Схема заземления частного дома

Система заземления TT — устройство и особенности использования

Электроэнергия в наши дома и квартиры приходит по электрическим проводам воздушных или кабельных линий от трансформаторных подстанций. Конфигурация этих сетей оказывает существенное влияние на эксплуатационные характеристики системы и, особенно — безопасность людей и бытовых приборов.

В электрических установках всегда существует техническая возможность повреждения оборудования, возникновения аварийных режимов, получения электротравм человеком. Правильная организация системы заземления позволяет снизить возможности проявления рисков, сохранить здоровье, исключить повреждения домашней техники.

Причины использования системы заземления ТТ

По своему назначению эта схема разработана для такого случая, когда высокую степень безопасности не могут обеспечить другие распространенные системы TN-S, TN-C-S, TN-С. Об этом очень четко говорит пункт ПУЭ 1.7.57.

Чаще всего это связано с низким уровнем технического состояния линий электропередач, особенно использующих оголенные провода, расположенные на открытом воздухе и закрепленные на опорах. Они обычно монтируются по четырехпроводной схеме:

  • тремя фазами подачи напряжения, смещенными по углу на 120 градусов между собой;

  • одним общим нулем, выполняющим совмещенные функции PEN-проводника (рабочего и защитного нуля).

Они приходят к потребителям от понижающей трансформаторной подстанции, как показано на фотографии ниже.

В сельской местности подобные магистрали могут иметь большую протяженность. Не секрет, что провода иногда схлестываются или обрываются из-за плохого качества скруток, падения веток или целых деревьев, набросов, порывов ветра, образования наледи в мороз после мокрого снегопада и по многим другим причинам.

При этом обрыв нуля происходит довольно часто, поскольку он монтируется нижним проводом. А это причиняет много бед всем подключенным потребителям из-за возникновения перекосов напряжений. В такой схеме отсутствует защитный РЕ-проводник, связанный с заземляющим контуром трансформаторной подстанции.

У кабельных линий вероятность обрыва нуля намного меньше потому что они расположены в закрытом грунте и лучше защищены от повреждения. Поэтому в них сразу реализуют наиболее безопасную систему заземления TN-S постепенно выполняют реконструкцию TN-C на TN-C-S. Потребители же, подключенные воздушными проводами, пока практически лишены такой возможности.

Сейчас многие владельцы земельных участков затевают строительство дачных домов, предприниматели организуют торговлю в отдельных павильонах и киосках, производственные предприятия создают быстровозводимые бытовые помещения и мастерские или вообще используют отдельные вагончики, которые временно запитывают электроэнергией.

Чаще всего подобные сооружения выполняются из хорошо проводящих электрический ток металлических листов либо имеют сырые стены с повышенной влажностью. Безопасность человека при нахождении в подобных условиях может обеспечить только система заземления, выполненная по схеме ТТ. Она специально рассчитана для работы в таких условиях, когда потенциал сети имеет высокую вероятность аварийного появления на токоведущих стенках или корпусах оборудования.

Принципы построения схемы заземления по системе ТТ

Главное требование безопасности в этой ситуации обеспечивается тем, что защитный РЕ-проводник создается и заземляется не на трансформаторной подстанции, а на самом объекте потребления электрической энергии без связи с рабочим N-проводником, подключенным к заземлителю питающего трансформатора. Эти нули не должны контактировать и объединяться даже в том случае, когда рядом смонтирован отдельный контур заземления.

Таким способом полностью отделяются защитным РЕ-проводником все опасные токопроводящие поверхности зданий из металла и корпуса подключенных электроприборов от действующей системы питания электроэнергии.

Внутри здания или строения монтируется защитный РЕ-проводник из прута или полоски металла, который служит в качестве шины для подключения всех опасных элементов, обладающих токопроводящими свойствами. С противоположной стороны этот защитный ноль соединяется с отдельным контуром заземления. Собранный таким методом РЕ-проводник объединяет все участки, имеющие риск появления опасного напряжения, в единую систему уравнивания потенциалов.

Подключение опасных металлических конструкций к защитному нулю может выполняться многожильным гибким проводом повышенного сечения, маркируемого полосками желто-зеленого цвета.

При этом еще раз заострим внимание на том, что категорически запрещается объединять элементы конструкций зданий и металлические корпуса электрических устройств с рабочим нулем N.

Технические требования обеспечения безопасности в системе ТТ

Из-за случайного нарушения изоляции электропроводки потенциал напряжения способен внезапно появиться в любом месте не подключенной, но токопроводящей части здания. Человек, прикоснувшийся к ней и земле, сразу оказывается под действием электрического тока.

Автоматические выключатели, защищающие от сверхтоков и перегрузок, могут только косвенно использоваться для снятия напряжения в этом случае, поскольку часть тока пойдет минуя цепочку рабочего нуля, а сопротивление контура основного заземления должно иметь очень низкое значение.

