Заземление в частном доме, схемы, монтаж

Подготовка

Элементы системы заземления на дачном участке

Проведя предварительные расчеты, и сверив их с технической документацией, регламентирующей местоположение распределительного щитка, и проектными данными коммуникационных систем, можно приступать к подготовке площади, на которой будет устанавливаться заземление. Ее предварительно потребуется избавить от излишней растительности, если заземление устанавливается на территории газона или клумбы, и от плиток или бетона, если оно будет проходить под дорожками или площадками участка. Но стоит отметить, что этот участок лучше по окончании работ вовсе огородить или задекорировать, чтобы избежать вероятных негативных последствий.

Разметка траншеи

В первую очередь необходимо провести разметку согласно тем данным, которые прописаны в расчетной части проекта. К примеру, требуется отмерять расстояние от щитка до места расположения электродов, отметить геометрическую форму контура и после этого установить направляющие, которые позволят корректно провести раскопку траншеи.

Траншею стоит копать неглубокую

Готовая траншея для контура заземления

Глубина траншеи должна составлять 50-70 см. Больше углубляться не стоит, в противном случае проводить сварку будет неудобно. Сильнее углубиться можно лишь в тех местах, где будут устанавливаться электроды. Это позволит быстрее вбить на необходимую глубину арматуру, а чтобы сварка была более комфортной эти точки, точнее круги вокруг них, можно дополнительно расширить, увеличив их диаметр.

Благодаря заточенным концам, арматура или уголки будут легче заходить в землю

Также на подготовительном этапе требуется заготовить все необходимые материалы, к примеру, заточить один край каждой арматуры.

Из чего состоит заземление

Внешний контур заземления. Располагается за пределами помещений, непосредственно в грунте. Представляет собой пространственную конструкцию из электродов (заземлителей), соединенных между собой неразделимым проводником.
Внутренний контур заземления. Токопроводящая шина, размещенная внутри здания. Охватывает периметр каждого помещения. К этому устройству подсоединяются все электроустановки. Вместо внутреннего контура может быть установлен щиток заземления.
Заземляющие проводники. Соединительные линии, предназначенные для подключения электроустановок непосредственно к заземлителю, или внутреннему контуру заземления.

Рассмотри эти компоненты подробнее.

Внешний, или наружный контур

Монтаж контура заземления зависит от внешних условий. Прежде чем начать расчет, и выполнить проектный чертеж, необходимо знать параметры грунта, в котором будут установлены заземлители. Если вы сами строили дом, эти характеристики известны. В противном случае лучше вызвать геодезистов, для получения заключения по грунту.

Какие бывают грунты, и как они влияют на качество заземления? Примерное удельное сопротивление каждого типа грунта. Чем оно ниже, тем лучше проводимость.

Глина пластичная, торф = 20–30 Ωм·м
Суглинок пластичный, зольные грунты, пепел, классическая садовая земля = 30–40 Ом·м
Чернозем, глинистые сланцы, полутвердая глина = 50–60 Ом·м

Это лучшая среда для того, чтобы установить наружный контур заземления. Сопротивление растекания тока будет достаточно низким даже при малом содержании влаги. А в этих грунтах естественная влажность обычно выше среднего.

Полутвердый суглинок, смесь глины и песка, влажная супесь — 100–150 Ом·м

Сопротивление немного выше, но при нормальной влажности параметры заземления не выйдут за нормативы. Если в регионе установки установится продолжительная сухая погода, необходимо принимать меры к принудительному увлажнению мест установки заземлителей.

Глинистый гравий, супесок, влажный (постоянно) песок = 300–500 Ом·м

Гравий, скала, сухой песок – даже при высокой общей влажности, заземление в такой почве будет неэффективным. Для соблюдения нормативов, придется устанавливать глубинные заземлители.

Многие владельцы объектов, экономя «на спичках», просто не понимают, для чего нужен контур заземления. Его задача при соединении фазы с землей обеспечить максимальную величину тока короткого замыкания. Только в этом случае быстро сработают устройства защитного отключения. Этого невозможно достичь, если сопротивление растекания тока будет высоким.

Определившись с грунтом, вы сможете выбрать тип, и самое главное — размер заземлителей. Предварительный расчет параметров можно выполнить по формуле:

Расчет приведен для вертикально установленных заземлителей.

Расшифровка величин формулы:

R0 — полученное после вычисления сопротивление одного заземлителя (электрода) в омах.
Рэкв — удельное сопротивление грунта, см. информацию выше.
L — общая длина каждого электрода в контуре.
d — диаметр электрода (если сечение круглое).
Т — вычисленное расстояние от центра электрода до поверхности земли.

