Заземление в частном доме своими руками 220В: устройство заземляющего контура, порядок проведения монтажных работ

Мечтая о беззаботной жизни в уютном частном доме, многие совершенно забывают о банальных мерах безопасности. Это касается не только охранных систем, но и более важных конструкций, таких как громоотвод и заземление.

Главная проблема в том, что эти вещи кажутся обыденными, или наоборот абсолютно ненужными. Большинство новоиспеченных владельцев частных домов абсолютно не уделяют внимание этому вопросу, сталкиваясь с регулярными поломками бытовой техники и электроники.

Организация правильного заземления в электросети частного дома — это не потребность, это необходимость. Такая система позволяет обезопасить процесс пользования бытовыми электроприборами, и в то же время уберечь вас от колоссальных трат в случае их поломки из-за коротких замыканий и скачков напряжения.

Хотя сами контуры представляют собой вполне понятные конструкции, есть очень много нюансов, включая расчетные требования под каждый вид жилых домов. Именно поэтому мы вам расскажем не только как правильно сделать контур заземления, но и как выполнить расчеты, подготовиться к процедуре материально, подобрать необходимый инструмент.

Особенности и принципы работы заземления

Предназначение и задачи контура заземления вполне способны охарактеризовать и саму конструкцию.

Заземление — это соединение из всех элементов и «участников» электросети с заземляющим контуром, позволяющим при возникновении токов утечки безопасно отвести их в землю.

Повреждение изоляции, короткие замыкания, и практически любые другие неприятности, которые только могут возникнуть в процессе эксплуатации приборов, могут быть нивелированы за счет правильно смонтированного контура заземления.

Простыми словами — при повреждениях электропроводки электрический тока не причинит вреда вам и вашим близким.

Главная опасность коротких замыканий в том, что они не только выводят из строя электроприборы, весь накопившийся потенциал при первой же возможности будет передан проводнику, которым в случае прикосновения к оголенным проводам является именно человек. Заземление и призвано взять на себя задачу по безопасному отводу электричества в грунт при поломках в электросети.

Нужно ли вообще заземление в частных домах

Как и говорилось выше, заземляющий контур является отличной мерой безопасности для домовладельцев. Но действительно ли нужно заземление в частных домах? Сейчас всё объясним как с точки зрения безопасности, так и исходя из требований законодательных актов.

Заземление не является идеальным средством защиты от поражения электрическим током, поскольку не все конструкции способы отвести большое количество энергии практически мгновенно. Несмотря на это, даже уменьшение накопленного потенциала позволяет существенно снизить силу поражения электрическим током. В критических ситуациях это позволяет избежать массы неприятностей, включая летальный исход.

Кроме практической необходимости, стоит учесть и требования законодательных норм, которые вполне понятны и прозрачны.

Согласно ГОСТ, СНиП и ПУЭ все жилые помещения обязаны быть оборудованными подобными системами защиты. Нижним порогом в требованиях для монтажа таких контуров является электроснабжение переменным током от 100 Вольт и более 40 Вт.

Таким образом 90% всех бытовых сетей в нашей стране должны оборудоваться подобными узлами для обеспечения защиты домовладельцев от травматизма.

Также контур заземления является одной из эффективных мер пожарной безопасности. Небольшие очаги возгорания, или большие пожары, приносят намного больше убытков, чем стоимость установки заземления, поэтому стоит обязательно оборудовать собственный дом подобной конструкции.

Интересный факт — отсутствие заземления в частном доме может негативно сказываться на качестве мобильной связи. Незаземленная электросеть создает массу помех для практически любой электроники, поэтому многие задаются этим вопросом лишь после того, как сталкиваются с помехами в работе оборудования.

Также стоит учесть — хотя система заземления и громоотвод имеют схожие принципы действия, контуры этих систем ни в коем случае не должны кольцеваться. В случае с ударом молнии, такой ход может привести к еще более негативным последствиям. Мощнейший электрический разряд попросту уничтожит всю электронику, а также в результате способен создать очаг возгорания внутри или снаружи дома.

Правила, нормы и базовые требования ПУЭ

Настало время познакомиться с основными требованиями к системам заземления в частных домах. Главный параметр — сопротивление контура, которое определяет надежность и эффективность системы.

Чем меньше сопротивление заземляющих устройств — тем выше их надежность.

Закон Ома гласит — сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи.

Таким образом чем меньше сопротивлении, тем больше вероятность срабатывания заземляющего контура.

