Схемы заземления – Системы заземления

Содержание

Заземление дома своими руками. Как сделать? Что нужно знать?

Заземление – обязательный элемент организации электропроводки частного дома. Ведь при непредвиденном пробое электричества именно заземление защищает от удара током. Да и те, кто пробовал взяться за включенную в сеть стиральную машинку сзади, знают, как ощутимо «щипаются» её открытые металлические части.

Да и те, кто пробовал взяться за включенную в сеть стиральную машинку сзади, знают, как ощутимо «щипаются» её открытые металлические части

Кроме стиральной машинки напрямую, а не через евророзетку, желательно заземлять:

  • микроволновые печи – при плохом контакте с розеткой она способна довольно ощутимо биться током, поэтому практически у всех моделей сзади есть винтовая клемма отдельного заземления;
  • электроплиты (духовки и варочные поверхности) – из-за высокой мощности очень велика вероятность пробоя, поэтому заземления через розетку недостаточно;
  • персональные компьютеры – заземляются за любой крепежный винт сзади на корпусе, что позволяет убрать плавающие потенциалы и улучшить скорость работы беспроводного интернета.

Кроме того, на один заземляющий контур можно подсоединять электроприборы и молниезащиту (при наличии УЗИП), что сэкономит время и силы при строительстве.

Что нужно знать о заземлении

Перед тем, как начать собирать своими руками контур заземления, необходимо разобраться в терминологии. Сам контур состоит из заземлителей и металлосвязи. Заземлители – металлические штыри длиной 2-3 м, полностью, погружаемые в землю. А металлосвязь соединяет между собой эти штыри и распределительный щит в доме.

В качестве заземлителей, согласно «Правилам устройства электроустановок», могут быть металлические трубы, уголки, пруты или многопроволочные канаты.

В качестве заземлителей, согласно «Правилам устройства электроустановок», могут быть металлические трубы, уголки, пруты или многопроволочные канаты

Категорически запрещается использовать арматуру для заземляющего контура – недостаточный диаметр сечения и ребристая поверхность быстро приводят к проржавению конструкции и потере заземляющих свойств.

Между собой заземлители можно соединять любыми из указанных проводников, но стоит учесть, что уголки и металлические ленты довольно сложно сгибать на поворотах.

Между собой заземлители можно соединять любыми из указанных проводников, но стоит учесть, что уголки и металлические ленты довольно сложно сгибать на поворотах.

Поэтому при выборе металлосвязи нужно заранее определиться со схемой контура и способом ввода заземляющего проводника в дом.

Схемы заземляющего контура – их преимущества и недостатки

От выбранной схемы будет зависеть надежность и долговечность всей конструкции. Так, условно контуры делятся на:

  • линейные – когда заземлители уложены в ряд и соединяются друг с другом последовательно;
  • с замкнутым контуром (треугольные, квадратные, овальные) – когда все заземлители соединены в замкнутый круг.

От выбранной схемы будет зависеть надежность и долговечность всей конструкции

Линейная схема немного проще в исполнении – нужно на одно соединение меньше и не требуется много места. Монтаж уложенных в ряд заземлителей можно производить даже вдоль отмостки фундамента (но не ближе 1,2 м от края). Зато замкнутый контур надежнее – даже при выходе из строя одного соединения контур будет работать, ведь цепь не разомкнется.

Типы подключения заземления к распределительному щитку

Подключение к линии электропередач, в основной своей массе, происходит воздушными линиями. Заземление линий в этом случае выполнено по системе TN-C, когда в дом подводятся два провода – фаза (L) и ноль (совмещенный защитный и рабочий провод PEN), а нейтраль самого источник питания заземлена.

Заземление линий в этом случае выполнено по системе TN-C, когда в дом подводятся два провода – фаза (L) и ноль (совмещенный защитный и рабочий провод PEN), а нейтраль самого источник питания заземлена

Чтобы в этом случае подключить контур заземления дома или дачи к электрическому щиту, необходимо самостоятельно переделать систему заземления:

  • с TN-C на TN-C-S – в этом случае провод PEN подключается к рабочему нулю N и защитному проводу PE;
  • с TN-C на TN-C-S – в этом случае провод PEN подключается к рабочему нулю N и защитному проводу PE

  • с TN-C на ТТ – провод PEN подключается напрямую к нулю N, а PE выводится на шину заземления.
  • с TN-C на ТТ – провод PEN подключается напрямую к нулю N, а PE выводится на шину заземления

В первом варианте провод PEN разделяется и подключается на две отдельные шины N и PE, которые обязательно маркируются. Ноль – синей изолентой, заземление – желтым знаком заземления. Шина N должна крепиться в щитке специальными изоляторами, чтобы не контактировать с коррусом. А шина заземления PE крепится прямо на корпус. Обе шины соединяются с собой токопроводящей перемычкой.

Обе шины соединяются с собой токопроводящей перемычкой

При разделении PEN проводника ни в коем случае в дальнейшем нельзя соединять провода N и PE – это приведет к короткому замыканию!

Во втором варианте провод PEN не разделяется, а крепится к шине N и в дальнейшем считается нулем. К шине PE будут крепиться только провода заземления электроприборов. Этот способ предпочтительнее, так как при отгорании PEN-проводника все пользователи линии электропередач будут подключены на шины заземления в домах. И если заземление есть не у всех жителей, то это может привести к поломке техники у тех пользователей, кто всё же озаботился его устройством.

Единственный недостаток системы ТТ – необходимость установки УЗО или реле напряжения, что ведет за собой увеличение затрат на организацию электропроводки.

Как сделать заземление – детальная инструкция с фото

Устройство заземления делится на два этапа – монтаж заземлителей и подключение контура к щитку. Учитывая трудоемкость процесса, всю работу можно разделить на два дня. Главное, дождаться сухой погоды.

Устройство заземляющего контура

Соблюдая последовательность работ, сделать контур заземления сможет даже непрофессионал.

Соблюдая последовательность работ, сделать контур заземления сможет даже непрофессионал

Единственное требование к работнику – физическая сила, так как придется хорошенько помахать кувалдой.

  1. Очень важно выбрать место для контура – в случае пробоя электричества над ним не должны находиться люди и животные. Идеальный вариант – спрятать заземление под огражденной клумбой или заасфальтированной дорожкой.
  2. Размечается место под контур. Самой популярной схемой является треугольник, так как для улучшения токопроводящих свойств минимальное количество заземлителей в контуре – три. Оптимальное расстояние между ними – 1,2 м, но может варьироваться от 1 м до 1,5 м. Важно соблюдать одинаковый шаг между заземлителями.
  3. Важно соблюдать одинаковый шаг между заземлителями

  4. Хотя размещать контур нужно не ближе 1 м от дома, максимальное расстояние не должно превышать 10 м.
  5. По разметке равнобедренного треугольника и по направлению к дому выкапывается траншея глубиной 50-70 см. В вершинах мощными ударами кувалды вбиваются металлические уголки или трубы на глубину ниже промерзания грунта (в среднем 2-3 м). Чем тяжелее кувалда – тем быстрее идет работа. А заземлители из медных труб очень удобно забивать обычным перфоратором.
  6. А заземлители из медных труб очень удобно забивать обычным перфоратором

  7. Верхние концы заземлителей не забивают до конца, но с таким расчетом, чтобы после засыпания траншеи над ними было еще 50 см земли.
  8. Соединяются вершины треугольника металлическими полосами или прутами. Очень важно места соединения сваривать – это позволит избежать регулярного подкручивания болтов при использовании крепежей. Если же контакта заземлителя с металлосвязью не будет, то вся работа по устройству контура бессмысленна. (13)
  9. Соединяются вершины треугольника металлическими полосами или прутами

    Если же контакта заземлителя с металлосвязью не будет, то вся работа по устройству контура бессмысленна

  10. Заземляющий проводник, идущий к дому, также приваривается к контуру. На конце, расположенном на стене дома, приваривается болт, к которому и будет идти заземляющий провод от шины в щитке.
  11. На конце, расположенном на стене дома, приваривается болт, к которому и будет идти заземляющий провод от шины в щитке

  12. Все сварочные стыки после остывания замазываются битумной мастикой в несколько слоев. Это предотвратит коррозию и, как результат, потерю контакта.
  13. Траншея засыпается землей, а часть заземляющего проводника, находящегося на поверхности («земляная» шина), красится – для защиты металла от влаги. Традиционная краска для проводника заземления – красного цвета. Но ни в коем случае нельзя красить весь проводник – он должен контактировать с землей для рассеивания напряжения.

Работы по подключению заземления к щитку можно отложить на любой другой день – если всё сделано правильно, контур прослужит без ремонта 50-70 лет, поэтому спешить с подключением нужно только при наличии уже подключенных к сети электроприборов.

Правильное подключение заземления – залог безопасности и долгой службы техники

Очень важно правильно подключить «земляную» шину к щитку. Для этого используются медные, алюминиевые или стальные проводники. Для медных изделий сечение не должно быть меньше 10 кв.мм, для алюминиевых – 16 кв.мм, а для стальных – 75 кв.мм. Использоваться могут как металлические полосы, так и витые провода.