Задавая известные данные, а также меняя соотношение величин, вы должны добиться значения для одного электрода порядка 30 Ом.

Если установка вертикальных заземлителей невозможна (по причине качества грунта), можно рассчитать величину сопротивления горизонтальных заземлителей.

Поэтому лучше потратить больше времени на забивание вертикальных стержней, чем следить за барометром и влажностью воздуха.

И все же приводим формулу расчета горизонтальных заземлителей.

Соответственно, расшифровка дополнительных величин:

Rв — полученное после вычисления сопротивление одного заземлителя (электрода) в омах.
b — ширина электрода — заземлителя.
ψ — коэффициент, зависящий от погодного сезона. Данные можно взять в таблице:

ɳГ — так называемый коэффициент спроса горизонтально расположенных электродов. Не вдаваясь в подробности, получаем цифры из таблицы на иллюстрации:

Предварительный расчет сопротивления необходим не только для правильного планирования закупок материала: хотя будет обидно, если вам не хватит для завершения работ, пары метров электрода, а до магазина несколько десятков километров. Более-менее аккуратно оформленный план, расчеты и чертежи, пригодятся для решения бюрократических вопросов: при подписании документов о приемке объекта, или составлении ТУ с компанией энергосбыта.

Разумеется, никакой инженер не подпишет бумаги только на основании пусть и красиво исполненных чертежей. Будут произведены замеры сопротивления растекания.

Устройство заземления своими руками: поэтапная инструкция

Если Вы задаетесь вопросом: «как сделать заземление на даче?», то для выполнения данного процесса потребуется следующий инструмент:

сварочный аппарат или инвертер для сварки металлопроката и вывода контура на фундамент здания;
угловая шлифмашинка (болгарка) для разрезания металла на заданные куски;
гаечные глючи для болтов с гайками М12 или М14;
штыковая и подборная лопаты для рытья и закапывания траншей;
кувалда для вбивания электродов в землю;
перфоратор для разбивания камней, которые могут встречаться при рытье траншей.

Чтоб правильно и согласно нормативным требованиям выполнить контур заземления в частном доме нам потребуются следующие материалы:

Уголок 50х50х5 — 9 м (3 отрезка по 3 метра).
Сталь полосовая 40х4 (толщина металла 4 мм и ширина изделия 40 мм) — 12 м в случае вывода одной точки заземлителя на фундамент здания. Если же Вы хотите выполнить контур заземления по всему фундаменту к указанному количеству добавьте общий периметр здания и еще возьмите запас для подрезки.
Болт М12 (М14) с 2 шайбами и 2-я гайками.
Медный заземлитель. Может быть использована заземляющая жила 3-х жильного кабеля либо провод ПВ-3 с сечением 6–10 мм².

После того как все необходимые материалы и инструменты есть в наличии можно переходить непосредственно к монтажным работам, которые детально расписаны в следующих главах.

Выбор места для монтажа контура заземления

В большинстве случаев рекомендуется монтировать контур заземления на расстоянии в 1 м от фундамента здания в месте где оно будет скрыто от человеческого глаза и к которому будет сложно добраться как людям, так и животным.

Такие меры необходимы для того, что при повреждении изоляции в электропроводке потенциал будет идти на контур заземления и может возникнуть шаговое напряжение, которое может привести к электротравме.

Выполнение земляных работ

После того как было выбрано место, выполнена разметка (под треугольник со сторонами 3 м), определено место вывода полосы с болтами на фундамент здания можно приступать к земляным работам.

Для этого необходимо с помощью штыковой лопаты по периметру размеченного треугольника со сторонами по 3 м снять слой земли в 30–50 см. Это необходимо для того, чтоб в дальнейшем без особых трудностей к заземлителям приварить полосовой металл.

Также стоит дополнительно прокопать траншею такой же глубины для подвода полосы к зданию и выводу ее на фасад.

Забивание заземлителей

После подготовки траншеи можно приступать к монтажу электродов контура заземления. Для этого предварительно с помощью болгарки необходимо заточить края уголка 50х50х5 или круглой стали диаметром 16 (18) мм².

Далее выставить их в вершины полученного треугольника и с помощью кувалды забить в землю на глубину 3 м

Также важно чтоб верхние части заземлителей (электродов) находились на уровне выкопанной траншеи чтоб к ним можно было приварить полосу

Сварные работы

После того как электроды будут забиты на необходимую глубину с помощью стальной полосы 40х4 мм необходимо сварить между собой заземлители и вывести данную полосу на фундамент здания где будет подключен заземляющий проводник дома, дачи или коттеджа.