Чтобы обезопасить человека работой автоматических выключателей необходимо создать условие образования потенциала утечки на открытой токоведущей части не более 50 вольт относительно потенциала земли. На практике это выполнить сложно по ряду причин:

  • высокой кратности токов коротких замыканий времятоковой характеристики, используемых конструкциями различных выключателей;

  • большим сопротивлением контура заземления;

  • сложностью технических алгоритмов для работы подобных устройств.

Поэтому предпочтение в создании защитного отключения дается устройствам, реагирующим непосредственно на появление тока утечки, ответвляющегося от основного расчетного пути протекания нагрузки, через РЕ-проводник и локализацию его снятием напряжения с контролируемой схемы, что выполняют только УЗО или дифавтоматы.

Исключить риски получения электрических травм при этом способе заземления можно только при условии комплексного внедрения четырех основных задач:

1. правильная установка и эксплуатация защитных устройств типа УЗО или дифференциальных автоматов;

2. поддержание рабочего нуля N в технически исправном состоянии;

3. использование защитных устройств от перенапряжений в сети;

4. правильная эксплуатация местного контура заземления.

УЗО или дифавтоматы

Практически все части электропроводки здания должны быть охвачены зоной защиты этих устройств от возникновения токов утечек. Причем, их уставка на срабатывание не должна превышать 30 миллиампер. Это обеспечит отключение напряжения с аварийного участка при пробое изоляции электропроводки, исключит случайный контакт человека со стихийно возникшим опасным потенциалом, защитит от получения электротравмы.

Установка на вводном щите в дом противопожарного УЗО с уставкой в 100÷300 мА повышает уровень безопасности и обеспечивает введение второй степени селективности.

Рабочий ноль N

Чтобы схема УЗО правильно определяла токи утечек, необходимо создать ей для этого технические условия и исключить ошибки. А они возникают сразу при объединении цепей рабочего и защитного нулей. Поэтому рабочий ноль должен быть обязательно надежно отделен от защитного, а соединять их нельзя. (Третье напоминание!).

Защита от перенапряжений в сети

Возникновение электрических разрядов в атмосфере, связанные с образованием молний, носят случайный, стихийный характер. Они могут проявиться не только электрическим ударом в строение, но и попаданием в провода воздушной линии электропередач, что происходит довольно часто.

Энергетики применяют меры защиты от подобных природных явлений, но они не всегда оказываются достаточно эффективными. Большая часть энергии ударившей молнии отводится от ЛЭП, но какая-то ее доля оказывает вредное воздействие на всех подключенных потребителей.

Защититься от действия подобных всплесков завышенных напряжений, приходящих по питающей ВЛ, можно с помощью применения специальных устройства — ограничителей перенапряжений типа ОПН либо импульсных устройств защиты от перенапряжений (УЗИП).

Поддержание местного контура заземления в исправном состоянии

Эта задача возлагается в первую очередь на владельца здания. Никто другой самостоятельно заниматься подобным вопросом не будет.

Контур заземления зарыт своей большей частью в земле и таким способом спрятан от случайных механических повреждений. Однако, в почве постоянно находятся растворы различных кислот, щелочей, солей, которые вызывают окислительно-восстановительные химические реакции с металлическими деталями контура, образующими слой коррозии.

За счет этого ухудшается проводимость металла в местах контакта с грунтом и увеличивается общее электрическое сопротивление контура. По его величине судят о технических возможностях заземления и его способностях проводить токи неисправностей на потенциал земли. Делается это проведением электрических замеров.

Исправный контур заземления должен надежно пропустить к потенциалу земли ток уставки устройства защитного отключения, например, в 10 миллиампер и не исказить его. Только в этом случае УЗО правильно сработает, а система ТТ выполнит свое предназначение.

Если сопротивление контура заземления будет выше нормы, то оно станет препятствовать прохождению тока, уменьшать его, чем может полностью исключить защитную функцию.

Поскольку ток работы УЗО зависит от комплексного сопротивления цепи и состояния контура заземления, то существуют рекомендованные значения сопротивлений, которые позволяют обеспечивать гарантированное срабатывание защит. Эти величины показаны на картинке.

Измерение этих параметров требует профессиональных знаний и точных специализированных приборов, работающих по принципу мегаомметра, но использующих усложненный алгоритм с дополнительной схемой подключения и строгую последовательность вычислений. Качественный измеритель сопротивления контура заземления результаты своей работы хранит в памяти и отображает на информационном табло.

По ним с помощью компьютерных технологий строятся графики распределения электрических характеристик контура и анализируется его состояние.

Поэтому подобными работами занимаются аккредитованные электротехнические лаборатории со специальным оборудованием.

Замер сопротивления изоляции контура заземления необходимо делать сразу после ввода электроустановки в работу и периодически в процессе эксплуатации. Когда полученное значение выходит за пределы нормы, превышая ее, то создают дополнительные участки контура, подключаемые параллельно. Окончание правильности выполненных работ проверяют повторными измерениями.