Для большинства жилых домов с электросетями 380В и 220В, сопротивление не должно превышать 30 Ом. При этом если дом оснащен газовым котлом, то сопротивление не должно превышать уже 10 Ом.

Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ) определяют, что каждый жилой объект в черте города обязан оснащаться специальными мерами защиты от опасных напряжений. Речь идет именно о металлических контурах заземления, которые гарантируют защиту проживающих от поражения током.

Глава 1.7, часть 1, пункт 1.7.72 ПЭУ гласит — размеры металлических элементов подбираются с учетом окончательного показателя сопротивления (упоминалось выше), при этом параметры каждого элемента конструкции могут отличаться по своим характеристикам.

Минимальные требования к размерам всё же жестко определены:

• Соединительная полоса — не менее 12×4 мм (сечение не менее 48 кв.мм).
• Штыри (металлический уголок) — толщина металла не менее 4 мм.
• Круглые арматурные штыри — площадь сечения не менее 10 кв.мм.
• Металлические трубы — толщина стенки не менее 3,5 мм.

На первый взгляд вся эта информация может показаться слишком сложной и даже ненужной. Тем не менее данные о характеристиках заземляющего контура и используемом на участке оборудовании позволит защитить жильцов и животных, предотвратив перегрузку сетей.

Технические требования к сопротивлению заземляющих контуров

С теорией разобрались, можно переходить и разбору технической составляющей данного вопроса. Для частных домов предварительно стоит изучить главу 1.7 ПЭУ, которая регламентирует монтаж контуров заземления в сетях до 1000В. Именно в эту категорию входят все жилые частные дома, поэтому при подборе компонентов нужно руководствоваться именно этим стандартом.

В соответствии с этим документом сопротивление может достигать нескольких показателей:

• До 0.5 Ом для электроустановок напряжением свыше 1000 Вольт с большими токами замыкания на землю (более 500 А).
• До 4 Ом для установок до 1000 Вольт (нужная нам категория частных домов, дач, коттеджей).
• Не более 10 Ом для электроустановок с напряжением свыше 1000 В и маленькими токами замыкания на землю.
• Не более 10 Ом, если общая суммарная мощность электроустановок не превышает 100 кВА.

Вот так и выглядит нормативная документация, позволяющая подобрать правильные параметры контуров заземления при подборе материалов и компонентов для их монтажа. Теперь же перейдем к изучению сами конструкций, позволяющих эффективно отводить большие токи замыкания в землю.

Разновидности контуров и схемы заземления

Скорость отвода тока в землю напрямую зависит от эффективности самой системы. Заземления конструктивно очень схожи с громоотводами, поскольку выполняют одну и ту же задачу, но это касается и технической составляющей.

Чем больше электродов будут одновременно отводить электрический заряд, тем меньше времени потребуется для этого.

Существует три типа заземления:

• Модульно-штыревая — наиболее простой вид контуров, представляющий собой аналог громоотвода в виде одиночного электрода, уходящего вглубь земли. Из-за малой эффективности и узкого применения из-за отличий в твердости грунтов, практически не применяется. Несмотря на это, данный вариант намного эффективнее, чем полное отсутствие заземления в доме или на даче.
• Линейный — компромиссное решение, поскольку эффективность разомкнутого контура значительно ниже замкнутых. Тем не менее в случае отсутствия необходимого количества пространства, линейный контур может здорово спасти ситуацию. Технически он представляет цепочку электродов, расположенных на одной линии, или по кругу на расстоянии 1-1,5 единицы относительно длины электрода. Для большей эффективности придется увеличить точек отвода.
• Замкнутый контур (треугольник) — наиболее эффективный метод защиты от замыканий и перепадов напряжения в сети. Замкнутый треугольник позволяет быстро и эффективно отвести большой ток утечки без необходимости углубления электродов на большую глубину. Жесткое соединение штырей позволяет существенно повысить качество и эффективность контура, при этом схема позволяет существенно снизить затраты на установку.

Давайте разберем именно последний вариант, поскольку рекомендуется использовать именно этот вариант в частных жилых домах, дачах или коттеджах.

Конструкция достаточно проста, вам понадобится:

• Три заостренных прута равной длины — 2-3 метра.
• Три соединительных полосы равной длины — 1,2-1,5 метра.

