Правильное заземление для частного дома и дачи

Для более безопасной эксплуатации компьютерной и бытовой техники как в доме, так и в квартире нужно заземление. На территории РФ ещё можно встретить много систем старого образца, особенно это актуально для сельской местности. Это значит, что изначально защитного заземления нет, либо оно находится в таком состоянии, что давно не соответствует современным требованиям. Поэтому и приходится озаботиться вопросом создания заземляющего контура.

Заземление в частном доме или даче

Если в доме нет заземления, появляются дополнительные риски поражения электрическим током при эксплуатации различных приборов. Например, при замыкании на корпус при повреждении изоляции или выгорании радиоэлементов на плате устройства. При таких условиях человеку достаточно коснуться любой опасной зоны, чтобы его поразило током. Всё это часто заканчивается трагически. Отсутствие заземляемой основы приводит к тому, что функцию проводника перенимает тело человека.

При наличии заземления, практический весь объём тока уходит в землю благодаря контуру с соответствующими свойствами. Человеческое тело принимает часть энергии, но её так мало, что вред почти отсутствует.

При токе напряжением от 40 В заземление необходимо организовывать в любых помещениях жилого назначения, об этом говорят действующие нормативы.

Заземления делает ещё и так, что сама техника становится не только безопаснее, но и надёжнее. Благодаря ему будут стабильно работать все установки, так как будут уходить паразитные токи, вызываемые электромагнитными помехами. Так же будет отсутствовать разность потенциалов между различными приборами, обеспечивая их безопасное сопряжение.

Не стоит путать внешнее заземление здания и молниеотвод! Последний предназначен для отвода разряда большой мощности и исключения попадания помех высокого напряжения во внутренний контур здания. Хоть у них и может быть общая подземная часть.

Любые виды заземления работают по простому принципу, который можно описать следующим образом:

1. Электрическая энергия проходит по проводам, сопротивление которых небольшое.
2. Далее энергия переходит во внешнюю подсистему.
3. По электродам, закопанным в грунт, ток словно «перетекает» в землю.

Земля отличается большой ёмкостью, поэтому она отлично справляется с любыми утечками электричества.

В чём разница между заземлением и занулением

Часто вместо заземления используют защитное зануление. Разница между ними показана на рисунке:

При занулении в качестве заземления используется нулевой провод (N), который так же связан с землёй через общую шину здания. Недостатком данного метода является то, что при отгорании нуля, все электроприборы оказываются под напряжением.

Чтобы зануление действительно защитило человека от удара током, должен обязательно сработать автомат-предохранитель или устройство защитного отключения (УЗО).

Нормы заземления

Сопротивление заземляющего устройства — главный фактор, который требуется учитывать. Например, сопротивление для частного дома должно находиться на уровне максимум 30 Ом, если речь идёт о системе на 380/220 В.

Более жёсткие нормативы действуют для тех, кто подключает газовые котлы. Здесь нужно 10 Ом, не более.

Чем меньше сопротивление заземляющего устройства — тем больше надёжность и его защищающие свойства.

Что такое контур заземления определение и устройство

Контур заземления — металлическая конструкция, состоящая из стержней, соединенных между собой, и обеспечивающая непосредственный контакт заземляющего проводника с землёй. В её основе — материалы, которые проводят ток, и обладают небольшими показателями по сопротивлению.

Заземление состоит из двух систем — внутренней и внешней. Во входном электрощите обеспечивается надёжное соединение этих составляющих после того, как выполнен монтаж заземления.

Системы снаружи делают так, что энергия не только переходит к земле, но и распределяется по площади. В основе этой конструкции — несколько электродов. Сначала идёт их погружение в грунт, а потом присоединение друг к другу, с помощью специальных пластин металлосвязи.

Схемы заземления — какую лучше сделать?

Принимаемые решения в том или ином случае определяются тем, какая подводка сетей к дому имеется. Самый распространённый тип — TN-C. Предполагается наличие двухжильных кабелей, либо воздушных линий с двумя проводами для однофазного напряжения 220В. И четырёхжильный кабель или четырёхпроводная линия для трёхфазного 380В. При этом идёт совмещение нулевого провода (N) и защитной земли (PE).

Буквы L применяют для обозначения фаз (L1-L3) подводящихся к дому. Сюда же идёт совмещённый защитно-нулевой провод (PEN).