Опасные неисправности схемы в системе ТТ

При рассмотрении технических требований обеспечения безопасности выделены четыре главные условия, решение которых должно выполняться комплексно. Нарушение любого пункта может привести к печальным последствиям во время пробоя сопротивления изоляции у фазного проводника.

Например, попадание фазы на корпус электроприбора при неисправном УЗО или нарушенном контуре заземления приведет к электротравме. Установленные в схеме автоматические выключатели могут просто не сработать, поскольку ток через них будет меньше уставки.

Частично исправить ситуацию в этом случае можно за счет:

  • введения системы выравнивания потенциалов;

  • подключения второй селективной ступени защиты УЗО на все здание, о которой уже упоминалось в рекомендациях.

Поскольку вся организация работ по созданию заземления системы ТТ является сложной и требует точного исполнения технических условий, то выполнение подобного монтажа следует доверять только подготовленным работникам.

>Как правильно организовать заземление в частном доме

Почему ПУЭ рекомендует систему TN-C-S

Так почему же ПУЭ рекомендует применение системы заземления TN-C-S в качестве основной системы в наших электросетях? Ведь у этой системы есть очень существенный недостаток: в случае обрыва или отгорания нулевого провода по пути от подстанции до потребителя все корпуса и металлические конструкции, соединенные с PE, сразу же оказываются под опасным, относительно земли, напряжением. И тот, кто к ним прикоснется, рискует получить опасный для жизни удар током.

Зато есть и большое преимущество: при повреждении изоляции или какой-либо еще ситуации, приводящей к замыканию фазного провода на корпус, получается ситуация, аналогичная короткому замыканию. В результате возникает большой ток, приводящий к срабатыванию автомата защиты. В системе TT в этом случае большого тока не будет, поэтому защита от КЗ далеко не всегда сработает. Почему так получается? Потому, что ток течет не по PEN-проводу, как в предыдущем случае, а идет через землю. Представим себе, что сопротивление заземлителя 4 Ом, плюс еще сопротивление заземлителя на подстанции тоже не нулевое. В такой ситуации сила тока будет не более 50А, на который не отреагирует даже 10-амперный автомат категории C (справедливости ради, надо сказать, что он все-таки сработает, но не по отсечке, а по перегрузке, через некоторое время). Но, если взять частный сектор, то зачастую там сопротивление заземлителя не 4 Ом, а намного больше, и токи замыкания на землю намного меньше.

Для чего нужно УЗО?

К счастью, есть такие устройства, как УЗО, которые реагируют даже на небольшие (десятки миллиампер) токи утечки на землю, поэтому они обязательны в системах TT. Сопротивление заземлителя для четкой работы УЗО на номинал 300 мА должно быть не менее 4 Ом, для 100 мА — 14 Ом, 30 мА — 47 Ом.

Что бывает, когда защитное устройство не срабатывает? Если это автомат в системе TN-C-S, то большой ток короткого замыкания может вызвать плавление проводов и пожар. Если же неисправно УЗО в системе ТТ, то на корпусах электроприборов будет опасное для жизни напряжение. Поэтому мой вам совет: к выбору устройств защиты подходите с максимальной ответственностью, периодически проверяйте их работоспособность в процессе эксплуатации, применяйте при возможности дублирование. Например, помимо общего, ставьте на отходящие линии дополнительные УЗО или дифавтоматы, хотя бы на те линии, где наибольшая опасность (ванная, кухня и т.п.). Вообще, разрабатывай я правила, я бы ввел обязательную двухступенчатую дифференциальную защиту.

Теперь к вопросу о том, стоит ли ставить УЗО в системе TN-C-S. Однозначно стоит. Конечно же, от описанного выше обрыва нулевого провода оно не спасет, но при утечке тока на землю оно сработает и предотвратит дальнейшее развитие неисправности на ранней стадии, когда его значение недостаточно для срабатывания автомата.

Меры по недопущению разрушения PEN

Какие меры предпринимает ПУЭ по недопущению разрушения PEN? В первую очередь — должна быть обеспечена механическая защита , а если уж обрыва не избежать, то чтобы это был не нулевой провод, а кабель целиком. То есть, если это воздушная линия, то вести ее многожильным СИПом, раздельные провода на опорах для TN-C-S непригодны. Ибо зацепит ковшом экскаватор или самосвал кузовом, а нулевой провод обычно нижним идет и его гораздо чаще цепляют, а еще может упасть дерево, трактор въехать в столб, сильный ветер, обледенение… — ну а дальше последствия, о которых мы уже упомянули выше. Помимо усиления и объединения в общую оболочку, нулевой провод периодически повторно заземляется, через каждые 200 метров для районов с низкой грозовой активностью, и через каждые 100 метров для районов с числом грозовых часов более 40 в году. И еще, при применении TN-C-S обязательным условием является система уравнивания потенциалов (СУП, ДСУП). Это значит, что все металлическое (трубы, арматура, ванна и т.д.) соединяются с проводом PE. И даже в случае обрыва нуля на всех металлических конструкциях в доме будет, пусть и отличный от земли, но везде одинаковый, потенциал. А в частных домах, в которых есть приусадебное хозяйство, надворные постройки и т.д., зачастую СУП организовать не удается, тогда следует однозначно делать TT.