Для крепления металлических полос делается отверстие по диаметру болта и фиксируется гайкой с шайбой. Провода к болтам должны крепиться специальными клеммами, а ни в коем случае не накручиваться на них.

Провода к болтам должны крепиться специальными клеммами, а ни в коем случае не накручиваться на них

Место соединения должно быть зачищено до блеска и покрыто консистентной смазкой – она защищает металл от окисления и электрокоррозии.
К щиту заземляющий проводник крепится на корпус также винтовым соединением. Если дверца щита не заземлена, необходимо заземлить и её – еще одним проводником. Важно заранее подобрать шины заземления в щитке с достаточным количеством отверстий для разных приборов – крепить два провода в одну точку категорически запрещается.

Существует распространенное заблуждение, что электроприборы лучше заземлять «чисто», а не через общий контур заземления. Но в этом случае большое количество «индивидуальных» заземлителей создают свой контур, при этом при пробое электричества на одном приборе вполне вероятно появление напряжения на другом.

Проверка заземления

Очень важно не пренебрегать проверкой заземления. В идеале, проводить её нужно раз в несколько лет, чтобы удостовериться, что контакты в месте сварки не отошли. Проверка проводится специальными измерительными приборами, которые для одноразового пользования покупать нецелесообразно. Без специального же омметра проверять сопротивление контура бесполезно и даже опасно.

Без специального же омметра проверять сопротивление контура бесполезно и даже опасно

Так, при подключении обыкновенной лампочки к фазе и контуру она будет гореть, даже если вместо контура воткнуть в землю лом – из-за маленького электропотребления. Если же использовать мощный прибор, например, обогреватель, это может быть опасно для здоровья. К тому же нужно точно измерить сопротивление контура – оно не должно превышать 4 Ом.

Можно использовать трехэлектродный метод с амперметром и вольтметром, а в качестве источника тока взять понижающий трансформатор на 12-16 вольт, но ведь и эти приборы есть не у каждого. Поэтому лучше пригласить один раз электрика и быть уверенным в качественно выполненной работе!

Вам понравится

svoimirukami.lesstroy.net

Способы заземления квартиры, частного дома, дачи: обзор схем

Способы заземления

Электрическая безопасность жилых помещений является злободневным вопросом, которому хозяин обязан уделять постоянное внимание. Домашняя электропроводка должна быть правильно спроектирована, надежно смонтирована и четко налажена для повседневной эксплуатации.

Вопрос выбора системы заземления и правильного его устройства имеет важное значение. Поэтому ему посвящена эта статья и следующая за ней, объясняющие принципы работы основных систем в нормальном и аварийном режимах, дающие обзор основных конструкций, рассчитанных на длительную работу.


Принципы защиты людей от действия тока

Всем известный с детства пример с птицами, сидящими на проводах высоковольтных воздушных ЛЭП, наглядно демонстрирует факт, что потенциал напряжения, даже высоковольтного, сам по себе не совершает никакой работы. Единичный фазный провод не убивает птиц, выбравших себе удобное место для отдыха, но, опасное, с точки зрения электрической безопасности.

Птицы на проводах ВЛПтицы с малым размахом крыла не могут одновременно коснуться двух фаз или одной из них и заземления. Когда же аист облюбовывает себе подобное место вверху опоры ЛЭП, то часто для него это заканчивается трагедией. Контакт с двумя различными потенциалами создает электрический ток. Именно действие тока, проходящего через тело неудачно расположившейся или пролетающей птицы, как раз и убивает ее.

Если перейти от примера с птицами к жилищу человека, то законы прохождения электрического тока через организм не изменяются. Проводка в домашней сети опасна и может привести к электротравме. Чтобы этого не произошло, все провода и электрические приборы закрываются слоем надежной изоляции. Она защищает нас от прикосновения к потенциалам фазы и нуля.

В большинстве случаев этого бывает достаточным. Только любая техника стареет, а изоляция может потерять свои диэлектрические свойства, особенно при перегреве, вызываемым повышенными токами мощных приборов — перегрузками. Узнать о факте перегрева можно только за счет возникновения несчастного случая или пожара.

Доводить до такого состояния проводку нельзя. В целях повышения безопасности следует применять автоматические защиты и создать в электрической схеме контур заземления.


Основные схемы и принципы работы систем заземления

Для домашнего мастера рекомендуется разобраться в четырех распространенных схемах:

  1. TN-C;
  2. TN-C-S;
  3. TN-S;
  4. TT.

Система заземления TN-C

Раньше, еще несколько десятилетий назад, схема TN-C считалась достаточной. Она применялась для жилых помещений, эксплуатируемых без опасных факторов воздействия среды на электрооборудование. Никакого дополнительного подключения электропроводки комнат к заземлению не делалось.

Схема заземления носила название TN-C. От трансформаторной подстанции энергоснабжающей организации на вводной щит многоэтажного дома приходило четыре провода с тремя фазами и общим нулем, называемым PEN-проводником.

Четвертая жила PEN объединяла в целях экономии контур заземления трансформаторной подстанции РЕ и общий ноль N обмоток схемы звезды, поэтому и называлась таким сочетанием букв.

Нормальный режим работы электрооборудования в системе TN-C

Эта ситуация долгие годы всех устраивала. Электрических приборов было мало. Нагрузок больших они не создавали. Изоляция при правильной эксплуатации обычно не перегревалась, служила десятилетиями. При небрежном отношении к проводке люди получали удары током, электротравмы. С такими случаями мирились, не придавали им должного внимания.

С интенсивным использованием мощных электрических приборов для бытовых целей провода домашней сети стали нагреваться больше нормы, а их изоляция резко стареть, терять свои диэлектрические свойства. В устаревшей проводке резко возросли несчастные случаи с населением. Система заземления TN-C перестала обеспечивать безопасность.

Аварийный режим работы электрооборудования в системе TN-C

От нарушенной изоляции бытового прибора на его металлическом корпусе возникал опасный потенциал фазы. А ноль был изолирован от него и часто не создавал отключение автоматического выключателя: не хватало общей нагрузки.

Когда к корпусу дотрагивался человек, имеющий контакт другой частью тела со случайным заземлением, например, водопроводным краном, батареей отопления, газовой трубой, то через его тело создавался путь для прохождения тока по земле к трансформаторной подстанции на ее контур заземления. В итоге пострадавший получал электрическую травму или погибал.

Защитить человека от подобных повреждений электропроводки можно сложным техническим способом, который нашел применение в промышленных помещениях, но не подходит для жилых.

Зануление в системе TN-C

Для исключения защиты от пробоя изоляции на корпус к металлической оболочке прибора подсоединили рабочий ноль.

Аварийный режим работы электрооборудования в системе TN-C с занулением корпусов приборов

При коротком замыкании, создаваемым пробоем изоляции фазного провода на корпус, срабатывал защитный автоматический выключатель и снимал напряжение с оборудования.

Для домашней проводки этот способ неприемлем по двум причинам:

  1. ток утечек, создающий не КЗ, а простую перегрузку, вполне может нанести электрическую травму, ибо время его отключения автоматическим выключателем довольно завышено. Читайте объяснение этого вопроса в отдельной статье про устройство автоматического выключателя;
  2. из-за инерционности защит от перегрузов при занулении необходимо пользоваться специальными диэлектрическими перчатками, ковриками и другими защитными средствами.

Для жилых помещений стала применяться другая схема заземления и иные способы защиты.

Заземление зданий по системе TN-S

Идея подключения корпуса бытовых приборов к контуру трансформаторной подстанции осталась. Но путь для прохождения аварийных токов изменен за счет:

  • использования дополнительной пятой жилы РЕ (пятипроводная схема) в кабеле или воздушных проводах между зданием и ТП;
  • подключением корпусов бытовых приборов к этой цепочке — РЕ-проводнику без соединения с рабочим нулем N.

Аварийный режим работы электрооборудования в системе TN-S

В этой ситуации автоматический выключатель тоже не будет работать при малых электрических токах. Поэтому защита человека осуществляется другими устройствами:

  1. УЗО;
  2. дифавтоматами.

Их использование в этой схеме полностью спасает человека от получения электротравмы. Принцип работы этих защит подробно изложен в статье как работает УЗО в домашней проводке.

Заземление зданий по системе TN-С-S

Схема TN-S требует значительных материальных средств для проведения реконструкции протяженных электрических сетей, отключения потребителей на длительный срок для замены силовых проводов и кабелей линий электропередач.

Такая работа выполняется десятилетиями. Чтобы сократить несчастные случаи в стране создается переход зданий с электропроводкой, разделяющей PEN-проводник внутри вводного щита здания на два потока нуля:

  1. рабочий N;
  2. защитный РЕ.

Аварийный режим работы электрооборудования в системе TN-C-S

Владельцы частных домов, дач, коттеджей могут приглашать специалистов для проведения этой работы. Выполнять ее своими руками рекомендуется только в части изготовления дополнительного контура заземления.

