Делаем контур заземления в частном доме своими руками для сети 220в

Необходимость заземления в частном доме неоспорима. Защита родных и близких от возможного получения различных электротравм – это гарантия безопасного проживания в своем доме. Но что делать, если частный дом уже построен и в нем нет заземления?

Тогда приходится выполнять его самостоятельно или нанимать электриков, для выполнения всех работ. Но на самом деле, в его устройстве нет ничего сложного, выполнить работы по созданию заземляющего контура способен любой хозяин, умеющий обращаться с болгаркой и сварочным аппаратом. Поэтому разберем вопрос подробно, по пунктам.

В процессе эксплуатации электроприборов, на них оказывают влияние множество различных факторов:

  1. Вибрация от работы.
  2. Конденсат влаги из воздуха,
  3. Перепады температуры и многое другое.

Соответственно, с течением времени растет вероятность, что будет нарушена изоляция проводов или других токопроводников и произойдет короткое замыкание на корпус прибора. Это опасная ситуация и последствия могут быть самые разные.

Рассмотрим 4 основных варианта:

  1. Заземление не произведено, защитный автомат отсутствует. Это самая опасная ситуация, в таком случае о пробое тока на корпус можно узнать, когда человек получит электротравму. Степень поражения организма зависит от многих факторов и может привести к смерти.
  2. Заземление произведено, защитный автомат отсутствует. Так как предохранитель срабатывает при превышении утечки тока определенных пределов, то не всегда при пробое тока на корпус электроприбора происходит отключение электропитания. Поэтому, возможен электрический удар с напряжением до 100 вольт. Это может нанести серьезное повреждение, и является смертельно опасным для людей имеющие кардиостимуляторы.
  3. Заземление отсутствует, защитный автомат установлен. В этом случае, автомат не сработает, если произошел пробой тока на корпус. Выключение питания будет, лишь когда человек дотронется до корпуса, и будет иметь контакт с другим проводником. То есть тело человека замыкает цепь и происходит утечка тока. В этом случае, сработает УЗО в течение 0,1 – 0.3 сек. и выключит питание. Удар будет слабым, но неприятным.
  4. Произведено заземление и установлен защитный автомат. Только в этом случае гарантируется полная безопасность. При пробое тока на корпус произойдет утечка тока через заземление. В течение 0,1 – 0,3 сек. сработает УЗО и отключит питание. Если же утечка будет слишком большая, то может сработать и предохранитель, надежно защищая людей от поражения электрическим током.

Только установка всех систем защиты позволит обезопасить проживающих в доме людей, поэтому не стоит пренебрегать техникой безопасности.

Необходимые материалы и инструменты

Для монтажа потребуется:

  1. Металлические штыри (арматура, трубы, профиль или уголки) в количестве, достаточном для создания электродов.
  2. Металлическая полоса шириной 50 – 100 мм, толщиной не менее 3 мм. Длина полосы определяется длиной контура заземления и рассчитывается заранее.
  3. Полоса металла из нержавеющей стали. Ширина, также, 50 – 100 мм. Она используется в качестве токоприводящего элемента, поэтому её длины должно хватить, для укладки от стены дома до контура.
  4. Сварочный аппарат. Только сварное соединение позволит обеспечить достаточную электропроводность между элементами. Стоит отметить, что для варки нержавеющей стали необходимо использовать специализированные электроды, которыми нужно запастись заранее.
  5. Болгарка. Металл необходимо будет нарезать и заточить электроды, чтобы облегчить процесс их забивания.
  6. Кувалда. Проще всего выкопать яму глубиной полметра – метр и забить штыри на нужную длину, чем закапывать их или бурить скважины.
  7. Болт М8-М10. В конце полосы из нержавеющей стали устанавливается болт, для присоединения провода, выведенного из здания.
  8. Медный провод, сечением не менее 6 мм2. Он крепится с помощью болта к токоприводящей пластине и выводится в распределительный щит, для подключения к общему контуру заземления.

Пошаговая инструкция по монтажу в частном доме

Процесс монтажа конструкции состоит из следующих шагов:

  1. На выбранном месте копаем яму или траншею для электродов и траншею к дому для токоприводящей полосы. Глубина должна быть такой, чтобы верхний срез штырей был на 20 -30 сантиметров выше дна. Так будет удобнее производить сварочные работы. Если копаете траншею, то примите во внимание её ширину. В слишком узкой, будет неудобно работать и лучше потратить лишний час на земляные работы, чем потом в 2 раза дольше заниматься вбивание электродов и монтажом полос.
  2. В землю вбиваются будущие электроды. Для облегчения этого действия имеет смысл смазать металл и периодически проливать водой в место вбивания. Будет небольшая грязь, но процесс будет идти легче.
  3. Монтаж контура. Полосы металла привариваются к электродам, затем места сварки покрываются антикоррозийным покрытием. Этим нельзя пренебрегать, так как металл будет находиться в земле и активно подвергаться коррозии. А целостность контура является гарантией работы контура.
  4. Монтаж токоприводящего проводника. Полоса из нержавеющей стали укладывается на дно траншеи, одним концом приваривается к заземляющему контуру, а другим выводится возле стены над уровнем земли. Вывод должен быть вертикальным, чтобы был минимальный уровень рассеивания передаваемого заряда по поверхности почвы.
  5. Закапывание ям. Весь монтаж произведен, и ямы можно засыпать.
  6. На выведенную часть токоприводящей полосы с помощью болта крепится медный провод, который затем выводится в распределительный щиток здания.

Проверка

Когда монтаж заземления закончен, необходимо произвести его проверку. Для этого требуется специальный прибор. В силу своей специфичности и высокой стоимости, он мало распространен в профессиональной среде, поэтому найти его сложно.

Есть способ произвести проверку с использованием вольтметра и омметра, но сам процесс её выполнения и обработка полученных результатов требует специальных знаний по электричеству. Поэтому он не подходит для большинства людей.

Но не стоит опускать руки и надеяться, что все сделано правильно.