Нужно ли свое заземление при подключении к системе TN-C-S? Лишним не будет. Причем, чем лучше заземление, тем больший ток может по нему течь. Это надо учитывать при выборе сечения провода от щитка к заземлителю, а также от опоры к щитку (который, кстати, при любой выделенной мощности не может быть менее 16 кв.мм).

Для чего применяется система уравнивания потенциалов

Теперь о СУП — системе уравнивания потенциалов. К дому подходят различные инженерные коммуникации: водопровод, газ, канализация и т.д. В случае неисправности в электросети (хотя бы то же пресловутое отгорание нуля или, например, пробой изоляции на корпус какого-либо электроприбора) возможно появление опасной разности потенциалов (т.е. напряжения) между шиной PE (т.е. корпусами электроприборов) и трубами или другими металлическими конструкциями, которые имеют с ними контакт. Чтобы этого не случилось, все стационарные металлические конструкции (трубы, арматура, ванны, раковины, поддоны, дверные рамы и т.д.) соединяются с системой заземления проводами достаточного сечения. При этом, прежде чем заземлить газовую трубу, нужно выполнить ряд требований и согласовать с соответствующей службой.

Кроме СУП, часто встречается такое понятие, как ДСУП — дополнительная система уравнивания потенциалов. Это относится к ванным комнатам и другим помещениям, где соседствуют вода и электричество. То есть в помещении с повышенной влажностью ставится коробочка с клеммником, называется коробка уравнивания потенциалов (КУП), от которой заземляющие проводники разводятся ко всем металлическим конструкциям. Кстати, если трубы пластиковые, то делаются специальные металлические вставки, которые тоже подсоединяются к системе ДСУП. Также, если в полу имеется система электрообогрева или проходит электропроводка, то между ними и покрытием пола укладывается сетка из арматуры, которая тоже соединяется с ДСУП. Приспособлений для присоединения заземления к чему-либо существует великое множество, на все случаи, некоторые из них для убедительности привожу на фото ниже:

Кстати, нельзя применять СУП в отдельно взятой квартире многоквартирного дома. Это чревато тяжелыми последствиями. Вообще, данная статья написана в основном для владельцев частных домов, которым приходится заботиться об электробезопасности самостоятельно. Квартиры — это отдельный вопрос, здесь многое зависит от того, когда построен дом, когда в нем был капитальный ремонт, какая система электропроводки в доме. Конечно, все нюансы такого сложного вопроса в рамках одной статьи охватить невозможно, поэтому консультируйтесь всегда со специалистом на месте, и доверяйте такую работу только квалифицированным работникам. Ибо от этого завистит жизнь ваша и окружающих вас людей.

Свое заземление в частном секторе

Теперь о самих заземлителях. Обычно из делают из стальных стержней (уголок, арматура, трубы), которые забивают в землю как можно глубже. Часто встречаются рекомендации делать заземление из трех штырей, забитых вертикально, расположенных равносторонним треугольником и соединенных при помощи сварки металлической полосой или арматурой. В этом случае нужно знать, что чем ближе электроды расположены друг к другу, тем меньше их суммарная эффективность. Если эти же три электрода расположить вдоль одной линии, будет совсем не хуже, а даже немного лучше. Эффективность заземлителей определяют по сопротивлению растеканию, которое измеряется при помощи специальных приборов по определенной методике. Чем ниже это сопротивление, тем лучше. В сети — на блогах, в форумах и даже на корпоративных сайтах часто можно встретить упрощенные методы замера сопротивления заземления. Многие из них откровенно дилетантские либо очень не точные. В одной из следующих статей я подробно остановлюсь на этом и разъясню все в деталях. А пока просто доверьтесь профессионалам.

Обычно верхние слои почвы обладают большим удельным сопротивлением, чем нижние, поэтому заземлители стараются вогнать в землю как можно глубже. Для механизации этого процесса можно использовать пневматические и электрические вибромолоты или отбойные молотки со специальными наконечниками. Часто бывает, что трех штырей недостаточно, тогда делают больше. Расстояние между штырями должно быть достаточно большим, лучше всего раза в два большим, чем их длина. Но можно обойтись и одиночным заземлителем, если загнать его очень глубоко. Такая конструкция получила название глубинно-модульной системы заземления. Как это делается, можно посмотреть на ролике ниже.