Современные сети чаще отличаются разделением по нескольким отдельным проводам (TN-S). Это разные рабочие или нулевые компоненты (N) и защитные (PE). Пяти проводная (для трёх фаз) или трёхпроводная (для одной фазы) линия используются для осуществления подвода.

Система TN-C-S

PEN-ввод делится на параллельные проводники, когда организуется система TN-C-S. Во вводном щитке для этого ставится шина-расщепитель.

Во внутренней подсистеме шкафы имеют три основные шины, на которые делятся проводники:

1. фаза;
2. нейтраль;
3. земля.

N и PE-проводники не предполагают контактов друг с другом. Корпусы шкафов соединяются с шиной PE. N-проводник дополнительно монтируют на основе с изоляторами. Разводка потом должна быть построена так, чтобы между «землёй» и «нейтралью» не было никаких пересечений вообще.

Но системы заземления такого типа будут работать эффективно только в том случае, если дополнительно поставят УЗО вместе с дифференциальным автоматом.

Система TT

Данная система подразумевает «глухое» заземления нейтрали линии питания. Между N-проводником и заземлителем на главной заземляющей шине здания устанавливается перемычка сечением не менее 10 мм² (медь). Схема не требует расщеплять проводники.

Нет однозначного ответа на вопрос о том, какая из представленных систем станет оптимальным выбором. ТТ отличается простотой монтажа, отсутствием требований по дополнительным защитным устройствам.

Но в большинстве случаев подводящая линия основана на схеме TN-C, что требует реализации TN-C-S в здании. А так же распространено применение электрических установок с двухпроводным питанием.

Виды контуров

Есть два основных вида внешних контуров, применяемых для построения стабильной системы заземления.

Треугольный замкнутый контур

Здесь предусматривается применение 3 штырей — электродов. Их соединяют в форме равнобедренного треугольника с помощью специальных полос. От полос отходит шина достаточного сечения, которая вводится в электрощит, где соединяется с внутренней подсистемой. Электроды закапываются (вбиваются) на определенную глубину.
Главное — правильно выбрать расстояние между электродами и глубину заземления.

Минимальная сторона треугольника обычно совпадает с длиной подземной части электрода. Максимум — это две глубины. Например, при стандартном заглублении на 2,5 метра сторона треугольника может находиться в пределах от 2 до 5 метров.

Линейный

В этом случае есть несколько электродов, которые располагаются в линию, либо полукругом.

Использование разомкнутых контуров предполагается там, где площадь строений просто не позволяет отдать предпочтение стандартным геометрическим фигурам. 1-1,5 глубины — допустимое расстояние между штырями. Метод имеет недостаток — необходимость использовать большее количество электродов.

Замкнутые контуры могут быть не только прямоугольными, но и многоугольными, либо круглыми. Но в этом случае штырей нужно будет больше. При разрыве связей между составными компонентами заземление продолжает функционировать в полном объёме, это главное преимущество.

Правила и требования к контуру

Заземление в любом случае должно соответствовать целому набору правил.

1. Минимум 1 метр и максимум 10 метров от дома — оптимальное расстояние для внешнего контура. Лучше, когда его обустраивают в пределах 2-4 метров от фундамента.
2. 2-3 метра — подходящий параметр в случае с заглублением электродов. До 0,5 метров в грунт углубляют соединительную полосу.
3. Шина сечением не меньше 16 мм² прокладывается между вводным щитом и контуром.
4. Только современный и надёжный метод сварки обеспечивает надёжную увязку электродов друг с другом. Соединение внутри щита предполагает применение болтов.
5. В результате должна появиться система, сопротивление которой не превышает 4 Ом или 8 Ом, соответственно, для 380 или 220 В.

Требования ужесточаются для внешнего контура из-за того, что он располагается в земле. Главное — чтобы основные компоненты находились ниже уровня промерзания грунта. Процесс требует чёткого контроля, ведь даже небольшое воздействие коррозии приводит к разрушению металла, в результате чего увеличивается электрическое сопротивление. Стержни должны быть достаточно прочными, чтобы без проблем вбивать их в грунт.

Расчёт заземления для частного дома

Для общего результата важно учитывать сопротивление, характерное для грунта, в котором ставят заземляющий контур. Эти сведения легко посчитать, изучив тематические таблицы.