Есть простой способ проверить работоспособность заземления:

  1. Для этого устанавливается розетка, в которой фаза подключена как обычно, а вместо ноля подключается провод, ведущий к заземлению.
  2. Затем в эту розетку включается обыкновенная настольная лампа с лампой накаливания. Чем ярче горит лампа, тем лучше работает контур.
  3. Соответственно, если установлено УЗО, то будет яркая вспышка, а потом сработает автоматика.
  4. После проверки необходимо вернуть розетку в нормальное состояние, иначе автоматика будет выключаться при каждом её использовании.

Принцип действия

Цель установки заземления – это отвести электрически ток в сторону от людей, в случае пробоя питания на корпус. Поэтому, совместно с устройством защитного отключения (УЗО), оно играет роль индикатора неполадки.

Если происходит пробой тока, благодаря заземлению сразу же возникает большая утечка, из-за этого УЗО отключает питание. И владельцу становится понятно, что с электроприборами в доме что-то не так и необходимо принимать меры.

Рассмотрим поэтапно всю ситуацию:

  1. По какой-то причине произошел пробой тока. Не важно, будь это пролитая вода, облезлая от времени электропроводка или какая-то еще причина, пробой произошел.
  2. Так как корпус заземлен, ток начинает уходить по проводу заземления на электроды, вкопанные на улице.
  3. Благодаря большой площади электродов, напряжение падает и рассеивается в окружающем грунте.
  4. Устройство защиты срабатывает, из-за большой потери тока и отключает питание цепи. Утечка тока прекращается.

Эти 4 этапа происходят за 0,1 – 0,3 секунды, поэтому человек может даже не успеть заметить, что произошло, когда автоматика обезопасит его от получения электротравмы.

Устройство в частном доме

Контур заземления устроен очень просто. Это несколько штырей вкопанных или вбитых на достаточную глубину и соединенных между собой полосами из железа шириной 5-10 см. От них отходит полоса из нержавеющей стали к дому, а уже к ней происходит вывод заземления.

Расположение электродов большой роли не играет, но наиболее распространенные следующие схемы:

  1. Рядная. Штыри углубляются на одной линии, к крайнему приварена токоприводящая полоса. Недостатком является отсутствие второго контура, если соединение полос и электродов будет нарушено, то работать будет только тот штырь, к которому крепится токоприводящая полоса.
  2. Треугольная. Самая популярная схема, ввиду своей простоты. Штыри располагают в виде равностороннего треугольника, соединяют полосами из железа и к одному из углов приваривают токоприводящую полосу. Наличие замкнутого контура гарантирует работу заземления, даже если одна полоса будет повреждена или плохо приварена.
  3. Прямоугольная. Аналогична треугольной, но контур варится в виде квадрата или прямоугольника.
  4. Круговая. Вариант, когда штыри углубляются по кругу или овалу. Преимущества такие же, как и у предыдущих двух, но сложнее в выполнении.

Расчёт

Процесс точного размера заземляющего контура и количества необходимых электродов очень сложен и принимает во внимание множество факторов.

Однако, для частного дома высокая точность и использование сложных формул не нужно, достаточно лишь приблизительного расчета, который с запасом перекроет возможные утечки тока.

Количество электродов в первую очередь зависит от почвы и уровня пролегающих грунтовых вод:

  1. Если почва песчаная или супесчаная, содержит камни и гравий, то она обладает высоким сопротивлением.
  2. Глинистая почва и различные суглинки лучше подходят.
  3. Самым низким сопротивлением обладают зольные и засоленные почвы.

Поэтому, в первом случае требуется 7-10 электродов, во втором 5-7, а в третьем достаточно 3-5 штук. Высокий уровень залегания грунтовых вод позволяет обойтись минимальным количеством электродов, если же почва сухая и до воды далеко, то стоит увеличить их количество.

Длина электрода также имеет значение. Стандарт безопасности NEC требует, чтобы нижний конец штыря был на глубине минимум 2,4 метра от уровня земли. Для достижения полноценного заземления, лучше будет, если он дойдет до отметки в 3 м.

Верхний край должен отстоять от поверхности минимум на 0,5 метра. Длина штыря рассчитывается в зависимости от ваших пожеланий и возможностей. Сечение не должно быть меньше чем 1,5 см, если это прут или арматура, в случае если это уголок или профиль, то минимальный размер 30 на 30 мм.

Правила и требования к заземлению

  1. Важно правильно расположить электроды в земле. Между ними расстояние не должно быть меньше метра, идеальным считается 1,8 – 2 м. Тогда даже высокое напряжение будет рассеиваться в почве без проблем, работа электродов будет независимой.
  2. Также, стоит грамотно выбрать место для закапывания контура. В случае его срабатывания, вокруг него будет рассеян заряд электрического тока. Поэтому важно выбрать место так, чтобы в радиусе 1-2 м от него не находились люди. Это может быть место в середине клумбы или под альпийской горкой, к которой редко кто близко подходит, предпочитая любоваться с некоторой дистанции. Сила тока будет небольшой и серьезной электротравмы получить невозможно, но здоровье – это не та область, с которой можно шутить.

Ошибки и стоимость

  1. Самой распространенной ошибкой является малое расстояние между электродами. Ни в коем случае нельзя допускать, чтобы оно было меньше 1,5 метра. Это связано с тем, что сила тока уменьшается по мере удаления от электрода, если в почве нет заряда. Если же поля от 2 электродов пересекутся, то процесс рассеивания значительно ухудшится и время, через которое УЗО обесточит сеть, увеличится.
  2. Второй по распространенности ошибкой является экономия на электродах. Их делают 3 или 6, независимо от типа почвы и уровня залегания вод. Где-то этого хватает, а где-то может и не хватить. Как и в прошлом случае, падает скорость рассеивания заряда и увеличение срабатывания автоматики.
  3. Третья по популярности, но не по значимости ошибка состоит в том, что не ставят УЗО. Надеясь, что заземление спасает, защитную автоматику не монтируют. Такой подход может привести к гигантским утечкам тока, нагреву проводов и как следствие, пожару. Только в комплексе они могут обеспечить полноценную защиту, и недопустим монтаж одного без другого.