Само подключение PEN-проводника и разделение его на составные части должны делать специалисты. Они же выполняют сложные электрические замеры дорогостоящей аппаратурой и на их основе дают заключение о техническом состоянии схемы электропроводки объекта, возможности его безопасной эксплуатации.

Без анализа технических характеристик заземления, изложенных актом с замерами, невозможно судить о правильности выполненных работ, а, следовательно, чувствовать себя полностью защищенным от повреждения изоляции и причинения вреда здоровью неожиданным действием электрического тока.

Заземление зданий по системе ТТ

В этой схеме используется та же трансформаторная подстанция с изолированной нейтралью. На вводной щит дома подается фаза и рабочий ноль от линии электропередачи.

Потенциал нуля ТП используется только в рабочей схеме и обозначается «N».

Схема домашней проводки по системе заземления ТТ

Защитный РЕ-проводник монтируют отдельно от схемы линии. Он соединяет корпуса всех приборов с индивидуальным контуром заземления, который отделен от нейтрали трансформаторной подстанции, не соединяется с ней жилами, как в системах TN-S и TN-С-S.

Такая схема изначально создавалась для защиты сооружений из металлических листов: гаражей, киосков, бытовок и подобных объектов. Со временем ею стали пользоваться владельцы дач, частных домов.

Система ТТ предотвращает случаи поражения человека действием токов утечек тоже за счет использования УЗО или дифавтоматов. Но, ее недостаток состоит в увеличенном электрическом сопротивлении между рабочим нулем N и защитным РЕ. Ведь они смонтированы различными контурами. Оно может проявиться импульсным пиком повышенного напряжения между ними во время пробоя током молнии, что необходимо учитывать сложной конструкцией молниезащиты.

Поэтому система ТТ используется только там, где линия электропередач не позволяет перейти на систему TN-C-S.

Технические требования к контуру заземления в системе ТТ такие же жесткие, как и в схеме TN-C-S. После его изготовления необходимо выполнять все электрические замеры специалистами электротехнической лаборатории.

Таким образом, электрическую проводку отдельно стоящего дома в целях обеспечения безопасности можно подключить по одной из рассмотренных схем:

Рекомендую к просмотру видеоролик канала “Советы электрика”. Он технически правильно объясняет разницу этих способов и поможет лучше понять прочитанный материал.

Задавайте вопросы по способам защиты от электрического тока и вы получите ответы в комментариях. Вторая часть статьи продолжит эту тему и даст обзор схем основных конструкций контуров заземлений, которые можно применить к системе электроснабжения вашего дома.

Полезные товары

housediz.ru

Заземление в доме своими руками: схема контура земли для сети 220В

Заземление является одним из важнейших элементов в области электротехники. В заземляющих проводниках нет напряжения, и в них не должно быть электрического тока, но все же важность их ещё более высока чем у фазных линий. В каждой квартире и частном доме пропускаются сотни метров заземляющих проводников. С какой целью это делают и что означает сама суть заземления? Каковы риски, связанные с отсутствием заземления и как электрическая сеть 220V может быть заземлена без привлечения опытных электриков (своими руками)? Эти и многие другие вопросы будут подробно рассмотрены в этой статье-инструкции.

Что означает заземление сети?

Представьте себе дом, в котором каждая розетка, каждая лампа, помимо фазных и нейтральных проводов, через которые подключают электрические компоненты сети, подключена к проводам заземления. Эти кабели обычно не влияют на работу устройств.

Соединение заземляющих (защитных) проводов обычно выполняется в домашнем коммутационном (распределительном) щитке, а оттуда через один кабель идёт напрямую к металлическому элементу, подключенному к земле.

Какова цель заземления в доме?

Заземление осуществляется по двум причинам:

  1. защита — основная причина использования заземления в домашних сетях.
  2. работа — для правильного функционирования электрических устройств (в домах всего несколько устройств требуют заземления для правильной работы, например, источники питания компьютера).

Нас в основном интересует безопасность, что порождает другой вопрос: как штырь из железа закопанный в земле защищает нас от чего-либо?

Предположим что земля (почва, грунт) имеет электрический потенциал на уровне 0V (это верно в 99,99% случаев). Поэтому, если закопать провод в землю, тогда не будет никакого электрического потенциала во всех заземленных проводах проложенных в доме и присоединённых к нему.

Далее через электрические разъемы подключаем эти провода к устройствам. Внутри этих устройств защитные (заземленные) проводники обычно соединены с корпусом (металлом) или с любым другим металлическим элементом, который при работе прибора легко доступен для человека и, следовательно, не должен ни в коем случае находиться под напряжением.

Поскольку подключили корпус к земле, потенциал которой равен 0V, корпус будет иметь такой же потенциал. Если корпус имеет нулевой потенциал и подходит к нему нулевой потенциал — ток не течет, то есть электрический удар не будет угрожать человеку.

Если корпус аппарата не подключен к заземляющему проводу и внутри по неизвестным причинам будет пробой — возникнет электрический потенциал, и так как он не связан каким-либо образом с землей (прямо или косвенно), ему не некуда «убежать». Поэтому риск очевиден: человек, у которого есть электрический потенциал на уровне 0 В, касаясь корпуса который имеет потенциал 220 В, фактически становится проводником тока с этим напряжением, со всеми вытекающими последствиями.

Итого, в результате соединение всех устройств с землей предотвращается долгосрочное поддержание электрического потенциала на корпусах (и других элементах), которые доступны человеку при нормальной работе устройства. В случае электрического пробоя в корпусе где последний заземлен, формирование короткого замыкания приведет к отключению автоматического выключателя (не говоря уже о дифференциальном выключателе тока, если таковые имеются) на домашнем распределительном щитке и отключит питание прежде чем кто-то коснется корпуса.

Символы и обозначения на схемах

В случае маркировки проводов сети можно встретить два основных признака массы:

  • PE — маркировка защитного проводника (желто-зеленый цвет)
  • PEN — обозначение нейтрального проводника, который одновременно действует как защитный проводник (синий)

В случае обозначения заземления на принципиальных схемах вы столкнетесь с двумя:

Общий символ массы (заземления)
Символ обозначающий заземляющий зажим, имеющий защитную функцию от поражения током

Во многих устройствах вместо вилки питания с заземлением видна вилка, в которой нет отверстия для заземляющего штыря (лепестка). Это не означает что устройство не имеет защиты от поражения электрическим током. Корпус прибора обычно имеет так называемую паспортную табличку, на которой можно встретить символ двух квадратов (один внутри другого).

Это означает что устройство не имеет доступных внешних токопроводящих элементов (корпус выполнен из пластика), и поэтому нет необходимости его заземлять.

Внимание! Наличие штепселя без отверстия на штыре заземления не является признаком того, что устройство имеет надлежащую защиту от поражения электрическим током. Об этом свидетельствует только указанный выше символ.

Электрические сети и схемы заземления

Когда речь заходит о домашних электроустановках, есть четыре основных схемы разводки сети. И основное различие между ними заключается как раз в способе заземления:

  1. Сеть питания без заземления (TN-C).
  2. Сеть с отдельной заземляющей установкой в ??квартире / доме. В домашнем щитке нейтральные и защитные проводники соединены друг с другом (TN-CS).
  3. Сеть питания с отдельной заземляющей установкой, заземленной в том же месте что и нейтральная точка трансформатора (TN-S).
  4. Сеть с отдельной заземляющей установкой заземленной в другом месте, чем нейтральная точка трансформатора (TT).

Подробнее объясним это на базе первой обсуждаемой сетевой системе.

Сеть без заземления TN-C

Вот схема, на которой будем базироваться во всех последующих примерах. Допустим есть трансформатор, то есть элемент, расположенный рядом с квартирой дома, который снабжает электроэнергией этот и соседние дома. Для простоты установим здесь однофазный трансформатор вместо трехфазного.

Через обмотку трансформатора напряжение подается на фазовый провод (коричневый). Синий — нейтральный провод — подключен с другой стороны обмотки и также заземлен на трансформаторе (это так называемая нейтральная точка). В результате электрический потенциал на нейтральном проводнике равен 0V, а напряжение между фазным и нейтральным проводами зависит только от электрического потенциала создаваемого трансформатором.

Мы упростили чертеж до максимума и удалили все элементы, которые расположены между трансформатором и бытовым прибором (прямоугольник это стиралка), то есть предохранители, выключатели тока, разъемы и так далее. Поскольку нейтральный проводник (N) также имеет защитную функцию (PE), здесь он обозначается аббревиатурой PEN.

Имеется стиральная машина из которой выводятся три провода:

  • фазный и нейтральный проводники, используемые для питания двигателя и электроники устройства
  • защитный проводник, подключенный внутри стиральной машины к её корпусу

Почему же из стиральной машины выходят 3 провода, а в этом сетевом подключении всего два? Вы найдете ответ на рисунке подключения проводов в гнезде и более подробно в статье об электрической розетке.

Система сети 220V TN-C чаще всего встречается в старых советских домах, где концепция защитного элемента была неактуальна.

