Прежде чем начинать процесс монтажа заземления, важно ознакомиться с существующими нормами и правилами. При этом на такие параметры, как глубина закладки заземляющего контура, выбор материала и качество соединений, следует обращать особое внимание. Рекомендуется использовать медь в качестве материала для проводника, однако ее высокая стоимость может стать ограничением. В связи с этим, в большинстве случаев применяется сталь.
Заземление в частном доме своими руками 220 В: безопасность проживающих
Обеспечение защиты людей, проживающих в доме, от поражения электрическим током является приоритетной задачей. Этот аспекты не подлежит сомнению. Несмотря на наличие автоматических выключателей или устройств защитного отключения (УЗО), такие меры не всегда достаточно. Для достижения большей безопасности рекомендуется установить заземление в частном доме 220 В своими руками. Данная система не только минимизирует риски, но и позволяет избежать потенциальной угрозы для жизни людей в случае возникновения аварийной ситуации. Тем не менее, сам процесс не является легким, хотя и осуществим без специального образования. В данной статье мы подробно рассмотрим, зачем необходимо заземление, какие материалы и инструменты потребуются для его установки, а также пошагово проанализируем все этапы выполнения этой работы.
Для чего нужно заземление: устройство и принцип работы
Понимание назначения заземления является необходимым не только для профессиональных электриков, но и для каждого, кто осуществляет монтажные работы в домашних условиях. В упрощённом объяснении, заземление представляет собой защитный механизм, который предотвращает поражение электрическим током в ситуации, когда происходит пробой изоляции и на корпусах бытовых приборов оказывается напряжение. Наличие правильно выполненной системы заземления позволяет электрическому току уйти в землю при возникновении аварийной ситуации, тем самым исключая возможность попадания человека под напряжение. Если в системе установлено УЗО, оно сработает в случае утечки тока.
Важно! Заземление в частных домах должно быть правильно спроектировано согласно установленным параметрам, игнорирование которых недопустимо. Если сопротивление заземляющего контура или шины будет превышать допустимые значения, речь о надежной защите не может идти.
Электрический ток можно сравнить с водой, которая течет по пути с наименьшим сопротивлением. Если сопротивление заземляющей шины увеличивается, существует риск, что разряд пройдет через человека, непосредственно контактирующего с электроприборами.
Заземление на даче столь же важно, как и в частном доме, однако в этом случае возможно заземление лишь отдельных электроприборов, что уменьшает общую безопасность.
Заземление и зануление: в чем разница между ними
Зануление — это способ защиты, в котором нулевой проводник является глухозаземленной нейтралью. В случае пробоя изоляции или соприкосновения корпуса прибора с токоведущей частью происходит короткое замыкание, которое активирует защитную автоматику. Применение зануления в частных секторах является запрещенным по соображениям безопасности и допускается только в старых многоквартирных домах, где отсутствует отдельный контур заземления.
Монтаж систем заземления и молниезащиты в частном доме играет особую роль, если строение расположено на возвышенном участке или вдали от высоких объектов. В таких случаях системы могут быть объединены в общий контур. Молниезащита эффективно работает как заземление.
Статья по теме:
В этой статье мы более подробно рассмотрим значения терминов заземление и зануление, разницу между ними, принципы работы, а также достоинства и недостатки каждого из методов защиты, а также требования к электробезопасности.
Особенности и принципы работы заземления
Функции и задачи, которые выполняет заземляющий контур, позволяют лучше понять его конструкцию.
Заземление представляет собой объединение всех электрических элементов и компонентов электросети с заземляющим контуром, что позволяет безопасно отводить токи утечки в землю при возникновения ненормальных ситуациях.
Повреждение изоляции, короткие замыкания и любые другие неполадки, возникающие в процессе эксплуатации приборов, могут быть эффективно нейтрализованы за счет правильно спроектированного и собранного заземляющего контура.
Говоря проще, в случае повреждения электропроводки заземление предотвратит нанесение вреда вам и вашим близким.
Наиболее опасным аспектом коротких замыканий является то, что они не только приводят к выходу из строя электроприборов, но и создают повышенное напряжение, которое, в случае прикосновения человека к оголенным проводам, может причинить вред. Заземление как раз и служит для того, чтобы безопасно отводить электрический ток в грунт при возникновении поломок в электросети.
