Инструкция по устройству сетей заземления и молниезащите (стр. 2 )

Что такое шина заземления и как ее монтировать

Большая часть домов оснащается старыми системами электрических передач – то есть без заземлителей. Такие схемы являются устаревшими, не обеспечивают должного уровня безопасности – при включении большого числа приборов в сеть может замыкать проводка. Основные задачи системы – отключить сетевое напряжение на случай утечек тока, создать оптимальные условия для работы бытовых приборов. Некоторые устройства, кроме наличия заземляющего контакта в розетке, требуют прямого подключения к специальной шине с применением зажимов. Для этого имеются специальные зажимы.

Что такое шина заземления

Шина заземления устанавливается на вводном щитке. Она соединяет провода, идущие от:

• защитного придомового заземления;
• Электропотребителей;
• металлических конструкций;
• корпусов и кожухов электрооборудования.

К шине заземления подключают защитный проводник PEN, который соединяется с ВЛИ. Для соединения рабочих частей используются гайки, болты, но для решения некоторых задач потребуется сварка. Пример – сваривание заземлителя из пластин и уголков, в отличие от простого накручивания, обеспечивает надежный контакт деталей. В заводских медных заземлителях штыревого типа применяется лазерная резка, обработка, раскрой металла своими руками на высоком уровне невозможны.

Заземление частного дома своими руками

Самый универсальный способ установки контура заземление – это заземление из труб с приплюснутым концом. Внизу трубы вразброс просверливают десять штук отверстий диаметром от пяти до восьми миллиметров. В жаркую, летнюю погоду в эти самые отверстия можно засыпать солевой раствор (половина упаковки соли на пяти литровое ведро с фильтрованной водой) для того чтобы уровень сопротивления держался в норме.

Важно знать: шина заземления имеет такую же структуру, как и шина для молниеотвода. Но, использовать для металосвязи цинковую слойку ни в коем случае нельзя, так как она проржавеет сразу после первого дождя.

Разрабатываем схему

Как и перед любым началом строительных работ, необходимо разработать схему для заземления, которой вы будете в дальнейшем руководствоваться.

Существует два вида схем:

1. Линейная схема. Устанавливаются металлические штыри в одну прямую линию, которые последовательно соединяются. Но, эта система имеет значительный минус — если первая перемычка будет повреждена, то вся система заземления моментально выйдет из строя.
2. Замкнутая (треугольная). В отличие от первой схемы она отличается более надежным и долговечным функционированием.

Важно знать: большинство специалистов рекомендуют использовать треугольную схему заземления для частного дома, так как монтажные работы предельно просты, а работает она в несколько раз лучше, чем линейная (включая долговечность замкнутой системы и её эффективность).

Подготавливаем инструмент и материалы

Для того чтобы сделать заземление своими руками для частного дома из инструментов нам понадобится:

1. Пяти – восьми килограммовая кувалда;
2. Обычная строительная лопата;
3. Аппарат для сварки и маска для защиты лица и глаз.

Измерение заземления

Для того чтобы удостовериться насколько хорошо вас защищает контур заземления вам необходимо сделать его измерения. Для этого профессионалы используют специальный прибор ПКП – три. В домашних условиях измерить заземление не получится, так как показатели будут неточными и неправильными. Поэтому вы можете купить или одолжить у кого — либо данный измерительный прибор.

Важно знать: использовать для замирения заземления напряжение из электрической сети, резисторное напряжение или миллиамперметр опасно для вашей жизни!

Монтажные работы

1. Для начала необходимо определить, где именно будет находиться контур заземления. Нужно выбирать закрытое и укромное место, где не может пройти ни человек, ни животное (для избегания летального исхода).

Важно знать: если такого места не нашлось, а вы не хотите портить штыками красивый ландшафт вашего двора, то можно организовать потайную систему разместив заземление под искусственными камнями либо под садовой скульптурой.

1. Работа с землей. Например, для того чтобы сделать контур треугольной формы нужно с помощью лопаты выкопать треугольник со сторонами до двух метров и глубиной до семидесяти сантиметров.
2. Итак, приступим к самому главному – монтажу конструкции. Электроды необходимо забить на глубину до двух метров в землю (должны остаться в поле зрения только их верхушки).

