admin / 25.11.2019

Заземление в доме

При строительстве или покупке частного дома, к нему будет подведена система электроснабжения, и поэтому понадобятся заземляющие мероприятия. Предлагаем рассмотреть, как делать отдельный внешний и внутренний контур заземления, стоимость его установки и нормы ПУЭ, а также цену и где купить материалы.

Что это такое – заземляющий контур

Устройство заземления – это соединенные группой горизонтальные проводники – электроды, их монтаж производится в непосредственной близости с объектом на определенном расстоянии друг относительно друг друга.

Для чего нужен контур:

  • защита электрических приборов от перепадов напряжения в помещениях;
  • защита жителей дома от удара тока;
  • сопротивление «растеканию» энергии;
  • для молниезащиты коттеджа, дома или квартиры.

Технология внутреннего контура

Для построения такой группы принято использовать стальные уголки или арматурные металлические трубы, опоры, длиной до 3 метров. Они забиваются в землю при помощи кувалды, и при необходимости закрепляются фундаментом, но желательно не заливать их, иначе если понадобится ремонт его будет невозможно осуществить.

Объединить их между собой нужно, используя тонкую ленту из стали с толщиной от 4 миллиметров, которую перед началом работы укладывают в траншею глубиной до метра. Между собой все крепим при помощи сварки.

Чтобы сэкономить место на участке, эти группы размещаются по периметру здания, или общей территории. Контур – именно такая геометрическая фигура образовывается при оценке работы сверху. К этому заземлителю выводятся абсолютно все электрические приборы дома, в особенности те, что потребляют нагрузку выше средней: от 380 В.

От чего зависит контур

Перед началом работы обязательно проводятся замеры и измерение сопротивления контура заземления. Этот показатель зависит от нескольких факторов, в частности:

  1. Состояние земельного настила;
  2. Глубина установки заземления;
  3. Качество грунта и его тип (глина, чернозем, песок и т.д.);
  4. Количества заземляющих групп и электродов в каждой группе;
  5. Материала электродов и его характеристик.

В идеале нужно расположить заземлительный контур в черноземе, глинистых грунтах и суглинках. Категорически запрещено монтировать электрическое сопротивление в каменных покровах или скалах, они также проводят ток, и сопротивление у данных материалов очень низкое.

Грунты для заземления

Инструкция по устройству контура

  1. Устройство АС контура заземления нужно устанавливать на расстоянии около 50 метров от места ввода электрических сетей в дом. Это расстояние является оптимальным для установления как вертикальных, так и горизонтальных электродов, но желательно их поверхность не должна быть окрашена;
  2. Профиль сечения заземлителей подбирается согласно материалу, мы подготовили специальную таблицу, по которой подбираются размеры электродов; Таблица по которой подбираются размеры электродов
  3. Контур защитного заземления составляем из стального уголка и стальной ленты, их соединения проводится дуговой сваркой, после окончания работ обязательно испытание на прочность соединений;

Монтаж замкнутого контура производится следующим образом: выкапывается траншея выбранной глубины, оптимальное значение 70 сантиметров, но если у Вас наполнена квартира различного рода силовыми установками, то можно создать ров и до метра вниз. Форма траншеи представляет собой равнобедренный треугольник с максимальной шириной метр и глубиной о07-1 м, предварительно обязательно его нужно замерить.

Контур треугольник

К вершинам треугольника забивается кувалдой уголок, который будет отвечать за первоначальное сопротивление контура заземления частного дома. Оптимальная длина трубы для обычного здания – 2-3 метра. Если арматура плохо входит в землю – воспользуйтесь специальным буром, а не молотом. После этого по траншее начинаем устанавливать наши заземлители.

Советы от электрика:

  1. Перед тем, как сделать защитный контур заземления своими руками, нужно заострить концы труб, так они будут легче устанавливаться и не понадобится повторного силового воздействия;
  2. Уголки нужно забивать не полностью, а оставлять около 30 сантиметров над поверхностью земли. Это поможет соединять их. Схема забивания уголков
  3. После свариваем части системы в одно целое, и соединяем с вводом напряжения дом или электрощитовой;
  4. Места сварки и сгибов обязательно обрабатываются обезжиривателями и специальными растворами против коррозии.
  5. Есть еще один способ соединения ленты и электродов – вывести из земли дополнительный замкнутый провод, к которому при помощи болтов среднего размера подключить проводники, по которым и будем прокладывать шины. Сечение медного кабеля для этого способа должно быть не меньше 10 мм, алюминиевого – 16 мм, стального 75 мм.

После того, как все электроды замкнуты, нужно проложить стальную полосу до 4 мм толщиной, начинаем от подстанции и движемся по периметру.

Понадобится чертеж-схема участка, т.к. монтаж контура заземления частного дома или здания запрещен СНИП над газовыми или водопроводными трубами. Её можно составить схематически либо использовать ПО (к примеру, программа АвтоКад), этот документ понадобится, когда будет составляться протокол проверки согласно ГОСТ. Кроме того, нужно учитывать еще и разрешение от энергоснабжающей компании.

Видео: как сделать контур заземления в доме

Контуры заземления, могут сооружаться, только если есть акт на скрытые работы.

Проверка и оценка

После обязательно должно произвестись подключение и испытание контура заземления на сопротивляемость. Для этого подсоединяем к нему мультиметр в режиме оммерта, после чего подключаем все приборы в помещении к заземлению, и замеряем периодичность импульсов. Оптимальный показатель 60 импульсов в минуту.

Какие требования контуру заземления:

  1. Провода допускается выбирать больше, чем указано в нашей сравнительной таблице, но не меньше;
  2. Полоса, соединяющая электроды, должна быть изготовлена из легированной стали, устойчивой к коррозии;
  3. Обязательно производится окраска соединений (цвет подбирается согласно ГОСТ);

Смета составляется не только на сами материалы, расценки на типовой контур заземления учитывают и производящуюся работу, потому что в любом случае придется приглашать сотрудника электроснабжающей компании для оценки работы, он заполнит паспорт и выдаст протокол.

  • Арматура – 1500 рублей;
  • Стальная лента и её установка – 3000 рублей;
  • Окраска соединений – 300 рублей;
  • Первичная документация – 200 рублей;
  • Сварочные работы при подключении к котельной – 200 кВт (100 рублей);
  • Провода, которыми осуществляется прокладка заземления к проводке дома – 500 рублей;

Сроки, по которым создается контур типа КТП или ТП заземления – 3-5 дней. К монтажу нужно подходить очень ответственно, наденьте защитный костюм и диэлектрические перчатки, ри работе со сваркой используйте маску.

Модульное заземление

Модульное заземление ZANDZ (пр. Россия) предназначено для монтажа заземляющих устройств (заземлителей) на жилых объектах (дом, дача), на телекоммуникационных и энергетических объектах операторов мобильной и стационарной связи, на промышленных предприятиях.

Такой заземлитель представляет собой сборную конструкцию, состоящую из соединенных вместе стальных штырей длиной 1,5 метра, покрытых слоем меди.

Достоинства модульного заземления

Преимущество модульно-штыревой конструкции:

  • легкость монтажа электрода на глубину до 30 метров, без применения специализированной техники и инструментов. Все операции осуществляет 1 человек. Большая глубина позволяет получать очень эффективное заземление.

  • минимальная площадь, занимаемая заземлителем позволяет монтировать такое заземление в подвалах зданий, либо в близости от стен дома в виде всего одной точки. Компактность сводит к минимуму необходимые земляные работы.

  • все детали сопрягаются без сварки *

Превосходство промышленного изготовления элементов это:

  • великолепная стойкость всех деталей к коррозии, что выражается в сроке службы заземлителя до 100 лет.