Нужно ли вообще заземление в частных домах
Как уже было сказано, заземляющий контур является важным мероприятием по обеспечению безопасности владельцев частных домов. Но действительно ли заземление необходимо? Рассмотрим это с точки зрения безопасности и соблюдения законодательных требований.
Необходимо отметить, что заземление не представляет собой идеальное средство защиты от поражения электрическим током, так как не все конструкции могут быстро отвести большое количество энергии. Однако даже сокращение накопленного потенциала значительно снижает вероятность сильного поражения, что, в критических ситуациях, может предотвратить серьёзные последствия, вплоть до летального исхода.
Помимо практической необходимости, следует принимать во внимание и требования законодательных норм, которые предельно ясны и понятны.
Согласно действующим стандартам, таким как ГОСТ, СНиП и ПУЭ, все жилые помещения должны быть обеспечены такими системами защиты. Минимальные требования для установки подобных контуров касаются электроснабжения переменным током от 100 Вольт и выше 40 Вт.
Это означает, что около 90% всех бытовых электрических сетей в стране должны быть дополнены такими элементами для обеспечения безопасности владельцев.
Помимо этого, контур заземления является одной из эффективных мер по обеспечению пожарной безопасности. Пожары, будь то малые очаги возгорания или крупные пламя, могут причинить значительно больше убытков, чем расходы на установку заземления, поэтому создать подобную систему в своем доме следует обязательно.
Интересным фактом является то, что отсутствие заземления в частном доме может негативно отразиться на качестве мобильной связи. Отсутствие заземления в электросети создает множество помех для различных электронных устройств, что становится актуальным вопросом только после возникновения проблем с работой оборудования.
Также следует помнить, что хотя заземление и молниезащита имеют схожие принципы работы, их контуры ни в коем случае не должны создавать кольцевую структуру. Это может привести к крайне негативным последствиям в случае удара молнии, так как мощный электрический разряд может повредить всю электронику и вызвать возгорание внутри или снаружи здания.
Виды заземления
- Естественное — основано на использовании природных электродов для создания связи с землей. Это могут быть, например, подземные водопроводные трубы или металлическая арматура фундамента. Естественная электрозащита не требует установки дополнительных элементов, поскольку использует уже существующие для обеспечения заземления.
- Искусственное — подразумевает установку специальных заземляющих электродов, таких как металлические стержни, пластины, уголки или балки. Эти электроды углубляют в землю и соединяют между собой сварочным способом, формируя контур заземления.
Контур состоит из нескольких проводников, соединенных между собой, образуя замкнутую систему. Они связывают заземляющий электрод с электрической системой здания.
1. Классический (заземление треугольником)
Данная схема широко используется в различных типах зданий, включая частные дома, коммерческие и промышленные объекты. В системе задействованы три заземляющих провода, которые соединены между собой в виде треугольника. В вершинах устанавливаются стальные уголки, которые погружают контур в землю. Устанавливать подобную конструкцию рекомендуется ниже уровня промерзания грунта.
- Надежность — классическая схема помогает избежать перегрева проводов, коротких замыканий и накопления опасного напряжения в системе.
- Доступная цена — составляющие контур недороги.
- Трудоемкий монтаж — требует углубления и сварочных работ. На установку в городской черте нужно получать разрешения.
- Низкая эффективность — требует большой площади заземления и значительного количества электродов (10 и более).
- Требовательность к качеству ландшафта — если ландшафт слишком каменистый и почва имеет низкую проводимость или высокое содержание грунтовых вод, могут понадобиться дополнительные меры.
- Ограниченный срок службы по сравнению с контурами модульно-штыревого типа.
2. Современный
Это готовый контур модульно-штыревого типа, который не требует сварких работ и глубокого погружения в землю. Чем более плотный грунт, тем меньше глубина, необходимая для установки. Организация современного контура основана на использовании специальных заземляющих шин, которые прокладываются вдоль стен здания или монтируются в электрических щитах, создавая замкнутую систему. Заземляющие проводники и защитные устройства подключаются к заземляющим шинам с помощью специальных соединителей.
Такой способ эффективен для больших зданий с сложными электрическими сетями и множественными точками заземления, но в частных домах применяется реже.
- Низкое сопротивление заземления — обеспечивает эффективность распределения тока.
- Гибкость и простота монтажа — применение модульно-штыревых соединителей упрощает процесс установки и подключения компонентов системы, нет ограничений относительно местоположения установки контура.
- Соответствие современным стандартам и нормам безопасности.
- Сложность выполнения — особенно в случае больших зданий или многоуровневых электрических систем.