Основные расходы при монтаже заземления своими руками, это металл. Закупка арматуры и металлических полос, в зависимости от размера контура и региона, обходится от 3 до 10 тысяч руб. Отдельно покупается лист из нержавеющей стали, нарезается на короткие полосы и сваривается в одну. Его цена колеблется от 2, до 4 тысяч руб., в зависимости от толщины.

Соответственно, минимальные расходы на создание контура заземления около пяти тысяч, максимальные могут составить десять и даже больше.

Несмотря на кажущуюся сложность, процесс изготовления заземления прост. Разобрав все этапы подробно, и рассмотрев все основные моменты, можно убедиться, что сделать его может любой. Достаточно умелый хозяин справится без привлечения посторонних лиц и наемных рабочих.

Заземление является одним из важнейших элементов в области электротехники. В заземляющих проводниках нет напряжения, и в них не должно быть электрического тока, но все же важность их ещё более высока чем у фазных линий. В каждой квартире и частном доме пропускаются сотни метров заземляющих проводников. С какой целью это делают и что означает сама суть заземления? Каковы риски, связанные с отсутствием заземления и как электрическая сеть 220V может быть заземлена без привлечения опытных электриков (своими руками)? Эти и многие другие вопросы будут подробно рассмотрены в этой статье-инструкции.

Что означает заземление сети?

Представьте себе дом, в котором каждая розетка, каждая лампа, помимо фазных и нейтральных проводов, через которые подключают электрические компоненты сети, подключена к проводам заземления. Эти кабели обычно не влияют на работу устройств.

Соединение заземляющих (защитных) проводов обычно выполняется в домашнем коммутационном (распределительном) щитке, а оттуда через один кабель идёт напрямую к металлическому элементу, подключенному к земле.

Какова цель заземления в доме?

Заземление осуществляется по двум причинам:

  1. защита — основная причина использования заземления в домашних сетях.
  2. работа — для правильного функционирования электрических устройств (в домах всего несколько устройств требуют заземления для правильной работы, например, источники питания компьютера).

Нас в основном интересует безопасность, что порождает другой вопрос: как штырь из железа закопанный в земле защищает нас от чего-либо?

Предположим что земля (почва, грунт) имеет электрический потенциал на уровне 0V (это верно в 99,99% случаев). Поэтому, если закопать провод в землю, тогда не будет никакого электрического потенциала во всех заземленных проводах проложенных в доме и присоединённых к нему.

Далее через электрические разъемы подключаем эти провода к устройствам. Внутри этих устройств защитные (заземленные) проводники обычно соединены с корпусом (металлом) или с любым другим металлическим элементом, который при работе прибора легко доступен для человека и, следовательно, не должен ни в коем случае находиться под напряжением.

Поскольку подключили корпус к земле, потенциал которой равен 0V, корпус будет иметь такой же потенциал. Если корпус имеет нулевой потенциал и подходит к нему нулевой потенциал — ток не течет, то есть электрический удар не будет угрожать человеку.

Если корпус аппарата не подключен к заземляющему проводу и внутри по неизвестным причинам будет пробой — возникнет электрический потенциал, и так как он не связан каким-либо образом с землей (прямо или косвенно), ему не некуда «убежать». Поэтому риск очевиден: человек, у которого есть электрический потенциал на уровне 0 В, касаясь корпуса который имеет потенциал 220 В, фактически становится проводником тока с этим напряжением, со всеми вытекающими последствиями.

Итого, в результате соединение всех устройств с землей предотвращается долгосрочное поддержание электрического потенциала на корпусах (и других элементах), которые доступны человеку при нормальной работе устройства. В случае электрического пробоя в корпусе где последний заземлен, формирование короткого замыкания приведет к отключению автоматического выключателя (не говоря уже о дифференциальном выключателе тока, если таковые имеются) на домашнем распределительном щитке и отключит питание прежде чем кто-то коснется корпуса.

Символы и обозначения на схемах

В случае маркировки проводов сети можно встретить два основных признака массы:

  • PE — маркировка защитного проводника (желто-зеленый цвет)
  • PEN — обозначение нейтрального проводника, который одновременно действует как защитный проводник (синий)

В случае обозначения заземления на принципиальных схемах вы столкнетесь с двумя:

Во многих устройствах вместо вилки питания с заземлением видна вилка, в которой нет отверстия для заземляющего штыря (лепестка). Это не означает что устройство не имеет защиты от поражения электрическим током. Корпус прибора обычно имеет так называемую паспортную табличку, на которой можно встретить символ двух квадратов (один внутри другого).

Это означает что устройство не имеет доступных внешних токопроводящих элементов (корпус выполнен из пластика), и поэтому нет необходимости его заземлять.

Внимание! Наличие штепселя без отверстия на штыре заземления не является признаком того, что устройство имеет надлежащую защиту от поражения электрическим током. Об этом свидетельствует только указанный выше символ.

Электрические сети и схемы заземления

Когда речь заходит о домашних электроустановках, есть четыре основных схемы разводки сети. И основное различие между ними заключается как раз в способе заземления:

  1. Сеть питания без заземления (TN-C).
  2. Сеть с отдельной заземляющей установкой в ??квартире / доме. В домашнем щитке нейтральные и защитные проводники соединены друг с другом (TN-CS).
  3. Сеть питания с отдельной заземляющей установкой, заземленной в том же месте что и нейтральная точка трансформатора (TN-S).
  4. Сеть с отдельной заземляющей установкой заземленной в другом месте, чем нейтральная точка трансформатора (TT).

Подробнее объясним это на базе первой обсуждаемой сетевой системе.

Сеть без заземления TN-C

Вот схема, на которой будем базироваться во всех последующих примерах. Допустим есть трансформатор, то есть элемент, расположенный рядом с квартирой дома, который снабжает электроэнергией этот и соседние дома. Для простоты установим здесь однофазный трансформатор вместо трехфазного.

