19:07 08.08.2022
(обновлено: 20:01 30.09.2022)
Как сделать заземление в частном доме: схемы и правила монтажа
Оглавление
- Заземление в частном доме
- Виды заземления
- Виды контуров заземления
- Схемы заземления
- Расчет заземления
- Устройство заземления своими руками
- Место для монтажа
- Материал для контура заземления
- Сварочные работы
- Проверка контура заземления
- Ввод в дом
- Особенности схем заземления 220В и 380В
- Заземление отдельных бытовых приборов
- Готовые комплекты заземления
- Ошибки при выполнении монтажных работ
- Правила и требования к контуру заземления
МОСКВА, 8 авг — РИА Новости. Заземление в частном доме нужно для защиты человека от поражения электротоком, для безопасной эксплуатации электроприборов и газового оборудования, эффективной работы молниезащиты. Как правильно выбрать схему, сделать расчет заземляющих устройств для 220В и 380В, требования к контуру заземления, можно ли сделать систему защиты своими руками, ошибки монтажа – в материале РИА Новости.
Заземление в частном доме
Согласно п. 1.7.28 ПУЭ (правила устройства электроустановок) заземление – это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. Монтаж заземления является важным этапом при устройстве системы электроснабжения частного дома, коттеджа или квартиры.
«
"Заземление в частных домах подразумевает соединение всех токоведущих частей электросети с землей, для которого используется проводник с минимальным сопротивлением. Именно благодаря заземлению статический заряд не накапливается на корпусах электроприборов до значений, которые могут быть опасны для человека", - комментирует Алексей Кузнецов, генеральный директор производства деревянных модульных домов SWEDHUS.
"Грамотно спроектированное заземление – электробезопасность жилища, электроприборов, а главное здоровья и жизни", – дополняет Владимир Когут, начальник ПТО ООО “ЭРКОН”.
CC BY-SA 3.0 / F1jmm /
Металлический стержень заземления с присоединенным зелено-желтым проводом
Виды заземления
Существует два основных вида заземления:
- естественное;
- искусственное.
Роль естественного заземления выполняют части металлических конструкций дома, постоянно находящиеся в земле: арматура фундамента, водопровод, обсадные трубы. "Данный вид заземления может показаться экономичнее на этапе возведения здания, но не рекомендуется применять его потому, что металлические элементы, находящиеся в постоянном контакте с грунтом, со временем приходят в негодность и их ремонт или замена будет значительно сложнее и дороже замены отдельного заземлителя", – говорит Алексей Кокорин, начальник сборочного цеха электрощитового оборудования (НКУ) ООО "Завод "КЛАЙВ".
В качестве естественной защиты используются:
- свинцовые оболочки кабеля, проложенные в траншеях под землей;
- рельсы неэлектрифицированных путей;
- железобетонные и металлические конструкции строительных сооружений, соприкасающиеся с землей;
- подземные водопроводные и канализационные магистрали.
В качестве естественной защиты запрещается использовать:
- отопительные системы и металлические трубы с горючими и взрывоопасными веществами;
- трубы с антикоррозийным покрытием;
- металлоконструкции для транспортировки горючих и токсичных веществ.
CC BY-SA 3.0 / z22 /
Металлическая водопроводная труба, используемая в качестве заземляющего электрода
"Искусственное заземление представляет собой совокупность электродов, установленных в земле и объединенных с электрооборудованием через заземляющий проводник", – поясняет Алексей Кокорин. Это самостоятельная металлическая конструкция, монтирующаяся в землю. Как правило, для искусственных заземлителей используют горизонтальные и вертикальные электроды. Электроды помещаются в землю и соединяются стальным элементом с помощью сварочного аппарата. Такая конструкция образует контур заземления.
Наиболее распространенные примеры искусственных защитных контуров: металлические полотна, стержни, уголки, трубы и стальные балки.
Виды контуров заземления
"Пpaвильнoe зaзeмлeниe в чacтнoм дoмe нaчинaeтcя имeннo c oбycтpoйcтвa кoнтypa. Контуры заземления могут быть в виде треугольника, пpямoyгoльникa, oвaлa, линии или дyги. Oптимaльный вapиaнт для чacтнoгo дoмa – тpeyгoльник, нo впoлнe пoдoйдyт и дpyгиe варианты", – отмечает Владимир Когут.
Контур заземления представляет собой конструкцию, состоящую из нескольких электродов, соединенных друг с другом и смонтированных по периметру здания. В зависимости от назначения используемой площади и удельного сопротивления грунта выделяют два вида контура заземления:
- классический (треугольник);
- современный (модульно-штыревое заземление).
CC BY-SA 3.0 / Dmitry G /
Правильная организация заземления: PEN-проводник заземлен как в месте ответвления, так и в узле учета
Классическое заземление – это сварной металлический профиль, который вбивается в землю. Конструкция такого заземления представляет собой равносторонний треугольник, по углам которого вертикально в землю вбиты стальные уголки, их размеры должны быть не менее 50х50 мм. Заземление треугольником обязательно должно находиться ниже уровня промерзания грунта. Средняя длина используемых электродов составляет 2,5-3 метра.
Данный вид заземления имеет один большой плюс – доступную цену. Использование дешевых стальных элементов делает стоимость конструкции минимальной. Однако у классической схемы есть масса минусов:
- большая площадь заземлителя (часто необходимо более 10 электродов);
- резка материала на части нужных размеров (по 2-6 м);
- необходимость транспортировки материалов до места установки;
- трудоемкий процесс установки, требующий забивания уголков-электродов и проведения сварочных работ;
- непродолжительный срок службы;
- получение разрешений при устройстве заземления в городской черте.
Модульно-штыревое заземление представляет собой готовые заводские варианты конструкций, которые соединяются друг с другом без сварки. Как правило, это штыри с резьбой диаметром 14 мм и длиной 1,5 м. Вбиваются в землю обычным перфоратором. При монтировании заземления необходимо учитывать уровень удельного сопротивления грунта. Нормированное сопротивление, на которое следует ориентироваться, составляет не более 30 Ом для частных домов. 4 Ом – для источника тока при напряжении 380В, а для подстанции 110 кВ – 0,5 Ом. Количество штырей и глубина погружения заземлителя определяются в зависимости от полученных показаний. Проще говоря, чем плотнее грунт, тем на меньшую глубину необходимо вбивать заземление.
Преимущества модульно-штыревой конструкции:
- возможность монтажа в любом месте – модульно-штыревое заземление можно сделать даже в подвале или в непосредственной близости от стен дома;
- при соединении модульного заземления не нужна сварка, вся конструкция крепится на специальных муфтах.
Алексей Кузнецов подчеркивает, что эффективность работы заземления зависит от корректности расчетов, выбора схемы и проведения монтажа. Чаще всего выбор делается в пользу современного метода заземления, поскольку он гораздо практичнее и удобнее, чем классический.
Схемы заземления
Система заземления складывается из двух факторов.
Один из них – это способ подключения нулевого проводника, которые бывают трех типов:
- 1.N — функциональный ноль.
- 2.PE — защитный ноль, или заземление.
- 3.PEN — совмещение функционального и защитного нулевых проводников.
Второй фактор при организации системы заземления – подключение к однофазной электрической сети (230В) или и к трёхфазной (400В).
Шина заземления в сильноточных цепях
Совокупность обоих факторов даёт системы заземления с глухозаземлённой нейтралью (TN-C; TN-C-S; TN-S; TT) и с изолированной нейтралью (система IT).
Различают TN, TT и IT системы заземления. Первая, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. В приведенных выше названиях систем искусственного заземления по первой букве можно судить о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя, где:
- T — заземление.
- N — подключение к нейтрали.
- I — изолирование.
- C — объединение функций, соединение функционального и защитного нулевых проводов.
- S — раздельное использование во всей сети функционального и защитного нулевых проводов.
Для понимания различий и способов устройства перечисленных систем заземления следует детально рассмотреть каждую из них.
Алексей Кокорин объясняет, если от трансформаторной подстанции идёт только один провод – нулевой, который может выполнять функцию и защитного проводника, то организуют системы заземления TN-C (ноль и земля объединены на всей линии) или TN-C-S (ноль и земля объединены в один проводник от подстанции и разделяются во вводном щитке домохозяйства). Эксперт рассказывает, что:
TN-C – самый дешёвый вариант, но и с максимальным риском опасности: при обрыве N-проводника весь потенциал переходит на электрическое оборудование, что может привести к поражению током или даже пожару.
CC BY-SA 4.0 / Донор /
Принципиальная схема системы TN-C
TN-C-S чаще всего реализуется при реконструкции старых видов заземления. Фактор риска — при обрыве PEN-шины образуется полное напряжение в системе.
CC BY-SA 4.0 / Донор /
Принципиальная схема системы TN-C-S
"В современных строительных проектах предусматривают систему TN-S, для чего от подстанции с глухозаземленной нейтралью прокладывают два раздельных проводника: нейтраль (N) и защитный проводник (PE). Такая система наиболее надежная, т.к. даже при обрыве нуля, защитный проводник продолжает выполнять свою функцию", – говорит Алексей Кокорин.
CC BY-SA 4.0 / Донор /
Принципиальная схема системы TN-S
Системы типов IT и TT не имеют централизованного защитного проводника, поэтому возникает необходимость обустройства контура заземления прямо у потребителя.
По словам специалиста, система TT – самая популярная для подключения частных домов, реже используют TN-C-S. При трехфазном вводе в дом приходит четыре провода (три фазы и рабочий ноль), при однофазном – два провода (одна фаза и ноль). На участке и в самом доме обустраивают независимую систему заземления.
Расчет заземления
Расчет контура заземления необходим для того, чтобы определить сопротивление сооружаемого контура при эксплуатации, его размеры и форму. Алексей Кокорин поясняет, что основной расчет сводится к определению сопротивления растекания тока заземлителя. "Это сопротивление зависит от материала, размеров и количества заземляющих проводников, расстояния между ними, глубины их заложения и проводимости грунта. Чтобы произвести необходимые расчёты, не обязательно изучать и запоминать формулы – можно воспользоваться одним из специальных калькуляторов в интернете", – отмечает эксперт.
Устройство заземления своими руками
"Категорически не рекомендуется делать заземление своими руками. Более половины несчастных случаев вызваны контактом с поврежденным бытовым прибором и некорректно функционирующей системой заземления. Если вы хотите, чтобы работа была проведена безопасно, качественно и быстро, но при этом не знакомы со спецификой, не имеете профильного образования или опыта, стоит обратиться к профессионалам, которые оказывают полный спектр услуг в сфере электромонтажа. Так вы получите гарантии качества и уверенность в безопасности и эффективности контура заземления вашего дома", – предупреждает Алексей Кузнецов.
Место для монтажа
Заземлители должны быть углублены на 0,5-0,7 м и уходить в грунт ниже глубины промерзания как минимум на 0,6-1 м. Например, в Москве грунт промерзает примерно на 130 см – значит, штырь заземления должен уходить вглубь примерно на 1,9-2,3 м. Расстояние между штырями рекомендуется выдерживать в 2,2 раза больше их длины, хотя на практике его редко удаётся выдерживать, что незначительно снижает эффективность контура заземления, так как уменьшается сопротивление растеканию.
Располагаться контур заземления должен на расстоянии не менее 1 метра от дома, а заземлитель молниеотвода – больше 5 м от входа в дом, тропинок и дорожек. Рекомендуется выбирать для этого место, куда люди заходят редко и желательно в тени, которая способствует сохранению в почве большого количества влаги.
Материал для контура заземления
Самый распространённый материал для изготовления контура - углеродистая сталь. В ПУЭ п.1.7.111 в таб.1.7.4 указаны минимальные размеры изделия.
Владимир Когут отмечает, основными элементами контура заземления для частного дома являются:
- 1.Заземлители вертикальные. При изготовлении из прутьев диаметр должен быть не менее 16 мм, для труб он увеличивается до 32 мм, размеры уголка не менее 50х50х4 мм.
- 2.Горизонтальные заземлители. При использовании прутьев их диаметр может быть уменьшен до 10 мм, размер уголка или коробочки не меняется.
- 3.Подвод к зданию. Осуществляется стальной полосой 40х4 мм.
Подключение контура к сети производится медным проводом 10 мм² или алюминиевым 16 мм².
Таблички на подстанции
Материал штырей заземления может быть недорогим – из стальных прутов или уголков, но специалисты рекомендуют использовать более дорогие, но долговечные медные или из нержавеющей стали.
Сварочные работы
Штыри и перемычки соединяются под землей только сварным способом, поскольку резьба корродирует в земле и теряет надежность. Медный провод от щита питания подсоединяется к токоотводу при помощи зажимной клеммы, а контакт обрабатывают антикоррозийной смазкой.
Проверка контура заземления
Проверить смонтированный контур заземления можно самостоятельно или вызвать электролабораторию. Для проверки пропускают ток через специальные электроды, расположенные в грунте на расстоянии 20-30 м от контура. При подаче напряжения измеритель сопротивления определит сопротивление контура.
Ввод в дом
"Ввод заземления в дом чаще всего осуществляют через главную заземляющую шину (ГЗШ) в электрощите. ГЗШ обеспечивает надёжное соединение, возможность увеличения количества подсоединяемых проводников в случае необходимости. Кроме того, с помощью ГЗШ организуется система уравнивания потенциалов (СУП), которая повышает защиту человека от поражения током и от пожара, например, спровоцированного пробоем между проводниками кабелем питания в доме и молниеотводом", – поясняет Алексей Кокорин.
Автоматические выключатели электроэнергии в щитке
Особенности схем заземления 220В и 380В
Современные номинальные параметры сети: 230В и 400В. При организации контура заземления необходимо соблюдать определённые правила и требования. По словам Алексея Кокорина, контур заземления частного дома должен иметь сопротивление растекания 4 Ом при трехфазном питании (400В) и 8 Ом при 230В.
Заземление отдельных бытовых приборов
"Заземлению бытовых приборов многие люди либо вовсе не придают значение, либо оно рассматривается, как излишняя предосторожность. Однако это необходимо в первую очередь для защиты человека от поражения электрическим током и особенно важно в случае с электроприборами большой мощности и в металлическом корпусе, т.к. именно корпус при аварийной ситуации может оказаться под напряжением", - комментирует Алексей Кокорин. Причём удар током можно получить как от самого прибора, так и от другого металлического предмета, с которым контактирует оборудование. Например, в моей личной практике был случай выхода из строя бойлера, подключенного в розетку, не имеющую заземления, подсоединенного к водоснабжению шлангом с металлической оплеткой. В итоге при прикосновении к гребенке (коллектору) происходил удар током. То же самое может происходить и со стиральной машиной, и с другими электроприборами.
Алексей Кокорин поясняет, что заземление бытовых приборов осуществляется двумя способами:
- 1.Первый – заземление через розетку в случае, когда к розетке помимо двух основных проводов питания подходит третий – заземляющий. В таком случае заземление происходит через специальные контакты в розетке и на вилке электроприбора, предполагающего заземление.
- 2.Второй способ заземления относится к стационарному электрооборудованию и предполагает дополнительное присоединение провода заземления напрямую к корпусу.
Счетчики электроэнергии на даче в Московской области
Готовые комплекты заземления
Организовать заземление для частного или дачного дома, газового котла или молниезащиты можно при помощи современного решения - готового комплекта модульно-штыревого заземления. Комплекты различаются по величине сопротивления, суммарной длине вертикального заземлителя, количеству и характеристикам входящих в них стержней с комплектующими. При подборе готового комплекта Владимир Когут рекомендует учитывать регион установки заземлителя и климатическую зону, тип грунта и глубину залегания грунтовых вод, а также ряд других важных параметров.
В названии комплектов отражена информация о ключевых характеристиках. В основе конструкции стержни из омедненной, оцинкованной и нержавеющей стали, - определить, какой комплект, можно по короткому коду в названии:
- EZ – стальные стержни с покрытием из меди, срок эксплуатации – 100 лет;
- CN – стержни из нержавеющей стали, срок службы – 50 лет;
- ZN – стержни из стали с цинковым покрытием, срок службы – 30 лет.
Ошибки при выполнении монтажных работ
Специалисты отмечают наиболее распространенные ошибки при самостоятельном монтаже:
- большое расстояние контура от дома, что приводит к значительному увеличению сопротивления системы;
- покраска с целью защиты электродов от коррозии;
- коррозия, которая достаточно быстро нарушает контакт между элементами;
- использование тонкого профиля для электродов: через небольшой промежуток времени коррозия начинает вызывать резкое увеличение сопротивления металла.
Работа с электрощитком в офисе
«
"При обнаружении недостатков в конструкции следует незамедлительно устранить их. Чрезмерное увеличение электрического сопротивления или нарушение целостности цепи нарушают работу заземления, и контур уже не может гарантировать безопасность", – Алексей Кузнецов.
Правила и требования к контуру заземления
Чтобы контур заземления работал эффективно, он должен соответствовать определенным правилам:
- Расположение внешнего контура на расстоянии не менее одного метра и не больше 10 метров от дома. Оптимальный вариант – два-четыре метра от фундамента.
- Заглубление электродов должно происходить в пределах двух-трех метров. На поверхности для соединения полосой оставляют часть штыря длиной 20-25 см.
- Увязку электродов между собой обеспечивают исключительно методом сварки. А соединение в щите может производиться болтами.
- Общее сопротивление системы не должно превышать 4 Ом для 380 В (400 В) и 8 Ом для 220 В (230 В).