Эти компоненты соединяются в равноугольный треугольник, из каждой вершины которого отходит по одному штырю. Для соединения лучше всего использовать электросварку, которая превратит все компоненты в надежный монолитный контур заземления.

Необходимые параметры каждого элемента мы рассматривали в начале этой статьи, поэтому сейчас стоит упомянуть о глубине и размерах треугольника.

Минимальное заглубление составляет 0,5 метра, при этом по возможности стоит увеличить этот параметр. Длина штырей находится в пределах 2-3 метров, при этом расстояние между ними в готовой конструкции варьируется от 1,2 м до 1,5 метра, на ваше усмотрение.

Вкапывать такой контур стоит в любом удобном месте недалеко от жилого дома на глубину, указанную выше. Если же вы жестко ограничены в площади участка, стоит обратить внимание на другие схемы заземлений. Помните — малоэффективное заземление лучше, чем его полное отсутствие.

Что запрещено делать при заземлении?

Выполняя заземление, не стоит делать следующие вещи:

• Не стоит монтировать только один металлический прут. Для качественного заземления требуется один или даже два треугольника.
• Нельзя использовать элементы с высокой плотностью: швеллера или арматуру. Из-за прочной поверхности они будут хуже контактировать с грунтом.
• Нельзя делать монтаж на глубину меньше, чем на 1 метр.

Полезный совет! Перед тем как вкапывать металлические детали в землю, нужно их обработать специальными защитными покрытиями.

Монтаж заземления в частном доме своими руками

Приступаем непосредственно к процессу установки заземлительного контура на участке.

Чтобы сделать контур заземления своими руками вам понадобятся:

• УШМ для резки и зачистки швов.
• Гаечные ключи М12 и М14.
• Штыковая лопата для рытья траншеи до места установки контура.
• Кувалда для заглубления токоподводящих штырей.
• Сварочный аппарат для сборки конструкции.

Кроме этого, в зависимости от почвы, вам может понадобится лом или перфоратор. Они могут пригодится в момент, когда вы наткнетесь на камень при рытье траншей.

Теперь уделим ещё несколько слов комплекту материалов для изготовления контура заземления.

Список необходимых материалов:

• Металлический уголок 50×50 мм с толщиной металла 5 мм — 3 отрезка по 3 метра.
• Стальная полоса 40 мм толщиной 4 мм — 12 метров (для одной точки заземления).
• Болты М12 или М14 с шайбами и гайками — 2 шт.
• Медный проводник для отвода контура от здания — медный кабель сечением 6-10 кв.мм.

Не стоит использовать в качестве заземлителей рифленую арматуру или круглую сталь диаметром менее 10 мм. Минимальные требования для заземлителя является уголок 40x40x5 ммили стальной круг диаметром от 14 мм.

Все перечисленное позволит собрать качественный и надежный заземляющий контур, который обезопасит ваших близких, и весь дом, от неприятностей с электричеством.

Перед заглублением штырей, стоит заострить один из их краев, оптимальным вариантом будет угол не менее 30 градусов. Так уголок будет намного проще заглубить в грунт.

Приступаем непосредственно к земляным работам.

Чтобы упростить вбивание штырей, можно создать три вертикальных отверстия при помощи бура, и лишь после этого вбивать заземлители в землю.Не забывайте, что вся конструкция должна быть заглублена в грунт на 0,5 метра, соответственно все параметры нужно рассчитывать начиная с этой глубины, а не поверхности земли.

После забивания штырей можно заняться свариванием всех компонентов в монолитную конструкцию. Благодаря одинаковой длине отрезков стальной полосы, у вас в любом случае получиться равнобедренный треугольник. Не забудьте расположить его так, чтобы одна из вершин «указывала» на сам дом, именно от неё нужно отвести оставшуюся полосу для связки с проводкой дома.

Также дадим вам несколько советов — лучше всего покупать материалы с запасом, исходя из максимально указанной выше длины. Это позволит перестраховать себя, при этом штыри в процессе забивания могут деформироваться, и соответственно уменьшить свою длину. Также стоит поступить и с металлической полосой, поскольку при сваривании или обрезке размеры могут измениться.

Готовые комплекты или ручная сборка?

У многих владельцев, решивших сделать контур заземления своими руками может возникнуть резонный вопрос — не проще ли воспользоваться готовыми комплектами заземления?

Нет, не проще, точнее не всегда проще, а иногда и дороже. Готовые комплекты являются компромиссным решением, поскольку с экономией времени вы получаете более высокую стоимость, при этом не всегда надлежащее качество материалов.

В большинстве магазинов продают модульные или линейные контуры, которые сравнительно дешевле, но при этом не всегда обеспечивают должного качества проводимости электричества.

Самостоятельно подобрав и соединив все компоненты вы будете на 100% уверены в качестве заземляющего контура, соответственно и в безопасности всего дома. Но не стоит отказываться от готовых комплектов — они прекрасно подойдут для обустройства небольшой дачи или коттеджа, гаражей и подсобных помещений, оборудованных электросетью.

Перед тем как вы закопаете всю конструкцию, необходимо выполнить окрашивание видимой части контура для надежной защиты от коррозии. Лучше всего зачистить всю плоскость элементов, поскольку некачественная подготовка перед покраской приведет к ускоренной коррозии металла.

После выполнения всех монтажных работ вам необходимо зарыть траншеи. Еще один совет — перед закапыванием можно залить свежий грунт соляным раствором, который повышает проводимость контура. Чтобы его приготовить руководствуйтесь пропорцией 2-3 кг соли на 10 литров воды. После нужно тщательно утрамбовать почву для лучшего контакта с контуром, малая плотность негативно сказывается на показателях сопротивления грунта.

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.

Статья по теме:

Как правильно пользоваться мультиметром. В отдельном обзоре мы расскажем как правильно измерять основные электрические характеристики в самых распространенных ситуациях. Читайте!

Нюансы и подводные камни в использовании контура заземления

Как бы хорошо вы не произвели расчеты количества и качества материалов, есть нюансы, которые не зависят от них, но об этом должен знать каждый домовладелец.

В первую очередь речь идет о сопротивлении самого грунта, ведь оно разнится, в зависимости от его характеристик. Например сопротивление торфа составляет всего 20 Ом на 1 куб.м, а вот показатели песка могут достигать 1000 Ом на 1 куб.метр. Чернозем и глина практически не отличаются по своим характеристикам, их сопротивление на 1 куб.метр составляет 50 Ом и 60 Ом соответственно.

Также на уровень сопротивления влияет глубина водного горизонта, чем ближе он к поверхности, тем меньше сопротивление грунта. Обязательно учтите какой именно тип грунта в вашем регионе, и определите хотя бы приблизительные показатели сопротивления, так вы будете уверены в качестве работы заземления.

Итак, мы разобрали все важные особенности и требования к заземляющим контурам для частных домов. Если вы не знали как правильно сделать контур заземления, здесь рассмотрены все схемы, особенности и специфика процесса монтажа подобных систем.

Нормы заземления

Заземление — это не просто вбитые в землю штыри. Для его правильной организации применяется основной нормативный документ — Правила устройства электроустановок ПУЭ. В них предусматривается заземления для установок:

• мощностью свыше 1 кВт с заземленной или изолированной нейтралью;
• мощностью до 1 кВт с глухозаземленной или изолированной нейтралью.

Согласно нормам розетки для стиральной машины, утюга, водонагревателя должны иметь линию подключения к заземляющему контуру. Варочные панели и другую встроенную технику допускается заземлять отдельным проводом.

Как проверить контур заземления после установки?

Все описанные ниже действия нужно проводить перед засыпкой траншей, поэтому не стоит спешить, повторная проверка позволить быть ещё более уверенным в надежности конструкции.

В первую очередь проведите визуальный осмотр:

• Проверьте места соединения элементов на качество сварки, а также наличие трещин.
• Исследуйте отсутствие следов повреждения соединительного провода и металлической полосы.
• Осмотрите качество окрашивания элементов, при необходимости исправьте поврежденные места.

По такому же принципу необходимо проводить ежегодный контроль состояния контура заземления частного дома. Благодаря этому он будет работать долгие годы, без необходимости замены элементов.

Кроме этого, стоит уделять внимание и периодическим проверкам физических показателей контура, таких как сопротивление. ПЭУ гласит, что общее сопротивление всех повторных заземлений в любое время года не должно превышать 10 и 20 Ом для сетей с напряжением 380 В и 220 В соответственно. При этих же напряжениях сопротивление каждого отдельного элемента заземления не должно превышать 30 Ом и 60 Ом для сетей 380 В и 220 В соответственно.

Обязательно помните — кроме соответствия техническим параметрам, заземляющий контур должен соответствовать всем требованиям стандартов ГОСТ и ПЭУ, регламентирующих этот вопрос. Только полное их соблюдение позволит быть уверенным в работе заземления для частного дома на 100%.

Простой расчет с помощью онлайн калькулятора с примером

Есть специальные программы для расчета заземления — MatchCad и Excel, но с ними нужно уметь работать. Наиболее простые для пользователей — онлайн калькуляторы. В соответствующие поля вводится климатический регион, тип почвы верхнего и нижнего слоя, длина и диаметр электрода.

На выходе вы получите сразу все данные — удельное сопротивление грунта в вашей местности, сопротивление растеканию тока вертикального заземлителя и соединительной полосы, общее сопротивление, количество штырей и длину полосы. Меняя данные, вы сможете определить наиболее компактную конфигурацию с учетом характеристик имеющихся у вас материалов.

Пример. Для частного дома, подключенного к сети с напряжением переменного тока 380 В, нормируемое сопротивление равно 30 Ом. Климатическая зона выбирается из температурного режима в январе и июле — II. Верхний и нижний слой грунта — глина. Для заземления используются вертикальные электроды длиной 2 м диаметром 25 мм. Для горизонтального элемента будем использовать полосу шириной 10 см. Глубина закладки стандартная — 0,7 м.

При этих данных калькулятор высчитал, что потребуется 3 стержня при длине горизонтального заземлителя 4 м, что нас вполне устраивает. 2 электрода будут по краям полосы, один в центре.

Финальная стадия — ввод заземления в дом

Хотя все уличные работы по организации заземляющего контура мы уже разобрали, нужно еще подумать о соединении электропроводки и контура заземления.

Для соединения нужно использовать такую же шину, как и для соединения проводников. Лучше всего постараться «дотянуть» металлическую шину прямо к электрощитку, но если это не удастся, стоит сделать это хотя бы с наружной стороны дома, и после соединить при помощи медного провода сечением 6-10 мм2.

Если вам кажется что всё настолько просто, не забывайте о том что есть несколько схем подключения — TN-C-S и TN-S.

Схема TN-S — наиболее современный и надежный тип электропроводки. Такая схема совместима с трансформаторами с глухозаземленной нейтралью, при этом проводники N и PE разделены на протяжении всей линии от подстанции до потребителя. Этот вариант подразумевает использование пятижильного кабеля, благодаря чему обеспечивается максимальная эффективность и безопасность.

Схема TN-C-S — отличный вариант организации заземления на временной основе. Исходя из этой схемы, нейтральная жила N пересекается с проводником PE, при этом в таком случае необходимо несколько точек заземления. От подстанции проводится общий провод PEN, который на подводе к жилому дому разделяется на PE и N. Чаще всего подобные схемы применяются на участках новостроя, или при отсутствии современной электросети в регионе. В последнем случае необходимо дождаться проведения полноценной пятижильной системы службами электросетей.

Главным недостатком второго варианта является необходимость прокладки проводки трехжильным кабелем, который впоследствии всё равно придется заменить более надежным пятижильным. Также при необходимости подключения трёхфазной сети 380В необходимо использовать всё тот же пятижильный кабель. Исходя из всего этого выходит что затраты на монтаж проводки по этой схеме является экономически невыгодным.

Если изначально позаботиться о прокладке правильного типа проводки, внедрение заземления не станет для вас проблемой. Кроме этого, применение пятижильной линии позволит существенно сэкономить, поскольку вам не придется повторно заниматься прокладкой электросетей в собственном доме.

Теги:

• электромонтаж

Оцените материал:

Подключение заземления к щитку

Перед подключением следует проверить эффективность системы. Возьмите обыкновенный бытовой мультиметр,один щуп присоедините к проводу заземления, а второй к фазе. Если все работает в пределах рекомендованных стандартами параметрами, напряжение должно быть примерно таким же, как и между фазой и нулем.

Все в норме – заведите в щит кабель заземления и подключите его к специальной шине.

Теперь в доме проводка должна делаться только трехжильным кабелем, следует применять и соответствующие розетки.

Намного проще покупать современную пластиковую электроарматуру, у нее шины размещены внутри, подключение скрытое и очень надежное.

Профессиональныеэлектрики не рекомендуют пользоваться винтовымиштырями. Вкручивать их намного легче, чем забивать уголок, но контур не цельнометаллический сварной,а на штифтовых соединениях. Никто не может знать, сколько лет на практике такое заземление будет сохранять свои первоначальные свойства по эффективности.