В этой статье вы узнаете все о заземлении в частном доме: от необходимости его устройства до создания собственного комплекта. Рассмотрим схемы заземления для 220В и 380В, контуры заземления и как сделать всё это своими руками. Если вы хотите узнать больше о том, как правильно выполнить заземление в своем доме, то эта статья для вас!
Заземление в частном доме — размеры, схема, как сделать и проверить правильное подключение заземления своими руками
Защитное заземление для частного дома обеспечивает безопасную эксплуатацию всех бытовых электроприборов и оборудования.
Более того, оно обеспечивает нормальное, без сбоев, функционирование сложных электронных управляющих и вычислительных устройств.
Содержание
- Принцип действия заземления в частном доме
- Чем заземление отличается от громоотвода
- Обязательно ли делать заземление для частного дома
- Виды контуров заземления для частного дома
- Есть ли разница в заземлении и занулении
- Как сделать заземление своими руками
- Как проверить, работает ли заземление
- Фото заземления частного дома
Принцип действия заземления в частном доме
Заземление — это электрическое соединение нетоковедущих частей оборудования с заземляющим устройством, имеющим непосредственный контакт с грунтом, т.е с землей.
Даже в случае пробоя внутренней рабочей изоляции, заземление корпусов оборудования обеспечивает ограничение потенциала на них до заведомо безопасной величины.
Заземляющее устройство состоит из контура заземления и заземлителя, которым может служить металлическая шина, или провод достаточного сечения.
Заземлитель должен объединяться вместе с нейтральным проводом питающей сети N.
В качестве примера можно рассмотреть случай, когда из-за пробоя изоляции электродвигателя центрифуги напряжение 220 В попадает на корпус стиральной машины.
Если заземление отсутствует, то при прикосновении к ней человек испытывает очень болезненный и опасный удар электрическим током.
Если же машина заземлена и подключена к питающей сети с соблюдением правил безопасности, то через него будет протекать ток величиной, составляющей доли миллиампера.
И при этом его воздействие будет абсолютно безопасно.
Практически весь ток пройдет через корпус и заземляющее устройство, минуя человеческий организм:
- К человеку будет приложен потенциал, равный падению напряжения на заземлителе, это доли или единицы вольт, а безопасным напряжение считается 42 В.
- Пример. Сопротивление контура равно 5 Ом, заземлитель состоит из трехметровой стальной полосы 40х4 мм² и медного провода такой же длины сечением 6 мм².
- Его сопротивление равно 0,0084 Ом, а полосы – 0,002 Ом.
- При пробое изоляции на корпус машины расчетный ток к.з равен 44 А, а суммарное падение напряжения на заземлителе 0,46 В.
- Сопротивление человека в основном зависит от состояния его кожи – это в худшем случае не менее 2 кОм.
- Следовательно, в рассматриваемом случае, человек испытает воздействие тока величиной всего 0,23 мА.
- Ощущение организмом тока начинается с 1 – 1,5 мА, смертельная опасность наступает при токе 50 мА и больше.
Из рассмотренного примера понятно, что заземление обеспечивает стопроцентную безопасность при нарушении изоляции бытовой техники и электроаппаратуры.
Чем заземление отличается от громоотвода
Громоотвод (молниеотвод) служит для защиты зданий и сооружений от протекания через них грозовых разрядов.
Эти разряды имеют настолько большую мощность, что могут разрушить незащищенные конструкции.
Молниеотвод состоит из:
- своеобразной металлической антенны, называемой молниеприемником. Его назначение – улавливать разряды. В качестве приемника могут использоваться штыри, сетки, а натянутые стальные тросы широко применяются для защиты линий электропередач;
- токоотвод – это металлически проводник большого сечения, способный в течение времени разряда выдержать протекание тока в десятки тысяч ампер.
Он соединяет молниеприемник с заземлителем:
- заземлитель – представляет собой забитые в грунт электроды, обычно это стальные уголки, круглые штыри или трубы.
Молния, попадая на молниеприемник, по токотводу, через заземлитель проходит в землю, минуя защищаемый объект.
Заземление и громоотвод несут совершенно различные функции.
В первом случае происходит защита человека от сравнительно низкого напряжения.
Во втором – защита объекта от атмосферных разрядов напряжением в миллионы вольт. Эти системы запрещено соединять между собой.
Так как молния, протекая через внутреннюю электропроводку, может привести к пожару или, того хуже, уничтожить все электроприборы и людей, находящихся в доме.
Обязательно ли делать заземление для частного дома
Каждый дом должен иметь защитное заземление.
Его основные функции:
- Защита людей от поражения электрическим током при повреждении рабочей изоляции бытовой техники и электроаппаратов.
- Защита электробытовых приборов и средств вычислительной техники при нарушениях систем электропитания. Например, для сельских воздушных линий характерно такое повреждение, как «перехлест» нулевого и фазного проводов.
Защита сельской подстанции вследствие низкой чувствительности не всегда способна среагировать на это нарушение и отключить поврежденный участок.
Особенно, если «перехлест» произошел в конце линии.
При отсутствии заземления на электроприборы поступит линейное напряжение 380 В вместо 220 В, что приведет к выходу их из строя.
А вот при наличии контура заземления напряжение будет ограничено до номинальной величины.
Еще одной важной функцией является защита при обрыве или «отгорании» нулевого провода питающей сети в сочетании с пробоем изоляции, вызванного возникшим перенапряжением.
Это может случиться при нештатных перегрузках в линиях, связанных с попаданиями на опоры ЛЭП молний или при возникновении межфазных замыканий в питающей линии.
В этом случае, так же как и в предыдущем примере, контур заземления снизит напряжение прикосновения до безопасной величины.
Виды контуров заземления для частного дома
Наиболее распространенными являются контуры, имеющие форму треугольника и линейные:
- Линейный контур состоит из такого же количества электродов, но расположенных в линию.
- Треугольный контур имеет то преимущество, что при обрыве одной из соединительных полос в нем все равно остается три электрода и сопротивление контура изменяется незначительно.
- Линейный контур имеет меньшую надежность, но для него требуется меньше места.
Сопротивление контуров любой конфигурации зависит от:
- размеров и количества электродов. Чем больше размеры контура и чем больше в нем и электродов, тем оно меньше;
- от грунта. Песчаные и скальные грунты имеют наибольшее удельное сопротивление.
Есть ли разница в заземлении и занулении
Зануление выполняется подключением нулевого провода к заземляющим контактам защищаемых объектов – холодильника, швейной машины, электрической плиты, заземляющему выводу розетки.
При этом корпуса оборудования получают металлическую связь не с землей, а с заземленной нейтралью источника питания.
Источником может быть силовой трансформатор, а также однофазный или трехфазный генератор.
Такой вид защиты в настоящее время используется только там, где отсутствует контур заземления, эта система называется TN — C.
При пробое изоляции потенциал зануленного корпуса остается равным нулю, возникший ток короткого замыкания достигает большой величины, что приводит к срабатыванию защитного автомата.
А так же к срабатыванию устройства УЗО или перегоранию плавких вставок предохранителей, вследствие чего поврежденное оборудование обесточивается.
Недостаток такой защиты в том, что сечение нулевого провода рассчитывается исходя из нормальной работы домашних потребителей.
Поэтому при больших токах короткого замыкания «ноль» может просто перегореть и защитная функция зануления пропадает.
Поэтому, чтобы обеспечить безусловную защиту от пробоев, в жилых помещениях заземлитель объединяется с нулевым проводом и раздваивается на две независимые шины:
- Они устанавливаются в распределительном или вводном щитке: на заземляющую и нулевую.
- От нулевой идут провода питания N – к розеткам, патронам осветительных ламп, обмоткам электродвигателей и т.д.
- От заземляющей идут провода, обозначаемые на схемах PE, к заземляющим контактам розеток и стационарным потребителям.
- Провода PE всегда имеют желто-зеленую окраску, а N — голубую
- Такая система заземления получила название TN – C – S и рекомендована для всех жилых помещений, как наиболее безопасная.
- Даже и при обрыве ноля провод PE обеспечивает связь оборудования с контуром.
Как сделать заземление своими руками
Эта работа вполне доступна людям, владеющими различными инструментами и имеющими основные сведения по электротехнике:
- Прежде чем приступить к ней, нужно ознакомиться с различными вариантами выполнения заземляющих устройств.
- В технической литературе и в сетях интернета в свободном доступе находится много описаний таких конструкций с расчетами на конкретных примерах.
- Начинать нужно с определения формы и схемы контура, отдавая предпочтение замкнутым конструкциям – треугольным, прямоугольным, овальным.
- Все зависит от имеющейся свободной площади перед домом.
- Далее нужно вычертить в масштабе эскиз заземления, по которому можно определить способ и место вхождения заземлителя в помещение, а также места крепления этой полосы к стенам или фундаменту.
Все это нужно для расчета количества необходимых материалов:
- электроды для изготовления штырей. В качестве их обычно применяют уголковую сталь размером 45х45 или 50х50 мм. Уголки с меньшим размером использовать не рекомендуется, т.к их трудно забить в достаточно крепкий грунт;
Можно использовать стальные трубы диаметром не мене 32 и толщиной стенок не менее 3,5 мм – из тех же соображений. Годится и круглая сталь диаметром от 16 мм:
- стальная полоса для обвязки электродов и прокладки заземлителя по стенкам сечением не менее 40х4 мм².
- изолированный гибкий медный провод сечением 6 – 10 мм².
- наконечники на провод, строительные дюбеля для пристрелки полосы к фундаменту и стенам, болты, гайки, и прочее.
Из инструментов понадобятся:
- сварочный аппарат;
- кувалда или вибропогружатель;
- болгарка;
- перфоратор;
- набор гаечных ключей;
- приспособление для обжима наконечника;
- лопата.
Основные рекомендации и пошаговое выполнение
Строительно–монтажные работы выполняются в такой последовательности:
- Определяется место размещения контура.
- По его размерам и форме отрываются траншеи глубиной 700 – 1000 мм, шириной 300 – 500 мм. В такие траншеи будет удобно забивать электроды и производить внутри их сварку.
- На расстоянии 1 – 3 м кувалдой забиваются электроды. Концы их должны возвышаться над уровнем дна траншеи на 250 — 300 мм. Затем болгаркой обрезаются их расплющенные концы под один уровень.
- Обварить полосой электроды. Приварить к полученному контуру заземлитель, можно из этой же полосы.
- Пристрелять другой его конец к фундаменту и приварить к нему болт, к которому с помощью наконечника будет крепиться гибкий провод.
- Прикрутить болтом с гайкой один наружный конец провода, ввести провод в здание, подвести его к щитку и присоединить к вводной шине, обеспечив надежный контакт. Места сварки рекомендуется покрыть защитным слоем солидола.
- После этого засыпать и утрамбовать траншею.
Примечание: чтобы облегчит забивку, концы электродов рекомендуется с помощью болгарки предварительно заострить под углом 30 — 45°.
Почему нельзя делать отдельные заземления
Делать несколько контуров для заземления и разбивать оборудование на группы – каждая группа, или даже отдельный потребитель на индивидуальный контур, не имеет никакого смысла:
- И, кроме вреда и немалых дополнительных затрат на их сооружение, никакой пользы не принесет.
- Дело в том, что контуры всегда будут иметь различное сопротивление, а защищаемые потребители будут различаться потребляемой мощностью и рабочими токами.
- Вследствие этого между нулевыми проводами потребителей появится определенная разность потенциалов, такое же напряжение будет приложено и к корпусам защищаемых элементов.
- Оно вызовет протекание уравнительных токов, вызывающих дополнительную коррозию металлических оболочек.
- К тому же дополнительный потенциал может привести к сбоям в работе чувствительного радиоэлектронного оборудования.
Как проверить, работает ли заземление
Наиболее правильной оценкой состояния заземление является измерение сопротивления контура специальным прибором, например М 416:
- Измерение следует проводить в сухую погоду при отсоединенном от вводного щитка заземлителе.
- Сопротивление заземления для частных домов не нормируется. В популярной литературе часто приводятся его различные значения со ссылкой на ПУЭ.
- В действительности же правила устанавливают его пределы для электроустановок и линий электропередач, а частные домостроения таковыми не являются.
- Примером электроустановки может служить подстанция, распределительное устройство, воздушная линия электропередач.
- Т.е. устройства, предназначенные для выработки или передачи электроэнергии.
- Поэтому приводимые значения имеют чисто рекомендательный, но не юридический характер.
- С точки зрения правил эксплуатации заземление дома должно быть, а правильность его выполнения и обеспечения безопасности возлагается на собственника помещения.
- Тем не менее, исходя из практики, можно утверждать, что сопротивление порядка 4 – 10 Ом является очень хорошим, а от 10 до 30 Ом вполне допустимым.
- Кроме того, не реже одного раза в год следует производить внешний визуальный осмотр состояния заземления, надежность подключения заземляющего провода к щитку.
- С такой же периодичностью следует снимать крышки с розеток, чтобы с помощью отвертки с изолированной ручкой убедиться, что крепление заземляющих проводов не ослабло.
- Затем следует мультиметром измерить напряжение между фазным проводом и нулевым и заземляющим контактом розеток. Оно должно быть одинаковым.
Если измерение на пределе 300 – 700 В показывает разницу, то это говорит о плохом контакте нулевых, заземляющих проводов на шинах в щитке, о повреждении изолирующей оболочки проводов.
Еще одним признаком неисправности заземления является «пощипывание» при касании холодильника, микроволновки, стиральной машины и т.д.
А также от струи горячей воды при работе водяного электрического котла.
Заземление в доме необходимо, это обеспечит безопасность проживания и эксплуатации размещенного в доме оборудования.
Работу по изготовлению заземляющего устройства можно выполнить самостоятельно.
При необходимости нужно проконсультироваться со специалистами, которые помогут выполнить проект и подобрать нужные материалы.
Фото заземления частного дома
Об авторе: Эксперт в направлениях электричества, ремонтных работ
Какие бывают схемы заземления?
Схемы заземления используются для создания надежной системы защиты от электрических зарядов и искрения в электрических установках. Существует несколько типов схем заземления, включая:
-
Точечное заземление — это простейшая схема заземления, при которой заземляющий проводник подключается к заземляющей петле в месте возникновения зарядов.
-
Линейное заземление — это схема заземления, при которой заземляющий проводник протягивается по всей длине линии электропередачи.
-
Кольцевое заземление — это схема заземления, при которой заземляющий проводник образует кольцо вокруг здания или участка.
-
Звездообразное заземление — это схема заземления, при которой заземляющий проводник соединяется с главным заземлителем в звездообразной конфигурации.
-
Комбинированное заземление — это схема заземления, которая использует различные типы заземления в сочетании для создания более надежной системы защиты от электрических зарядов.
Видео. Монтаж модульного заземления