Как измерять сопротивление заземляющего устройства

По этому поводу существует множество заблуждений, кочующих с одного сайта на другой, и передающихся от одного недоэлектрика к другому. Вот типичный пример, с которым я категорически не согласен, взятый кстати, с одного из топовых сайтов ():

Даже не знаю, смеяться здесь или плакать. Мало того, что потенциальный и токовый измерительные щупы здесь соединены между собой шлейфом, так еще для измерений предлагается использовать мегаомметр (!). Якобы для того, чтобы приложить к электродам достаточно высокое напряжение. Да, при измерении больших сопротивлений, эти приборы выдают сотни и даже тысячи Вольт. Но, если на таком приборе и есть измерительный диапазон, позволяющий измерять единицы Ом, то никаких сотен Вольт там и близко не будет. В общем, ничего хорошего из таких измерений не получится. Фактически будет измерена некая величина, включающая в себя сопротивление проводов и сопротивление растеканию заземляющего устройства и измерительных электродов. Ну если сопротивлением проводов, соединяющих прибор с электродами, еще как-то можно пренебречь, то сопротивление электроды-земля обычно намного выше сопротивления заземлитель-земля, что делает погрешность много большей самой измеряемой величины.

Кстати, даже в самой википедии есть большие косяки, связанные с недопониманием процесса растекания токов в земле и понятием сопротивления заземления. Ниже я и об этом напишу, но сначала немного о том, как это сделать правильно. Во-первых, не надо ничего изобретать, а использовать специально разработанные для этого приборы и методики. Грамотно и толково это расписано и выглядит примерно так:

Есть вполне легитимный способ измерить сопротивление растеканию и без специального прибора. Для этого нам понадобится понижающий трансформатор 220/12 или 220/6 мощностью 250 Вт или выше. Также прекрасно подойдет для этого и сварочный трансформатор. Помимо трансформатора, также нужны амперметр и вольтметр, номиналы которых любой электрик может вычислить, исходя из величины напряжения и ожидаемого сопротивления. Расстояния между заземлителем З и потенциальным электродом П, а также между П и токовым электродом Т обычно берется порядка 20 метров. Иногда, для ограничения тока, последовательно с первичной или вторичной обмоткой включают балластный резистор (на схеме не показан):

Ну и напоследок, для продвинутых читателей, о косяке википедии. Есть там такая страница http://ru.wikipedia.org/wiki/Заземление. И вот на ней есть такой шедевр:

Поскольку сопротивление контура заземления местного ЗУ берётся для расчёта параметров электроустановки потребителя (для уменьшения вероятности создания опасного шагового напряжения на территории потребителя обычно требуется минимально возможное численное значение), то во внимание не берётся сопротивление почвы между питающим потребителей трансформатором и местным ЗУ потребителя — результат сопротивления местного ЗУ отдельного потребителя берётся только для отдельно взятого потребителя, а не всей электросети целиком. Иными словами: поскольку открытые металлические части отдельно взятого потребителя не соединены напрямую с трансформатором (а только через главную шину заземления), то в случае обрыва PEN-проводника между ЗУ потребителя и ЗУ трансформаторной подстанции образовывается огромное электрическое сопротивление через почву между ними, которое по закону Ома не позволяет протекать большим токам через ЗУ отдельно взятого потребителя.

Интересующие места я выделил. На самом деле, никакого «огромного сопротивления» у почвы нет. В распоряжении тока, протекающего в земле, вся планета. А ее сопротивление настолько мало, что никак не может повлиять на величину этого тока. В данном случае имеет значение лишь переходное сопротивление между заземляющим устройством и почвой, и удельное сопротивление почвы в непосредственной близости от заземляющего устройства. Это и есть то, что мы называем сопротивлением растеканию тока заземляющего устройства или, короче, сопротивлением заземления. Да, конечно, сопротивление нулевого провода между подстанцией и потребителем, обычно гораздо меньше суммы сопротивлений растеканию заземлителей подстанции и потребителя. Но и это сопротивление в несколько Ом или десятков Ом называть огромным как-то язык не поворачивается. Вот и получается, что даже авторитетам не всегда можно верить. Доверяй, но проверяй. А если вдруг сомненья никак не могут разрешиться — добро пожаловать к нам на форум электриков, будем решать вопрос коллективно.