Через обмотку трансформатора напряжение подается на фазовый провод (коричневый). Синий — нейтральный провод — подключен с другой стороны обмотки и также заземлен на трансформаторе (это так называемая нейтральная точка). В результате электрический потенциал на нейтральном проводнике равен 0V, а напряжение между фазным и нейтральным проводами зависит только от электрического потенциала создаваемого трансформатором.

Мы упростили чертеж до максимума и удалили все элементы, которые расположены между трансформатором и бытовым прибором (прямоугольник это стиралка), то есть предохранители, выключатели тока, разъемы и так далее. Поскольку нейтральный проводник (N) также имеет защитную функцию (PE), здесь он обозначается аббревиатурой PEN.

Имеется стиральная машина из которой выводятся три провода:

  • фазный и нейтральный проводники, используемые для питания двигателя и электроники устройства
  • защитный проводник, подключенный внутри стиральной машины к её корпусу

Почему же из стиральной машины выходят 3 провода, а в этом сетевом подключении всего два? Вы найдете ответ на рисунке подключения проводов в гнезде и более подробно в статье об электрической розетке.

Система сети 220V TN-C чаще всего встречается в старых советских домах, где концепция защитного элемента была неактуальна.

Сначала можете подумать, что поскольку нейтральный проводник заземлен, зачем ещё защитный проводник который также должен быть заземлен? Потому что если нейтральный проводник будет оборван по какой-либо причине, например из-за перегрева и сгорания, само устройство отключится, так как электрическая цепь будет прервана, но из-за отсутствия заземления нейтрального проводника есть вероятность, что через стиральную машину (или любое включенное в 220V устройство) напряжение на фазовом проводе появится и на нейтральном проводнике. Поскольку фаза появится на нейтральном проводе, оно будет и на защитном кабеле, подключенном к корпусу стиральной машины, что является смертельной угрозой.

Сети с отдельной заземляющей линией TN-CS

Тут в домашнем коммутаторе щитке нейтральные и защитные проводники соединены друг с другом (TN-CS).

Некоторое улучшение — это внедрение электрической схемы по системе TN-CS. Допустим имеется всего два провода к квартире, но в домашнем коммутаторе нейтрально-защитный проводник (PEN) можно разделить на два (так называемая точка разделения), нейтральный провод и защитный. Что это дает с точки безопасности?

Прежде чем ответить на данный вопрос, на приведенном выше рисунке посмотрите на две клеммные колодки в домашнем электрощитке. Все защитные проводники подключены к одной, а все нейтральные — к другой. В системе TN-CS именно тут провода PE подключены к N проводникам.

Если обрыв нейтрального проводника происходит до точки разделения, то напряжение через фазный проводник и устройство, входит в нейтральный, а оттуда — к защитному проводнику.

Но если повреждение нейтрального проводника происходит после точки разделения, то есть где-то в квартире / доме, независимо от того где происходит сбой на защитном проводнике и, следовательно, на корпусах устройств не будет опасного электрического напряжения.

Лучшее решение при использовании этого типа схемы — это заземление точек разделения. Независимо от места повреждения нейтрального проводника, на PE-проводнике не появится напряжение. Проблема в том, что заземление точки соединения клеммного блока PE и N иногда сложно реализовать, особенно в многоэтажных жилых зданиях.

Сеть с отдельным заземляющим контуром TN-S

Эта сеть заземлена в том же месте, что и нейтральная точка трансформатора (TN-S).

Такая сетевая система имеет три провода идущие от самого трансформатора к устройству. Нейтральные и защитные проводники заземлены в одном месте на трансформаторе. При этом электрический ток протекает в нейтральном проводнике во время нормальной работы. Однако в защитном проводнике (когда все в порядке) кроме нулевого потенциала ток не течет по всей длине.

Повреждение нейтрального проводника в любом месте никак не влияет на защитный провод, за исключением того, что электрооборудование перестает работать. Людям ничего не грозит.

Сеть питания с отдельным заземлением TT

Сеть с отдельной линией, заземленной в месте отличном от нейтральной точки трансформатора (TT).

Схема электрической сети TT с точки зрения безопасности очень похожа на систему TN-S. Разница лишь в том, что защитный проводник (с синей втулкой) выводится из защитной клеммной колодки, которая заземлена в совершенно другом месте, чем нейтральная точка трансформатора. Эта сетевая система часто используется в домах с одной семьей, где заземление делается для каждого дома отдельно.

Для примера разомкнем нейтральный проводник. Это не оказывает ни малейшего влияния на защитную линию.

Как быстро проверить качество заземления

Допустим вы недавно купили квартиру в старом доме и хотите заменить лампу в люстре с металлическим корпусом, который помнит времена Великой Отечественной. У вас нет (или вы не знаете о ней) контура заземления. Как узнать нет ли на корпусе лампы опасного электрического потенциала?

Сначала коснитесь корпуса люстры ладонью в течение секунды. Если есть даже небольшой электрический потенциал, вы почувствуете это, но доля секунды не представляет угрозы для здоровья человека.

В общем нужно быть осторожным в таких делах. Устройства с металлическим корпусом есть повсюду (например, холодильники, стиральные машины, бойлеры), независимо от года постройки здания в котором мы находимся.

Способы создания заземления

Все электрические компоненты заземлены таким образом, что они физически связаны с землей (почвой). Сразу предупредим, что выводить заземляющий провод из дома и втыкать прямо на землю не является хорошим и эффективным решением. Провод заземления должен быть соединен с чем-то, что будет иметь гораздо большую площадь контакта с землей и устойчиво к изменениям влажности и температуры на протяжении десятилетий. Этот элемент называется электрод заземления.

Поверхность контакта с грунтом важна когда дело доходит до сопротивления заземления. Чем ниже сопротивление — тем лучше (быстрее электрический потенциал при проблемах будет равен нулю).