Там, где полоса будет выходить на фундамент на высоте 0.3–1 мот земли, необходимо приварить болт М12 (М14) к которому в дальнейшем будет подключено заземления дома.

Обратная засыпка

После выполнения всех сварных работ полученную траншею можно засыпать. Однако перед этим рекомендуется залить траншею соляным раствором в пропорции 2–3 пачки соли на ведро воды.

После полученную почву необходимо хорошо утрамбовать.

Проверка контура заземления

После выполнения всех монтажных работ возникает вопрос «как проверить заземление в частном доме?». Для этих целей конечно обычный мультиметр не подойдет, поскольку у него очень большая погрешность.

Для выполнения данного мероприятия подойдут приборы Ф4103-М1, Клещи Fluke 1630, 1620 ER и так далее.

Однако эти приборы очень дорогие, и если Вы выполняете заземление на даче своими руками, то для проверки контура Вам будет достаточно обычной лампочки на 150–200 Вт. Для данной проверки Вам необходимо один вывод патрона с лампочкой подключить к фазному проводу (обычно коричневого цвета) а второй — к контуру заземления.

Если лампочка будет ярко светить — все отлично и контур заземления полноценно функционирует, если же лампочка будет тускло светить или вообще не испускать световой поток — значит контур смонтирован неверно и нужно либо проверять сварные стыки или монтировать дополнительные электроды (что бывает при низкой электропроводимости почвы).

Заземление и зануление: в чем разница и есть ли она?

Заземление – это металлическая рамка (контур), которая является связующим звеном между электрической сетью дома и землей.

Изготавливают этот контур из стальных или медных стержней, они имеют минимальное сопротивление

Как работает заземление? Контур закапывается в землю возле дома и соединяется с электросетью дома с помощью проводников. К каждой домашней розетке подходят три провода: фаза, ноль и заземление. Современные производители электрооборудования (щитков, розеток) уже не выпускают моделей без заземления.

В электросетях старого образца использовалось зануление – это когда контакты «земля» выводились в щиток и соединялись с нулем напрямую. И получалось, что ноль одновременно являлся и заземлением.

Схема зануления

Схема заземления

Зануление считается менее эффективной системой безопасности, чем заземление. Почему? В распределительном щитке при такой системе стоит автомат, который срабатывает при коротком замыкании. Он настроен на определенную критическую силу тока. Если «пробьет» меньше, например, не 18, а 10 ампер, автоматика просто не сработает. А вот человек от такого удара вполне может получить серьезные травмы.

Получается, что заземление более эффективно, так как срабатывает в любой ситуации и с разрядом любого напряжения, снижая его потенциал за счет отвода в грунт

Таким образом, можно сделать вывод, что заземление и молниезащита в частных домах – оптимальный выбор. А вот для квартиры в многоквартирном строении следует выбирать зануление.

Контур заземления в частном доме своими руками

Сначала разберемся с формой заземлителя. Наиболее популярный — в виде равностороннего треугольника, в вершинах которого забиты штыри. Есть еще линейное расположение (те же три штуки, только в линию) и в виде контура — штыри забиваются вокруг дома с шагом около 1 метр (для домов площадью более 100 кв. м). Штыри между собой соединены металлическими полосами — металлосвязью.

От края отмостки дома до места установки штыре должно быть не менее 1,5 метров. На выбранном участке копают траншею в виде равностороннего треугольника со стороной 3 м. Глубина траншеи 70 см, ширина — 50-60 см — чтобы было удобно варить. Одну из вершин, как правило, расположенную ближе к дому, соединяют с домом траншеей, имеющей глубину не менее 50 см.

В вершинах треугольника забивают штыри (круглый пруток или уголок длиной по 3 м). Над дном котлована оставляют около 10 см

Обратите внимание, заземлитель на выводят на поверхность земли. Он находится ниже уровня грунта на 50-60 см

К выступающим частям стержней/уголков приваривают металлосвязь — полосу 40*4 мм. Созданный заземлитель с домом соединяют металлической полосой (40*4 мм) или круглым проводником (сечением 10-16 мм2). Полосу с созданным треугольником из металла тоже сваривают. Когда все готово, места сварки очищают от шлака, покрывают антикоррозионным составом (не краской).

После проверки сопротивления заземления (в общем случае оно не должно превышать 4 Ом), траншеи засыпают землей. В грунте не должно быть крупных камней или строительного мусора, земля послойно утрамбовывается.

На входе в дом к металлической полосе от заземлителя приваривают болт, к которому крепится медный проводник в изоляции (традиционно окраска заземляющих проводов — желтая с зеленой полосой) сечением жилы не менее 4 мм2.

Контур заземления ПУЭ нормы

В электрощитке заземление подключается к специальной шине. Причем, только на специальную площадку, начищенную до блеска и смазанную консистентной смазкой. От этой шины «земля» подключается к каждой линии, которая разводится по дому. Причем разводка «земли» отдельным проводником по нормам ПУЭ недопустима — только в составе общего кабеля. Это значит, что, если у вас проводка разведена двухжильными проводами, вам придется ее полностью менять.

Монтаж заземления

Сначала подготавливаем вертикальные заземлители. Нарезаем их при помощи болгарки в соответствии с расчётными данными. Затем концы штырей стачиваем под конус. Делается это для того, чтобы электрод легче входил в землю.
Затем нарезаем стальную полосу. Длина каждого отрезка должна быть чуть больше стороны треугольника (примерно на 20–30 сантиметров). Концы полос желательно заранее обогнуть плоскогубцами для плотного контакта со штырями при проведении сварочных работ.
Берём подготовленные штыри и забиваем их в вершинах треугольника. Если земля песчаная и электроды легко заходят, то можно обойтись кувалдой. Но если плотность грунта большая или часто попадаются камни, то придётся использовать мощный перфоратор или даже бурить скважины. Стержни забиваем так, чтобы они выступали над основанием траншеи примерно на 20-30 сантиметров.
Далее берём металлическую полосу 40×5 миллиметров и прихватываем её сваркой к штырям. В итоге у вас получится контур в виде равностороннего треугольника.
Теперь делаем подвод контура к зданию. Для этого также используем полосу. Её нужно вывести и зафиксировать у стены (по возможности вблизи распределительного щита).

Тестовые работы на работоспособность

После выполнения монтажных работ выполняется обязательная проверка. Для этого к одному концу контура подсоединяется лампочка. Контур сделан правильно, если лампа ярко светит. Также работоспособность проверяется с помощью заводского прибора — мультиметра.

Почему нельзя делать отдельные заземления

Переделывать проводку во всем доме, конечно долго и дорого, но, если вы хотите без проблем эксплуатировать современные электроприборы и бытовую технику, это необходимо. Отдельное заземление определенных розеток неэффективно и даже опасно. И вот почему. Наличие двух или более таких устройств рано или поздно приводит к выходу включенного в эти розетки оборудования.

Все дело в том, что сопротивление контуров зависит от состояния почвы в каждом конкретном месте. В какой-то ситуации между двумя устройствами заземления возникает разница потенциалов, которая приводит к поломке оборудования или электротравме.

Заземление в частном доме

Делать заземления требуется не только в частном доме, но и во всех постройках на участке. Оно во многом бессмысленно лишь в бане или веранде, где есть только освещение. В остальном – любой электрический инструмент или бытовой прибор (стиральная машинка, плита и т.п.) может стать источником поражения током. И провод «на землю» как раз предназначен для предотвращения этого.

Принцип работы заземления

Следует разделять защитное (PE) и функциональное рабочее (FE) заземление. По зданию проводами они идут раздельными контурами и нигде не соприкасаются между собой. Первое делается с целью повышения электробезопасности и является обязательным в частных домах. Второе предназначено для правильной работы электроустановок с трансформаторами или электродвигателями и в коттеджах обустраивается редко.

Как подключить защитный провод к розеткам в дачном домике

Не следует забывать, что вся электропроводка в дачном домике выполнена двухжильным кабелем. В случае обустройства заземления к заземляющим клеммам всех розеток и приборов необходимо подключить третий проводник. По правилам, он должен входить в состав общего трехжильного кабеля, которым выполняется разводка в помещениях.

Все просто, если в дачном домике выполнена проводка открытого типа, которую несложно заменить. В противном случае, старую электропроводку положено отключить и обустроить новую (открытого типа) трехжильным кабелем. Эстетику можно обеспечить применением кабель-каналов. Как вариант, возможно использование пластиковой гофротрубы.

Понятно, что хочется сэкономить и проложить отдельный провод заземления к розеткам. Вам решать, нарушать правила проводки или не нарушать. Однако кабель-канал все равно придется монтировать.

Изобретательный ум российского дачника не ограничен ничем, и может появиться соблазн как-то заземлить каждую розетку отдельно. Этого точно делать не следует, так как сопротивление и качество каждого заземления не может быть одинаковым, что легко приведет к появлению опасного напряжения на одном из приборов.

Схемы заземления

Сначала необходимом определиться с схемой заземления. В нашем случае применимы две из них, это замкнутая (треугольная) и линейная.

Замкнутая схема.

Представляет из себя три вбитых в землю штыря расположенных в углах равностороннего треугольника (если смотреть сверху).

Штыри в верхней части соединяются между собой горизонтальными заземлителями, их тоже три.

Плюс данной системы в том, что при выходе из строя одного из горизонтальных заземлителей вся система будет продолжать работать.

Линейная схема.

Представляет из себя три кола заземления, которые вбиваются в землю на одной линии и соединяются между собой двумя горизонтальными металлическими полосами (заземлителями).

ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ: Как заземлить стиральную машину в частном доме.

Такая схема хотя и проще первой, но работает менее надежно, так как в случае выхода из строя хотя бы одной горизонтальной перемычки вся система перестает работать.

Какую схему использовать решать вам, но мы рекомендуем схему треугольник, так как она прослужит не одно десятилетие.

Но это еще не все. Схемы заземления можно усовершенствовать.

К примеру, не будет ошибкой вбить колья заземления в землю в виде прямоугольника или овала.

Или улучшить линейную схему добавив в нее пару кольев и пару горизонтальных заземлителей.

А также установить линейный контур с двумя и более группами заземлителей. На рисунке в центре.

Не рекомендуется вбивать менее трех кольев, если предусмотрена только одна группа заземлителей.

Также многое будет зависеть от возможностей участка местности, где будет монтироваться заземление, но об этом дальше.

Все про провод для заземления: цвет, марки, сечение, как подключить и где лучше использовать

Устройство контура заземления

Контур заземления – это несколько электродов, которые соединены между собой металлическим стержнем и закопаны в землю. Такие конструкции чаще всего имеют квадратную либо треугольную форму.

Глубина установки штырей

Вертикальные штыри заземления забивают в грунт на глубину до 0,6 м, но не выше уровня промерзания. Между ними оставляют расстояние от 2,5 до 3 м. На дне траншеи концы электродов соединяют стальной пластиной.

Почему нельзя ставить отдельные

Согласно ПУЭ, запрещено делать заземление частных жилых зданий с помощью 1 штыря.

Существует такое понятие, как «сопротивление растеканию». Вокруг заглубленного в землю стержня создается максимальное напряжение и плотность электрического тока. Когда он проходит через грунт, увеличивается сопротивляемость его движению, которое через установленное расстояние прекращается. Эту точку называют зоной растекания.

Монтаж электролитического заземления

В комплект входят г-образный электрод из нержавеющей трубы, перфорированной, длинной три метра, заполненный специальным наполнителем, четыре мешка глинисто – графитного порошка, хомут с многожильным медным проводом, для подключения ко внутреннему контуру дома

Выкапывается траншея 50 сантиметров глубиной и 3 метра длинной. Дно траншеи посыпается глинисто графитной смесью, на неё укладывается электрод, согнутой частью вверх. На электрод высыпают оставшуюся часть глинисто – графитной смеси и засыпают грунтом.

На выходящую наверх часть электрода устанавливают хомут с многожильным проводом для соединения с шиной внутренней части заземления дома, надевают оголовок для обслуживания. Изолируют места контактов специальной лентой из комплекта с гидрофобным покрытием. Времени уходит на монтаж – 3 часа.

Суть работы УЗО состоит в том, что оно фиксирует разницу между поступающим током и возвращающимся. Если разница превысит допустимую норму срабатывает механизм отключения от подачи электрической энергии УЗО стала безусловным для социально бытовых сетей в частных домах, в квартирах, во влажных помещениях, где есть стиральные и посудомоечные машины, в детских комнатах, для защиты детей от поражения электрическим током.

При всём этом часто возникает вопрос – можно ли подключать УЗО без заземления?

Давно известно, что корпус каждого электрического прибора имеет свой потенциал, а разность между этими приборами не равняется нулю! А потому возникает необходимость в объединении всех приборов одной шиной, чтобы уровнять потенциалы.

Вот и получается, что без заземления никак не обойтись. Ведь при нарушении изоляции УЗО будет ожидать утечки, а утечки нет, потому как нет заземления, а значит нет и утечки. Вывод — заземление необходимо.

В местах проживания где нет грунта, как такового, существует заземление «Елочка», получившее такое название за свою форму. Выбирают одну из стен, как правило глухую. На ней крепят куски металлической ленты, толщиной 6 миллиметров а шириной 8 сантиметров и соединяют их между собой на сварке так, что они становятся похожими на елочки.

Эти ёлочки соединяют между собой последовательно в одну схему, получая, тем самым, как бы емкость со своим потенциалом, способную рассеивать электрическую утечку.