Как рассчитать заземление

Сопротивление заземления сильно зависит от грунта, в котором оно находится. Причем, забитый в землю заземлитель, зачастую находится одновременно в разных слоях грунта, которые обладают различными удельными сопротивлениями, что усложняет расчет и при этом получаются довольно приблизительные результаты. Тем не менее, такие расчеты существуют, и они обязательны для большинства промышленных объектов. В частном секторе обычно делается некая минимальная конструкция, измеряется сопротивление, а потом она усиливается по необходимости (заземлитель загоняется глубже, либо добавляются новые заземляющие электроды). Ниже приводится формула для расчета одиночного вертикального заземлителя в однородном грунте:

R=(ρ/2πL)(ln(2L/d)+0.5ln((4T+L)/(4T-L)))

ρэкв — удельное сопротивление грунта, Ом*м

L — длина стержня в метрах

d — диаметр стержня в милиметрах

T — расстояние от поверхности земли до середины стержня, м

Удельное сопротивление грунта

Грунт Удельное сопротивление грунта, Ом·м
Торф 20
Почва (чернозем и др.) 50
Глина 60
Супесь 150
Песок при грунтовых водах до 5 м 500
Песок при грунтовых водах глубже 5 м 1000

Как эффективно распределить электроды

При создании многостержневой системы заземления необходимо помнить то, что соединительная полоса (труба, арматура, уголок и т.д.) между электродами, если она находится в земле, также является дополнительным заземлителем и уменьшает общее сопротивление. Также эффективность дополнительных электродов снижается при уменьшении расстояния между ними. Поэтому, если мы хотим добиться минимального сопротивления, нам нужно расположить заземлители подальше друг от друга. Но, кроме сопротивления, есть еще вещи, на которые следует обратить внимание. Если к нашим заземлителям подключаются молниеотводы, то их не стоит выносить за пределы защищаемого объекта. Например, если мы строим контур из 4-х вертикальных заземлителей для квадратного дома, то разумно было бы расположить их вблизи каждого угла. Если объект узкий и длинный, то электроды лучше распределить вдоль одной из стен. И так далее.

При устройстве заземления и его эксплуатации следует также руководствоваться нормативными документами: ПТЭЭП (гл. 2.7. Заземляющие устройства) и Нормы испытаний электрооборудования, гл. 26, заземляющие устройства

Сокращения. Расшифровка

Для тех, кому интересно, откуда берутся такие названия, как TT, TN-C-S и т.д. — это все расписано в ГОСТ Р 50571.1-2009, здесь приведу лишь небольшую расшифровку:

  • Т — заземленная нейтраль (лат. Terra);
  • I — изолированная нейтраль (англ. Isolation).

Вторая буква обозначает состояние открытых проводящих частей относительно земли:

  • Т — открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;
  • N — открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.

Последующие после N буквы обозначают совмещение в одном проводнике или разделение функций для нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:

  • S — нулевые рабочий N и защитный РЕ проводники разделены (англ. Separated);
  • С — функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном PEN-проводнике (англ. Combined);
  • N — нулевой рабочий (нейтральный) проводник (англ. Neutral);
  • РЕ — защитный проводник (нулевой защитный или заземляющий проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов) (англ. Protective Earth);
  • PEN — совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводники (англ. Protective Earth and Neutral).

Усенко К.А., инженер-электрик,

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.

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.

Преимущество треугольной формы контура

Какое преимущество над контуром в виде полосы имеет треугольник? Оно заключается в том, что такая конструкция занимает меньшую площадь, соответственно земляных работ будет значительно меньше. Да и соединять штыри гораздо проще в яме, чем в узкой и длинной траншее. Однако самое главное преимущество треугольного заземления — заключается в надежном функционировании защиты, т.к. если перемычка из металла между электродами повредится, заземляющее устройство будет все равно рабочим (с другой стороны).

Высота каждого заземляющего электрода имеет определенные нормы и составляет 2 – 3 метра. Форма расположения электродов в земле – равнобедренный треугольник, расстояние между которыми должно быть не меньше 1,2 м. Для того чтобы получить хорошее контактное соединение, используется металлическая пластина, которая накладывается с помощью сварки. Чтобы подвести заземление от контура к дому рекомендуется использовать шину из такого же металла или провод из стали подходящего сечения. Размеры уголка должны быть не менее 50х50 мм.

Этапы установки

Сделать заземление треугольником можно по следующей пошаговой инструкции:

  1. На выбранном месте помечаем места закапывания вертикальных электродов. После чего нужно выкопать траншею глубиной до одного метра. Глубина должна быть ниже промерзания земли. Линии конструкции должны образовывать треугольник, длина стороны которого указывается в расчетах.
  2. Затем необходимо вырыть траншею от конструкции к силовому щитку. Угол контура, к которому будет подсоединяться щиток, выбирается самый ближний. Это делается для экономии материалов.
  3. Далее необходимо забить электроды в землю, оставив над грунтом 20 см.
  4. С помощью стальной полосы необходимо сделать замкнутую систему. Она приваривается к электродам и образует треугольник.
  5. От ближайшей точки прокладывается полоса к силовому щитку и выводится на стену.
  6. К подведенной к шкафу планке приварить болт, при этом его резьба должна быть наружу. Это означает, что привариваться будет шапка болта. Чтобы подключить заземление к щитку в доме, важно заранее в стене высверлить отверстие для заземляющего кабеля.
  7. С помощью гайки присоединяется заземляющий кабель к болту. После этого необходимо обработать места сварки и соединений специальными веществами от коррозии и герметиком.

