN-S

Здесь проводники N и PE разделены, напряжения на корпусах электроприборов не появляется. Система безопасна и хорошо защищает человека, домашнее электрооборудование и здание. Основной недостаток – высокая себестоимость обустройства.

Система TN-C-S

Комбинированная система. На выходе от источника питания проводники N и PE объединены в одном проводнике. На входе в здание добавляется защитный проводник PE.

При решении вопроса, какое заземление лучше для частного дома, следует обратиться к своду ПУЭ. Он рекомендует подсистему TN-C-S как основную для большинства потребителей; она проста в организации и надежнее других защищает от пожара вследствие короткого замыкания.

На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу электротехнических работ. Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».

Отличия системы TN-C-S

Элементы контура, варианты заземления и необходимые материалы

Системы защитного заземления (заземляющие устройства) принято делить на следующие элементы:

  • заземлитель (контур заземления); встречается естественный и искусственный вариант;

  • заземляющие проводники.

Согласно ПУЭ предпочтительным будет использование естественного заземлителя (металлический забор или трубопровод), если его сопротивление соответствует установленным нормам. В противном случае разрешено использовать искусственный заземлитель. Для его сооружения необходимы:

  • Металл для заземлителя (труба, гладкая арматура, стальной уголок, прут, лента).

  • Провод из стали, меди или алюминия достаточного сечения.

  • Крепежный материал (металлические уголки, хомуты, муфты).

  • Крепления и изоляция из пластика.

Из чего состоит модульно-штыревое заземление

Модульно-штыревое заземление

Контур заземления загородного дома можно организовать на основе модульно-штыревого способа. Система крайне устойчива к коррозии, при монтаже не используется сварка. Штыревое заземление собирается из стальных стержней длиной до 1,5 м с резьбовым соединением. Омеднённые (или с верхним слоем из нержавеющей стали) штыри забиваются в грунт вибромолотом (перфоратором) со специальной насадкой. Электроды (штыри) монтируются на большую глубину, поэтому параметры контура не зависят от сезонных изменений. Комплект обычно приобретается в готовом виде у организации, которая занимается установкой. Высокая стоимость такого контура оправдана его долговечностью: срок эксплуатации омеднённых стержней достигает 30 лет, из нержавеющей стали – 50 лет.

Комплект модульного заземления

Контур из черного металла

Такая конструкция имеет ограниченный срок службы (5-10 лет, из-за коррозии); с течением времени сопротивление контура значительно ухудшается. Допускается использование черного металлопроката с антикоррозионным покрытием, но надо обращать внимание, чтобы такое покрытие не было диэлектриком.

Требования к сопротивлению заземляющего устройства.

Заземление для частного дома имеет смысл, если сопротивление контура минимально. В таком случае (когда сопротивление человека намного превышает сопротивление контура) через тело пройдет неощутимый заряд, а оставшийся потенциал уйдет в землю.

Сопротивление определяется типом, количеством и глубиной заложения заземляющих элементов, а также свойствами грунта. Оптимальными считается суглинистые и глинистые почвы с влажностью 20-40%.

Чтобы убедиться, что заземляющее устройство выполняет свои функции, проводится измерение сопротивления.

Как проводятся измерения – на видео:

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про освещение участка загородного дома.

Что делать при замене старой проводки с заземлением TN-C

В большинстве домов старого жилого фонда устанавливалась двухпроводная система электроснабжения. Даже если устанавливалось заземление, то оно выполнялось по схеме TN-C, которая использует один-единственный «нулевой» проводник для исполнения двух задач – рабочей (для функционирования электроприборов и устройств) и защитной (для сохранения оборудования электрических сетей).

По сути, такая система надежно оберегает электрическую цепь в целом, но оставляет практически без защиты запитываемые бытовые электроприборы и их владельцев. Кроме того, в сырую погоду такое подключение может приводить к проскакиванию напряжений даже при защитном отключении – по подобным причинам известны случаи летальных исходов.