Сначала можете подумать, что поскольку нейтральный проводник заземлен, зачем ещё защитный проводник который также должен быть заземлен? Потому что если нейтральный проводник будет оборван по какой-либо причине, например из-за перегрева и сгорания, само устройство отключится, так как электрическая цепь будет прервана, но из-за отсутствия заземления нейтрального проводника есть вероятность, что через стиральную машину (или любое включенное в 220V устройство) напряжение на фазовом проводе появится и на нейтральном проводнике. Поскольку фаза появится на нейтральном проводе, оно будет и на защитном кабеле, подключенном к корпусу стиральной машины, что является смертельной угрозой.

Сети с отдельной заземляющей линией TN-CS

Тут в домашнем коммутаторе щитке нейтральные и защитные проводники соединены друг с другом (TN-CS).

Некоторое улучшение — это внедрение электрической схемы по системе TN-CS. Допустим имеется всего два провода к квартире, но в домашнем коммутаторе нейтрально-защитный проводник (PEN) можно разделить на два (так называемая точка разделения), нейтральный провод и защитный. Что это дает с точки безопасности?

Прежде чем ответить на данный вопрос, на приведенном выше рисунке посмотрите на две клеммные колодки в домашнем электрощитке. Все защитные проводники подключены к одной, а все нейтральные — к другой. В системе TN-CS именно тут провода PE подключены к N проводникам.

Если обрыв нейтрального проводника происходит до точки разделения, то напряжение через фазный проводник и устройство, входит в нейтральный, а оттуда — к защитному проводнику.

Но если повреждение нейтрального проводника происходит после точки разделения, то есть где-то в квартире / доме, независимо от того где происходит сбой на защитном проводнике и, следовательно, на корпусах устройств не будет опасного электрического напряжения.

Лучшее решение при использовании этого типа схемы — это заземление точек разделения. Независимо от места повреждения нейтрального проводника, на PE-проводнике не появится напряжение. Проблема в том, что заземление точки соединения клеммного блока PE и N иногда сложно реализовать, особенно в многоэтажных жилых зданиях.

Сеть с отдельным заземляющим контуром TN-S

Эта сеть заземлена в том же месте, что и нейтральная точка трансформатора (TN-S).

Такая сетевая система имеет три провода идущие от самого трансформатора к устройству. Нейтральные и защитные проводники заземлены в одном месте на трансформаторе. При этом электрический ток протекает в нейтральном проводнике во время нормальной работы. Однако в защитном проводнике (когда все в порядке) кроме нулевого потенциала ток не течет по всей длине.

Повреждение нейтрального проводника в любом месте никак не влияет на защитный провод, за исключением того, что электрооборудование перестает работать. Людям ничего не грозит.

Сеть питания с отдельным заземлением TT

Сеть с отдельной линией, заземленной в месте отличном от нейтральной точки трансформатора (TT).

Схема электрической сети TT с точки зрения безопасности очень похожа на систему TN-S. Разница лишь в том, что защитный проводник (с синей втулкой) выводится из защитной клеммной колодки, которая заземлена в совершенно другом месте, чем нейтральная точка трансформатора. Эта сетевая система часто используется в домах с одной семьей, где заземление делается для каждого дома отдельно.

Для примера разомкнем нейтральный проводник. Это не оказывает ни малейшего влияния на защитную линию.

Как быстро проверить качество заземления

Допустим вы недавно купили квартиру в старом доме и хотите заменить лампу в люстре с металлическим корпусом, который помнит времена Великой Отечественной. У вас нет (или вы не знаете о ней) контура заземления. Как узнать нет ли на корпусе лампы опасного электрического потенциала?

Сначала коснитесь корпуса люстры ладонью в течение секунды. Если есть даже небольшой электрический потенциал, вы почувствуете это, но доля секунды не представляет угрозы для здоровья человека.

В общем нужно быть осторожным в таких делах. Устройства с металлическим корпусом есть повсюду (например, холодильники, стиральные машины, бойлеры), независимо от года постройки здания в котором мы находимся.

Способы создания заземления

Все электрические компоненты заземлены таким образом, что они физически связаны с землей (почвой). Сразу предупредим, что выводить заземляющий провод из дома и втыкать прямо на землю не является хорошим и эффективным решением. Провод заземления должен быть соединен с чем-то, что будет иметь гораздо большую площадь контакта с землей и устойчиво к изменениям влажности и температуры на протяжении десятилетий. Этот элемент называется электрод заземления.

Поверхность контакта с грунтом важна когда дело доходит до сопротивления заземления. Чем ниже сопротивление — тем лучше (быстрее электрический потенциал при проблемах будет равен нулю).

В настоящее время существует несколько популярных решений для изготовления земляных электродов, упомянем несколько из них:

  • Железный стержень на несколько метровый засунутый в землю, оканчивающийся сверху соединением для подключения заземляющего проводника. Длина стержня зависит от типа почвы. Чем ниже электрическое сопротивление земли, тем короче может быть стержень. Во многих случаях использование такого типа заземляющего электрода может быть недостаточным из-за слишком малой поверхности контакта с землей и, как следствие, высокого электрического сопротивления.
  • Использование ленты из стали. Оберните вокруг дома около 80-100 см под землей. В одном месте она соединяется с основным заземляющим проводником, выведенным из электрической системы с помощью разъема.
  • Подключение заземляющего проводника к стержню, который выходит от железобетонного основания здания. То есть соединение земли с фундаментом, который имеет большую площадь контакта с землей и, кроме того, не требует дополнительных затрат на установку. Просто нужно подумать об этом на стадии постройки дома.

Итоги и пожелания

Конечно на этом тема не исчерпана. Мы не упомянули поперечные сечения защитных проводников, основных стержней заземления, уравнения и формулы… Но для начала этого достаточно и в копилку ваших знаний уже поступило немало полезной информации.

2shemi.ru

Устройство заземления. Виды и особенности. Правила и монтаж

Большая часть домов в нашей стране оснащена системой электропередач, не имеющей заземления, по старому образцу. Необходимо помнить, что работа современных бытовых устройств без наличия заземляющего контура способствует возникновению в их деятельности различных неисправностей, и, как следствие, выходу из строя. Владельцам домов приходится самостоятельно производить устройство заземления, которое необходимо для создания электробезопасности.

Основной задачей заземления является отключение напряжения сети при возникновении утечки тока. Это может быть выражено в виде прикосновения человека к токоведущим частям, повреждения изоляции электрических проводов. Другой, не менее важной функцией заземления является создание нормальных условий для работы бытовых электрических устройств.

Некоторые устройства требуют кроме заземляющего контакта в розетке, еще и прямого подключения к шине заземления. Для этого имеются специальные зажимы.

Например, микроволновая печь может создавать фон, опасный для человека, если ее не подключить напрямую к заземляющей шине. На задней стенке корпуса печи может находиться специальная клемма для заземления. А если прикоснуться влажными руками к стиральной машине без заземления, то руки может неприятно щипать. Решить эту проблему можно только, подключив «землю» на корпус стиральной машины. С электрической духовкой ситуация похожа на предыдущие случаи.

Также своеобразно реагирует на наличие заземления бытовой компьютер. Если сделать заземление на корпус системного блока, то может повыситься скорость Интернета, и исчезнут всевозможные зависания.

Не менее важным является устройство заземления в частных домах. Тем более, если дом деревянный. Все дело в возможных ударах молнии. На частных усадьбах много различных частей, которые притягивают молнии: скважины, трубы, колодцы и т. д. При отсутствии молниеотвода и контура заземления, удар молнии с большой вероятностью может привести к пожару. Обычно в сельской местности нет пожарной части, или она удалена, поэтому жилые и подсобные помещения могут пострадать или полностью выгореть за короткий срок. Вместе с заземлением рекомендуется выполнять устройство молниеотвода.

Правила устройство заземления

Искусственные системы заземления используют в случаях, когда естественные элементы заземления не удовлетворяют правилам. В качестве естественных элементов могут служить водопроводные стальные трубы, находящиеся в земле, артезианские скважины, элементы зданий из металла, соединенные с землей и т.п.

Запрещается применять бензопроводы, нефтепроводы и газопроводные трубы в виде естественных заземлителей.

Для самодельных элементов заземления рекомендуется использовать металлический уголок 50 х 50 мм, в длину 3 метра. Эти отрезки забивают в землю в траншее, имеющей глубину 0,7 метра. При этом оставляют 10 см отрезков над дном. К ним приваривают проложенный в траншее стальной пруток диаметром от 10 до 16 мм, либо стальную полосу аналогичного сечения по всему контуру объекта.

По правилам в электрических установках до 1000 вольт сопротивление контура заземления должно быть не выше 4 Ом. Для установок более 1000 вольт сопротивление заземления должно быть не выше 0,5 Ом.

Варианты и особенности

Всего существует 6 систем заземления, но в частных постройках используется чаще всего 2 схемы: TN — C — S и TT. В последнее время популярна первая из этих систем. В ней имеется глухозаземленная нейтраль. Шина РЕ и нейтраль N проводится одним проводом РЕN, на входе в здание устройство заземления разделяется на отдельные ветки.