- Высокие расходы — такая конструкция может требовать больших затрат на материалы и установку по сравнению с классическим вариантом.
Последовательность работ
Определение заземляющего электрода. Выбор заземляющего элемента зависит от многих факторов, таких как тип грунта, его уровень влажности и другие параметры.
Чаще всего в качестве заземляющих элементов используются стержни. Они подходит для различных видов грунта, включая обычные почвы, песок и глину. Эти элементы применяются как в жилых домах, так и в коммерческих и промышленных зданиях.
Заземляющие пластины располагаются на поверхности грунта и обычно изготавливаются из стали или меди. Они подходят для грунтов с низкой проводимостью и поверхностной глиной, и широко используются в районах с ограниченным доступом к грунту.
Вертикальные металлические прутья закапываются в землю и могут использоваться на участках с малой площадью или в городских условиях, где установка заземляющих стержней ограничена. Например, используются комплекты DKC, которые подходят для заземления молниезащиты и электрического оборудования и поставляются с соединительной муфтой и забивным винтом.
Установка. Перед установкой заземляющего электродa, необходимо очистить площадку от растительности, камней и других препятствий для создания удобной и ровной поверхности. При необходимости, сделайте маркировку места установки в соответствии с планом. Разместите заземляющий электрод в почве. Глубина установки зависит от типа заземляющего элемента, конструктивных особенностей грунта и может находиться в диапазоне от 1,8 до 3 м.
Расчёт глубины: к уровню промерзания добавить 0,6-1 м. Например, в Московском регионе глубина промерзания почвы составляет около 1,3 м. Следовательно, зеъмляющий стержень должен быть углублен минимум на 1,9 м (1,3 + 0,6). Расстояние между углубляемыми опорами определяется путем умножения их длины на 2,2. Это рекомендованное значение, которое на практике может не всегда соблюдаться из-за значительного снижения сопротивления растеканию.
Подключение. Один конец кабеля подключается к заземляющему электоду с использованием грунтозацепов или других соединительных элементов. Убедитесь в прочности и надежности данного соединения. Кабель должен прокладываться по земле на безопасном расстоянии от других электрических систем и проводов. Заземляющий провод должен быть изготовлен из специально предназначенной меди или алюминиевой проволоки, обладающей высокой проводимостью, а также должен быть защищен от повреждений и коррозии.
Заземляющий провод необходимо подключить к электрическому щитку или заземляющей шине. Это создаст связь между заземляющим электродом и электрической системой вашего дома, а соединение должно обеспечивать низкое сопротивление.
Заземляющий контур. Установите заземляющий контур, соединяя другой конец кабеля с вашей электрической системой. Используйте зажимы или штыревые соединители в соответствии с требованиями системы.
Тестирование системы. Проверьте созданную электрическую цепь. Проведите испытание сопротивления с использованием специализированного заземлителя для удостоверения, что оно соответствует требованиям стандартов и отраслевых норм. Это можно выполнить самостоятельно или с помощью электролаборатории.
Для проверки необходимо пропустить ток через электроды, которые будут расположены в почве и удалены от контура примерно на 20-30 м. После подачи напряжения фиксируют показания сопротивления контура.
Эффективность
Эффективность заземления и степень безопасности для жильцов зависит от множества факторов. Ключевым параметром системы является сопротивление растеканию тока или сопротивление заземления. Это определяет способность элементов системы передавать электрический ток, поступающий от домашних устройств, в землю. Правильно организованное заземление имеет практически нулевое значение сопротивления и, следовательно, эффективно улавливает и отводит электрический ток в землю.
- Площадь соприкосновения заземлителя с грунтом. Чем больше размер заземляющего устройства, тем большая площадь его поверхности, следовательно, тем эффективнее осуществляется передача тока в грунт. При недостаточном размере электрода система демонстрирует высокое сопротивление, что не позволяет полностью поглощать электрический ток. Чтобы повысить эффективность заземления, можно увеличить размеры или количество электродов.
- Удельное электрическое сопротивление грунта. Тем меньше этот показатель, тем легче ток будет распределяться в земле. Меньшая проводимость характерна для увлажнённых и вязких типов грунтов, а наибольшее сопротивление имеют сухие и сыпучие сорта.
