Устройство контура заземления

Контур заземления — устройство, расчет и монтаж системы заземления для загородного дома

Благодаря развитию технологий многомощные электрические приборы заполонили наши дома. Уже тяжело представить себе жизнь без холодильника, стиральной машины, микроволновой печи, индукционной плиты – ведь все это мы используем каждый день. Не стоит забывать, что электрические приборы представляют опасность для нас в случае нарушения их изоляции. Поэтому необходимо обязательно обустроить контур заземления для всего дома, обезопасив тем самым себя и приборы от пробоя на корпус.

Содержание

Изъясняясь сухим техничным языком, заземление подразумевает электрическое соединение с землей (грунтом) нетоковедущих частей электроустановок, выполненное преднамеренно. При этом данные части электроприборов не находятся под напряжением в нормальном состоянии, но могут оказаться под ним. Причиной может стать нарушение изоляции в том числе.

Чтобы объяснить более простым доступным языком, придется вспомнить школьный курс физики. Как мы помним, ток имеет свойство течь в сторону наименьшего сопротивления. Если изоляция токоведущих частей приборов нарушена, ток будет искать место, в котором сопротивление самое низкое. Так происходит пробой на корпус электроприбора. Другими словами металлический корпус будет находиться под напряжением. Помимо того, что это может нарушить работу самого прибора или даже поломать его, если в данный момент человек дотронется к поверхности корпуса, он получит удар током.

Контур заземления необходим для того, чтобы ток распределился между человеком и заземляющим устройством обратно пропорционально их сопротивлениям. Учитывая, что сопротивление тела человека во много раз будет превышать сопротивление заземляющего контура, через него пройдет предельно допустимый ток, а остальной уйдет в землю. Мы подошли к очень важному моменту: выполняя контур заземления своими руками, необходимо сделать его таким, чтобы его сопротивление было минимально допустимым.

Контур заземления выполняется с помощью стальных стержней, забиваемых на глубину, и планок, содиняющих их

Чаще всего заземление выполняется с помощью металлических стержней – электродов, заглубленных в грунт и соединенных между собой вверху полосой или прутом. Данная конструкция соединяется с придомовым щитком кабелем или такой же металлической полосой.

При этом глубина расположения электродов зависит от насыщенности грунта водой. Чем выше находятся грунтовые воды, тем меньше потребуется глубина.

Расстояние от дома должно составлять не менее 1 м, но не более 10 м.

Минимальные допустимые размеры арматуры, применяемые для монтажа заземляющих устройств

Контур заземления частного дома выполняется с помощью стержней, в качестве которых могут выступать стальной уголок, арматура с гладкой структурой, труба, двутавр. Площадь сечения электродов должна быть больше 1,5 см 2. а форма должна быть удобной для забивания в землю.

Стержни располагаются в ряд или в виде геометрической фигуры: треугольник, квадрат, прямоугольник. Это зависит от удобства монтажа конструкции и площади, которую можно использовать. Также возможен вариант оборудования контура по периметру здания. Но самым распространенным по-прежнему остается треугольный контур заземления. В вершинах фигуры вбиты электроды, которые соединены между собой стальной полосой.

Важно! Контур заземления должен располагаться обязательно ниже промерзания грунта.

Другими словами, заземление можно сделать, используя подручный материал. Но есть возможность приобрести готовый комплект для обустройства контура заземления. В него входят стержни – электроды из омедненной стали, длиной 1 м, соединяются резьбовым соединением. Такие комплекты стоят недешево, но значительно облегчают задачу и долговечны в использовании.

Безусловно, заземление можно выполнить опытным путем. Например, определить глубину залегания воды, отступить от дома на оптимальное расстояние и обустроить треугольный контур. Сварить электроды между собой и измерить сопротивление получившейся конструкции. Если оно окажется слишком большим, заглубить еще дополнительные электроды, присоединить их к предыдущим и снова произвести замеры. И так пока результат измерений не будет соответствовать требованиям.

[include id=»1″ title=»Реклама в тексте»]

Специалисты же настоятельно рекомендуют перед тем, как сделать контур заземления, произвести все необходимые расчеты. Определить число вертикальных заземлителей – электродов, которое понадобится, и длину соединительной полосы в зависимости от сопротивления грунта.

Для начала потребуется определить сопротивление одного вертикального заземлителя – электрода.

Формула 1. Сопротивление одного вертикального заземлителя

ρ_экв – эквивалентное удельное сопротивление грунта, Ом*м;

L – длина электрода, м;

d – диаметр электрода, мм;

T – расстояние от середины электрода до поверхности земли, м.