В такой схеме защита осуществляется электрическими автоматами, при этом не обязательно монтировать устройства защитного отключения. Недостатком такой схемы можно назвать следующий момент. Если повреждается проводник РЕN между подстанцией и домом, то на шине заземления в доме возникнет напряжение фазы. При этом оно не отключается никакой защитой. В связи с этим правила требуют обязательное наличие механической защиты проводника РЕN, и резервное заземление на столбах через каждые 200 метров.

Однако, в селах электрические сети в основном не удовлетворяют этим требованиям. Поэтому целесообразно применять схему ТТ. Эту схему лучше применять для отдельных построек, имеющих грунтовый пол, так как есть вероятность прикосновения сразу к заземлению и грунту, что опасно при схеме TN – C — S.

Отличие состоит в том, что «земля» идет на щит от индивидуального заземления, а не от подстанции. Эта система более устойчива к возникновению повреждений защитного проводника, но требует обязательной установки устройства защитного отключения. Иначе не будет защиты от удара током. Поэтому правила называют такую схему резервной.

Монтаж заземления

Устройство заземления существует двух видов, отличающиеся способом монтажа и свойствами материалов. Один вид состоит из модульной штыревой конструкции заводского исполнения с несколькими электродами, а второй вид выполняется самостоятельно из кусков металлопроката. Эти виды отличаются заглубленными частями, а надземная часть и проводники аналогичны друг другу.

Устройство заземления приобретенное в торговой сети, имеет свои преимущества:
  • Продается комплектом, элементы набора разработаны специалистами с соблюдением всех требований правил, изготовлены на заводском оборудовании.
  • Не требуются сварочные работы, и почти не нужны земляные работы.
  • Дает возможность углубиться в землю на значительную глубину с получением малого сопротивления всего устройства заземления.

Устройство заземления заводского исполнения имеет недостаток это высокая стоимость набора.

Материалы и инструменты

Заземлители, изготовленные самостоятельно, должны быть выполнены из оцинкованного металлопроката: прутка, уголка, либо трубы.

Купленные наборы состоят из омедненных штырей с резьбой. Они соединяются муфтами из латуни. Провод заземления соединяется со штырем зажимом из нержавейки с применением специальной пасты. Заземлители запрещается смазывать или окрашивать.

При выборе сечения проката необходимо учесть тот факт, что при воздействии коррозии со временем сечение уменьшится.

Наименьшие сечения проката выбираются:
  • Оцинкованный пруток – 6 мм.
  • Пруток из металла без покрытия – 10 мм.
  • Прямоугольный прокат – 48 мм2.

Штыри соединяют полосой, проволокой или уголком. Ими подводят заземление до электрического щита. Размеры соединяющего проката: пруток – диаметром 5 мм, прямоугольный профиль – 24 мм2.

Сечение провода заземления в здании не должно быть меньше сечения провода фазы. К этим проводникам имеются требования по диаметру жил:
  • Алюминиевый без изоляции – 6 мм.
  • Медный без изоляции – 4 мм.
  • Изолированный алюминиевый – 2,5 мм.
  • Изолированный медный – 1,5 мм.

Для соединения всех проводников заземления нужно применять заземляющие шины, выполненные из электротехнической бронзы. По схеме ТТ элементы щита крепятся на стенку ящика.

Заземлители, изготовленные самостоятельно, забивают в землю кувалдой, а заводские элементы с помощью отбойного молотка. В обоих вариантах целесообразно использовать стремянку. Прокат из черного металла сваривается ручной сваркой.

Земляные работы

Заземлители располагают от фундамента на расстоянии 1 метра. Размечается контур заземления в виде треугольника, окружности или линии. Расстояние между штырями должно быть не менее 1,2 м. Рекомендуется сделать треугольник с 3-метровой стороной, и длиной штырей 3 метра.

Затем копают траншею глубиной 0,8 м. Ее ширина должна быть удобной для сварки проводников. Чаще всего делают траншею шириной 0,7 м.

Подготовка электрода (штыря)

Электрод заостряется с помощью болгарки. Если металлопрокат, бывший в употреблении, то необходимо его очистить от старого покрытия. На штырь заводского исполнения навинчивается острая головка, место соединения смазывается специальной пастой.

Заглубление электродов

Электроды забивают в землю с помощью кувалды. Начинать удары лучше, находясь на стремянке или подмостьях. При мягком металле удары наносят через деревянные бруски. Штыри забиваются не до конца, над поверхностью дна оставляют 10-20 см для выполнения соединения с контуром.

Заводские электроды забивают отбойным молотком. После заглубления штыря, на него навинчивают муфту и другой заземлитель. Далее процесс повторяют до достижения необходимой глубины.

Соединение электродов

Штыри обычно соединяют полосой 40 х 4 мм. Для проката из черного металла используют сварочное соединение, так как болты быстро подвергнутся коррозии, что увеличит сопротивление контура. Сваривать необходимо качественным швом.

Заземление от готового контура проводится полосой к дому, загибается и крепится на фундаменте. На краю полосы приваривают болт для крепления провода от щита.

На последний электрод монтируется крепежный хомут и закрепляется провод. Зажим герметизируют специальной лентой.

Засыпка траншеи

Для засыпания траншеи целесообразно использовать плотную однородную почву.

Устройство заземления, приобретенное в магазине, с одним штырем, может иметь в комплекте пластмассовый колодец для ревизии.

Проведение в щит

Распределительный щит фиксируется на стене здания, кроме мест с высокой влажностью. Сквозь стены провод проводят с применением трубных гильз. В щитке провод заземления соединяется с заземляющей шиной, установленной на корпусе щита, болтовым соединением.

Сопротивление заземления проверяют мультиметром. Если оно оказывается больше 4 Ом, то нужно увеличить число электродов. На разъем шины заземления также подключаются провода заземления в желтой изоляции, которые приходят в щит от потребителей. При присоединении светильников, розеток, различных устройств желтые провода заземления также подключают к своим клеммам. Например, в розетках такая клемма с винтом расположена в центре.

Похожие темы:

electrosam.ru

Какие бывают схемы заземления

Прогресс не стоит на месте. И вместе с развитием цифровых технологий, совершенствуются и все остальные стороны нашей жизни. Коснулось это и заземления, которое сейчас располагает несколькими вариантами своих схем. В данной статье мы расскажем вам о том, какие существуют основные схемы заземления, и в каких случаях их использование будет целесообразным.

Разновидности

Согласно международной договоренности, схемы заземления обозначают большими латинскими литерами. Первая при этом показывает заземление источника питания, вторая – открытых частей определенной электроустановки.

Итак, в соответствии с этим мы можем выделить следующие системы:

схемы заземления

Из этой аббревиатуры: T – заземление, N – зануление, I - изоляция

Далее мы рассмотрим каждую из них.

Системы TN-C, TN-C-S и TN-S

TN-C схема предусматривает объединение защитного и рабочего проводников. Самым большим ее недостатком станет неработоспособность систем УЗО. Мы не станем подробно на ней останавливаться, так как сейчас она уже считается наименее надежной, и практически нигде не применяется.

На смену ей в свое время пришла более надежная и сложная схема TN-S. Проводники зануления и заземления в ней идут отдельно. Ее бесспорными преимуществами можно назвать:

  • Нет необходимости следить за контуром;
  • Наиболее безопасная из всех существующих;
  • Можно применять дополнительные устройства для повышения безопасности.

Однако, вместе с надежностью – она наиболее дорогая из всех, к тому же ее оборудование сопряжено с определенными сложностями.

Система TN-C-S считается компромиссом между стоимостью и надежностью. В ней рабочий проводник (зануление) совмещается с заземлением на пути от дома до подстанции, а в строении эти два провода укладываются отдельно (нечто среднее между двумя предыдущими).

Это наиболее распространенная схема для жилых домов и городских строений. Среди ее преимуществ можно назвать такие:

  • Повышенная надежность, так как в доме будут проложены все два провода;
  • Низкая стоимость;
  • Широкая распространенность.

Но стоит упомянуть и о том, что существует вероятность сгорания провода от подстанции, что чревато высоким фазным напряжением. Чтобы предотвратить это, необходимо принять ряд специальных мер.

Системы TT и IT

Еще совсем недавно ТТ не разрешалась у на в стране, однако теперь применяется для мобильных сооружений, типа киосков и ларьков. Она требует надежного штыревого заземления, а для большей безопасности – оборудование системы УЗО. Нейтраль в этой системе уходит глубоко в землю, а открытые ведущие элементы соединяются непосредственно с контуром.

В схеме IT нейтраль изолируется от земли, а открытые элементы заземляются. Используется она в медучреждениях и лабораториях, где работа людей связана с чувствительной аппаратурой.

Таким образом, рассматривая различные системы, мы выяснили, что самой распространенной является именно  TN-C-S,которая не такая дорогая, как TN-S, но все же более надежна TN-C.

www.mzke.ru

Как сделать заземление в частном доме самому, своими руками, схемы, фото, видео

Если вы читаете эту статью, то наверняка уже знаете для чего делается заземление в частном доме.

СОДЕРЖАНИЕ (нажмите на кнопку справа):

Важное напоминание

А для тех, кто еще сомневается в целесообразности выполнения таких работ мы напомним.

Заземление предназначено для отвода опасного напряжения с корпусов электроприборов и других устройств, запитанных от электросети, а также оно защищает последние от выходи из строя.

Опасное напряжение (потенциал) может появиться на корпусе электроприбора в результате повреждения одного из проводов (фазы) и отводится оно с корпуса через специальные провода в землю.

Речь идет только про защитное заземление. Существует еще и рабочее заземление, но оно применяется в промышленном оборудовании.

Если проигнорировать установку заземления, то появиться большая вероятность поражения человека электрическим током.

1

К примеру, большую опасность в этом плане несет стиральная машинка, были случаи, когда в результате отсутствия заземления людей била током сливающаяся после стирки вода.

Не трудно догадаться, что опасный потенциал вода получала от не заземленного корпуса, опасному напряжению просто не было куда деваться.

Почему заземление — это важно?

Во-первых, это безопасность жильцов дома, про это мы уже упоминали выше.

Во-вторых, если вы строите новый дом, не важно самостоятельно ли вы это делаете или все работы делает подрядчик, все должны придерживаться специальных норм: СНиП (строительные нормы и правила, ГОСТ и ПУЭ (правила устройства электроустановок).

Согласно этим нормам и правилам еще при строительстве частных домов организовывается так называемая система TN-S (электросистема дома с заземлением).

Если же эту систему организовывать уже после строительства дома, то придется делать демонтаж, к примеру, всей двухжильной проводки, и менять ее на трехжильную, а это очень дорого.

Конечно, можно потом сделать заземление только на одну розетку, к примеру, для подключения стиральной машинки.

Но лучше сделать это сразу еще в ходе строительства и на все розетки. Так рекомендуют специалисты.

Если же был приобретен старый частный дом, то с учетом особенностей эксплуатации современных электроприборов вам скорее всего тоже придется делать систему заземления.

Ведь в старых домах начиная с хрущевских времен норма электропотребления на квартиру не превышала 1,3кВт, при этом стояли предохранительные пробки на 6А.

2

Но в данном случае разобраться с заземлением можно будет и самому и об этом мы поговорим дальше.

Поговорим про контур

Контур представляет из себя сложную, но вполне понятную конструкцию.

Он состоит из внешних и внутренних устройств, которые в свою очередь делятся на:

1. ВНЕШНИЕ УСТРОЙСТВА. Вкопанные на 2 метра колья-электроды, соединённые в верхней части между собой пластинами. От электродов отходит заземляющий проводник, который представляет из себя круглую или плоскую сталь. Заземляющий проводник подходит к щитовой в доме и, как правило, соединяется к ней через медный провод.

3

2. ВНУТРЕННИЕ УСТРОЙСТВА. Провода заземления, которые идут от розеток, и непосредственно щитовая в которой с помощью специальной шины происходит объединение проводов внешней и внутренней системы.

4

5

Теперь давайте рассмотрим, как самому смонтировать такое заземление в своем доме.

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.

6

Плюс данный 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).

7

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 прослужить 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.

8

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.

9

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

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

Так какой все же контур выбрать?

Давайте сначала разберемся при каких условиях используют те или иные типы контуров.

Замкнутый треугольный контур:

  1. Сеть 220/380В в дом заведена через силовой водный щит.
  2. Продолжительная суммарная потребляемая мощность более 3кВт.
  3. Наличие электроприборов промышленного типа с предусмотренным выводом под заземление (токарный станок, циркулярка, сверлильный станок и т.д.).

Две группы линейных заземлителей:

  1. Потребляемая суммарная мощность свыше 1кВт в течении 20 минут.
  2. Электропровод заведен под землей через внешний щит.
  3. В доме присутствует хотя бы одна из коммуникаций (связь, газ, вода, канализация).

Существуют много и других факторов поэтому в данном случае лучше всего посоветоваться со специалистом, а работы выполнить самостоятельно.

Готовим материал и инструмент

Мы будем исходить из того, что делаем замкнутую треугольную схему заземления, так как она наиболее популярна.

Сначала давайте разберемся с материалом, а уже исходя из того какой он будет, будем готовить инструмент.

Итак, из материала нам будет необходимо:

1. Для вертикальных кольев заземления можно использовать: трубу с толщиной стенок не менее 3,5 мм и диаметром 30 мм, арматура в диаметре 2-3 см, уголок 5х5 см (лучше из нержавеющей стали). Длина любого материала должна быть не менее 2 метра.

Перед использованием заготовок их рекомендуется заточить любым удобным вам способом.

10

2. Металлические полосы сечением 40х4 мм, длиною не менее 1,2 метра.

3. Такая же, как и в п. 2 металлическая полоса, но желательно из нержавеющей стали. Длина ее будет зависеть от расстояния от места установки кольев заземления до места заводки ее в дом.

11

4. Медный провод для фазного проводника в диаметре 6 мм.

5. Болты. Рекомендуется М8.

Готовим инструмент.

Нам понадобится в обязательном порядке:

  1. Сварочник.
  2. Электродрель с сверлами (сверлить отверстия под болты).
  3. Болгарка (затачивать колья, резать металл).
  4. Перфоратор (заводить заземление в дом и для других работ).
  5. Наточенная штыковая лопата.
  6. Тяжелая кувалда.
  7. Ключи в зависимости от того, какие болты у вас будут.

Где вбивать колья?

Место забивки кольев должно находиться не далеко от отмостки дома, не более одного 1,2 метра.

11-1

Прежде всего оно должно быть безопасным и не посещаемым людьми и животными.

Если у вас нет не посещаемых мест вокруг дома, то данный участок следует огородить.

Ход работ

Копаем траншеи.

Глубина траншей должна быть 0,5 – 0,7 метра. Их вид сверху должен представлять равнобедренный треугольник со сторонами длиною 1,2 метра.

12

До места завода заземления в дом, если это необходимо, тоже роется траншея с такой же глубиной.

Забиваем колья.

Колья забиваем по углам траншеи на глубину 2 метра. 20 – 30 см оставляем для приваривания других элементов конструкции.

13

Не забудьте наточить колья, к примеру, если у вас уголок, то это можно сделать с помощью болгарки.

Во время забивания кольев сверху их можно поливать водой, которая будет играть роль своеобразной смазки. Таким образом работа пойдет быстрее, да и кувалду можно будет использовать полегче.

Сварочные работы.

Привариваем горизонтальные стальные полосы к кольям. Отдельно привариваем металлическую пластину, идущую к месту входа заземления в дом.

Подключение к шине заземления.

Используя медный провод диаметром 6 мм и болты, подсоединяем один конец провода к металлической пластине, а другой к шине.

14

Как проверить заземление?

Есть много способов проверки правильной работы заземления. Профессионалы и опытные электрики делают такую проверку с помощью специальных приборов, к примеру, старым, но проверенным ПКП -3.

15

Или используют более современный меггер.

Меггер

Проверяют сопротивление металлосвязи и сопротивление растекания тока (проверяют меггером).

Сопротивление растекания тока не должно превышать 4 Ом.

17

Но что делать, если таких приборов у вас нет.

Существует народный способ проверки правильности выполнения работ по установке заземления, с помощью обычной лампы мощность более 100Вт.

Вкручиваем лампу в патрон с переноской. Подключаем один конец переноски к фазе 220В, а другой конец к контуру заземления, а точнее к одной из горизонтальных пластин.

Если лампа будет гореть ярко, как будто она подключена к розетке, то значит работы выполнены правильно.

Если недостаточно ярко, значит сварочные работы скорее всего были не качественными, нужно лучше проварить стыки конструкции.

Если лампа не горит, значит необходимо проверить на целостность всю схему, начиная от щита заземления, где-то была допущена существенная ошибка.

Подводим итог

Как мы видим сделать заземление в частном доме своими руками не так уж и сложно, достаточным будет правильно подобрать тип контура для дома и подготовить необходимый материал и инструмент.

Для сварочных работ на 1 час можно нанять спеца или попросить друга. Для земляных работ тоже много ума не нужно.

Если вы не разбираетесь как все это завести в дом и подключить к щитовой, то тоже можно нанять электрика.

По крайней мене это будет на много дешевле, чем отдать все работы какой-то фирме, которая сдерет с вас по полной программе. При этом полную электробезопасность они все равно не гарантируют.

Оцените статью

elektrikexpert.ru

Заземление. Что это такое и как его сделать (часть 1) / Habr

Мой рассказ будет состоять из трёх частей.

1 часть. Заземление
(общая информация, термины и определения)

2 часть. Традиционные способы строительства заземляющих устройств
(описание, расчёт, монтаж)

3 часть. Современные способы строительства заземляющих устройств
(описание, расчёт, монтаж)

В первой части (теория) я опишу терминологию, основные виды заземления (назначение) и предъявляемые к заземлению требования.
Во второй части (практика) будет рассказ про традиционные решения, применяемые при строительстве заземляющих устройств, с перечислением достоинств и недостатков этих решений.
Третья часть (практика) в некотором смысле продолжит вторую. В ней будет содержаться описание новых технологий, используемых при строительстве заземляющих устройств. Как и во второй части, с перечислением достоинств и недостатков этих технологий.

Если читатель обладает теоретическими знаниями и интересуется только практической реализацией — ему лучше пропустить первую часть и начать чтение со второй части.

Если читатель обладает необходимыми знаниями и хочет познакомиться только с новинками — лучше пропустить первые две части и сразу перейти к чтению третьей.

Мой взгляд на описанные методы и решения в какой-то степени однобокий. Прошу читателя понимать, что я не выдвигаю свой материал за всеобъемлющий объективный труд и выражаю в нём свою точку зрения, свой опыт.

Некоторая часть текста является компромиссом между точностью и желанием объяснить “человеческим языком”, поэтому допущены упрощения, могущие “резать слух” технически подкованного читателя.



1 часть. Заземление
В этой части я расскажу о терминологии, об основных видах заземления и о качественных характеристиках заземляющих устройств.
А. Термины и определения
Б. Назначение (виды) заземления
Б1. Рабочее (функциональное) заземление
Б2. Защитное заземление
Б2.1. Заземление в составе внешней молниезащиты
Б2.2. Заземление в составе системы защиты от перенапряжения (УЗИП)
Б2.3. Заземление в составе электросети
В. Качество заземления. Сопротивление заземления.
В1. Факторы, влияющие на качество заземления
В1.1. Площадь контакта заземлителя с грунтом
В1.2. Электрическое сопротивление грунта (удельное)
В2. Существующие нормы сопротивления заземления
В3. Расчёт сопротивления заземления
А. Термины и определения
Чтобы избежать путаницы и непонимания в дальнейшем рассказе — начну с этого пункта.
Я приведу установленные определения из действующего документа “Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ)” в последней редакции (глава 1.7 в редакции седьмого издания).
И попытаюсь “перевести” эти определения на “простой” язык.

Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством (ПУЭ 1.7.28).
Грунт является средой, имеющей свойство “впитывать” в себя электрический ток. Также он являться некоторой “общей” точкой в электросхеме, относительно которой воспринимается сигнал.

Заземляющее устройство — совокупность заземлителя/ заземлителей и заземляющих проводников (ПУЭ 1.7.19).
Это устройство/ схема, состоящее из заземлителя и заземляющего проводника, соединяющего этот заземлитель с заземляемой частью сети, электроустановки или оборудования. Может быть распределенным, т.е. состоять из нескольких взаимно удаленных заземлителей.

На рисунке оно показано толстыми красными линиями:


Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с грунтом (ПУЭ 1.7.15).

Проводящая часть — это металлический (токопроводящий) элемент/ электрод любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро 🙂 и т.п.), находящийся в грунте и через который в него “стекает” электрический ток от электроустановки.
Конфигурация заземлителя (количество, длина, расположение электродов) зависит от требований, предъявляемых к нему, и способности грунта “впитывать” в себя электрический ток идущий/ “стекающий” от электроустановки через эти электроды.

На рисунке он показан толстыми красными линиями:


Сопротивление заземления — отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю (ПУЭ 1.7.26).

Сопротивление заземления — основной показатель заземляющего устройства, определяющий его способность выполнять свои функции и определяющий его качество в целом.
Сопротивление заземления зависит от площади электрического контакта заземлителя (заземляющих электродов) с грунтом (“стекание” тока) и удельного электрического сопротивления грунта, в котором смонтирован этот заземлитель (“впитывание” тока).

Заземляющий электрод (электрод заземлителя) — проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с локальной землей (ГОСТ Р 50571.21-2000 п. 3.21)

Повторюсь: в качестве проводящей части может выступать металлический (токопроводящий) элемент любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро 🙂 и т.п.), находящийся в грунте и через который в него “стекает” электрический ток от электроустановки.

На рисунке они показаны толстыми красными линиями:


Далее определения, не встречающиеся или не описанные достаточно точно в стандартах и нормах, поэтому имеющие только мое описание.

Контур заземления — “народное” название заземлителя или заземляющего устройства, состоящего из нескольких заземляющих электродов (группы электродов), соединенных друг с другом и смонтированных вокруг объекта по его периметру/ контуру.

На рисунке объект обозначен серым квадратом в центре,
а контур заземления — толстыми красными линиями:


Удельное электрическое сопротивление грунта — параметр, определяющий собой уровень «электропроводности» грунта как проводника, то есть как хорошо будет растекаться в такой среде электрический ток от заземляющего электрода.
Это измеряемая величина, зависящая от состава грунта, размеров и плотности
прилегания друг к другу его частиц, влажности и температуры, концентрации в нем растворимых химических веществ (солей, кислотных и щелочных остатков).
Б. Назначение (виды) заземления
Заземление делится на два основных вида по выполняемой роли — на рабочее (функциональное) и защитное. Также в различных источниках приводятся дополнительные виды, такие как: “инструментальное”, “измерительное”, “контрольное”, “радио”.
Б1. Рабочее (функциональное) заземление
Это заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности) (ПУЭ 1.7.30).

Рабочее заземление (электрический контакт с грунтом) используется для нормального функционирования электроустановки или оборудования, т.е. для их работы в ОБЫЧНОМ режиме.

Б2. Защитное заземление
Это заземление, выполняемое в целях электробезопасности (ПУЭ 1.7.29).

Защитное заземление обеспечивает защиту электроустановки и оборудования, а также защиту людей от воздействия опасных напряжений и токов, могущих возникнуть при поломках, неправильной эксплуатации техники (т.е. в АВАРИЙНОМ режиме) и при разрядах молний.
Также защитное заземление используется для защиты аппаратуры от помех при коммутациях в питающей сети и интерфейсных цепях, а также от электромагнитных помех, наведенных от работающего рядом оборудования.

Подробнее защитное назначение заземления можно рассмотреть на двух примерах:

  • в составе внешней молниезащитной системы в виде заземленного молниеприёмника
  • в составе системы защиты от импульсного перенапряжения
  • в составе электросети объекта
Б2.1. Заземление в составе молниезащиты
Молния — это разряд или другими словами «пробой», возникающий ОТ облака К земле, при накоплении в облаке заряда критической величины (относительно земли). Примерами этого явления в меньших масштабах является “пробой” (wiki) в конденсаторе и газовый разряд (wiki) в лампе.

Воздух — это среда с очень большим сопротивлением (диэлектрик), но разряд преодолевает его, т.к. обладает большой мощностью. Путь разряда проходит по участкам наименьшего сопротивления, таким как капли воды в воздухе и деревья. Этим объясняется корнеобразная структура молнии в воздухе и частое попадание молнии в деревья и здания (они имеют меньшее сопротивление, чем воздух в этом промежутке).
При попадании в крышу здания, молния продолжает свой путь к земле, также выбирая участки с наименьшим сопротивлением: мокрые стены, провода, трубы, электроприборы — таким образом представляя опасность для человека и оборудования, находящихся в этом здании.


Молниезащита предназначена для отвода разряда молнии от защищаемого здания/ объекта. Разряд молнии, идущий по пути наименьшего сопротивления попадает в металлический молниеприёмник над объектом, затем по металлическим молниеотводам, расположенным снаружи объекта (например, на стенах), спускается до грунта, где и расходится в нём (напоминаю: грунт является средой, имеющей свойство “впитывать” в себя электрический ток).

Для того, чтобы сделать молниезащиту «привлекательной» для молнии, а также для исключения распространения молниевых токов от деталей молниезащиты (приёмник и отводы) внутрь объекта, её соединение с грунтом производится через заземлитель, имеющий низкое сопротивление заземления.

Заземление в такой системе является обязательным элементом, т.к. именно оно обеспечивает полный и быстрый переход молниевых токов в грунт, не допуская их распространение по объекту.

Б2.2. Заземление в составе системы защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП)
УЗИП предназначено для защиты электронного оборудования от заряда, накопленного на каком-либо участке линии/сети в результате воздействия электромагнитного поля (ЭМП), наведенного от рядом стоящей мощной электроустановки (или высоковольтной линии) или ЭМП, возникшего при близком (до сотен метров) разряде молнии.

Ярким примером этого явления является накопление заряда на медном кабеле домовой сети или на “пробросе” между зданиями во время грозы. В какой-то момент приборы, подключенные к этому кабелю (сетевая карта компьютера или порт коммутатора), не выдерживают «размера» накопившегося заряда и происходит электрический пробой внутри этого прибора, разрушающий его (упрощенно).
Для “стравливания” накопившегося заряда параллельно “нагрузке” на линию перед оборудованием ставит УЗИП.


Классический УЗИП представляет собой газовый разрядник (wiki), рассчитанный на определенный «порог» заряда, который меньше “запаса прочности” защищаемого оборудования. Один из электродов этого разрядника заземляется, а другой — подключается к одному из проводов линии/ кабеля.