После того как все электроды будут вбиты нужно приварить металлические пластины к их верхушкам для того, чтобы получился каркас в виде треугольника.

В конце подсоединяются проводы, связанные с шиной.

Тестирование заземления

Ну, вот и все заземление готово и осталось провести тестовое испытание. Согласно строительным правилам контрольные замирения должны быть сделаны специальным прибор стоимость, которого довольно высока и нет смысла тратиться на его покупку для того, чтобы использовать его один – два раза.

Наши народные умельцы смогли придумать народный способ замирения, которые поражают своей точностью. Для этого нам понадобится обычная лампа (мощностью не меньше 100 Вт). Все что нужно так это подключить лампу одним контактом к заземлению, а другим к фазе. Если в итоге лампочка будет гореть ярко, то с заземлением все в порядке, и она является не только эффективным, но и безопасным.

Конструкция медных шин

Шина заземления представляет собой набор металлических деталей, которые обеспечивают надежный контакт корпуса электроустановки и грунта. Основные составляющие системы:

• главная шина ГЗШ;
• отводы;
• заземляющие провода;
• общий контур.

Клеммы, полосы, зажимы заземления по ПУЭ и ГОСТ могут выполняться только из меди и стали, независимо от характеристик контура, типа электрической установки. Во многом эффективность функционирования защитного заземляющего устройства зависит от сопротивления.

Шина заземления ИЭК стандартно представляет собой пластинку из меди с набором отверстий. Провода должны опрессовываться соединительной гильзой либо наконечником для кабелей. Для крепления используются шайбы для заземления или болт с гайкой. Провода маскируются.

Стандартная схема подключения шинки заземления:

• контур заземления;
• полоса или провод от контура до вводного щита
• шина заземления в щите.

В частных домах система устанавливается в отдельный шкаф либо распределительное водное устройство с защитными комплектующими, выключателями автоматического типа. Если вводное устройство крепится на столбе, шина будет монтироваться внутрь него. Не забывайте о повторном заземлении проводника PEN вне столба.

Из чего состоит заземление

1. Внешний контур заземления. Располагается за пределами помещений, непосредственно в грунте. Представляет собой пространственную конструкцию из электродов (заземлителей), соединенных между собой неразделимым проводником.
2. 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.
3. 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.

От чего зависит сопротивление контура

Клемма заземления может показывать разные значения сопротивления заземления – общее значение складывается из набора параметров, включая сопротивление на отдельных проводках, общей шине, контуре грунта. Значение данных параметров снижается, если металлические детали имеют низкое сопротивление с высокой проводимостью. Важный параметр – сопротивление почв, по которым растекаются токи (чем оно ниже, тем лучше). Нормы по предельно допустимым значениям:

• для зданий с сетями на 220, 380В – 30 Ом;
• для генераторов, подстанций трансформаторов – 4 Ом.

Таблица сопротивлений по типам грунта.

Почвы Ом/м2 Гранитный камень 2000 Известняк 5050 Базальт 2000 Однородный гравий 800 Гравий с глиной 300 Песчаники 1000 Песчаник влажный прессованный 800 Чернозем 200

Степень проводимости грунта резко увеличивается при повышенной влажности почвы. Учитывать это при обустройстве системы заземления нужно обязательно. Другие параметры – глубина залегания контура, материалы изготовления рабочих частей, габариты, число электродов. Элементы заземляющей системы помещаются в главную шину. Безаварийность работы установок во многом зависит от выбранного материала, соблюдения правил монтажа.

Материалы для контура заземления

Чтобы заземление частного дома было эффективным, его сопротивление не должно быть больше 4 Ом. Для этого необходимо обеспечить хороший контакт заземлителей с грунтом. Проблема в том, что измерить сопротивление заземления можно только специальным прибором. Эту процедуру проводят при вводе системы в эксплуатацию. Если параметры хуже, акт не подписывают. Потому, делая заземление частного дома или дачи своими руками, старайтесь строго придерживаться технологии.