Инструкция в картинках выглядит следующим образом:

Завершающим этапом установки заземлителя своими руками будет проверка сопротивления заземления. Для этого нужно иметь специальный электрический прибор, который называется омметр. Но так как такой прибор стоит не дешево, то лучше пригласить специалиста из энергоуправления. Специалисту нужно сделать замеры и внести данные в паспорт контура заземлителя.

Важно проверку делать в сухую погоду, так как атмосферная влага может дать погрешности измерению. Норматив сопротивления контура не должен превышать 4 Ом для сети 220 Вольт. Если же сопротивление превышает этот показатель, то нужно доработать заземление. Для этого нужно добавить еще один заземлитель или сделать конструкцию в форме ромба.

В случае, если параметры соответствуют всем нормам и требованиям и подтверждается низкое сопротивление контура, то можно зарывать траншею. Делается это однородным грунтом, без щебня и мусора. Подключать заземление к щитку следует не параллельно, а отдельно каждую техническую единицу.

Есть еще один способ проверить сопротивление без вызова специалиста. Для этого достаточно иметь лампу, мощность которой не меньше 100 Вт. Источник света одним контактом подсоединяется к системе, а вторым – к фазе. Если треугольник установлен правильно, то лампочка будет гореть ярко. Если же она светит тускло, значит контакты между заземлителями слабые и стыки нужно будет переделывать. Если свет вообще не горит, то треугольник установлен неправильно. В этом случае следует проверить саму схему и посмотреть где была допущена ошибка.

На видео ниже наглядно показывается, как собрать заземляющий контур треугольной формы:

Вот и все, что хотелось вам рассказать о том, как сделать заземление треугольником своими руками. Надеемся, предоставленные схемы, фото и инструкция по монтажу были для вас полезными!

Будет полезно прочитать:

  • Прокладка кабеля под землей
  • Назначение главной заземляющей шины
  • Как сделать систему уравнивания потенциалов в ванной

Вопрос №1: а нужно ли заземление в частном доме или коттедже?

Многие домовладельцы продолжают игнорировать элементарные правила электробезопасности. Аргументация таких лиц удивляет: раньше никто не делал заземляющих мероприятий, и ничего страшного не произошло. Во-первых, прежде не было такого количества бытовых приборов, во-вторых, появились документы, например, ПУЭ, в которых изложены основные требования по электробезопасности.

Пользуясь сетью, которая не имеет защиты от воздействия электротока, жители рискуют попасть в опасную для жизни ситуацию, даже если проводка в деревянном жилище выполнена безукоризненно. Поэтому на вопрос, нужно ли заземление в частном доме, следует отметить функции, которые оно выполняет:

  • Предохранение человека от поражения электрическим напряжением при касании к неисправному бытовому прибору.
  • Снижение уровня магнитных помех высокочастотного диапазона, излучаемых электрической сетью и бытовыми устройствами.
  • Обеспечение безопасной работы приборов, работающих в условиях повышенной влажности (бойлеры, стиральные машины и т.п.).
  • Снижение порога электромагнитного излучения сети, которое негативно влияет на самочувствие человека.

Нужно отметить, что защитный контур представляет собой неотъемлемый компонент системы молниезащиты. Также возможно его применение в конструкциях, отвечающих за недопущение импульсного перенапряжения.

Где разместить контур?

Чтобы заземление частного дома своими руками и схема контура работали эффективно, важно определить месторасположение для установки заземляющих электродов. Поскольку их длина довольно внушительна, то есть риск повреждения трасс коммуникаций. Поэтому в этом случае есть смысл ознакомиться с планами их прокладки в горадминистрации. Кроме этого существует несколько правил, которые не стоит отвергать:

  • Устанавливая место расположения электродов, обратите внимание на характеристики грунта. Если есть возможность ознакомиться с геоморфологическими отчетами местности, то для монтажа нужно выбирать как можно низкие точки верхнего водоупора.
  • Исследовать уровень нахождения грунтовых вод и отношение длины погружаемых электродов к нему. При наличии на даче, гараже или в доме вентилируемого подвала – воспользоваться этим фактом в полной мере и устроить контур на дне погреба.
  • Размещать детали контура следует не ближе 1 метра от фундамента.

В коттеджном строительстве в основном применяется система защиты TT, когда контур заземления изготовлен в индивидуальном порядке, а не от подстанции, как в TN-S-C. Такая конструкция весьма устойчива к повреждениям, но требует использования УЗО, без которого защита от поражения электротоком неэффективна.

Сопротивление грунтов и методика расчета электродов

Передача потенциала в землю осуществляется по всей плоскости металлических электродов через частицы почвы и грунтовые воды. Такой принцип работает как при питающем напряжении 220 Вольт, так и в системах на 380 Вольт трехфазного типа. При сооружении конструкции учитываются многие факторы: от пористости грунта до уровня шероховатости металла.