  • полная устойчивость медного покрытия штырей к механическим повреждениям (например, изгибу и отслоению) при монтаже, что позволяет вести монтаж в грунтах с присутствием гравия или мелкого строительного мусора
    (за счет использования технологии электролитического осаждения меди на сталь).

* Соединение элементов заземляющих устройств НЕ из черных металлов разрешено техциркуляром 11/2006 ассоциации «РосЭлектроМонтаж» ()

Комплекты заземления

Для строительства заземляющих устройств с необходимыми характеристиками (например, для достижения необходимого сопротивления заземления) применяются различные готовые комплекты модульного заземления ZANDZ (пр. Россия), которые содержат всё, необходимое для монтажа заземляющего электрода.

Все компоненты легко сопрягаем друг с другом.

Выпускается пять разновидностей готовых комплектов, отличающихся общей длиной штырей, основным предназначением и комплектацией:

универсальный заземлитель для монтажа в виде сборного электрода: одного глубиной 15 м или трех глубиной по 5 м
(4,5 + 4,5 + 6 м).

Используется в качестве заземлителя с низким сопротивлением растеканию и заземлителя для молниезащиты объекта.

универсальный заземлитель для монтажа в виде сборного электрода: одного глубиной 30 м или трех глубиной по 10 м
(10,5 + 10,5 + 9 м).

Используется в качестве заземлителя с очень низким сопротивлением растеканию и заземлителя для молниезащиты объекта.

многоэлектродный заземлитель в виде 15 сборных электродов глубиной по 3 м.

Используется в качестве распределенного заземлителя с низким напряжением прикосновения.

заземлитель для монтажа на контейнерных объектах связи или энергообеспечения
(4 сборных электрода по 6 м).

заземлитель для монтажа на контейнерных объектах связи или энергообеспечения
(6 сборных электрода по 6 м).

Глубинный заземлитель
(ZZ-000-015 и ZZ-000-030)

Малое количество вертикальных электродов, установленных на большую глубину

Традиционный заземлитель
(комплект ZZ-000-045)

Большое количество вертикальных электродов, установленных на небольшую глубину

Специальный заземлитель
(ZZ-000-424 и ZZ-000-636)

Монтаж заземления для контейнерных объектов

Комплектация

Готовые комплекты модульного заземления ZANDZ — это универсальное решение для типовых случаев. При необходимости в состав комплекта можно включить любое требуемое количество комплектующих (индивидуальные комплекты поставляются под заказ).

ZZ-000-015 ZZ-000-030
Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м), шт 10 20
Муфта соединительная резьбовая, шт 10 20
Наконечник стартовый, шт 3 3
Головка направляющая для насадки на отбойный молоток, шт 2 3
Зажим для подключения проводника, шт 3 3
Смазка токопроводящая, шт 1 1
Лента гидроизоляционная, шт 1 1
Насадка на отбойный молоток (SDS max), шт 1 1
ZZ-000-045 ZZ-000-424 ZZ-000-636
Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м), шт 30 16 24
Муфта соединительная резьбовая, шт 16 16 24
Наконечник стартовый, шт 15 4 6
Головка направляющая для насадки на отбойный молоток, шт 5 3 3
Зажим для подключения проводника, шт 15 4 6
Смазка токопроводящая, шт 1 1 1
Лента гидроизоляционная, шт 5 2 2
Насадка на отбойный молоток (SDS max), шт 1 1 1

Комплектующие

Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м)

Это стальной тянутый стержень диаметром 14 мм и длиной 1,5 метра, покрытый методом электролитического осаждения медью чистотой 99.9%, образующей покрытие с молекулярной и неразрывной связью со сталью.

Высококачественная сталь в таком заземлителе выполняет кроме электропроводящей еще и необходимую для зарывания электрода в почву — механическую роль. Штыри обладают высоким пределом прочности на разрыв 600 Н/мм² и могут быть погружены в грунт при помощи отбойного молотка на большую глубину (до 40 метров).

Толщина медного покрытия составляет не менее 0.250 мм по всей длине стержня (включая резьбу). Это гарантирует его (покрытия) устойчивость к изгибу, отслоению, сцарапыванию при монтаже. Особенно это важно на резьбе, где более тонкий слой меди будет полностью разрушен от нагрузок и трения с муфтой во время заглубления.

Эти особенности гарантирует высокую коррозийную устойчивость штыря заземления и обеспечивают столь долгий срок службы (до 100 лет).

По краям методом накатки нанесена резьба для их взаимного соединения с помощью соединительной муфты.

ZZ-001-065
Вес: 0,074 кг
Длина: 50 мм
Диаметр штыря: 14 мм
Диаметр резьбы: 16 мм

Муфта соединительная резьбовая

Латунная муфта предназначена для соединения штырей друг с другом. Она изготовлена таким образом, чтобы штыри соприкасались друг с другом в самом центре муфты и движущая энергия, необходимая заглублению штырей в почву, муфте не передавалась. Таким образом не происходит «рассеивания» ударного импульса и также снимает с муфты механическую нагрузку.

ZZ-002-061
Вес: 0,082 кг
Длина: 60 мм
Диаметр: 21 мм

Наконечник стартовый

Остроконечный стальной наконечник упрощает заглубление штырей в твердый грунт.

ZZ-003-061
Вес: 0,074 кг
Длина: 50 мм
Диаметр: 22 мм

Головка направляющая для насадки на отбойный молоток

Предназначена для упрощения процесса заглубления штырей заземления, а также для повышения безопасности работы как человека, так и инструмента.

При монтаже головка крепится к штырю заземления через соединительную муфту. Размеры головки подобраны таким образом, чтобы движущая сила не повредила муфту, т.е. ударный импульс передается непосредственно штырю, минуя ее.

ZZ-004-060
Вес: 0,088 кг
Длина: 55 мм
Диаметр: 25 мм

Зажим для подключения проводника

Профилированный зажим из нержавеющей стали с болтами М10. Позволяет соединять омедненный штырь с заземляющим проводником — круглым проводом либо полосой (шириной до 40 мм).

Возможно безопасное использование стального и оцинкованного проводника — для этого внутри зажима находится прокладка, препятствующая образованию электрохимической связи между сталью/цинком и медью.

Для предотвращения самоотвинчивания резьбовых соединений «болт-гайка» используются пружинные шайбы (шайбы Гровера / гровер-шайбы), установленные между поверхностью зажима и гайкой.

ZZ-005-064
Вес: 0,158 кг
Длина: 70 мм
Ширина: 70 мм
Высота: 30 мм

Смазка токопроводящая

Применяется для уменьшения электрического сопротивления между штырями и муфтой, а также дополнительной защиты торцов штырей (в муфте) от коррозии. Смазка также используется для направляющей головки, облегчая ее снятие после заглубления очередного штыря. Во время монтажа смазка наносится на резьбу деталей.

ZZ-006-000
Вес общий: 0,152 кг
Вес пасты: 0,100 кг
Высота: 200 мм
Ширина: 60 мм
Толщина: 50 мм

Лента гидроизоляционная

Лента используется для защиты соединения штыря с заземляющим проводником от почвенной и электрохимической коррозии путем полного вытеснения воды (влаги) из места соединения, без которой процесс коррозии невозможен. При этом лента не теряет своих физических и механических свойств в течении многих лет.

Изготовлена из нетканого синтетического волокнистого материала, пропитанного и покрытого нейтральным составом на основе насыщенного нефтяного углеводорода (петролатум) и инертного кремнийсодержащего наполнителя. Остается пластичной под воздействием широкого спектра температур. Не затвердевает и не растрескивается. Высокостойкая к неорганическим кислотам, щелочам, солям и микроорганизмам, высокогерметичная в отношении воды, водяного пара и газа.

С помощью этой ленты предохраняются только зажимы для подключения проводника.

ZZ-007-030
Вес: 0,422 кг
Высота ленты: 30 мм
Диаметр бухты: 150 мм
Длина в бухте: 10 м

Насадка на отбойный молоток

Стальная насадка с подкаленным бойком передает усилие отбойного молотка на направляющую головку (на монтируемые штыри). Адаптирована для работы с отбойными молотками с посадочным местом SDS-Max.

ZZ-008-000
Вес: 0,478 кг
Длина: 250 мм
Диаметр: 18 мм

Дополнительные элементы

Колодец инспекционный / контрольный ZANDZ для обслуживания (для всех типов грунта; пластик)

Полипропиленовый колодец необходим для обеспечения доступа к месту контакта заземляющего электрода (штыря заземления) и заземляющего проводника. Устанавливается над местом соединения на одном уровне с грунтом.

ZZ-550-002
Вес 1 метра: 2,6 кг
Длина: 290 мм
Ширина: 240 мм
Высота: 205 мм

Проволока омедненная стальная (D 10 мм / S 80 мм²)

Проволока стальная с высококачественным медным покрытием толщиной 70 мкм применяется в качестве заземляющего проводника с большим сроком службы (30 и более лет).

Проводник поставляется в бухтах по 10/20/50 метров (GL-11150-10 / GL-11150-20 / GL-11150-50).

GL-11150
Вес 1 метра: 0,63 кг
Диаметр: 10 мм

Проводник заземляющий (ПВ-1 25 мм²)

Медный одножильный, многопроволочный и многожильный проводник сечением от 4 до 185 мм² в ПВХ изоляции используется для соединения заземлителя с объектом (ГЗШ в щите).

Проводник поставляется метражом и в готовых бухтах по 3/5/10 метров
(ZZ-500-103 / ZZ-500-105 / ZZ-500-110), опрессованных с одного конца наконечником с отверстием под болт D8 для присоединения к ГЗШ в щите.

Устройство для выпрямления

Устройство для выпрямления предназначено для выравнивания проволоки диаметром от 6 до 10 мм и полосы заземления шириной от 20 до 45 мм и толщиной от 3 до 4 мм.

ZZ-510-700 ZZ-510-900
Вес: 14,5 кг 12 кг
Длина: 0,3 м 0,6 м
Ширина: 0,3 мм 0,2 мм
Высота: 0,15 мм 0,2 мм
Кол-во роликов 7 шт 9 шт

Схема подключения заземления в загородном доме

Полную инструкцию по заземлению и молниезащите для частного дома (в картинках) смотрите на отдельной странице.

Сегодня практически каждый загородный дом оснащен электрическими приборами. Безопасность их эксплуатации обеспечивается соединением установленного в помещениях электрооборудования с заземляющим устройством. Грамотно выполненное защитное заземление исключит вероятность поражения людей электрическим током и предотвратит выход из строя бытовой техники и сложных технических устройств от воздействия перенапряжений, если они защищаются УЗИП. Выбор схемы подключения зависит от различных факторов. В частном доме, в отличие многоквартирного, заземление можно сделать самостоятельно. Разобраться в вопросе его подключения поможет данная инструкция.

Основные элементы схемы подключения заземления загородного дома и правила по их выполнению

Схема подключения заземления в загородном доме выглядит следующим образом: электроприбор— розетка — электрический щит — заземляющий проводник — контур заземления — земля.

Подключение начинается с выполнения на придомовом участке заземляющего устройства в соответствие с правилами, определенными в главе 1.7 ПУЭ 7-го издания. Заземлитель представляет собой металлическую конструкцию, имеющую большую площадь контакта с землей. Предназначен для выравнивания разности потенциалов и уменьшения потенциала заземленного оборудования, в случае замыкания на корпус или появления избыточного напряжения в электросети. Конструкция и глубина его установки определяется исходя из сопротивления грунта на участке (например, сухой песок или влажный чернозем).

От выполненного на участке заземляющего устройства (заземления) прокладываем заземляющий проводник, который подключаем к главной заземляющей шине, с использованием болтового соединения, зажима или сварки. Выбираем проводник сечением не менее 6 мм2 для меди и 50 мм2 для стали, при этом он должен соответствовать требованиям к защитным проводникам, указанным в таблице 54.2 ГОСТ Р 50571.5.54-2013, а для системы ТТ иметь сечение не менее 25 мм2 для меди. Если проводник голый и прокладывается в земле, то его сечение должно соответствовать приведенному в таблице 54.1 ГОСТ Р ГОСТ Р 50571.5.54-2013.

В электрощитке заземляющий проводник через шину заземления соединяется с защитными проводниками, проложенными к розеткам, имеющим заземляющий контакт и остальным электроприемникам в доме. В результате чего, каждый электроприбор оказывается подключенным к системе заземления.

Зависимость схемы подключения заземления от контура заземления

Если у столба линии электропередач выполнено повторное заземление, то схема подключения заземления в загородном доме выполняется по системам TN-C-S или TT. Когда состояние сетей не вызывает опасений, в качестве заземляющего устройства дома следует использовать повторное заземление линии и подключать дом в соответствии с системой заземления TN-C-S. Если воздушная линия старая, либо качество выполнения повторных заземлений подлежит сомнению, лучше выбрать систему ТТ и оборудовать индивидуальное заземляющее устройство на придомовом участке.

Для заземляющего устройства в первую очередь следует использовать естественные заземлители — сторонние проводящие части, имеющие непосредственный контакт с грунтом (водопроводы, трубы скважин, металлические и железобетонные конструкции загородного дома и прочее). (см. п.1.7.54, 1.7.109 ПУЭ 7-го издания).

При отсутствии таковых, выполняем искусственное заземляющее устройство, используя вертикальные или горизонтальные электроды, которые вкапываем в землю. Выбор конфигурации заземлителя главным образом от требуемого сопротивления и особенностей придомового участка.

При отсутствии таковых, выполняем искусственное заземляющее устройство, используя вертикальные или горизонтальные электроды, которые вкапываем в землю. Выбор конфигурации заземлителя главным образом от требуемого сопротивления и особенностей придомового участка.

Наиболее эффективен в использовании, если на вашем участке почва представлена суглинком, торфом, насыщенным водой песком, обводненной глиной. Стандартная длина стержней составляет от 1,5‑х до 3‑х м. Выбирая длину вертикальных электродов, исходим из водонасыщенности вмещающих пород на участке. Заглубленные грунт вертикальные заземлители объединяются горизонтальным электродом, например, полосой, а для минимизации экранирования располагаются на расстоянии, соразмерном длине самих штырей.

Конструкцию заземляющего устройства рекомендуют располагать на расстоянии одного метра от фундамента строения (см. п. 1.7.94 ПУЭ 7-го издания).

Зависимость схемы подключения от типа системы заземления

Заземление объектов жилого фонда выполняют по следующим системам: ТN (подсистемы TN-C, TN-S, TN-C-S) или ТТ. Первая буква в названии обозначает заземление источника питания, вторая – заземление открытых частей электрооборудования.

Последующие буквы после N указывают на совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников. S — нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) проводники разделены. С — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (РЕN-проводник).

Электробезопасность обеспечивается полноценно, когда уменьшение сопротивления заземлителя не влечет за собой увеличения показателей тока замыкания на землю. Рассмотрим, как схема подключения заземления зависит от выполненной на объекте системы электрической сети.

Система заземления TN-S

Рисунок 1. Система TN-S

На объектах, оборудованных электросетью по системе TN-S, нулевые рабочий и защитный проводники разделены по всей длине, и в случае пробоя изоляции фазы, аварийный ток отводится по защитному РЕ-проводнику. Устройства УЗО и дифавтоматы, реагирующие на появление утечки тока через защитный ноль, отключают сеть с нагрузкой.