Общая формула для подсчёта Ro (сопротивления стержня) выглядит следующим образом, в том числе когда строится система заземления TN:

, где:

Но эта формула считается достаточно сложной для постоянного применения на практике. Рекомендуется выбирать специальные калькуляторы. В них нужно только заполнить несколько полей, а затем нажать на кнопку. Это уменьшает количество ошибок в вычислениях, когда создаётся собственная схема заземления частного дома.

У количества штырей тоже есть своя формула:

, где:

Размеры и расстояния для заземляющих элементов

Надо учитывать не только реальные условия, но и ориентироваться на следующие рекомендации при выборе электродов и их размеров:

1. Не менее 10 миллиметров ширины и 3 миллиметров толщины нужно для полосы, которая помогает увязывать электроды в конструкции.
2. Уголки нужны со стенками толщиной от 4 миллиметров, с самым распространённым размером 50 х 50 миллиметров. Размер зависит от наличия материала и индивидуальных условий. Для упрощения забивания нижние части заостряют.
3. Минимальный диаметр для стальных прутков начинается от 14 миллиметров. Не стоит использовать арматуру. Её удельное сопротивление может увеличиться из-за каления. Сечение стержней используется нерационально из-за рифления на поверхности.
4. Трубы — с минимальной толщиной стенок от 3 миллиметров. Диаметр выбирают в зависимости от того, какой именно материал используется, от 50 миллиметров. Отличный вариант для регионов, где часто бывают засухи. Или для работы на твёрдых грунтах. В трубу можно залить солёную воду, если почва пересохла. Результат — повышение рассеивающей способности у грунта.

Глубину заземления выбирают так, чтобы она была хотя бы на 15-20 сантиметров ниже по сравнению с текущим уровнем промерзания. Полутора — двум метрам равна оптимальная длина штырей. Одна — две длины электрода — показатель для шага установки штырей. 2 метра — минимальное расстояние между этими частями конструкции.

Разрабатываем схему

Разработка общей схемы с заземляющим контуром — именно это действие становится первым этапом в работах по обустройству заземления. Для внешней подсистемы популярность завоевали замкнутые разновидности, образующие многоугольники из электродов. Электроды можно ставить в другие линии, если нет возможности применять данный конкретный вариант. Но треугольники считаются одними из самых эффективных.

Материалы для контура заземления

Есть несколько условий, соблюдение которых обязательно:

1. высокая надёжность соединений;
2. электрическое сопротивление небольшого уровня;
3. прочность с механической точки зрения.

Внимание обращают и на то, сколько стоят материалы.

В большинстве случаев предпочтение отдают стальным профилям. Их можно просто вбивать в поверхность, чтобы получить необходимый результат. При достаточном поперечном сечении сопротивление точно будет соответствовать нормам и требованиям.

Из чего делать металлосвязь?

Металлосвязь — это способ соединения для электродов, которые забиты в землю. В производстве отдают предпочтение таким материалам:

1. Стальные полосы с сечением от 48 квадратных миллиметров.
2. Полосы или провода из алюминия на 16 мм².
3. Медные шины или провода с сечением от 10 мм².

Стальные полосы размером (25-30) x 5 мм считаются оптимальным решением для любых обстоятельств. Прежде всего, детали обеспечивают надёжность сварки элементов друг с другом. К штырям можно приварить дополнительные болты для соединения, если проводник из цветных металлов.

Как сделать монтаж контура заземления самостоятельно?

Собственными силами с этой работой вполне можно справиться. Достаточно изучить советы и рекомендации.

Выбираем место

Оптимальный вариант — уголок во дворе дома или на даче, куда не заходят люди и животные. При этом от фундамента самой постройки должно быть расстояние в 1 метр или больше. Хорошо, если есть возможность использовать невысокую изгородь для ограждения. Заранее надо разметить каждую точку, где находятся электроды. Равнобедренные правильные треугольники строятся чаще всего. Это оптимальный вариант, чтобы делать заземление.

Земляные работы

Траншею глубиной 0,5-0,6 метров обустраивают по всей разметке. Такую же траншею надо вырыть по ходу укладки шины, которая соединяет главную шину заземления в вводном электрошкафу и контур друг с другом.

Собираем конструкцию

Опираясь на разработанную заранее схему, вбивают на нужную глубину штыри. Обычно выбирают показатель в 2-2,5 метра. Вершины стержней соединяют металлосвязью. К крайнему электроду приваривают одну из полос, которую укладывают в траншею, идущую к дому.

Ввод в дом

Шина от контура должна идти ко входному электрощиту. На концах устройств сверлят отверстия, чтобы поместить там соединения болтовой группы. Соответствующую жилу от кабеля заводят туда же. Иногда нужно соединение с расщепителем, если те или иные типы систем заземления этого требуют.

Проверка и контроль

Контроль осуществляют, измеряя сопротивление, характерное для всего контура в целом. Главное — чтобы не превышались нормируемые показатели.

Можно выбрать самый простой способ для проверки.

1. Берут два конца лампы накаливания мощностью 100-150 Вт. Один конец идёт к фазе, второй к заземлению.
2. Сохранение чёткого сияния — явный знак качественно выполненного монтажа.
3. Тусклое горение означает, что необходимо проверить стыки по всему периметру.
4. Отсутствие горения у ламп говорит о наличии серьёзных ошибок.

Готовые комплекты заземления для частного дома

При самостоятельном монтаже затраты на решение вопросов гораздо ниже. А при помощи готовых комплектов можно значительно сэкономить иногда не только время. Это дополнительно повышает надёжность контура и качества результата.

Нужно ли УЗО при наличии заземления?

Устройство защитного отключения имеет основную функцию — отключение электропитания при появлении утечки тока. То есть оно предназначено для того, чтобы исключить поражения человека. Заземление устанавливается с той же целью, только работает оно по-другому. Когда напряжение появляется на корпусе устройства, то за счет заземления создается короткое замыкание, которое приводит к срабатыванию автомата и обесточиванию оборудования.

Оба способа защиты могут применяться отдельно, а при необходимости, и совместно, дополняя друг друга. В старых домах до сих пор используются двухпроводные сети, без проводника заземления с общим PEN. В таких случаях, защитные устройства особенно необходимы.

Разница между использованием УЗО и применением заземления, только во времени срабатывания. При использовании заземления, КЗ практически мгновенно «вырубает» автомат. УЗО без заземления срабатывает только в момент касания корпуса прибора, находящегося под напряжением. Поэтому степень защиты получается немного ниже, но, тем не менее, УЗО предотвращает прохождение электрического тока через тело человека.

Устройство защитного отключения ставят на вход. Поэтому оно связано со всей проводкой в квартире или доме. После этого уже стоят автоматы на отдельные линии.

Такая схема не лишена некоторых преимуществ:

1. небольшое количество задействованных приборов;
2. компактность;
3. небольшая стоимость.

Есть варианты, когда устанавливают несколько устройств, как на входе, так и на каждой отдельной линии. Например, первый прибор монтируется так же, как описано выше. Остальные приспособления идут после автоматов, защищающих отдельные ветки. От мощности бытовых приборов и их общего количества зависит, сколько самих УЗО будет на объекте.

Отдельно стараются подключать крупное оборудование.

1. электрические плиты;
2. стиральные машины;
3. посудомойки;
4. водонагреватели.

Но такие системы отличаются большими размерами и высокой стоимостью, тем более если учесть все элементы. Зато решение очень удобно. Если сработает одно устройство, все остальные с большой вероятностью продолжат работать.

Распространённые ошибки при выполнении монтажных работ

Чаще всего при самостоятельном монтаже на практике сталкиваются со следующими разновидностями проблем:

1. Контакт между медными и алюминиевыми проводниками. Из-за него соединение ухудшается, ведь появляется контактная коррозия.
2. Для электродов берут слишком тонкие профили. По этой причине сопротивление металлов может резко увеличиваться спустя некоторое время.
3. Слишком большое расстояние между контуром и домом. Из-за этого система показывает большее сопротивление.
4. Металлосвязь из стали соединяется обычными болтами с другими элементами. Тут тоже увеличивается вероятность коррозии, разрушающей конструкцию.
5. Покраска электродов из-за желания защитить их. В этом случае переток в землю будет остановлен. Такое решение недопустимо.

Почему нельзя делать отдельные заземления

Определённые розетки можно заземлять отдельно, но это неэффективный подход. Вместо одного, придётся делать несколько внешних контуров заземления. При этом они будут иметь разные сопротивления, которые определяется состоянием почвы в каждом конкретном месте. Иногда между ними появляется слишком большая разница между потенциалами, что и приводит к поломкам, появлению других дефектов, особенно на связанных между собой устройствах.

Использование различных устройств для обеспечения безопасности в современной жизни обязательно! Заземление для частного дома или на даче не только защищает жизнь и здоровье хозяев, но и спасает от пожара!

Видео