При достаточной проводимости верхних слоев грунта, можно ограничиться несколькими электродами среднего размера, в то время как для слоев с низким сопротивлением лучше использовать одиночный вертикальный заземлитель увеличенной длины. Второй вариант является более надежным, поскольку, как правило, глубинные горизонты показывают большую плотность и влажность, а также меньшую проводимость. Токопоглощение дополнительно улучшают грунтовые воды, обладающие низким сопротивлением.
Схемы
Метод подключения заземляющего проводника определяет степень защиты жильцов дома от воздействия электрического тока и эффективность всей системы заземления.
Понятие и классификация защитных проводников
В системе заземления применяются специфические защитные проводники (провода), которые подключаются ко всем розеткам здания с целью заземления подключённых к ним электроприборов:
- PE (Protective Earthing) – отдельный защитный проводник, необходимый для организации электробезопасности. Этот провод имеет желто-зеленую отделку.
- PEN – совместный проводник, который объединяет в себе нулевую линию N (синего цвета) и защитный проводник PE.
Фазные провода часто окрашиваются в белый, коричневый или серый цвет.
Наличие защитных проводников зависит от схемы подключения, которая была реализована на объекте.
Какая схема используется в частном доме?
В частных домах могут применяться следующие схемы подключения:
- TN-C-S. В этой схеме рабочий N и защитный PE проводники на первом этапе соединяются в один провод PEN от трансформаторной подстанции до ввода в дом. На входе в здание они разделяются на N и PE. Основной недостаток данной схемы заключается в отсутствии защиты от обрыва нуля на пути от подстанции к дому, что, в свою очередь, приводит к тому, что металлические корпуса электроприборов могут оказаться под напряжением при повреждении проводов.
- TN-S. В этой схеме рабочий N и защитный PE проводники разделены уже на уровне трансформаторной подстанции и поступают в дом раздельно. Она имеет высокий уровень безопасности, так как в случае аварии на корпусах электроприборов не возникает опасного напряжения.
- TT. Вариант, при котором фазный и нулевой проводники подаются от трансформатора в дом, а провод PE обеспечивается от собственной системы заземления, расположенной рядом с домом.
Среди запрещённых типов схем находится схема TN-C. Она объединяет N и защитный PE воедино. Рабочий ноль подключается к контуре рядом с трансформаторной подстанцией. Отсутствие отдельного проводника PE ставит под угрозу безопасность розеток и корпусов приборов, что существенно увеличивает риск удара электрическим током для человека. Поэтому TN-C считается устаревшей и небезопасной для частных домов.
Введение — о роли заземления в частном доме
Вы только что построили или приобрели дом — это именно то долгожданное место, которое вы сейчас видите не только на чертеже или фотографии из объявления. Или, возможно, вы уже живете в частном доме многие годы, и каждый уголок стал вам по-настоящему родным. Наличие личного дома — это замечательно, но вместе с ощущением свободомыслия, к Вам приходит еще ряд новых обязанностей. И сейчас мы не о повседневных задачах, а о необходимости, как заземление для частного дома. В каждом частном домостроении подразумеваются такие системы, как электрическая сеть, водопровод и канализация, система отопления (которая может быть как газовой, так и электрической). В дополнение может быть установлена система охраны и сигнализации, вентиляции, системы умного дома и пр. Наличие данных систем делает частный дом комфортным для жизни человека. Однако основное функционирование всего этого зависит именно от электрической энергии, которая приводит в действие все вышеупомянутое оборудование.
К сожалению, электричество имеет и обратную сторону. У каждого устройства есть свой срок службы, и предусмотренное в каждом приборе время работы будет не бесконечным. Кроме того, ошибки, допущенные на этапе проектирования или монтажа дома (включая электрику, коммуникации или оборудование), могут значительно повлиять на электробезопасность. Из-за этого в ряде случаев часть электрической сети оказывается поврежденной. Варианты аварий бывают разными: короткие замыкания, которые отключаются автоматическими выключателями, или пробои на корпусе устройства. Главное в этом состоит в том, что пробой может иметь скрытый характер. К примеру, может произойти повреждение проводки, из-за которого корпус плиты окажется под напряжением. Если заземление произведено неверно, то эта проблема может остаться незамеченной до тех пор, пока человек не прикоснется к плите, и не получит удар током. Поражение электрическим током произойдет потому, что ток ищет путь в землю, а единственным доступным проводником оказывается тело человека. Это недопустимо.
Подобные повреждения представляют наибольшую угрозу безопасности, так как раннее их выявление возможно лишь в случае наличия системы заземления. В рамках данной статьи мы рассмотрим, какие шаги необходимо предпринять для организации заземления в частном доме или даче.