Схема разделения проводника PEN

При возведении новых домов эта система не допускается; там, где она сохранилась, рекомендуется по возможности переходить систему TN-C-S (на входе в здание провод PEN повторно заземляется с последующим разделением на PE и N). При аварийной ситуации проводник N отсоединяется от сети, уберегая бытовые электроприборы и их хозяев от проблем.

Переход на систему TN-C-S в домах с изношенной электропроводкой оправдан соображениями безопасности.

Зачем при наличии заземления нужно УЗО

УЗО (устройство защитного отключения) представляет собой быстродействующий выключатель, работающий в паре с контуром заземления и реагирующий на утечку тока разрывом цепи.

Принцип действия УЗО

Схема без заземления и УЗО

Когда изоляция проводника нарушается, фаза появляется на металлическом корпусе электрического прибора. Если току некуда уйти дальше, то при контакте человека с корпусом электроприбора, разряд пойдет через тело. Последствия будут зависеть от множества факторов и результаты могут быть разные – от испуга до перебоев в работе сердца.

Без наличия заземления фаза на поверхности прибора с поврежденной проводкой будет оставаться, пока не выключится вводной автомат.

УЗО в схеме без защитного проводника (TN-C)

В такой системе при нарушении изоляции проводника УЗО сразу не сработает, так как не возникнет ток утечки. Но как только человек прикоснется к поврежденному прибору, то часть тока уйдет в тело и УЗО сработает.

Даже без наличия заземления ток будет течь через тело человека только в течение времени, необходимого для срабатывания УЗО – обычно это десятые доли секунды. Как итог – возможны болезненные ощущения, но фатального исхода скорее всего удастся избежать.

Схема с защитным проводником (TN-S и TN-C-S) и УЗО

Если электроприбор контактирует с контуром заземления и подключен через УЗО, то в случае замыкания фазного проводника на металлический корпус электроприбора, сразу же появляется утечка тока (который уходит в землю). УЗО срабатывает и разрывает цепь.

Газовый котел и УЗО

В первую очередь надо понимать, что заземление газового котла в частном доме должно выполняться в обязательном порядке — исключений не существует.

Заземление газового котла и установка УЗО выполняются одновременно. Это необходимое условие при подключении газа к жилому дому, так как на корпусе газового котла во время работы образуется поверхностное напряжение.

Заземление газового котла в частном доме позволит избежать поломки дорогостоящего электронного оборудования и предотвратить возгорание, причиненное статическим электричеством. Эта мера, учитывая высокую взрывоопасность газа, служит дополнительной защитой от пожара.

Все детали газового котла заземлены в обязательном порядке

Какие проводятся работы при монтаже заземления

Весь процесс создания заземляющего контура делится на следующие этапы:

  • После определения безопасной глубины конструкции (там, где грунт всегда влажный) выкапывается траншея.

  • Металлические стержни (заземляющие электроды) заглубляются в грунт.

  • Собирается контур заземления: стержни, расположенные в ряд или в форме фигуры (обычно треугольник), соединяют лентой или трубами, свариваются последовательно.

  • Контур дополнительно приваривается к токоотводу стальной лентой.

  • Готовый заземлитель подключается к электрощиту, траншея засыпается.

При монтаже, грамотные специалисты учитывают некоторые важные нюансы:

  • Контур должен располагаться ниже линии промерзания грунта. В противном случае, когда вода в земле превратится в лед, то грунт перестанет проводить ток и заземление не будет работать.

  • Заземляющие электроды нельзя окрашивать, так как слой краски это диэлектрик и контакта контура с землей не будет.

Заземление в частном доме, схема контура
Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про электрический котел для отопления частного дома 150 м².

Заключение

Все, что стало привычным в повседневной жизни – холодильник, СВЧ-печь, гидромассажная кабина – не должно нести опасность. Грамотно спроектированное заземление в загородном доме, когда контур системы и корпуса приборов являются одним целым, должно обеспечивать безопасное электроснабжение, без риска для людей и их окружения.

Прочитать позже

Отправим материал на почту

Распечатать