При достижении этого порога внутри разрядника возникает разряд 🙂 между электродами. В результате чего накопленный заряд сбрасывается в грунт (через заземление).

Как и в молниезащите — заземление в такой системе является обязательным элементом, т.к. именно оно обеспечивает своевременное и гарантированное возникновение разряда в УЗИПе, не допуская превышение заряда на линии выше безопасного для защищаемого оборудования уровня.

Б2.3. Заземление в составе электросети
Третий пример защитной роли заземления — это обеспечение безопасности человека и электрооборудования при поломках/ авариях.

Проще всего такая поломка описывается замыканием фазного провода электросети на корпус прибора (замыкание в блоке питания или замыкание в водонагревателе через водную среду). Человек, коснувшийся такого прибора, создаст дополнительную электрическую цепь, через которую побежит ток, вызывающий в теле повреждения внутренних органов — прежде всего нервной системы и сердца.

Для устранения таких последствий используется соединение корпусов с заземлителем (для отвода аварийных токов в грунт) и защитные автоматические устройства, за доли секунды отключающие ток при аварийной ситуации.

Например, заземление всех корпусов, шкафов и стоек телекоммуникационного оборудования.

В. Качество заземления. Сопротивление заземления.
Для корректного выполнения заземлением своих функций оно должно иметь определенные параметры/ характеристики. Одним из главных свойств, определяющих качество заземления, является сопротивление растеканию тока (сопротивление заземления), определяющее способность заземлителя (заземляющих электродов) передавать токи, поступающие на него от оборудования в грунт.
Это сопротивление имеет конечные значения и в идеальном случае представляет собой нулевую величину, что означает отсутствие какого-либо сопротивления при пропускании «вредных» токов (это гарантирует их ПОЛНОЕ поглощение грунтом).
В1. Факторы, влияющие на качество заземления
Сопротивление в основном зависит от двух условий:
  • площадь ( S ) электрического контакта заземлителя с грунтом
  • электрическое сопротивление ( R ) самого грунта, в котором находятся электроды

В1.1. Площадь контакта заземлителя с грунтом.
Чем больше будет площадь соприкосновения заземлителя с грунтом, тем больше площадь для перехода тока от этого заземлителя в грунт (тем более благоприятные условия создаются для перехода тока в грунт). Это можно сравнить с поведением автомобильного колеса на повороте. Узкая покрышка имеет небольшую площадь контакта с асфальтом и легко может начать скользить по нему, “отправив” автомобиль в занос. Широкая покрышка, да еще и немного спущенная, имеет много бОльшую площадь контакта с асфальтом, обеспечивая надежное сцепление с ним и, следовательно, надежный контроль за движением.(Пример оказался неграмотным. Спасибо SVlad — комментарий: habrahabr.ru/post/144464/#comment_4854521)

Увеличить площадь контакта заземлителя с грунтом можно либо увеличив количество электродов, соединив их вместе (сложив площади нескольких электродов), либо увеличив размер электродов. При применении вертикальных заземляющих электродов последний способ очень эффективен, если глубинные слои грунта имеют более низкое электрическое сопротивление, чем верхние.

В1.2. Электрическое сопротивление грунта (удельное)
Напомню: это величина, определяющая — как хорошо грунт проводит ток через себя. Чем меньшее сопротивление будет иметь грунт, тем эффективнее/ легче он будет “впитывать” в себя ток от заземлителя.

Примерами грунтов, хорошо проводящих ток, является солончаки или сильно увлажненная глина. Идеальная природная среда для пропускания тока — морская вода.
Примером “плохого” для заземления грунта является сухой песок.

(Если интересно, можно посмотреть таблицу величин удельного сопротивления грунтов, используемых в расчётах заземляющих устройств).

Возвращаясь к первому фактору и способу уменьшения сопротивления заземления в виде увеличения глубины электрода можно сказать, что на практике более чем в 70% случаев грунт на глубине более 5 метров имеет в разы меньшее удельное электрическое сопротивление, чем у поверхности, за счет большей влажности и плотности. Часто встречаются грунтовые воды, которые обеспечивают грунту очень низкое сопротивление. Заземление в таких случаях получается очень качественным и надежным.
В2. Существующие нормы сопротивления заземления
Так как идеала (нулевого сопротивления растеканию) достигнуть невозможно, все электрооборудование и электронные устройства создаются исходя из некоторых нормированных величин сопротивления заземления, например 0.5, 2, 4, 8, 10, 30 и более Ом.

Для ориентирования приведу следующие значения:

  • для подстанции с напряжением 110 кВ сопротивление растеканию токов должно быть не более 0,5 Ом (ПУЭ 1.7.90)
  • при подключении телекоммуникационного оборудования, заземление обычно должно иметь сопротивление не более 2 или 4 Ом
  • для уверенного срабатывания газовых разрядников в устройствах защиты воздушных линий связи (например, локальная сеть на основе медного кабеля или радиочастотный кабель) сопротивление заземления, к которому они (разрядники) подключаются должно быть не более 2 Ом. Встречаются экземпляры с требованием в 4 Ом.
  • у источника тока (например, трансформаторной подстанции) сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении 380 В источника трехфазного тока или 220 В источника однофазного тока (ПУЭ 1.7.101)
  • у заземления, использующегося для подключения молниеприёмников, сопротивление должно быть не более 10 Ом (РД 34.21.122-87, п. 8)
  • для частных домов, с подключением к электросети 220 Вольт / 380 Вольт:
    • при использовании системы TN-C-S необходимо иметь локальное заземление с рекомендованным сопротивлением не более 30 Ом (ориентируюсь на ПУЭ 1.7.103)
    • при использовании системы TT (изолирование заземления от нейтрали источника тока) и применении устройства защитного отключения (УЗО) с током срабатывания 100 мА необходимо иметь локальное заземление с сопротивлением не более 500 Ом (ПУЭ 1.7.59)
В3. Расчёт сопротивления заземления
Для успешного проектирования заземляющего устройства, имеющего необходимое сопротивление заземления, применяются, как правило, типовые конфигурации заземлителя и базовые формулы для расчётов.

Конфигурация заземлителя обычно выбирается инженером на основании его опыта и возможности её (конфигурации) применения на конкретном объекте.

Выбор формул расчёта зависит от выбранной конфигурации заземлителя.
Сами формулы содержат в себе параметры этой конфигурации (например, количество заземляющих электродов, их длину, толщину) и параметры грунта конкретного объекта, где будет размещаться заземлитель. Например, для одиночного вертикального электрода эта формула будет такой:

Точность расчёта обычно невысока и зависит опять же от грунта — на практике расхождения практических результатов встречается в почти 100% случаев. Это происходит из-за его (грунта) большой неоднородности: он изменяется не только по глубине, но и по площади — образуя трёхмерную структуру. Имеющиеся формулы расчёта параметров заземления с трудом справляются с одномерной неоднородностью грунта, а расчёт в трёхмерной структуре сопряжен с огромными вычислительными мощностями и требует крайне высокую подготовку оператора.
Кроме того, для создания точной карты грунта необходимо произвести большой объем геологических работ (например, для площади 10*10 метров необходимо сделать и проанализировать около 100 шурфов длиной до 10 метров), что вызывает значительное увеличение стоимости проекта и чаще всего не возможно.

В свете вышесказанного почти всегда расчёт является обязательной, но ориентировочной мерой и обычно ведётся по принципу достижения сопротивления заземления “не более, чем”. В формулы подставляются усредненные значения удельного сопротивления грунта, либо их наибольшие величины. Это обеспечивает “запас прочности” и на практике выражается в заведомо более низких (ниже — значит лучше) значениях сопротивления заземления, чем ожидалось при проектировании.

Строительство заземлителей
При строительстве заземлителей чаще всего применяются вертикальные заземляющие электроды. Это связано с тем, что горизонтальные электроды трудно заглубить на большую глубину, а при малой глубине таких электродов — у них очень сильно увеличивается сопротивление заземления (ухудшение основной характеристики) в зимний период из-за замерзания верхнего слоя грунта, приводящее к большому увеличению его удельного электрического сопротивления.

В качества вертикальных электродов почти всегда выбирают стальные трубы, штыри/ стержни, уголки и т.п. стандартную прокатную продукцию, имеющую большую длину (более 1 метра) при сравнительно малых поперечных размерах. Этот выбор связан с возможностью легкого заглубления таких элементов в грунт в отличии, например, от плоского листа.

Подробнее о строительстве — в следующих частях.

Продолжение:


Алексей Рожанков, специалист технического центра "ZANDZ.ru"

При подготовке данной части использовались следующие материалы:

  • Публикации на сайте “Заземление на ZANDZ.ru”
  • Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ), часть 1.7 в редакции седьмого издания (гуглить)
  • ГОСТ Р 50571.21-2000 (МЭК 60364-5-548-96)
    Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации (гуглить)
  • Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87 (гуглить)
  • Собственный опыт и знания

habr.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о