Необходимость установки заземления в частном доме определяется режимом нейтрали источника питания, типом прокладываемых нулевых защитных проводников (PE) и нулевого рабочего проводника (N). Важным фактором может быть и тип питающей сети — воздушная или кабельная. Исходя из конструктивных различий систем заземления, можно выделить три варианта электроснабжения для отдельного частного дома:
Система TN-S
Система TN-S представляет собой основной способ уравнивания потенциалов (ОСУП), который объединяет все крупные токопроводящие элементы строения, которые в обычных условиях не имеют электрического потенциала, в единый контур с главной заземляющей шиной. Рассмотрим схему выполнения ОСУП в электроустановке жилого дома.
Начиная, рассмотрим самым прогрессивный подход к электроснабжению жилья – систему TN-S. В этой системе PE и N проводники разделены, что освобождает потребителя от необходимости устанавливать заземление. Необходимо лишь подключить PE-проводник к главной заземляющей шине, а затем распределить проводники заземления к электроприборам. Реализуется данная система как с помощью кабеля, так и с помощью воздушной линии. В случае последней прокладывается ВЛИ (воздушная изолированная линия) с использованием самонесущих проводов (СИП).
Как сделать заземление дома?
Цель заземления для частного дома— это достижение необходимого сопротивления заземления. Для этого применяются вертикальные и горизонтальные электроды, образующие вместе необходимое распределение тока. Вертикальные заземляющие элементы предпочтительны для установки в мягких грунтах, в то время как в каменистых установление их связано с большими трудностями. В таких условиях более подходящими являются горизонтальные электроды.
Защитное заземление и заземление молниезащиты должны выполняться в рамках одной схемы, так как один заземлитель будет отвечать за оба назначения, как говорится в пункте 1.7.55 ПУЭ 7 редакции. Поэтому полезно будет изучить, как унифицировать молниезащиту и заземление. Для наглядности, процесс монтажа этих систем обсуждается поэтапно.
Этап 1. Установка защитного заземления
Важно выделить защитное заземление в системе TN-S. Исходной точкой установки заземления служит тип системы питания. Важно помнить, что для системы TN-S заземление не требуется, так как нулевой защитный проводник поступает с линии — необходимо лишь присоединить его к главной заземляющей шине, и дом получает необходимое заземление. Тем не менее, было бы ошибочно утверждать, что дому не нужна молниезащита. Следовательно, это означает, что, не проходя через этапы 1 и 2, мы можем сразу перейти к этапам 3-5, как указано ниже.
Что касается систем TN-C и TT, то они всегда требуют установки заземления, и именно на этом и сосредоточимся.
Защитное заземление устанавливается у столба или стены дома, в зависимости от места, где происходит разделение PEN-проводника. Рекомендуется размещать заземлитель в непосредственной близости от главной заземляющей шины. Различия между TN-C и TT заключаются в том, что в TN-C место заземления привязано к месту разделения PEN. Сопротивление заземления в обоих случаях должно быть не более 30 Ом в грунте с удельным сопротивлением 100 Ом*м (например, суглинок) и 300 Ом в грунте с удельным сопротивлением более 1000 Ом*м. Эти значения одинаковы, хоть и опираемся мы на разные нормативы: для системы TN-C — 1.7.103 ПУЭ 7 изд., а для системы ТТ — пункты 1.7.59 ПУЭ и 3.4.8. Инструкции И 1.03-08. Так как в необходимых мероприятиях не будет различий, обсудим общие правила для обеих систем.
Для заземления будет достаточно забить вертикальный электрод длиной 6 метров.
Такое заземление можно использовать с отличной компактностью, и установить его можно даже в подвале, так как нормативные документы не запрещают это. Данные действия описываются для мягкого грунта с удельным сопротивлением 100 Ом*м. Если же грунт имеет сопротивление выше, требуются дополнительные расчеты. В таком случае, рекомендуется обратиться к специалистам ZANDZ.com для помощи в этих расчетах и подборе соответствующих материалов.
Этап 2. Заземление для газового котла
Если в вашем доме установлен газовый котел, газовая служба может требовать сопротивление заземления не более 10 Ом в соответствии с пунктом 1.7.103 ПУЭ 7 редакции. Эти требования должны быть отражены в проекте газификации.
Для достижения данной нормы потребуется 15-метровый вертикальный заземлитель, который будет установлен в одну точку.