Пример заземления для частного дома

Параметры и материалы штырей

Штыри заземления обычно делают из черного металла. Чаще всего используется пруток сечением 16 мм и больше или уголок параметрами 50*50*5 мм (полочка 5 см, толщина металла — 5 мм)

Обратите внимание, что арматуру использовать нельзя — ее поверхность каленая, что изменяет распределение токов, к тому же в земле она быстро ржавеет и разрушается. Нужен именно пруток, не арматура

Возможные профили электродов

Еще вариант для засушливых регионов — толстостенные металлические трубы. Их нижнюю часть сплющивают в виде конуса, в нижней трети сверлят отверстия. Под их установку сверлят лунки требуемой длины, так как забить их не получится. При пересыхании грунтов и ухудшении параметров заземления, в трубы заливают соляной раствор — для восстановления рассеивающей способности грунтов.

Длинна стержней заземления — 2,5-3 метра. Этого достаточно для большинства регионов. Конкретнее есть два требования:

• стержень контура заземления должен заходить в грунт ниже уровня промерзания не менее чем на 60 см (лучше — 80-100 см);
• в засушливых регионах как минимум 1/3 заземлителя должна находиться во влажных грунтах, потому еще надо ориентироваться на уровень расположения грунтовых вод — при низком их расположении могут понадобиться более длинные стержни.

  Чаще всего используют стальной уголок и полосу

Конкретные параметры заземления можно высчитать, но требуются результаты геологического исследования. Если у вас таковые имеются, можно заказать расчет в специализированно организации.

Порядок монтажа защитного заземления

Защитное заземление – система преднамеренного соединения с землей железных частей электрической установки в целях повышения безопасности ее эксплуатации. Металлические составляющие конструкции под напряжением находиться не должны.

• установка заземлителей;
• прокладка заземляющих проводниковых частей;
• соединение заземляющих проводников – между собой, электрическим оборудованием.

Вертикальные стальные угловые заземлители, отбракованные трубы в грунт погружают и фиксируют путем забивки либо вдавливания. Круглые стальные части в землю по знаку места заземления вдавливают либо вворачивают. Для выполнения работ применяются особые приспособления, машины – сверлилки, копры, ПЗД-12. Чаще всего для устройства системы применяют электрические заглубители со стандартными редуктором и сверлилкой. Это способствует снижению частоты вращений менее 100 оборотов за минуту и увеличению крутящего момента на вкручиваемом электроде. К концу электрода приваривают забурниковый наконечник, который обеспечивает нормальное погружение рабочей части, рыхлит грунт. Заводской электрод имеет вид полосы 4х40 мм или других размеров. Полоса заземления заострена на конце, имеет винтовой изгиб. Другие типы наконечников для электродов также применяются, для фиксации используют зажимы заземления.

Оцинкованная

Для продления срока службы и защиты от воздействия окружающей среды на сталь наносится цинковое покрытие по ГОСТ 9.307-89 «Покрытия цинковые горячие». Стальную полосу предварительно обрабатывают и погружают в емкость с расплавом цинка. Толщина покрытия составляет 40-200 мкм. Чем толще слой, тем больше он способствует увеличению прочности изделия. Усиление покрытия осуществляется повторным погружением полосы в цинковый расплав.

Оцинковка является на данный момент наиболее эффективным и дешевым способом защиты. Нанесение покрытия увеличивает стоимость проката, но срок его службы при этом вырастает. Свойства цинка сохраняются и при небольших повреждениях поверхности. Оцинкованная полоса устойчива к коррозии, упруга, не трескается и имеет аккуратный внешний вид. Она производится из углеродистых и низколегированных марок стали методом продольной резки стального листа и поставляется в виде бухт весом 50-60 кг или хлыстов длиной 5-6 м.

Согласно ПУЭ минимальное сечение заземляющего проводника для установок с напряжением менее 1 кВ равняется 75 мм2. Полоса 4х20 мм является наиболее экономичным решением, которое удовлетворяет этим требованиям. Чаще для изготовления заземляющего контура используется оцинкованная полоса сечением 4х40 мм, 5х40 мм, 5х50 мм. Эти изделия обеспечивают выполнение норм и удобны для монтажа заземления. Один метр полосы 4х40 мм согласно стандарту весит около 1,3 кг. Масса погонного метра также регламентируется ГОСТ 103-2006 и применяется для расчета необходимого количества ленты.