Достоинством подсистемы заземления TN-S является надежная защита электрооборудования и человека от поражения аварийным током при пользовании электросетями. За счет чего данную систему относят к наиболее современной и безопасной.

Для выполнения заземления по системе TN-S, требуется прокладка от трансформаторной подстанции отдельного провода заземления к своему строению, что приведет к значительному удорожанию проекта. По этой причине, для заземления объектов частного сектора, подсистема заземления TN-S практически не используется.

Система заземления TN-C. Необходимость перехода на ТN-C-S

Рисунок 2. Система TN-S

Заземление по системе TN-C наиболее распространено для старых построек жилого фонда. Преимуществом является экономичность и проста ее выполнения. Существенным недостатком — отсутствие отдельного проводника РЕ, что исключает наличие в розетках загородного дома заземления и возможности уравнивания потенциалов в ванной.

К загородным постройкам электрических ток подводится по воздушным линиям. К самому строению подходят два проводника: фазный L и совмещенный PEN. Подключить заземление можно, только при наличии в частном доме трехжильной проводки, что требует переделки системы TN-C на TN-C-S, путем разделения нулевого рабочего и нулевого защитного проводника в электрическом щите (см. п. 1.7.132 ПУЭ 7-го издания).

Подключение заземления по системе TN-C-S

Для подсистемы заземления TN-C-S характерно объединение нулевого рабочего и нулевого защитного проводников на участке от линий электропередач до ввода в здание. Заземление по данной системе достаточно простое в техническом исполнении, за счет чего рекомендуется для широкого применения. К недостатку можно отнести потребность в постоянной модернизации, во избежание обрыва PEN проводника, в результате чего электроприборы могут оказаться под опасным потенциалом.

Рассмотрим схему подключения заземления в загородном доме по системе TN-C-S на примере перехода к ней от системы TN-C.

Рисунок 3. Схема главного распределительного щита

Как уже отмечалось, для получения трехжильной проводки, необходимо произвести правильное разделение PEN проводника в распределительном щитке дома. Начинаем с того, что в электрощит устанавливаем шину с обеспечением прочной металлической связи с ним, и подключаем к этой шине идущий со стороны линии электропередач объединенный проводник PEN. Шину PEN соединяем перемычкой со следующей установленной шиной РЕ. Теперь шина PEN выступает в качестве шины нулевого рабочего проводника N.

Рисунок 4. Схема подключения заземления (переход с TN-C на TN-C-S)

Рисунок 5. Схема подключения заземления TN-C-S

Выполнив указанные подключения, соединяем распределительный щиток с заземлителем: от заземляющего устройства заводим проводна шину РЕ. Таким образом, в результате несложной модернизации, мы оснастили дом тремя отдельными проводами (фазным, нулевым защитным и нулевым рабочим).

Правилами устройства электроустановок требуется выполнение повторного заземления для РЕ — и РEN-проводников на вводе в электроустановки, с использованием, в первую очередь, естественных заземлителей, сопротивление которых при напряжении электросети 380/220 В должно быть не более 30 Ом (см. п. 1.7.103 ПУЭ 7-го издания).

Подключение заземления по системе TТ

Рисунок 6. Система TT

Другим вариантом схемы является подключения заземления загородного дома по системе ТТ с глухозаземленной нейтралью источника тока. Открытые токопроводящие элементы электрооборудования такой системы подсоединены к заземляющему устройству, не имеющему электрической связи с заземлителем нейтрали источника питания.

При этом должно соблюдаться следующее условие: значение произведения величины тока срабатывания устройства защиты (Iа) и суммарного сопротивления заземляющего проводника и заземлителя (Rа) не должно превышать 50 В (см. п.1.7.59 ПУЭ). Rа Iа ≤ 50 В.

Для соблюдения этого условия “Инструкция по устройству защитного заземления и уравнивания потенциалов в электроустановках” И 1.03-08 рекомендует выполнять заземляющее устройство с сопротивлением 30 Ом. Данная система достаточно востребована на сегодняшний день и применяется для частных, преимущественно мобильных построек, при невозможности обеспечения достаточного уровня электробезопасности системой TN.

Заземление по системе TТ не требует разделения совмещенного PEN проводника. Каждый из подходящих к дому отдельных проводов подсоединяем к изолированной от электрощита шине. А сам PEN проводник, в таком случае, считаем нулевым проводов (нулем).

Рисунок 7. Схема подключения заземления по системе TT

Рисунок 8. Схема подключения заземления и УЗО по системе TT

Как следует из схемы, системы TN-S и ТТ очень похожи между собой. Отличие состоит в полном отсутствии у ТТ электрической связи между заземляющим устройством и PEN проводником, что, в случае отгорания последнего со стороны источника питания, гарантирует отсутствие избыточного напряжения на корпусе электрических приборов. В этом и состоит очевидное преимущество системы ТТ, обеспечивающее более высокий уровень безопасности и надежности в эксплуатации. Недостатком ее использования можно назвать лишь дороговизну, поскольку для защиты пользователей при косвенном прикосновении, обязательна установка дополнительных устройств защитного отключения питания (УЗО и реле напряжения), что, в свою очередь, требует прохождение апробации и заверение специалистом энергонадзора.

Схема заземления в общем виде представляет собой соединение ее элементов: электрооборудования, вводно-распределительного щита, заземляющего проводника РЕ, заземлителя.

Для установки заземляющего устройства в загородном доме необходимо разобраться в особенностях его подключения, в зависимости от следующих факторов:

  • способ питания электрической сети (воздушными линиями или кабелем от трансформаторной подстанции)
  • тип грунта на придомовом участке, где выполняется контур заземления.
  • наличие системы молниезащиты, дополнительных источников питания или специфического оборудования.

Выполняя подключение заземления самостоятельно, необходимо руководствоваться положениями раздела 1.7 Правил устройства электроустановок. При невозможности использования естественных заземлителей, выполняем заземляющее устройство с применением искусственных заземлителей.. Заземление частного дома может быть выполнено по двум системам: TN-C-S или ТТ. Наиболее широкое применение получила модернизированная система TN-C — TN-C-S, за счет простоты ее технического исполнения. Для обеспечения электробезопасности загородного дома по системе TN-C-S, требуется разделение PEN проводника, на нулевой рабочий и нулевой защитный проводники.

Выполнив контур заземления, необходимо проверить качество его монтажа, и произвести замеры сопротивления на соответствие нормам ПУЭ при помощи специальных приборов, для чего может потребоваться привлечение специалистов.

Полную инструкцию по заземлению и молниезащите для частного дома (в картинках) смотрите на отдельной странице.

Требуется консультация по организации заземления и молниезащиты для вашего объекта? Обратитесь в Технический центр ZANDZ.ru!

Современная домашняя электропроводка безопасно может работать только в сочетании с надежным заземлением, которое вместе с защитными устройствами обеспечивает решение комплекса эксплуатационных вопросов.

К ним относятся:

  • защита оборудования здания от удара молнии за счет перенаправления ее энергии от молниеотвода на контур земли;
  • снижение разрушительных последствий от случайного возникновения аварийных токов;
  • предотвращение пожаров в доме от неисправностей электропроводки;
  • спасение жизни и здоровья людей при пробоях изоляции;
  • выравнивание разности потенциалов, скапливающихся на различных предметах внутри дома;
  • ликвидация высокочастотных помех, создаваемых работающей электрической аппаратурой.

Обзор технических систем заземления подробно дан в статье “Способы заземления квартиры, дома, дачи”. Этот материал позволяет осознанно подойти к созданию полноценной электрической защиты собственного жилища, сделать его безопасным своими руками или с привлечением специалистов.

Для этого должен быть выбран, смонтирован, налажен и проверен контур заземления, подключенный в схему электрооборудования домашней проводки.