В настоящее время существует несколько популярных решений для изготовления земляных электродов, упомянем несколько из них:

  • Железный стержень на несколько метровый засунутый в землю, оканчивающийся сверху соединением для подключения заземляющего проводника. Длина стержня зависит от типа почвы. Чем ниже электрическое сопротивление земли, тем короче может быть стержень. Во многих случаях использование такого типа заземляющего электрода может быть недостаточным из-за слишком малой поверхности контакта с землей и, как следствие, высокого электрического сопротивления.
  • Использование ленты из стали. Оберните вокруг дома около 80-100 см под землей. В одном месте она соединяется с основным заземляющим проводником, выведенным из электрической системы с помощью разъема.
  • Подключение заземляющего проводника к стержню, который выходит от железобетонного основания здания. То есть соединение земли с фундаментом, который имеет большую площадь контакта с землей и, кроме того, не требует дополнительных затрат на установку. Просто нужно подумать об этом на стадии постройки дома.

Итоги и пожелания

Конечно на этом тема не исчерпана. Мы не упомянули поперечные сечения защитных проводников, основных стержней заземления, уравнения и формулы… Но для начала этого достаточно и в копилку ваших знаний уже поступило немало полезной информации.

Заземление является необходимой мерой в любом частном доме или квартире. Это гарантирует безопасность использования электрических приборов и защищает от риска коротких замыканий. Если вам необходимо выполнить заземление в частном доме своими руками: 220 В и 380 В — это две сети, для которых вам потребуется выполнить различные действия для заземления. Для первого варианта подходит нормальное обнуление без установки контура, но для второго обязательный контур заземления.

Нужно ли заземление в частном доме

Заземление усиливает уровень безопасности для вашей электроники. Вот как это работает:

  • Электричество проходит путь наименьшего сопротивления. Если прибор, такой как тостер, сломается, электричество может попасть в металлическую оболочку снаружи тостера.
  • Прикосновение к нему может привести к серьезному шоку, травме или даже смерти. Но если электрическая система заземлена и тостер подключен с заземлением, электричество не будет поступать наружу тостера. Оно будет уходить в землю. .
  • Электрическая система может быть заземлена с помощью различных типов устройств. «Заземляющий провод» — это просто провод, подключенный к вашей электрической системе, который надежно вставлен в землю. Металлические трубы (электрики называют их «кабелепроводом»), которые удерживают и защищают электропроводку, также могут выполнять функцию заземления.

Для чего нужно заземление в частном доме?

Заземление защищает не только людей, но и чувствительную электронику.

Без заземления электрические заряды накапливаются в проводке и создают небольшое, но постоянное повреждение чувствительной электроники. Это повреждение может сократить срок службы компьютеров, телефонов, любых электроприборов с «умными» (компьютерными) компонентами и, возможно, холодильником или сушилкой.

Электрический ток представляет собой устойчивый поток электронов. Подобно тому, как вода бежит вниз по склону, электроны движутся к положительному заряду, такому как почва (например, удары молнии) или заземлённый контакт на зарядном устройстве. Металл и вода являются хорошими проводниками электричества, потому что они слабо удерживают электроны и являются относительно плотными, что позволяет электрическому току течь через них.

Для электрического тока необходима цепь из проводящего материала. Правильно построенный электрический забор является потенциальной цепью. Электрический ток передается от источника питания через провода забора. Заземляющие стержни установлены и подключены к источнику питания. Когда живой организм касается контура, цепь замыкается, позволяя электрическому току течь от источника энергии, через провода забора, сквозь тело, во влажную почву, к заземляющим стержням и обратно к клемме заземления на источнике энергии.

Строительство электрического забора означает создание потенциальной цепи: цепи, которая правильно закрывается, когда что-то касается горячей проволоки и почвы одновременно.

Чем заземление отличается от громоотвода

Системы защиты от света — это первоклассная проводящая сеть, спроектированная по образцу клетки Фарадея, которая используется для защиты конструкции от воздействия грозовых разрядов (прямых или косвенных).

Система заземления — это сеть проводников низкого качества, предназначенная для обеспечения возможности передачи электрической энергии (из сети высокого качества) из сети проводников в окружающую естественную почву (землю). Много различных первоклассных проводниковых сетей полагаются на систему заземления для разряда нежелательных электрических энергий. Это включает в себя систему молниезащиты, но также включает в себя основную электрическую сеть заземления, конструкционную сталь здания, системы заземления телефона и интернета, системы заземления компьютерных комнат серверов, системы статического заземления, системы заземления газопроводов, заземление водопроводных труб и многое другое.

Таким образом, упрощенная взаимосвязь между системой молниезащиты (LPS) и системой заземления состоит в том, что LPS улавливает электрическую энергию и направляет ее от конструкции к системе заземления, которая затем рассеивает электрическую энергию в земле.

Устройство заземления в частном доме

Схема заземления в частном доме включает в себя следующие элементы:

  • три вертикальных заземления, которые вбиваются в землю. Они могут быть выполнены в виде угла;
  • три горизонтальные стальные полосы, которые соединяют вертикальное заземление;
  • стальная полоса, которая действует как проводник между контуром заземления и распределительным щитом.

Виды контуров заземления в частном доме

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

Виды заземления в частном доме могут быть смешанные, то есть сочетать в себе разные типы контуров и материалов.

Треугольник

Штыри забивают на глубину 2,5 метра, то расстояние между ними должно быть 2,5-5,0 м. В этом случае при измерении сопротивления контура заземления получаются оптимальные показатели.

Линейный контур заземления

Альтернативный метода, который состоит из цепочки штырьков. Выполняется тогда, когда обычный контур сделать невозможно. Правильное заземление в частном доме начинается именно с обустройства контура.

Элементы контура заземления

Групповой контур — это непреднамеренно индуцированный контур обратной связи, собранный двумя или более цепями, имеющими общее электрическое заземление.

В идеале все заземленные точки электрической системы должны иметь одинаковый потенциал. Однако разные точки одной и той же системы заземления могут иметь разные потенциалы из-за:

  • Вариации в сопротивлении почвы;
  • Расстояние между заземляющими проводниками;
  • Напряжение и ток переходных напряжений от осветительных или тяжелых токовых нагрузок;
  • Объекты или здания с неисправной заземлением.

Контур заземления в основном формируется в установках оборудования, состоящих из нескольких периферийных устройств и устройств, подключенных к разным источникам питания, и использующих линии данных, видео или аудио провода для связи. Если существует разница между различными основанием опорного напряжения, ток будет течь от более высокой точки опорного заземления на более низкий по круговой траектории, которая использует линию передачи данных.

Ток вызывает индуктивные напряжения заземления, что может привести к нестабильному заданию заземления для системы. Они также являются основным источником шума и помех в электронных схемах, таких как видео, звук и компьютерные системы. Нежелательный шум ухудшает сигналы и может привести к потере данных. Кроме того, контур заземления может создать опасность поражения электрическим током, особенно на открытых металлических частях, доступных для пользователя.

wp-caption alignnoneИзмерение сопротивления между нейтралью и защитой проводником в IT-система

Готовые комплекты заземления для частного дома

Заземляющий состав для засыпки:

Это специально разработанный проводящий состав, протестированный CPRI,; который способен впитывать и удерживать влагу в течение длительного времени; это уменьшает удельное сопротивление почвы и помогает быстрее рассеивать ток повреждения. Он поможет самому сделать заземление в частном доме. Колебания.

Особенности:

  • Экономично и полезно использовать технологию заземления для бытовых, промышленных пользователей LT & HT
  • Очень простая установка и простота установки
  • Коррозия, погода, водостойкость, высокая долговечность, экономия средств и экономически эффективное решение на весь срок эксплуатации.
  • Правильное заземление обеспечивает более длительный срок службы всего электрического и электронного оборудования.
  • Колебания значения OHMIC минимальны (в пределах безопасных пределов)

Технические детали:

Спецификация Внешний диаметр 40 мм Внешний диаметр 50 мм Внешний диаметр 80 мм
Код продукта GI 40 E GI 50 E GI 80 E
Длина (мм) 2000 0,22 0,21 0,19
3000 0,16 0,15 0,13
Краткосрочный текущий рейтинг 25 кА 25 кА 35 кА
Коэффициент умножения на удельное сопротивление
Внутренний диаметр Стержень 19 мм или 28 мм Труба 38 мм Труба
Диапазон гальванизации От 80 до 100 микроом
Внутреннее пространство содержит Гетерогенная богатая кристаллическая смесь
Материал Тип GI

Технические параметры:

  • Сопротивление в вертикальном положении: 32,5% удельного сопротивления грунта на месте.
  • Сопротивление в горизонтальной плоскости: 21,05% удельного сопротивления почвы в Месте.
  • Несбалансированная сила тока: 6,28 Ампер
  • Краткосрочный Долг: 596,60 Ампер

Физические данные:

  • Материал корпуса: SS 304L.
  • Центральная проводимость: Spl коррозионная стойкость SS.
  • Размер: длина 65 мм, диаметр 1,2 м.
  • Вес: 3 кг ок.

Заполнение соединения (химическое соединение Terec в гранулированной форме, как показано ниже):

  • Гранулометрия: от 0,85 до 4 мм / серого цвета и без запаха.
  • Объемная масса: 500-650 кг на сперму (в сжатом состоянии) / 450-500 кг (в несжатом состоянии).
  • Растворимость в воде: Частично растворимый 2019 г на литр при 20 ° C.
  • Значение рН: 6,9-7,2.

Процедура установки:

  • Вертикальная установка:
    Просверлите отверстие диаметром 150 мм х 1,5 м в земле и поместите заземление Mobi так, чтобы рукоятка находилась над землей. Заднюю часть заполнить отверстие рыхлым жидким раствором. В зависимости от удельного сопротивления грунта и желаемого сопротивления ям (PR), подключите к другой земле Mobi на расстоянии не менее 1,2 м, если требуется более низкий PR.
  • Горизонтальная установка:
    Сделайте в земле траншею шириной 600 мм x 900 мм глубиной x 2019 мм. Заполните первые 300 мм почвенным раствором. Поместите землю Моби горизонтально в траншее. Засыпать траншею рыхлым грунтовым раствором. В зависимости от удельного сопротивления грунта и желаемого сопротивления ям (PR), соедините с другой землей Mobi параллельно, по крайней мере, на расстоянии 1,2 м, если требуется более низкий PR.
  • Демонтаж:
    После завершения операций и заземления не требуется, вытащите заземление Mobi из земли в случае вертикальной установки и после рытья верхнего слоя земли в случае горизонтальной установки, чтобы вытащить его из траншеи. Очистите мягко и упакуйте для будущего использования.

Как заземлить розетку в частном доме

У старомодных двухконтактных розеток, подключенных к двухпроводным кабелям, нет заземляющих проводов, которые защищают людей и электрические устройства в случае неисправности. Тем не менее, можно установить новую трехконтактную розетку или розетку GFCI в одну и ту же розетку без каких-либо проводов, если сама коробка заземлена.

К счастью, металлические коробки, прикрепленные к бронированному или BX кабелю — тип проводки, обычно встречающийся в старых домах — обычно заземляются; гибкая металлическая оболочка кабеля выполняет те же функции, что и специальный заземляющий провод.

Чтобы заменить двухконтактные розетки, выполните следующие действия.

  1. Проверьте заземление. Вставьте один штырь тестера цепи в горячий разъем розетки (более короткий), а другой прикоснитесь к винту, который крепит крышку. Тестер должен загореться. Если это не так, коробка не заземлена. Вы можете установить GFCI (см. Совет внизу) или вызвать электрика, чтобы починить проводку.
  2. Снимите старую емкость. Отключите питание на панели выключателя или блоке предохранителей. Выкрутите старую розетку из коробки и отсоедините провода.
  3. Подсоедините новую розетку. Подсоедините черный (горячий) провод к латунной клемме, а белый (нейтральный) — к серебру. На GFCI используйте клеммы в соответствии с меткой «line» на задней панели розетки. (Если ваш ящик не заземлен, перейдите к шагу 6.)
  4. Закрутите винт заземления. Этот зеленый винт, продаваемый в хозяйственных магазинах, помещается в резьбовое отверстие в задней части коробки. Прикрепите один конец 8-дюймового зеленого заземляющего провода или косички (также можно приобрести в магазинах бытовой техники) к винту и затяните его.
  5. Заземлите розетку. Закрепите другой конец 8-дюймового заземляющего провода на зеленой клемме заземления на трехконтактном или розетке GFCI. Вставьте новую емкость в коробку.
  6. Включите питание. Используйте тестер цепи, чтобы убедиться, что цепь работает.

Совет: Даже если розетка не заземлена, установка GFCI в ней все равно защитит вас (и ваши инструменты и приборы) от замыканий на землю. Но незаземленный GFCI не может защитить чувствительную электронику, такую как компьютер или телефон, от помех, вызванных паразитными токами.

Заключение

Заземление в частном доме нужно, особенно, если есть много металлических электронных приборов. Подведём итоги статьи:

  • заземление можно сделать своими руками;
  • оно увеличивает уровень безопасности и защищает электросеть от аварии;
  • чтобы точно убедиться в корректности заземления, нужно выполнить тестовый запуск;
  • контур заземления может быть любым, но оптимальный вариант — треугольник.

Если не уверены в своих силах или ранее не имели дел с электроникой — проконсультируйтесь со специалистом и заручитесь их поддержкой.

Электричество в нашем доме облегчает жизнь и делает её более комфортной, но нельзя забывать, что оно же может стать причиной серьёзных электротравм. Один из способов обезопасить себя -это применять защитное заземление. Кроме того, некоторые современные электроприборы, например, микроволновые печи, газовые котлы, системные блоки домашних компьютеров, нуждаются в заземлении для обеспечения их нормальной работы (уменьшение помех, снижение уровня вредного излучения).

Очень редко можно встретить частный дом или дачу, в которых используется заземление. Перед владельцами такого жилья встаёт выбор, нанять рабочих или сделать заземление самостоятельно. Для сети 220 В (380в) решить эту задачу достаточно просто. Поэтому, если у вас есть желание физически поработать, нет необходимости покупать дорогостоящие комплекты готовых заземлителей или нанимать организации для выполнения этих работ.

В процессе изготовления понадобится выполнение небольшого количества сварочных работ, если с этим трудностей не возникает, остаётся приобрести металлоизделия и приниматься за работу.

Защитное заземление

Большинство наших сетей оборудовано глухозаземленной нейтралью, проще говоря, нулевой провод в розетке на электростанции соединён с землёй. Ещё провод заземляется в дополнительных точках, например, на столбах линий электропередач. К сожалению, электросети сильно изношены, и это заземление оставляет желать лучшего.

Теперь представим ситуацию, когда из-за повреждённой изоляции напряжение попало на корпус прибора. Если прикоснуться к прибору, ток начнёт течь через тело человека к земле. Принято считать, что тело человека имеет сопротивление около 1 тыс. Ом, увеличивает эту величину резиновая подошва обуви, сухой коврик на полу и т. д. Чем меньше эта величина, тем сильнее будет ощущаться воздействие тока на организм.

Если присутствует заземление, ток с повреждённого устройства потечёт на землю по нему. Если в этом случае человек касается корпуса прибора, то его тело становится параллельно подключённым к заземляющему проводнику. Сопротивление последнего намного меньше сопротивления тела, поэтому большая часть тока будет течь по пути наименьшего сопротивления, а человек максимум ощутит лёгкое пощипывание и избежит получения тяжёлых электротравм.

Для того чтобы схема работала так, как описано выше, система заземления должна иметь определённое сопротивление:

  • для сети напряжением 380В — не более 2 Ом;
  • для сети напряжением 220В — не более 4 Ом.

Требования к конструкции устройства заземления частного дома с сетью 380 В более высокие, поэтому такой контур можно использовать и для сети 220 В. При построении отличаются они только тем, что для 380 В применяются заземляющие проводники большего сечения, а элементы конструкции выполнены из более толстого металла. Поэтому нет необходимости отдельно рассматривать, как сделать контур заземления 380 В и 220 В. Рассмотрим изготовление заземления для 380 В.

Элементы и материалы

Устройство заземления состоит из трёх элементов.

  1. Вертикальные заземлители — металлические элементы, которые забиваются вглубь грунта, Предпочтительно их изготавливать из толстостенной трубы диаметром не менее 32 мм или из уголка шириной от 40 мм.
  2. Горизонтальные элементы, которые соединяют все вертикальные элементы в одну цепь. Лучше всего для этих целей подойдёт металлическая полоса 40×4 мм, но можно использовать уголок или прут диаметром от 16 мм.
  3. Шина заземления — металлический проводник, идущий от заземлителей к распределительному щиту или к защищаемому оборудованию. Для этих целей можно применять полосу 40×4 мм. В целях экономии и для удобства выполнения изгибов и поворотов допустимо применение прута диаметром 10 мм. Заводить в дом или в распределительный щит металлическую полосу достаточно трудно. Для облегчения этой процедуры поступают так. Доводят шину заземления до наружной стены дома. На конце приваривают болт с резьбой м10 или м12, с помощью которого присоединяют медный провод сечением не менее 6 мм2. Дальше этот проводник заводят в щит.

Чем больше сечение применяемых металлических элементов, тем лучше токи растекаются на землю, а следовательно, лучше работает весь контур заземления. Кроме того, толстый метал будет дольше разрушаться коррозией, поэтому при прочих равных условиях следует выбирать металл потолще.

Электропроводность у калёного металлопроката ниже, чем у обычной стали, по этой причине не следует применять арматуру, швеллер и подобные им элементы металлоконструкций.

Схемы и размеры

Схема контура заземления частного дома — это способ расположения и соединения вертикальных заземлителей. Если вы делаете заземление 380 вольт на дом, схема выполнения может быть разной, но основных две.

  1. Замкнутая — контур выполняется в виде геометрической фигуры. В углы забивают вертикальные штыри, которые соединяют горизонтальными элементами, образуя стороны выбранной фигуры. Чаще всего контур изготавливают в виде равностороннего треугольника. Длина стороны 2.5−3 метра. Глубина погружения вертикальных стержней около трёх метров. В случае необходимости размер стороны треугольника можно уменьшить до 1.2 метра.
  2. Линейная — контур имеет вид прямой или изогнутой линии. Вертикальные штыри забивают на расстоянии 2.5−3 метра друг от друга и соединяют их последовательно горизонтальными элементами.

Размеры контура заземления для частного дома, приведённые выше, подходят для большинства случаев, но их можно изменять в зависимости от конкретных условий. Например, если на вашем участке грунтовые воды расположены близко, то длина вертикальных заземлителей может быть уменьшена до метра.

Если невозможно углубить заземлители до необходимого уровня, или на участке сухая песчаная почва, может возникнуть ситуация, когда готовое заземление обладает большим сопротивлением и не выполняет свои функции. В этом случае необходимо увеличивать число вертикальных штырей. Например, если уже есть треугольный контур, нужно отступить от него три метра и вбить стержень, который соединяется с треугольником металлической полосой. Получается совмещение замкнутой и линейной схем построения. Можно сделать два треугольника и соединить их между собой. Так поступать до тех пор, пока сопротивление контура не опустится до необходимой величины.

Выбор места

Заземляющее устройство располагается не ближе одного метра от дома.

Хорошо, если в выбранном месте земля никогда не пересыхает, например, участок земли с северной стороны дома, низина и так далее.

Не следует забывать и о мерах предосторожности, нужно ограничить посещение места с контуром заземления животными и людьми. Для этого заземление нужно расположить там, где исключено нахождение людей, или огородить его.

Перед началом земляных работ убедитесь, что под землёй не проложены трубопроводы и кабели.

Проверка заземления

Методика измерения сопротивления заземления отличается от измерения обычного сопротивления, поэтому для таких целей используют специальные приборы. Если у вас такого прибора нет, вы можете проверить свой контур практическим методом.

Понадобится патрон с лампой накаливания мощностью не менее 100 Вт. Один провод от патрона лампы подключают к фазному контакту розетки, а второй — к шине заземления. Если лампа светит так же, как и при обычном подключении к сети, контур работает правильно. В идеале напряжение на лампе в обоих случаях должно быть одинаковым.

В случае когда лампа светит тускло или не горит вовсе, необходимо проверить места сварки металла и соединения проводов. Если соединения в норме, необходимо увеличивать контур заземления.

Последовательность выполнения работ

  1. Делаем разметку. Отмечаем места расположения вертикальных заземлителей, расположение горизонтальных перемычек и путь, по которому к дому будет проходить заземляющая шина.
  2. Можно приступать к земляным работам. Все элементы контура должны располагаться под поверхностью грунта, желательно ниже уровня промерзания, поэтому глубина должна быть не менее пятидесяти сантиметров. Ширину траншеи нужно выбрать такой, чтобы обеспечить удобство выполнения сварочных работ и процедуры заглубления заземлителей.
  3. Подготавливаем метал. Нарезаем заготовки для вертикальных заземлителей и заостряем один из концов. На другом конце желательно приварить площадку — это уменьшит расклепывание металла и облегчит работу. Нарезать сразу и горизонтальные перемычки не следует, так как при забивании штыри могут уйти в стороны, и практические длины перемычек могут отличаться от расчётных. Для защиты металла от коррозии можно покрыть его специальными составами, которые сохраняют электропроводность стали. Применять обычные лакокрасочные материалы нельзя.
  4. Забиваем штыри. Длина штырей около трёх метров, поэтому в начале этой процедуры может понадобиться стремянка. Забивать можно обычной кувалдой или использовать мощный отбойный молоток. После заглубления верхний край штырей будет деформирован, и его лучше подрезать до ровной части — это облегчит сварочные работы. Заглублять штыри нужно настолько, чтобы после подрезки они были выше дна траншеи примерно на 10 см.
  5. Нарезаем метал для горизонтальных элементов контура и приступаем к сварочным работам. Обваривать следует сплошным швом высокого качества. Если вы не можете этого сделать, пригласите специалиста, так как очень важно обеспечить качественный и надёжный контакт между всеми элементами контура.
  6. Если шина заземления ведётся только к дому, то её следует довести до стены и поднять. Этот конец должен выступать над поверхностью земли сантиметров на двадцать. На конце привариваем болт для подключения заземляющего провода.
  7. Делаем проверку работоспособности контура заземления.
  8. Если контур прошёл проверку, траншею можно закапывать.

Защитное зануление

Некоторые люди для экономии или по незнанию вместо защитного заземления используют в частном доме зануление. Схема последнего применяется на предприятиях при использовании промышленного оборудования. Основное назначение зануления — это защита оборудования от короткого замыкания. Поэтому применение его в частном доме нецелесообразно, и оно никак не может заменить защитное заземление.

Не стоит экономить на своей безопасности. Сделать заземление для 220 В в частном доме своими руками несложно. Все необходимые инструменты есть в наличии у каждого хозяина.

Если проводка в вашем доме выполнена двухжильными проводами, то провода для подключения заземляющего проводника нет. Решить эту проблему можно без замены проводки следующим способом. Розетки в доме заменяются с обычных на розетки с заземлением, а заземляющий провод ведут по наружной поверхности стены, можно его спрятать под плинтусом или в декоративный пластмассовый короб.

Для безопасной эксплуатации мощных электроприборов, особенно расположенных во влажных помещениях (бойлер, стиральная машина), применения заземляющего контакта в розетке недостаточно. Корпусы таких приборов нужно соединить медными жилами напрямую с заземляющей шиной. Для этого на корпусе есть специальный болт, помеченный значком заземления.

Элементы заземлителя выполнены из чёрного металла, который под действием коррозии будет постепенно разрушаться, и в какой-то момент заземление перестанет выполнять свои функции. Чтобы не пропустить этот момент, необходимо периодически проверять работоспособность контура и при необходимости восстанавливать его. Поэтому нелишним будет зарисовать план расположения всех элементов.