Конструкция и области применения главной заземляющей шины

Безопасность работы с электрооборудованием обеспечивается за счет заземления. В случае утечки оно уводит ток в землю, благодаря чему человек при прикосновении к металлическим частям не получит повреждений. Одним из способов создания защиты является главная заземляющая шина. Она предназначена для подключения нескольких проводников для заземления и уравнивания потенциалов. Шина может иметь разную конструкцию, размеры и способы установки. При работе с ней нужно учитывать ряд нюансов, чтобы монтаж и последующее функционирование проходили качественно и надежно.

Конструкция шины заземления

ГЗШ (главная заземляющая шина) – это защитный элемент, который является обязательным при создании любых электрических сетей. Заземление позволяет обезопасить человека и жилище в случае аварийной ситуации или утечки тока.

Вся система главной заземляющей шины изготавливается из металла (сталь, медь). В роли конструкционных элементов могут применяться водопроводные трубы, газопровод, стальные элементы строения и другие части из металла. Часто для создания заземляющей системы применяют вентиляцию и кондиционеры.

Требования ПУЭ позволяют использовать не только стальные, но и медные заземлительные устройства. Сталь применяется чаще из-за своей стоимости, но по техническим характеристикам лучше применять медь. Она практически не окисляется, имеет хорошую электропроводность, надежна и не ржавеет. Алюминий не применяется, так как он подвержен окислению и имеет недостаточное сопротивление.

ГЗШ имеет меньшую площадь сечения, чем защитный провод или ноль. Сечение подбирается в зависимости от металла. Для медных проводов в установках до 1000 В требуется площадь от 10 кв.мм., для алюминия от 16 кв.мм., для стали от 75 кв.мм.

По требованиям ГОСТ к главной заземляющей шине должно подключаться не менее пяти одновременных соединений. Обычно медные шины способны единовременно подсоединять 14 или 18 направляющих. Этого числа разъемов хватает для 10 и более квартир с условием равномерности распределения нагрузки.

Существуют два основных типа заземляющих шин — REC-ET2-M и REC-ET. Первый вид обычно устанавливается в специальные профили в монтажные шкафы. Для держателя шин требуется специальный органайзер, защищающий прибор от коррозии, который позволяет подключать до 9 потребителей.

Требования к размерам

Действующие нормативы указывают, какие размеры должна иметь шина. Она должна выполняться в виде полосы, на которой может уместиться необходимое число контактных отверстий для болтовых соединений.

Для промышленных изделий марки ХХ-УХЛ4 ТВС нормы следующие: 3×30, 3×40, 4×40 мм. Количество отверстий также нормировано – 10, 15 или 20. Эти размеры могут отличаться в зависимости от производителя, но все пропорции должны сохраняться. Также должны быть сохранены все характеристики главной заземляющей шины.

Стальной прокат

Должна обладать высокой электропроводностью, пластичностью и хорошей свариваемостью. В качестве плоского проводника в системах для заземления и выравнивая потенциалов используется преимущественно стальная полоса. Этот универсальный вид металлопроката имеет прямоугольное сечение без внутренних пустот и плоскую форму. Полоса изготавливается по ГОСТ 103-2006 «Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой» и обладает рядом ценных качеств:

Данный стандарт определяет стальной прокат общего назначения толщиной от 4 до 80 мм и шириной от 10 до 200 мм. В зависимости от назначения изготавливают полосы мерной, кратной и немерной длины. Специфика прокатки сталей определяет требования, предъявляемые к длине проката. Полоса из обыкновенных сталей поставляется длиной до 12 м, из легированных – до 6 м. Регламентирована и минимальная длина, для всех видов она составляет 2 м. Рулонный прокат имеет то преимущество, что количество сварных соединений при его использовании в контуре сокращается.

Полоса может быть нормальной или повышенной точности проката. Но этот параметр, как и точность углов или серповидность, практически не влияет на качество заземления и не является значащим при выборе.

Применение защитного элемента

Благодаря шине можно разделять проводники и соединять контакты

Главная заземляющая шина является защитным оборудованием. Она используется как основной элемент защитного контура для отвода линий по жилым домам и производственным зданиям. Применяются подобные изделия при присоединении оборудования с напряжением до 1000 В.

Устройство является соединительным элементом для нескольких разных потребителей питания. Она обеспечивает работу всей системы заземления в строении. Также она должна выравнивать потенциалы в электрической сети. Благодаря шине можно разделять проводники и соединять контакты.

Кроме главной заземляющей шины в систему входит набор медных соединителей и конструкция из металлического профиля или арматуры, являющаяся контуром заземления. Этот контур нужно вбить в землю рядом со строением для обеспечения надежного контакта металла и грунта.

Обычно заземляющая шина собирает в себе проводники, идущие от следующих конструкций:

• основной заземляющий контур;
• корпусы трубопроводов, металлического оборудования;
• молниеотвод.

Также к ней подсоединяется PEN проводник, который входит в состав кабельной подводки питающего напряжения.

Важно продумать систему заземления еще на этапе проектирования дома.

Прокладка внутреннего контура

Электрооборудование, которое подлежит заземлению, размещено по всей площади производственных помещений. К системе заземления оно подключается путем прокладки внутри здания магистральных шин. Установка заземляющих проводников делается открыто, к ним всегда должен быть свободный доступ для контроля и осмотра. Исключение составляют металлические трубы скрытой электропроводки и взрывоопасные установки, где проемы заделываются легко выбиваемыми негорючими материалами.

Полосы заземления внутреннего контура положено прокладывать горизонтально или вертикально. Только если здание включает наклонные конструкции, разрешено прокладывать проводники параллельно им. Внутренний контур заземления монтируется с использованием стен и потолков, при необходимости прокладки по полу полоса заземления укладывается в каналы. Проводники прямоугольного сечения монтируют широкой плоскостью к стене. Крепление полосы к кирпичным и бетонным поверхностям производится забиванием гвоздей с помощью строительно-монтажного пистолета. Для фиксации на деревянных стенах используются шурупы.

Заземляющие проводники соединяют между собой при помощи сварки. При сильном нагреве защитное цинковое покрытие испаряется, при этом снижается сопротивляемость стали внешним воздействиям. Поэтому точки соединения обрабатываются цинковым спреем или эмалью. В местах, где предусмотрено измерение сопротивления заземляющего устройства, проводник крепится болтами. Он должен иметь возможность отсоединения, но только с помощью инструмента. Точки крепления полос заземления должны находиться на расстоянии от 650 мм до 1000 мм друг от друга. Они расположены тем чаще, чем больше поперечное сечение полосы.

Конструкция здания может включать температурные швы, предохраняющие его от деформации Пересекающая такой шов полоса заземления должна иметь компенсирующий изгиб. Через стены и перекрытия полосу заземления свободно проводят через проемы или заключают в стальную трубу.

Место установки

Главную шину можно поместить внутри вводного устройства электроустановок. В случае отдельной установки шина должна располагаться в удобном доступном месте.

Если изделие будет ставиться в местах, доступных только квалифицированным работникам, следует выбрать открытое расположение. В случае риска доступа посторонних людей следует поставить заземляющую шину в защитную оболочку – шкаф, коробка, ящик с ключом. Обязательно должно быть обозначение заземления на корпусе оболочки, а также таблица с техническими характеристиками изделия.

Встроенные шины

Конструкция создается полностью с нуля мастером. Однако в продаже есть уже встроенное готовое устройство с заземляющими шинами. Примером является DIN рейка, к которой прилагается коммутатор на 220 В для питания устройства. Также в комплекте идут нулевые шины с изолятором. Максимально допустимое одновременное количество подключений – 22.

В продаже можно найти три разновидности таких реек. Для автоматических выключателей применяется DIN U3, также эта модель выпускается с нулевой шиной заземления. Третий вид – DIN U4 с дополнительным функционалом. Все изделия имеют антикоррозийное покрытие и легко поддаются электромонтажу.

Одна из самых популярных реек — TLK-ERH-CU 19-дюймовая. Выполнена из меди, стоит недорого и отличается высоким уровнем качества.

Источник