За основу расчета сопротивления протеканию тока через электроды берутся таблицы удельного сопротивления почв и геоморфологиеский профиль. Профессионалы пользуются трудами Карякина Р.Н. «Нормы устройства сетей заземления», где предоставлены все данные для вычисления многих параметров. На практике подробный расчет редко когда выполняется. Нужных результатов добиваются методом увеличения длины электродов или их числа.

В большинстве случаев применяются профили из стали с сечением не менее 80 мм², для «нержавейки» показатель чуть меньше – 60-70 мм². Для изготовления своими руками любых схем заземления в частном доме нужно применять угловую сталь, двутавр или тавр. Главное, чтобы сечение электрода не имело замкнутой формы и контактировало бы с грунтом всеми сторонами.

Инструмент и материалы

Для выполнения работ по организации заземляющего контура в загородном доме понадобятся следующий инструмент:

  • Болгарка.
  • Кувалда 7-10 кг.
  • Штыковая лопата.
  • Комплект гаечных ключей.
  • Сварочный аппарат и электроды.
  • Битум или антикоррозийная краска.
  • Сварочная маска и рабочие рукавицы.

Конструкция контура построена на принципе равнобедренного треугольника, со сторонами 1,2 м. Чтобы контур заземления соответствовал техническим нормам, следует применить следующие материалы:

  • Уголки из металла 50х50 и длиной не менее 2 метров. Возможно приобретение комплектов из омедненной стали, например, Elmast.
  • Три полосы из металла 40х4 и длиной не менее 1,2 м, а также металлическая полоса с такими же параметрами, но длиной от места залегания контура до фундамента с загибом.
  • Медный провод сечением не менее 6 мм² для соединения ЗШ с электрическим щитом.
  • Болт М8 или М10.

Важно! Заземляющая линия должна увеличиваться в сечении по направлению от щита к контуру. Например, если от щитка идет 6 мм², то полоса должна быть минимально 10 мм², а электроды – не менее 20 мм².

Технология: как правильно сделать заземление замкнутого типа в частном доме без помощи специалистов?

После этапа подготовительных работ наступает очередь монтажа. На первый взгляд, обычная задача забить заземлители в грунт может, как минимум, обернуться испорченным металлопрокатом. И все это по причине незнания технологии процесса.

Электроды перед забивкой важно грамотно заточить. Электромонтажники, которые знают, как правильно сделать защитное заземление в частном доме, делают острие со скосами 30-35°. От его края нужно отступить 40-45 мм и сделать спуск порядка 45-50°. Швеллер, двутавр или тавр могут иметь несколько скосов, прутья рекомендуется острить ковкой. Дальнейший процесс можно наблюдать на видео, он заключается в выполнении следующих переходов:

  • С помощью штыковой лопаты выкопать равностороннюю треугольную траншею со сторонами 1,2 метра, а также ров по направлению к строению для прокладки заземляющей шины. Глубина траншеи 50-70 см.
  • Для удобства забивки по углам треугольника можно пробурить лунки глубиной до 50 см.
  • При помощи кувалды или перфоратора с насадкой забить электроды, оставив над поверхностью дна канавы 20-30 см.
  • При помощи электросварки хорошо приварить металлические полосы к выступающим частям заземлителей.
  • Уложить полосу, соединяющую угол контура и фундамент строения, предварительно выгнув ее по профилю.
  • Приварить заземляющую шину к углу треугольника. Со стороны дома на полосу приварить болт для крепления медного провода.
  • Обработать места сварки антикоррозийной краской или битумом. Дать просохнуть краске и закопать канаву.

Проверка параметров заземляющего контура

Завершающей стадией в организации системы принято считать измерение сопротивления готового контура, ведь качественная защита нужна не только при использовании городской линии, но и при подключении резервного генератора электропитания. Этот этап укажет на то, как правильно сделать защитное заземление в частном доме или коттедже. Определить сопротивление можно несколькими способами:

  • При помощи электролампы на 220 Вольт, подключив один контакт к фазе, а другой – к заземляющей шине. Ярко горящая лампочка указывает на качественно работающую систему, тускло горящая – заставляет проверить надежность сварных швов.
  • При помощи грунтового мегаомметра, который измеряет сопротивление между элементами контура и контрольными электродами, забитыми в грунт на глубину в 15 и 20 метрах от заземления на глубину 50 см.
  • При помощи тестера в состоянии измерителя напряжения. Значения измерений «фаза-ноль» и «фаза-земля» не должны иметь значительной разницы (не более 10 единиц).

Как такового, обслуживания система защиты не требует, достаточно не допускать проведения земляных работ в районе контура и увлажнять вовремя грунт. Попадание агрессивных веществ также не допустимо, поскольку они сокращают срок службы конструкции до 2-3 лет.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *