Как сделать искусственное заземление

Как сделать заземление в квартире своими руками?

Современное бытовое оборудование при включении в электрическую сеть 220 В переходит под опасный потенциал. Который в случае аварии может перейти на корпус бытовых электроприборов и привести к поражению током. Для предотвращения таких ситуаций необходимо заземлить все устройства. Прежде, чем выполнить такую процедуру, необходимо разобраться, как сделать заземление в квартире эффективно и правильно.

Вы уже могли встречать советы заземлить все приборы на батарею или водопровод, соединить соответствующие клеммы в розетках с нулевым проводом, вбить штырь в землю и им подобные. Из-за таких советов на просторах интернета, защитное заземление в частных домах и квартирах очень часто выполняют неправильно. Поэтому прежде чем сделать заземление в квартире, определите, какая схема питания электрической проводки применяется в вашем доме.

Типы используемых заземлений

Основными выводами для питания электрической сети в квартире являются фаза и ноль. При этом существуют различные варианты подключения нулевого провода для защитного зануления или только в качестве обратного пути протекания тока. То же относится и к заземляющему PE проводу, который может либо иметь выделенную жилу в общей схеме, быть совмещенным или вообще отсутствовать.

Все отличия схем подключения оговариваются п.1.7.3 правил ПУЭ, поэтому для начала рассмотрите вариант, которым подключен весь дом и конкретно ваша квартира. Всего их выделяют шесть, но конкретная схема, примененная в вашем доме, закладывался еще на этапе строительства и монтажа электропроводки. Рассмотрите наиболее актуальные схемы электроснабжения для бытовых потребителей.

Система TN-C.

Особенностью системы TN-C является электроснабжение при помощи четырехпроводной схемы, в которой три провода отводятся для фазы, а четвертый выполняет одновременно роль нуля и защиты. Четвертый провод совмещает заземляющий проводник PE и нулевой N, из-за чего он получил название PEN проводника. При подключении заземления в квартире по такой схеме существует серьезная угроза человеческой жизни.

Рис. 1: пример аварийной ситуации в TN-C системе

Посмотрите на рисунок 1, как показано на примере, в случае обрыва совмещенного заземляющего проводника у всех владельцев квартир будет развиваться следующая ситуация:

Как видите, применять такую систему для своей квартиры не только не эффективно, но и опасно для вашей жизни. Поэтому не стоит подключать заземление оборудования на один проводник с нулем. Следует отметить, что обеспечить защиту для квартиры посредством установки УЗО в такой системе невозможно, на что указывает п 1.7.80 ПУЭ. Полноценное заземление можно обеспечить только за счет перевода схемы на более современные TN-C-S или TN-S системы.

Система TN-C-S.

На практике схема TN-C-S представляет собой современное развитие предыдущей TN-C системы. Как и предыдущий вариант, в ней от питающей подстанции к потребителю выдается четыре линии, из которых три отведены для фазных проводов, а четвертый под совмещенный PEN проводник. Но, на определенном участке цепи выполняется разрыв PEN жилы, а из нее отдельно выделяется нулевой провод и заземление. Для последнего устанавливается отдельный заземляющий контур в месте раздела, обеспечивающий необходимую величину электрического сопротивления току растекания.

Рис. 2. Принципиальная схема подключения TN-C-S

Посмотрите на рисунок, здесь приведена принципиальная схема TN-C-S. От подстанции к дому проведен совмещенный PEN провод. Далее, возле дома обустраивается собственный контур заземления, от которого в дом заведена шина PE, а совмещенная шина используется только в качестве нулевого вывода. При этом нулевой проводник несет угрозу для оборудования из-за его совмещения до места разделения. Поэтому, чтобы избежать негативных последствий, в него необходимо включать УЗО.

Система TT.

Такая система наиболее распространена в отечественных сетях питания бытовых потребителей. Она характеризуется четырехпроводным электроснабжением, в котором три провода отводятся под фазы, а четвертый под глухозаземленный ноль.

Рис. 3: принципиальная схема подключения TT

Как видите на рисунке, защитное заземление в такой системе отсутствует, поэтому контур организовывается индивидуально для каждого дома или квартиры. После установки такого заземления от электрического щитка в квартире питание ведется трехжильным проводом (фаза, ноль и заземление).

В виду того, что для всех вышеприведенных вариантов отсутствует отдельный защитный проводник, оптимальным способом для каждого потребителя будет организация заземления в квартире самостоятельно. Самым эффективным способом является заземляющий контур, хоть общий, хоть индивидуальный.

Как сделать заземление в квартире, если его нет?

Самым оптимальным решением проблемы является наличие готовой клеммы в распределительном щитке. Тогда достаточно предусмотреть заземляющий провод на этапе монтажа проводки и подключить его к уже существующему собственному контуру здания или к заземлению от линии.

1. Установка УЗО.

Если в электропроводке стояка на этапе строительства не предусмотрели заземление для квартир, то для защиты от попадания потенциала на корпус электроприборов можно подключить защитное устройство. В квартире УЗО актуально для мощных устройств с металлическим корпусом (водогрейных котлов, стиральных машин, посудомоечных машин и т.д), поэтому его можно подключать выборочно. Тем не мене, если отсутствует индивидуальный провод заземления, УЗО конечно будет срабатывать при токах утечки, но полноценную защиту отстроить вам не получится. Из-за чего данный способ может подойти в качестве временного решения до установки контура заземления для всего дома или квартиры.

Рис. 4: пример подключения бойлера через УЗО

2. Монтаж собственного контура заземления

Обустройство индивидуального контура заземления актуально как для всего многоэтажного дома, так и для отдельных его единиц – подъездов и квартир. При этом этажность квартиры значения не имеет, спуск вы можете сделать с любой высоты. Для обустройства заземления важно соблюсти величину переходного сопротивления контура, которое для сети 220 В составляет 10 Ом. Весь процесс установки заземления для квартир подразделяется на такие этапы:

Следует отметить, что устройство защитного заземления в квартире должно сопровождаться уведомлением энергоснабжающей организации о изменениях в схеме питания. Иначе при выявлении самовольных внедрениях к вам могут применить штрафные санкции.

Примеры опасной реализации заземления

Но, как было отмечено в начале статьи, помимо трудоемкой процедуры устройства контура заземления вы можете встретить и другие предложения, не только неэффективные, но и несущие угрозу жизни и здоровью человека. Рассмотрите наиболее частые из них и чем же они так опасны:

В такой ситуации электротравма угрожает не только жильцам квартиры, организовавшим такое заземление, но и проживающим во всем доме. Из-за масштаба угрозы подобные действия категорически запрещены нормами ПУЭ п.1.7.110.

Все вышеперечисленные способы и им подобные угрожают не только вам, но и окружающим людям. Поэтому никогда не соглашайтесь на подобные способы заземления квартиры и не пытайтесь реализовать их самостоятельно.

Видео по теме

Источник

Как правильно сделать контур заземления в частном доме — расчёт схемы и монтаж

Вопросы заземления в частном доме, расчетов схем и монтажа системы требуют обязательного решения для обеспечения безопасности проживания. В полной мере свои функции заземление будет выполнять только при правильном выборе схемы и соблюдении всех норм и требований. Самостоятельный монтаж требует знания принципов проектирования и правил изготовления.

Нужно ли заземление в частном доме

При использовании в доме любых электроприборов всегда есть риск повреждения изоляции проводов или замыкание их на корпус. В таком случае любое касание человека опасной зоны приводит к поражению электрическим током, которое может закончиться трагически. Ток всегда стремится в землю, а человеческое тело становится проводником, соединяющим поврежденный прибор с землей.

Что дает заземление? По сути, это система, предоставляющая кратчайший путь электрическому току. По закону физики он выбирает проводник с наименьшим электрическим сопротивлением, и контур обладает таким свойством. Практически весь ток направляется в заземлитель, а потому через тело человека пройдет лишь незначительная его часть, которая не сможет причинить вред. Таким образом, контур заземления обеспечивает электробезопасность. Нормативные документы (ГОСТы, СНиП, ПУЭ) указывают, что любое частное, жилое строение должно быть им оборудовано при сетях переменного тока на напряжение выше 40 В и переменного тока – выше 100 В.

Кроме обеспечения безопасности, заземляющая система повышает надежность и долговечность бытовой техники. Она обеспечивает стабильную работу установок, защиту от перенапряжений и различных помех в сети, снижает воздействие внешних источников электромагнитных излучений.

Заземление не следует путать с громоотводами (молниеотводами). Хотя принцип их действия аналогичен, выполняют они разную задачу. Работа громоотвода заключается в отведении в землю разряда молнии при ее попадании в дом. В этом случае возникает мощный электрический заряд, который не должен попадать во внутреннюю сеть, т.к. способен просто расплавить провод или кабель. Именно поэтому линия громоотвода пролегает от приемников на крыше по внешнему контуру и не должна совмещаться с заземляющей, внутренней линией. У громоотвода и заземления может быть общий подземный контур (если имеет запас по сечению), но разводка обязательно разделяется.

Схемы заземления: какую лучше сделать

Система заземления частного дома зависит от типа подводки сети к нему. Чаще всего, она выполняется по принципу TN-C. Такая сеть обеспечивается двухжильным кабелем или двухпроводной воздушной линией при напряжении 220 В и четырехжильным кабелем или четырехпроводной линией при 380 В. Другими словами, к дому подходит фаза (L) и совмещенный защитно-нулевой провод (PEN). В полноценных, современных сетях проводник PEN разделяется на отдельные провода – рабочий или нулевой (N) и защитный (РЕ), а подвод осуществляется трехпроводной или пяти проводной линией, соответственно. С учетом указанных вариантов схема заземления может быть 2-х разновидностей.

Система TN-C-S

Предусматривает разделение PEN-ввода на параллельные проводники. Для этого во вводном шкафу PEN-проводник разделяется на 3 шины: N («нейтраль»), РЕ («земля») и шина-расщепитель на 4 подключения. Далее проводники N и РЕ не могут контактировать друг с другом. Шина РЕ соединяется с корпусом шкафа, а N-проводник устанавливается на изоляторах. Заземляющий контур подводится к шине-расщепителю. Между N-проводником и заземлителем устанавливается перемычка сечением не менее 10 кв.мм (по меди). В дальнейшей разводке «нейтраль» и «земля» не пересекаются.

Справка! Важно учитывать, что данная система эффективна только при установке УЗО и автоматического выключателя дифференциального типа.

Система ТТ

В такой схеме расщеплять проводники не требуется, т.к. нейтральный и заземляющий проводник уже разделены в подходящей сети. В шкафу просто делается правильное присоединение. Заземляющий контур соединяется с проводом (жилой) РЕ.

Вопрос о том, какая система заземления лучше, не имеет однозначного ответа. Схема ТТ проще по монтажу и не требует дополнительных защитных устройств. Однако, абсолютное большинство сетей работает по принципу TN-C, что вынуждает использовать схему TN-C-S. Кроме того, нередко в быту используются электроустановки с двухпроводным питанием. При заземлении ТТ корпус таких приборов при повреждении изоляции оказывается под напряжением. В этом случае заземление TN-C-S оказывается значительно надежнее.

Что такое контур заземления: определение и устройство

Контур заземление – это специальная конструкция из электропроводящих материалов с малым электрическим сопротивлением, обеспечивающая мгновенный отвод электрического тока в землю. Он состоит из 2-х соединенных между собой частей – внутренняя и наружная система. Надежное их соединение осуществляется во входном электрощите.

Устройство наружной подсистемы должно обеспечивать переход электрического сигнала в землю с распределением его по площади. Ее основу составляет несколько электродов, заглубленных в грунт и соединенных между собой в контур с помощью пластин. От пластин отходит шина достаточного сечения, которая вводится в электрощит, где соединяется с внутренней подсистемой. Каждый электрод представляет собой металлический штырь, закопанный (вбитый) на определенную глубину.

Внутренняя подсистема – это разводка заземляющей цепи по всему дому. Проводники от щита отводятся на розетки, к корпусам мощных электроустройств, к металлическим магистралям (трубы). Отдельные проводники объединяются в общую шину, которая присоединяется к шине внешнего контура.

Принцип действия контура заземления достаточно прост. Электрический заряд, накопленный в металлических элементах (корпуса установок, трубопроводы, арматура и т.д.) при повреждении изоляции проводников электросети или наведенный от внешних источников, устремляется по проводам внутренней подсистемы, имеющим малое электрическое сопротивление, к контуру внешней подсистемы. По закопанным в грунт электродам он «стекает» в землю. В свою очередь, земля имеет огромную емкость, что позволяет свободно «впитывать» такие утечки электричества.

Виды контуров заземления

Для быстрого «стекания» тока в землю наружная подсистема перераспределяет его на несколько электродов, расположенных в определенном порядке для увеличения площади рассеивания. Выделяются 2 основных вида соединения в контур.

Треугольник — замкнутый контур

Этот случай предусматривает использование 3-х штырей, соединенных полосами в равнобедренный треугольник. Расстояние между электродами выбирается по такому принципу: минимальное расстояние – длина подземной части электрода (глубина), максимум – 2 глубины. Например, для стандартного заглубления 2,5 м сторона треугольника выбирается в пределах 2,5-5 м.

Линейный

Такой вариант составляется из нескольких электродов, расположенных в линию или полукругом. Используется разомкнутый контур в тех случаях, когда сформировать замкнутую геометрическую фигуру не позволяет площадь участка. Расстояние между штырями выбирается в пределах 1-1,5 глубины. Недостаток способа – увеличение количества электродов.

Указанные виды наиболее часто используются при обустройстве заземления частного дома. В принципе, замкнутый контур можно сформировать в форме прямоугольника, многоугольника или круга, но потребуется большее количество штырей. Главное преимущество замкнутых систем – продолжение функционирования в полном объеме при разрыве связки между электродами.

Важно! Линейный контур работает по принципу гирлянды и повреждение перемычки выводит из эксплуатации определенный его участок.

Правила и требования к контуру заземления

Для того чтобы контур заземления работал эффективно, он должен соответствовать определенным правилам:

Внешний контур заземления располагается в земле, что предполагает повышенные требования к его конструкции. Он должен располагаться ниже уровня промерзания грунта, т.к. вспучивание почвы будет выталкивать электроды. В процессе эксплуатации коррозия не должна разрушать металл и чрезмерно увеличивать его электрическое сопротивление. Прочность стержней должна позволять вбивать их в твердый грунт.

Расчет заземления для частного дома: формулы и примеры

Расчеты заземления для частного дома основываются на формулах расчета сопротивления растеканию тока для электродов. Примеры будут показаны ниже.

Сопротивление грунта

При одиночном стержне применяется формула:

где ρ экв — эквивалентное удельное сопротивления однослойного грунта (выбирается по таблице 1 для конкретной почвы);

Размеры и расстояния для заземляющих электродов

Количество электродов в контуре можно рассчитать по формуле, где:

Rн — максимально допустимое общее сопротивление контура (для сети 127-220 В – 60 Ом, для 380 В – 15 Ом), Ψ — климатический коэффициент (определяется по таблице 2).

Размеры электродов выбираются с учетом реальных условий и рекомендаций:

Глубина заглубления (длина электродов) выбирается из условия – минимум на 15-20 см ниже уровня промерзания. Минимальная длина – 1,5 м. Шаг установки штырей составляет 1-2 длины электрода, а минимальное расстояние составляет 2 м.

Разрабатываем схему

Работы по обустройству заземления частного дома начинаются с разработки схемы заземляющего контура. Наибольшей популярностью пользуется замкнутая система в форме треугольника. Три электрода составляют его вершины, а остальные стержни вкапываются по его сторонам между вершинами. Если площадь возле дома не позволяет соорудить такой контур, то электроды устанавливаются в линию, полукругом или «волной». Следует отметить, что эффективность треугольного расположения значительно выше.

Материалы для контура заземления

Контур заземления должен иметь высокую механическую прочность, низкое электрическое сопротивление и возможность надежного соединения. Кроме того, немаловажную роль при выборе материала играет его стоимость.

Параметры и материалы штырей

Электроды или штыри обычно делаются из стального профиля. Данный материал привлекает возможностью заглубления стержней путем простого вбивания. При этом электрическое сопротивление его вполне удовлетворяет требованиям при достаточном поперечном сечении. Штыри могут выполняться из таких материалов:

Из чего делать металлосвязь

Электроды, забитые в землю, соединяются между собой металлосвязью. Она может выполняться из следующих материалов:

Наиболее часто используется стальная полоса размером (25-30)х5 мм. Основное ее преимущество возможность надежной сварки с электродами. Когда в качестве связи используется проводник из цветных металлов, к штырям привариваются болты, на которых закрепляются шины.

Как сделать монтаж контура заземления самостоятельно

Монтаж заземления можно сделать своими руками. Все шаги будут описаны ниже.

Выбираем место

Оно должно находиться в той части участка возле дома, куда не заходит человек без острой необходимости и домашние животные. Контур располагается не ближе 1 м от фундамента постройки. Лучше, если этот участок будет огорожен невысокой изгородью. На земле отмечаются все точки нахождения электродов. Обычно строится правильный, равнобедренный треугольник.

Земляные работы

Вдоль всей разметки копается траншея глубиной 0,5-0,6 м. Аналогичная траншея роется по ходу укладки шины, соединяющей контур с вводным электрошкафом.

Собираем конструкцию

Вначале, согласно схемы вбиваются штыри на заданную глубину (обычно 2-2,5 м). К вершинам стержней приваривается металлосвязь. Одна полоса приваривается к крайнему электроду (вершине треугольника) и укладывается в траншею, идущую к дому.

Ввод в дом

Шина от контура вводится во входной электрощит. На конце сверлится отверстие для болтового соединения. Сюда присоединяется соответствующая жила кабеля. При TN-C-S-системе шина соединяется с шиной-расщепителем.

Проверка и контроль

Контроль проводится путем измерения электрического сопротивления всего контура. Оно не должно превышать нормируемые показатели.

Часто используется простой способ проверки. Присоединяется лампа накаливания мощностью 100-150 Вт – один конец на фазу, второй – на заземление. Четкое сияние ее указывает на качественный монтаж. При тусклом горении необходимо проверить качество стыков. Если лампа не горит, то сборка проведена неправильно.

Готовые комплекты заземления для частного дома

Самостоятельный монтаж позволяет существенно снизить затраты на систему заземления. Однако готовые комплекты позволяют ускорить работы и повысить надежность контура. Можно выделить такие модели:

Важно! На российском рынке представлено множество моделей, что позволяет сделать оптимальный выбор. Глубина забивания их электродов колеблется от 5 до 40 м. Ценовой диапазон – 6000-28000 рублей.

Особенности схем заземления 220 В и 380 В

Схемы заземления при вводе сетей на 220 и 380 В имеет определенные различия. Внешний контур таких систем абсолютно одинаков. Разница заключается в разводке кабеля и вводе в дом. В случае сети на 220 В вводится двухпроводная линия. Одна жила расщепляется на «нейтраль» и «землю», а другая устанавливается на изоляторы.

В случае сети на 380 В, чаще всего, подходит четырехпроводная линия. Один провод расщепляется аналогично предыдущему случаю, а 3 других проводника устанавливаются на изоляторы и изолируются друг от друга. Фазные жилы и «нейтраль» пропускаются через УЗО и дифавтомат.

Распространённые ошибки при выполнении монтажных работ

Специалисты отмечают, что при самостоятельном монтаже чаще всего допускаются такие ошибки:

При обнаружении недостатков в конструкции их следует устранять незамедлительно. Чрезмерное увеличение электрического сопротивления или нарушение целостности цепи нарушает работу заземления. Контур не сможет гарантировать безопасность.

Контур заземления необходим для частного дома. Эта конструкция обеспечит электрическую безопасность жильцов и исключит трагические случайности. Однако следует помнить, что эффективность работы заземления зависит от правильности расчетов, выбора схемы и проведения монтажа. Если есть сомнение в собственных силах, то лучше использовать готовый комплект.

Какие виды систем заземления существуют и что такое защитное заземление?

Как подключить розетку с заземлением?

УЗИП — что это такое, описание и схемы подключения в частном доме

Определение площади сечения проводника по его диаметру

Технические характеристики и область применения кабеля КГ

Как выбрать и подключить греющий кабель снаружи и внутри водопроводной трубы

Источник