Технические требования к контуру заземления

Основными эксплуатационными характеристиками считаются две:

  1. надежность конструкции, способной длительное время находиться в готовности к пропусканию через себя огромной энергии молнии;
  2. хорошая электрическая проводимость токов коротких замыканий на землю и утечек в любой неблагоприятный для этого сезон года.

Надежность заземления

Токи молнии могут превышать сотни килоампер, но, они действуют очень быстрым разрядом. Даже за совсем короткое время они способны прожечь крышу здания, расколоть вдоль ствола гигантское дерево. Такую большую энергию должно передать от молниеотвода в землю сделанное своими руками заземление.


Создавать конструкцию контура необходимо из новых металлических деталей. Если использовать стальные уголки для электродов, то их надо выбирать с габаритами не менее чем 40×40 мм, а для соединительной обвязки применять полосы с поперечным сечением от 50 кв мм.

Более тонкие детали могут не справиться с пропусканием мощного энергетического потока и сгорят. Тогда молния найдет другой путь — вполне возможно, что через оборудование жилища.

Все соединения деталей контура заземления при самодельной сборке собираются только сваркой. Швы должны выполняться качественно и не разрушаться под действием агрессивной среды грунта длительное время.

Электрическая проводимость заземления

На этот показатель влияют многие факторы:

  • состав грунта;
  • климатические условия местности;
  • время года;
  • конструкция контура заземления.

Влияние грунтов

Скальные, песчаные, глинистые, торфяные почвы обладают разным электрическим сопротивлением. Если здание построено на каменистой почве или скале, то добиться хорошей проводимости контура заземления довольно сложно. Ему необходимо создавать много электродов и заглублять их далеко в почву.

На глинах и торфяниках с высоким уровнем грунтовых вод этот вопрос решается просто, а на песчаных — занимает среднее положение.

Сезон, время года

Жарким летним месяцем грунтовые воды расположены низко. Во время сильных морозов зимой они сверху промерзают. Благодаря этому электрическое сопротивление почвы возрастает, а проводимость — снижается. В эти периоды и следует выполнять электрические замеры контура заземления. Они будут отражать реальные характеристики электрической схемы при ее отягченных обстоятельствах.

В период весенне-осенней распутицы, как и при сильном дожде, создаются благоприятные условия для растекания токов через контур заземления. Делать замеры и испытания контура при таких условиях не имеет смысла: вы не будете знать реальных параметров и не сможете принять действенных мер для их восстановления в случаях нарушения.

Влияние конструкции заземления

Чтобы токи молнии надежно проходили через наш контур в землю, необходимо обеспечивать достаточную контактную площадь заглубленной металлической части с почвой. Делается это за счет выбора количества электродов, их длины, метода подключения.

Металл электродов тоже влияет на проводимость контура. Стальные электроды, размещенные в грунте, находятся в агрессивной среде, постоянно подвергаются коррозии. Частички ржавчины со временем утолщаются, образуются чешуйки, которые периодически отходят от металла.

Попавший между ними и электродом воздух отодвигает грунт от металла, электрический контакт которого с почвой нарушается, сопротивление току возрастает. Этот процесс коррозии остановить невозможно, красить электроды нельзя, а их состояние следует контролировать периодическими замерами.

Промышленные детали контуров заземления, выпускаемые производителями для современных домов, дач и коттеджей, покрывают слоем гальванопластики, более устойчивым к агрессивному воздействию почвы. Они могут служить на несколько десятилетий дольше, чем простые стальные уголки или трубы.

Конструкции заземлительных устройств

Для установки контура заземления можно его собрать своими руками или купить уже готовый комплект промышленного изготовления, который обойдется дороже по деньгам при монтаже, но будет служить в несколько раз дольше и надежнее самодельной сборки.

Перед выбором схемы электрического заземлителя следует уточнить характеристики грунта, в котором контур будет работать, и подобрать под него наиболее приемлемую конструкцию. Справочные данные и рекомендации по выбору схемы могут предоставить специалисты ближайшей электрической лаборатории.

Наиболее благоприятным временем для создания контура заземления является период проектирования здания для строительства. В этом случае можно комплексно спланировать молниезащиту совместно с заземлителями и молниеотводом, поручить трудоемкие операции строителям, вписать технические решения в дизайн здания.

Чаще же об этом почему-то задумываются после возведения стен и крыши, что характерно для всей электрики. При таком подходе можно порекомендовать следующие типовые схемы заземления с:

  • расположением электродов по горизонтали;
  • установкой четырех вертикальных электродов.

Горизонтальные заземлители

Название конструкций дано по способу размещения электродов на относительно небольшую глубину в горизонтальном слое почвы. Наиболее распространены конструкции с одним, тремя или шестнадцатью электродами.

Самый простой способ заземления

Он создается за короткое время, но служит недолго. Для электрода потребуется использовать металлический стержень, уголок, трубу либо прут толстой арматуры, даже допустимо применить стальной лист.

Технология изготовления простого заземления:

  1. электрод забивают на двухметровую глубину;
  2. к зачищенному концу выступающего металла болтовым соединением прочно крепят медный провод с поперечным сечением от 6 мм кв;
  3. свободный конец проводника выводят и монтируют на металлическую шину контура здания, к которой подключают РЕ-проводником все корпуса электрических бытовых приборов.

Забытый способ забивания металлического прута в грунт напоминает пользователь видеоролика Alex ZW. Рекомендую его к просмотру.

Метод одного электрода не отличается надежностью, работает ограниченное время, требует периодических проверок замерами сопротивления. Поэтому его применяют только для временных жилых объектов и производственных бытовок, которые служат несколько месяцев на одном месте, а затем перевозятся на другое.

Конструкция из трех электродов

Основным материалом используют уголки или трубы с заостренными нижними концами, облегчающими их вхождение в грунт при нанесении ударов кувалдой или электрическим молотом.

Поверхность будущего контура размечают на местности в форме равностороннего треугольника или отрезка с расстоянием между электродами в 2,5 метра. Затем на глубину полуметра прокапывают траншею и по ее углам забивают в землю электроды на всю глубину так, чтобы осталось только место для их подключения к стальной полосе сваркой.

Свободный конец металлической полосы выводят на поверхность земли и подключают к шине дома. Траншею полностью засыпают.

После окончания монтажа необходимо выполнить замер сопротивления контура и при нарушении нормативных характеристик придется добавлять дополнительный электрод.

На практике встречается случай, когда доморощенные электрики предлагают улучшить проводимость контура за счет пролива поверхности земли, где он расположен, растворами солей. Эта временная мера, конечно, уменьшит электрическое сопротивление грунта и замер покажет норму.

Но прибегать к этому способу нельзя по двум причинам:

  1. введенный раствор соли будет постоянно воздействовать на металл электродов;
  2. после быстрого высыхания пролитой воды сопротивление грунта резко возрастет, а владелец дома будет дезинформирован.

Метод создания контура из трех электродов наиболее распространен в средней полосе России, подходит для эксплуатации по большинству характеристик грунтов.

Конструкция из шестнадцати электродов

Увеличенное число заземлителей создает большую площадь соприкосновения металла контура с грунтом и лучшее растекание токов на потенциал земли. За счет этого создается лучшая электрическая проводимость контура, способного надежнее передавать приложенные нагрузки.

Такая конструкция используется для почв с низким уровнем грунтовых вод в земле. Она требует повышенного расхода материала, наличие площадки в форме квадрата со стороной 25 метров.

Способ изготовления, монтаж, проверки соответствуют схеме заземлителя с тремя электродами.

Вертикальный заземлитель

Его изготавливают в заводских условиях, но собирать вполне можно своими руками. Для этого потребуется специализированный инструмент и приспособления.