Таблица 1. Удельное сопротивление грунта

Таблица 2. Значение сезонного климатического коэффициента сопротивления грунта

Значение сопротивления грунта можно брать из таблицы, но если грунт неоднородный, тогда

Формула 2. Эквивалетное удельное сопротивление неоднородного грунта

Ψ – сезонный климатический коэффициент;

ρ₁. ρ₂ – удельное сопротивлении грунта (1 – верхнего слоя, 2 – нижнего слоя), Ом*м;

H – толщина верхнего слоя грунта, м;

t – глубина, на которую забивается электрод, м (глубина траншеи);

Если не учитывать сопротивление горизонтального заземлителя, то количество электродов можно найти по формуле:

Формула 3. Количество электродов без учета сопротивления горизонтального заземлителя

n₀ – количество электродов;

R_н – нормируемое сопротивление заземления, исходя из ПТЭЭП.

Таблица 3. Наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств (ПТЭЭП)

Определяем сопротивление тока горизонтального заземлителя по формуле:

Формула 4. Сопротивление тока растекания горизонтального заземлителя

b – ширина заземлителя;

ψ – коэффициент сезонности горизонтального заземлителя;

ɳ_Г – коэффициент спроса горизонтальных заземлителей.

Длина заземлителя находится так:

Формула 5. Длина горизонтального заземлителя

a — расстояние между электродами.

Сопротивление вертикальных электродов с учетом горизонтального заземлителя:

Формула 6. Сопротивление вертикальных заземлителей — электродов с учетом сопротивления горизонтального заземлителя

Итоговое количество вертикальных заземлителей – электродов равно:

Формула 7. Окончательное количество вертикальных заземлителей

ɳ_в – коэффициент спроса вертикальных заземлителей.

Таблица 4. Коэффициент использования заземлителей

Показатель под названием «коэффициент использования» показывает влияние друг на друга токов в зависимости от расположения вертикальных электродов. Если электроды соединены параллельно, то токи, протекающие по ним, влияют друг на друга. Чем меньше расстояние между электродами, тем общее сопротивление контура больше.

[include id=»2″ title=»Реклама в тексте»]

Если число заземлителей, полученное по последней формуле, оказывается не целым, округляем его до целого в большую сторону.

После того, как все расчеты произведены, выбираем удобное место для расположения контура заземления. Определяемся, какой фигурой будут располагаться электроды. Затем рисуем схему контура заземления с учетом типа используемых материалов. Обязательно указываем, что использовали для электродов и для соединительной полосы, их длину и диаметр, глубину расположения.

Контур заземления: схема на паспорте (снаружи здания) — пример

Контур заземления: схема на паспорте (внутри здания) — пример

Все это нам пригодится не только для удобства монтажа и на будущее, но и для того, чтобы получить паспорт контура заземления. Когда монтажные работы будут завершены и сопротивление контура измерено, сотрудники энергоуправления, которых необходимо будет пригласить, выдадут и завизируют всю необходимую документацию на контур заземления. Конечно, это в том случае, если все сделано верно.

Монтаж контура заземления лучше начинать в теплое время года. Так будет легче производить земляные работы и измерить сопротивление заземления. Тогда же будет более достоверно видно, на какой глубине залегают грунтовые воды.

Рассмотрим вариант обустройства контура заземления в виде треугольника:

Для обустройства контура заземления необходимо вырыть траншею на глубину промерзания грунта

1. Место мы уже выбрали. Поэтому копаем траншею глубиной от 0,7 м до 1 м (ниже промерзания грунта), шириной 0,5 – 0,7 м. Линии должны образовывать треугольник со стороной, длина которой была определена в ходе расчетов.
2. От одного из углов треугольника копаем траншею в сторону силового щитка.
3. В вершинах треугольника вбиваем заземлители – электроды. Что именно будем для этого использовать, необходимо решить на этапе расчетов. Пусть в качестве примера это будет стальной уголок 50*50 мм. Если плотность грунта не позволяет просто забить стержни, придется бурить скважины.
4. Заглубляем стержни так, чтобы они выступали над уровнем грунта. Если нам все же пришлось бурить скважины, устанавливаем в них уголки и засыпаем грунтом, перемешанным с солью.
5. Берем стальную полосу 40*5 мм и привариваем к электродам, образуя контур в виде треугольника. Затем от одного из них ведем полосу до силового шкафа.
6. Полосу закрепляем к проводу заземления или силовому щитку с помощью болта диаметром 10 мм. При этом болт обязательно привариваем к полосе.
7. На этом этапе проверяем сопротивление контура заземления Омметром. Прибор этот недешевый, покупать его нет смысла. Лучше пригласить сотрудников из энергоуправления, чтобы они сняли замеры и заполнили паспорт контура заземления. Показатель сопротивления должен быть меньше требуемого. Если нет, тогда необходимо вбивать дополнительные электроды.
8. Если сопротивление оказалось достаточным, засыпаем траншею однородным грунтом без строительного мусора и щебня.