Благодаря автоматизированному производству заземлители изготавливают четырьмя электродами цилиндрической формы из стальных сплавов, покрытых слоем меди по технологии гальванопластики. Наборная конструкция собирается последовательно из двухметровых стержней, соединяемых поочередно с помощью прочного резьбового переходника.

Первый стержень забивается в грунт электрическим молотом и на его верхнюю часть монтируется переходник с очередным стержнем. После этого сборный электрод опять заглубляется для установки очередной детали.

Общая минимальная длина заглубления вертикального электрода составляет 12 метров. Ее можно увеличивать до пятидесяти и далее по необходимости.

Все четыре электрода снабжаются специальными зажимами и подключаются шинкой, которая монтируется к шине заземления дома.

Вертикальные заземлители обладают лучшими электрическими показателями, чем горизонтальные и служат значительно дольше. Однако, они тоже требуют периодического контроля технического состояния замерами.

Проверка электрических характеристик заземления

Для их осуществления нужны специальные приборы с мощными источниками электрической энергии и высокоточными измерителями. Такими дорогостоящими устройствами работают подготовленные специалисты измерительных лабораторий.

Принцип замера сопротивления между грунтом и контактной поверхностью заземления здания изображен на картинке.

На удалении от электродов контура порядка 5-10 метров заглубляются последовательно два контрольных электродных штыря электролаборатории.

На приборе устанавливают режим холостого хода и калибруют на нем напряжение, которое потом поочередно прикладывается к контрольным электродам лаборатории, а затем всеми возможными сочетаниями оно подключается к замеряемому контуру с фиксацией величин падения напряжения на каждом новом участке.

По полученным результатам осуществляют математические вычисления, позволяющие проанализировать состояние сопротивления контура заземления, сделать вывод о его пригодности или необходимости доработки.

Когда электрические характеристики контура ухудшились ниже нормы, то придется устанавливать дополнительные электроды и повторять замеры. А вот выполнить их самостоятельно своими руками на базе обычных тестеров и мегаомметра не получится: нужны приборы высокого класса точности, использующие микропроцессорные технологии. Придется обращаться в измерительную лабораторию.

Итак, сделать заземление дачи, частного дома своими руками можно. Для хорошего домашнего мастера этот процесс не должен вызвать больших затруднений. Общий порядок действий следующий:

  • уясняются функции, которые должно решать заземление (смотри начало статьи);
  • уточняются электрические параметры грунта в период неблагоприятного протекания токов в нем;
  • выбирается оптимальная конструкция заземлителя;
  • выполняется правильный монтаж;
  • оценивается завершенная работа электрическими замерами специалистами электротехнической лаборатории.

Последовательное выполнение этих пунктов обеспечит надёжную работу контура заземления при возникновении аварийных ситуаций в электропроводке дачи, частного дома.

По сложившейся традиции предлагаем к просмотру видеоролик Сергея Смирнова “Как делать контур заземления в частном доме на даче”.

Он показывает установку заводского заземлителя своими руками.

По материалам статьи и видео задавайте возникшие вопросы. Сейчас самое удобное время, чтобы поделиться информацией со своими друзьями в социальных сетях. Просто нажмите на их кнопки.

Заземление. Что это такое и как его сделать (часть 2)

1 часть. Заземление
(общая информация, термины и определения)

2 часть. Традиционные способы строительства заземляющих устройств
(описание, расчёт, монтаж)

3 часть. Современные способы строительства заземляющих устройств
(описание, расчёт, монтаж)

2 часть. Традиционные способы строительства заземляющих устройств (описание, расчёт, монтаж)

В этой части я расскажу о традиционных/ классических способах строительства заземлителей, применяемых примерно с начала двадцатого века.

Г. Основные способы строительства

Г1. Несколько коротких электродов (“уголок и кувалда”)
Г1.1. Особенности решения Г1.1.1. Промерзание грунта зимой
Г1.1.2. Взаимное “экранирование”/ “затенение” электродов Г1.2. Расчёт получаемого сопротивления заземления и необходимого количества заземляющих электродов
Г1.3. Монтаж
Г1.4. Достоинства и недостатки
Г1.5. Уменьшение количества электродов
Г2. Одиночный глубинный электрод (“обсадная труба”)
Г2.1. Особенность решения
Г2.2. Расчёт получаемого сопротивления заземления
Г2.3. Монтаж
Г2.4. Достоинства и недостатки

Напомню, в прошлой части я остановился на общем подходе…
При строительстве заземлителей чаще всего применяются вертикальные заземляющие электроды. Это связано с тем, что горизонтальные электроды трудно заглубить на большую глубину, а при малой глубине таких электродов — у них очень сильно увеличивается сопротивление заземления (ухудшение основной характеристики) в зимний период из-за замерзания верхнего слоя грунта, приводящее к большому увеличению его удельного электрического сопротивления.
В качества вертикальных электродов почти всегда выбирают стальные трубы, штыри/ стержни, уголки и т.п. стандартную прокатную продукцию, имеющую большую длину (более 1 метра) при сравнительно малых поперечных размерах. Этот выбор связан с возможностью легкого заглубления таких элементов в грунт в отличии, например, от плоского листа.
Существует два основных традиционных способа/ решения для строительства заземляющих электродов. Оба базируются на применении вертикальных заземляющих электродов.
При таком подходе в качестве заземляющих электродов применяются небольшие (2-3 метра) стальные уголки/ штыри. Для создания заземлителя они соединяются вместе около поверхности грунта стальной полосой путем приваривания её к этим элементам электро или газосваркой.
Заглубление электродов в грунт производится банальным заколачиванием их кувалдой, которая находится в руках физически сильного и выносливого монтажника. Поэтому такое решение повсеместно применяется под условным названием «уголок и кувалда».
Большая площадь контакта заземлителя с грунтом (вот о чём я) достигается большим количеством электродов (многоэлектродный заземлитель). Увеличивать глубину электродов (альтернативный путь увеличения площади контакта) очень затруднительно, т.к. с увеличением глубины увеличивается сила трения между монтируемым электродом и грунтом, а вес кувалды и силы монтажника имеют предел.
При выборе уголков/ штырей и другого подходящего металлопроката необходимо учитывать их коррозионную стойкость и возможность пропускать через себя токи большой величины в течении какого-то времени без расплавления.
Минимальные разрешенные поперечные размеры (сечения) заземляющих электродов описаны в таблице 1.7.4 ПУЭ, но последние годы чаще применяются поправленные и дополненные величины из таблицы 1 техциркуляра 11 от 2006 года ассоциации «РосЭлектроМонтаж» (источники).
В частности:

  • для уголка или прямоугольного профиля (полосы) из чёрной стали поперечное сечение должно составлять не менее 150 мм2 при минимальной толщине стенки 5 мм
  • для круглого стержня из чёрной стали минимальный диаметр должен быть 18 мм
  • для трубного профиля из чёрной стали минимальный диаметр должен быть 32 мм при минимальной толщине стенки не менее 3,5 мм

Г1.1. Особенности решения

При увеличении количества электродов необходимо учитывать некоторые особенности.

Г1.1.1. Промерзание грунта зимой

Зимой из-за промерзания грунта на глубины, в которых находится половина длины электродов (а это до 2-х метров) сопротивление такого заземлителя увеличивается. Для компенсации этого увеличения (для сохранения удовлетворительного качества заземления) заземлитель выполняется с достаточным “запасом” электродов. Например, для трёхметровых электродов необходимо двухкратное увеличение количества.

Г1.1.2. Взаимное “экранирование”/ “затенение” электродов

Кроме того, увеличением количества электродов необходимо компенсировать само увеличение количества электродов 🙂 Этот негативный момент т.н. “экранирования”/ “затенения” возникает при использовании множества заземляющих электродов и не позволяет близкорасположенным электродам полноценно “рассеивать” ток в окружающий грунт. Выражается в виде коэффициента использования проводимости заземлителя (ссылка на сторонний сайт).
Например: десять электродов глубиной по 3 метра, расположенных в линию на расстоянии 3 метра (т.е. на расстояние = своей глубине) друг от друг “работают” на 60% от своей максимальной эффективности.
Десять этих же электродов, расположенных на расстоянии 6 метров (т.е. на расстояние = своей двойной глубине) друг от друга “работают” на 75% от своей максимальной эффективности.
Стопроцентная эффективность достигается отдалением электродов на расстояния около 30 метров (10 их глубин), что на практике никогда не используется в угоду стремления к адекватной компактности и стоимости монтажа заземляющего устройства.

Г1.2. Расчёт получаемого сопротивления заземления и необходимого количества заземляющих электродов

Опишу расчёты на примере десяти наиболее часто используемых для такого способа трёхметровых электродов в виде стального равнополочного уголка с шириной полки 50 мм, монтируемых на расстоянии 3-х метров друг от друга в канаве глубиной 0,5 метров (в п. Г1.3. объяснение “почему так”). Грунт, в котором будут монтироваться эти электроды, будет суглинком, обычным для России, с удельным электрическим сопротивлением 100 Ом*м.
Расчёты не сложны и проводятся в 3 этапа.
Получаемое сопротивление заземления
1 этап. Для начала необходимо вычислить сопротивление заземления одного заземляющего электрода.
Сопротивление заземления одиночного вертикального заземляющего электрода вычисляется по формуле:
R1 составит 27,8 Ом
(при p = 100 Ом*м, L = 3 м, d = 0.05 м (50 мм; для плоских электродов под диаметром понимается их ширина), T = 2 м (T — расстояние от верхнего уровня грунта до середины заглубленного электрода)).
2 этап. Общее сопротивление нескольких электродов в идеальных условиях будет меньше сопротивления заземления одного электрода во столько раз, сколько будет электродов.
Для десяти электродов общее сопротивление будет меньше в 10 раз и составит 2,78 Ом.
3 этап. “Компенсации”.
Сезонный коэффициент (увеличения сопротивления заземления в замерзшем зимой грунте) для таких электродов будет равен 2 (откуда это).
Коэффициент использования проводимости электродов будет равен 0.6, т.к. расстояние между электродами будет 3 метра (т.е. равное глубине электрода), а их количество — 10 штук (откуда это).
Оба коэффициента увеличивают сопротивление заземления.
Итоговое общее сопротивление заземления вышеприведенных 10-ти электродов будет равно 5,56 Ом летом и 9,27 Ом зимой.
Необходимое количество заземляющих электродов
Представим, что наша задача — заземлить телекоммуникационное оборудование и для этого необходимо получить заземление с сопротивлением не более 4 Ом.
1 этап. Всё повторяется. Вычисляем сопротивление заземления одного/ одиночного заземляющего электрода.
R1 составит 27,8 Ом.
2 этап. Количество электродов в идеальных условиях напрямую зависит от необходимого сопротивления заземления с округление в большую сторону (“потолок”).
Для достижения 4-х Ом количество электродов получится 7 штук (округление 6,95).
3 этап. “Компенсации”.
Сезонный коэффициент (увеличения сопротивления заземления в замерзшем зимой грунте) для таких электродов будет равен 2.
Коэффициент использования проводимости электродов будет зависеть от рассчитываемого количества электродов — заранее его не выбрать. Однако можно прикинуть наихудший вариант и, допустив, что электродов будет больше 20, взять для расчёта величину 0,5.
Оба коэффициента увеличивают необходимое количество заземляющих электродов.
Итоговое необходимое количество вышеприведенных заземляющих электродов будет равно 28 штук (округление 27,8). Совпадение с сопротивлением заземления одного электрода случайно.

Г1.3. Монтаж

Монтаж описанного выше многоэлектродного заземлителя выглядит примерно так.

  1. От места ввода заземляющего проводника внутрь здания/ объекта по периметру/ контуру этого здания вдоль его стен на удалении в 1 метр копается канава длиной 84 метра (28 электродов на 3 метра) глубиной 0,5-0,7 метра.
  2. В эту канаву на расстоянии не менее 3-х метров друг от друга кувалдой забиваются предварительно заостренные с нижней стороны (болгаркой) стальные уголки или отрезки арматуры длиной 3 метра в количестве 28 штук.
  3. После забивания всех электродов — в канаву укладывается заземляющий проводник от ввода в здание (где расположен электрощит) до самого дальнего электрода. Обычно при таком способе таким проводником выступает стальная полоса 4*50 мм.
  4. Полоса качественно (!) длинным швом приваривается к электродам.
  5. Место сварки покрывается слоем битума или антикоррозионной краской, т.к. оно имеет склонность к быстрой коррозии в грунте.
  6. Канава засыпается.
  7. Снаружи или внутри здания делается переход со стальной полосы на медный провод, подключаемый к электрощиту.
    Для малых мощностей обычно делается вот так:

Углубление на 0,5-0,7 метра (канава) необходимо для механической и погодной изоляции проводника (полосы) и верхушек электродов. Например, чтобы не повредить их во время копки грунта для цветника и чтобы сталь меньше намокала во время дождя (это позволяет уменьшить её коррозию, а значит увеличить срок службы).
Взаимное расстояние между электродами не менее 3-х метров является некоторый мерой противодействия эффекту “экранирования”/ “затенения” электродов друг от друга.
Использование сварки для соединения элементов из чёрной стали — настоятельно рекомендовано ПУЭ (п. 1.7.139).
Используемые материалы:

  • стальной уголок шириной 50 мм и толщиной стенки 5 мм = 84 метра
  • или отрезки стальной гладкой арматуры диаметром 18 мм = 84 метра
  • стальная полоса 4*50 мм = около 85 метров
  • битум или антикоррозионная краска

Используемый инструмент:

  • лопата
  • кувалда потяжелее (4-5 кг)
  • сварочный аппарат

Используемые ресурсы:

  • сильный и выносливый монтажник
  • монтажник, обладающий навыками сварщика

Г1.4. Достоинства и недостатки

Достоинства:

  • простота
  • дешевизна материалов и монтажа
  • доступность материалов и монтажа

Недостатки:

  • высокая стоимость доставки материала на объект (в легковой автомобиль не положить из-за размеров и веса материалов)
  • необходимость применения большого объема грубой силы (копать канаву, махать кувалдой)
  • необходима сварка, а значит, сварочный аппарат и человек с навыками сварщика. Ситуация усугубляется при отсутствии на объекте электричества.
  • большая площадь, занимаемая заземлителем: часто несколько десятков метров около здания (десять 3-метровых электродов должны будут расположены в канаве длиной 27 метров)
  • небольшой срок службы электродов в 5-15 лет (особенно в грунтах с высокими грунтовыми водами). Увеличение поперечных размеров (толщины стали) чревато увеличением сложности монтажа.
  • неудобный монтаж, т.к. при использовании даже 2-метровых электродов в начале забивания необходимо вставать на какую-то скамейку/ лестницу и уже с нее “махать кувалдой”
  • невозможность монтажа в каменистом грунте

Г1.5. Уменьшение количества электродов

Иногда совместно с этим решением применяется метод кардинального снижения удельного электрического сопротивления грунта, который позволяет сократить количество заземляющих электродов в 2-3 раза при сохранении получаемого сопротивления заземления. Иными словами — этот метод позволяет существенно снизить сопротивление заземления.
Речь идёт о засолении грунта в месте размещения электродов путем добавления в него большого объема поваренной соли NaCl (в среднем — 5 килограмм на метр длины канавы, в которую ведется монтаж). При её растворении в грунте (выщелачивании (wiki)) резко повышается концентрация ионов, участвующих в переносе заряда, а следовательно снижается его (грунта) электрическое сопротивление.
При неоспоримом положительном достоинстве такого метода, а также при его простоте и дешевизне — он имеет два огромных недостатка, которые грозят восстановлением заземлителя практически “с нуля”:

  • за счет вымывания соли из грунта (дожди, весеннее таяние снега), концентрация ионов падает до естественного уровня за 1-3 года
  • соль вызывает сильную коррозию стали, разрушая электроды и заземляющий проводник за 2-3 лет

Г2.1. Особенности решения
Г2.2. Расчёт получаемого сопротивления заземления
Г2.3. Монтаж
Г2.4. Достоинства и недостатки

При таком подходе заземлителем является глубокий электрод (чаще всего одиночный) в виде стальной трубы, размещенной в пробуриваемом в грунте отверстии. Бурение и размещение в отверстии трубы выполняется специальной машиной — буровой установкой (обычно на базе грузового автомобиля).
Большая площадь контакта заземлителя с грунтом (вот о чём я) достигается большой длиной (вернее, глубиной) электрода. Кроме того, за счет достижения глубинных слоев грунта, в большинстве случаев имеющих меньшее удельное электрические сопротивление, такой способ имеет бОльшую эффективность (меньшее сопротивление заземления), чем первый — при одинаковой суммарной длине электродов.

Г2.1. Особенность решения

При увеличении глубины электрода необходимо учитывать, что в однородном грунте сопротивление заземления снижается не пропорционально этому увеличению (больше глубина -> меньше уменьшение сопротивления).
Поэтому при отсутствии на глубине слоев грунта с более низким удельным электрическим сопротивлением стоит рассмотреть вопрос увеличения количества электродов, а не увеличения глубины одиночного электрода. На решение этого вопроса будут влиять и стоимость монтажа дополнительных электродов, и доступность площади для их размещения.
Но напомню (оригинал): … на практике более чем в 70% случаев грунт на глубине более 5 метров имеет в разы меньшее удельное электрическое сопротивление, чем у поверхности, за счет большей влажности и плотности.

Г2.2. Расчёт получаемого сопротивления заземления

Опишу расчёты на примере одиночного тридцатиметрового электрода в виде стальной трубы диаметром 100 мм, смонтированной в канаве глубиной 0,5 метров. Грунт, в котором будет монтироваться этот электрод, будет для упрощения расчёта однородным суглинком, обычным для России, с удельным электрическим сопротивлением 100 Ом*м.
Расчёт проводится в 1 этап.
Сопротивление заземления одиночного вертикального заземляющего электрода вычисляется по формуле:
R1 составит 3,7 Ом
(при p = 100 Ом*м, L = 30 м, d = 0.1 м (100 мм), T = 15.5 м (T — расстояние от верхнего уровня грунта до середины заглубленного электрода)).
Сравните с результатом в п. Г1.2. Даже при условии однородного грунта одиночный глубинный заземлитель оказывается много эффективнее, чем многоэлектродный, что скажется на огромной разнице в занимаемой этим заземлителем площадки на поверхности.
Но в этой “эйфории” не стоит забывать про стоимость буровых работ, о чём я упомяну ниже в п. Г2.4. (“Недостатки”).

Г2.3. Монтаж

На практике монтаж такого заземлителя в чём-то проще монтажа многоэлектродного заземлителя из первого решения (Г1).

  1. От места ввода заземляющего проводника внутрь здания/ объекта на удалении в 3 метра (для безопасного подъезда установки) в сторону перпендикулярно стены копается канава длиной 3-4 метра глубиной 0,5-0,7 метра.
  2. Буровая установка производит бурение и установку электрода (“обсадная труба”).
  3. В канаву укладывается заземляющий проводник от ввода в здание (где расположен электрощит) до электрода. Обычно при таком способе таким проводником выступает стальная полоса 4*50 мм.
  4. Полоса качественно (!) длинным швом приваривается к электроду-трубе.
  5. Место сварки покрывается слоем битума или антикоррозионной краской, т.к. оно имеет склонность к быстрой коррозии в грунте.
  6. Канава засыпается.
  7. Снаружи или внутри здания делается переход со стальной полосы на медный провод, подключаемый к электрощиту. Например, как описано в п. Г1.3.

Используемые материалы:

  • стальная труба диаметром 100-200 мм с толщиной стенки 3,5-5 мм = 30 метров
  • стальная полоса 4*50 мм = около 5 метров
  • битум или антикоррозионная краска

Используемый инструмент:

  • буровая установка
  • лопата
  • сварочный аппарат

Используемые ресурсы:

  • монтажник, обладающий навыками сварщика

Г2.4. Достоинства и недостатки

Достоинства:

  • высокая эффективность
  • компактность, т.к. не нужно “городить” множество электродов
  • сезонная НЕзависимость качества заземления. Зимой из-за промерзания грунта сопротивление такого заземлителя почти не изменяется из-за нахождения в зоне промерзающего грунта не более 5-10% длины электрода.

Недостатки:

  • высокая стоимость буровых работ (от 1500-2000 рублей за метр бурения). Приведенный в расчётах (п. Г2.2.) электрод обойдется в 50-60 тысяч рублей.
  • (как и у первого способа) необходима сварка, а значит, сварочный аппарат и человек с навыками сварщика.
  • (как и у первого способа) небольшой срок службы электродов в 5-15 лет (особенно в грунтах с высокими грунтовыми водами).
    При использовании толстостенной трубы возможно его увеличение до большего срока, однако это вызывает увеличение стоимости этой трубы.

Современные технологии

Традиция — это прогресс в минувшем; в будущем прогресс станет традицией (Эдуар Эррио)
В конце двадцатого века было разработано решение, которое обладает достоинствами обоих описанных выше способов, не имея присущих им недостатков.
Кроме того, сильное влияние засоления грунта на снижение сопротивления заземления (п. Г1.5.) настолько привлекло внимание инженеров, что было найдено “лекарство” от недостатков этого метода — вымывания соли из грунта и коррозии электродов. Оно породило очень интересный способ строительства заземлителя, применимый там, где пасуют простые металлические электроды — в вечномёрзлых, а также каменистых грунтах.
О них я расскажу в следующей, заключительной, части.

UPD: Дополнительно по заземлению в частных домах

Тем, кто живёт в частных домах. /Бодрю/ Ребят, не впадайте в панику из-за большого количества заземляющих электродов в примере. Там я рассчитывал устройство с сопротивлением не более 4 Ом. Это весьма жесткие требования. Для заземления электросети частного дома достаточно строить заземление с сопротивлением не более 10 Ом.
Вот почему:

  1. Это сопротивление оптимально с точки зрения работы защитных автоматов
  2. Это сопротивление достаточно для подключения к устройству молниеприёмников (ну мало ли — вдруг захотите)
  3. Это сопротивление достаточно для гарантированного срабатывания УЗИПов, которые рекомендуется ставить в щит на вводе в дом. УЗИПы нужны для защиты вашего электрооборудования от импульсных перенапряжениях при попадании молнии в воздушную линии электропередачи где-нибудь по ходу линии от трансформатора

10 Ом получить много проще. Это всего 10 электродов. Полдня нормальной работы.
Алексей Рожанков, специалист технического центра «ZANDZ.ru»
При подготовке данной части использовались следующие материалы:

  • Публикации на сайте “Заземление на ZANDZ.ru”
  • Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ), часть 1.7 в редакции седьмого издания (гуглить)
  • Технический циркуляр 11/2006 ассоциации «Росэлектромонтаж» (гуглить)
  • Собственный опыт и знания

FILED UNDER : Статьи

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*