Важно! Во время дальнейшей эксплуатации в аномально засушливую погоду контур заземления желательно поливать со шланга водой, чтобы снизить его сопротивление.

Все работы, связанные с расчетами и монтажом контура заземления, можно доверить профессионалам, у которых больше опыта. Это поможет сэкономить время и нервы. Но если Вы склонны все делать своими руками, дерзайте. Ваше творение будет служить защитой Вам и Вашей семье.

Рекомендуем похожие статьи

Устройство заземления: виды и особенности приспособления

Современное домашнее обустройство характерно наличием электрических приборов. Они создают нам комфортные условия для жизни. Иногда человек сталкивается с весьма серьезными проблемами электрической цепи и оборудования. Чтобы уберечься от подобных неприятностей важно создавать устройство заземления.

Обратите внимание! Полная работоспособность и безопасность пользования электрическими бытовыми приспособлениями достигается путем правильного монтажа заземления.

В этой статье мы поговорим о видах заземляющего устройства и его особенностях. Также коснемся и косвенных вопросов.

Устройство заземления своими руками

Чем руководствоваться при монтаже?

Разумеется, на установку устройства требуется приглашать специализированные службы, но и самостоятельный монтаж будет идеальным, если придерживаться следующих требований:

• в первую очередь вам придется учесть все правила безопасности при работе с заземлением. Для этого имеется специальная документация;
• придется руководствоваться правилами установки электрического оборудования (ПУЭ), некоторые выдержки из положений можете изучить в предыдущей статье ;
• нужно учитывать правила установленные для эксплуатации оборудования.

Иногда компании, занимающиеся монтажом, допускают ошибки при обустройстве, поэтому в случае возникновения аварии, они обязаны возместить ущерб. Занимаясь самостоятельной установкой защиты, следует определиться что же такое защитное и рабочее заземление .

В домашних условиях, устанавливая защитное заземление, оно полноценно может функционировать, как и рабочее. Защитный вид способствует предупреждению поражения электрическим током человека и спасет бытовое оборудование от поломок и возгорания.

Общие понятия или что такое ЗУ (заземляющее устройство)

Заземляющее устройство — это конструкция, состоящая из контура заземлителя и проводников, отвечающая за безопасность в частном доме.

Помните! Перед непосредственной установкой контура заземления. необходимо проверить возможности его сопротивления.

Заземление состоит из двух составляющих: электродов и проводника заземления. Заземляющий проводник — представляется в виде металлической конструкции и приводит высоковольтный ток непосредственно к материалу устройства, соприкасающемуся с грунтом. Электроды — это металлические прутья, вмонтированные в землю на установленную для этого контура глубину. Их задача принимать высокое напряжение и проводить его в глубь грунта.

Виды устройств защиты электроустановок

Безусловно, сооружается устройство заземления по ПУЭ, однако стоит учитывать, что вариантов заземляющего устройства встречается два.

Устройство заземления схема

1. Естественный заземлитель, является металлической конструкцией, при этом считающийся неотъемлемой частью здания, и надежно соединен с землей.
2. Искусственный заземлитель представляет собой прокатный металлический материал. Сюда относят трубопроводы, стержни, арматуру и уголки. Обычно именно второй вариант заземляющего устройства используется в домашних условиях.

Объединяет оба эти вида то, что они признаны основным средством для оборудования контура заземления. Использование каждого из типов заземления должно быть обусловлено непрерывностью его работы в экстремальных условиях и при проведении проверочных работ или настройки электрооборудования.

Искусственные заземлители принято распределять на территории так, чтобы создавалось оптимальное снижение напряжения, приходящего от электрического щитка, вследствие чего произойдет уравнивание потенциалов.

Устройство контура заземления

Важно! Перед монтажом контура заземления, стоит провести расчетные вычисления касательно будущего сопротивления.

Устройство контура заземления в частном доме выполняется из подручных металлических материалов при условии, если соблюдаются оптимальные размеры, подходящие для монтажа конструкции. Уже созданный контур соединяется со щитком домашнего обслуживания при помощи специального заземляющего проводника.

Подготовив все нужные материалы можно приступать к работе. Напоминаем, что прежде всего нужно изучить нормы и ГОСТы и только потом выполнять конструирование защиты. Глубина опускания электродов зависит от высоты залегания поверхностных вод и насыщенности почвы влагой.

Не забывайте о расстоянии от основного строения, на котором будет размещаться контур заземления. Заземление должно располагаться неподалеку от дома, минимальный промежуток 1 м. Предварительно перед монтажом создается специальная схема с условными обозначениями, в которой указываются необходимые ресурсы и расчеты.

Как сделать заземляющее устройство: 5 полезных советов

Контур устройства заземления

Каждый этап установки заземления безусловно важен. Поэтому рекомендуем вам учесть несколько наших проверенных советов:

1. Рыть траншею стоит глубиной ниже промерзания почвенного слоя. В условиях нормального климата достаточно 0, 7 метров;
2. Траншея, ведущая к распределительному щитку или трансформатору должна иметь глубину, соответствующую тем, что созданы под контур, и соединяться с треугольником (зачастую именно эта фигура используется для контура);
3. Если вы создавали скважины для установки электродов, то засыпать их лучше слоем грунта, смешанного с кухонной солью;
4. Вместо сварочного аппарата лучше использовать крепежи и клеммы;
5. Если вы начали монтаж заземляющего устройства в знойную погоду, чтобы получить безошибочное значение сопротивления, регулярно поливайте металлический контур проточной водой.

Важно! Если ваш дом находится в условиях городской застройки, сразу откажитесь от повторного заземления. Его делать запрещено.

Устройство заземления в частном доме

Контур заземления: монтаж

По требованиям Правил устройства электроустановок все вновь сооружаемые электропроводки имеют дополнительный проводник. Называется он защитным проводником (РЕ), маркируется чередованием полос желтого и зеленого цвета.

Защитные проводники подключаются к корпусам электроприборов и соединяют их с контуром заземления. Бытовая техника: компьютеры, стиральные машины, электроплиты, СВЧ-печи — соединяется с защитными проводниками через заземляющие контакты розеток.

Розетка с заземляющими контактами

При пробое изоляции бытовых приборов их корпуса оказываются под напряжением. При соприкосновении с корпусом поврежденного прибора человек будет поражен электротоком. Преднамеренное соединение корпусов с землей при пробое изоляции приводит к возникновению короткого замыкания, которое отключит аппарат защиты, и поврежденное оборудование своевременно обесточится.

Даже если ток будет незначительным и отключения не произойдет, при прикосновении человека к корпусу ток через его тело будет иметь величину, не опасную для его жизни. Тело человека имеет сопротивление от десятков до сотен тысяч Ом, а сопротивление заземляющих проводников не превышает нескольких Ом. Поэтому ток через тело человека будет значительно меньше тока, уходящего в землю через защитные проводники.

Пути токов утечки через заземление и человека

Помимо защиты людей заземление корпусов приборов экранирует электромагнитные поля, излучаемые ими в процессе работы. Это снижает уровень помех, мешающих работе других приборов.

Защитные проводники нельзя подключать к нулевой шине электрощита. Старые электропроводки подвержены обрывам в цепях нулевых проводников, результатом которых неизбежно будет появление на нулевом проводе некоторого потенциала относительно «земли». Величина потенциала может доходить до 220В и, если он окажется на корпусе прибора, вас ждет серьезная травма.

Запрещено использование в качестве защитных проводников газовых труб, труб отопления и канализации. Нельзя использовать для этой цели водопроводные трубы, так как они не везде выполняются металлическими.

Для подключения заземляющих проводников необходим контур заземления.

Что такое контур заземления?

Образец контура заземления

Контур заземления – это группа электродов, забитых в землю и называемых вертикальными заземлителями. Между собой они связаны горизонтальным заземлителем при помощи сварки. Горизонтальный заземлитель выводится на стену здания или идет напрямую во вводное распределительное устройство.

Для изготовления вертикальных заземлителей используются стальные уголки или трубы, а горизонтальных – стальная полоса или круглый профиль. Их нельзя окрашивать, иначе электрический контакт с грунтом будет слабым, и контур потеряет эффективность.

Если здание имеет в составе конструкции, заглубленные в землю, то они тоже могут выполнять функции контура заземления. Они называются естественными заземлителями.

Как сделать заземление?

В изготовлении контура заземления нет ничего сложного, и его можно сделать самостоятельно.

Для этого потребуются:

• для вертикальных заземлителей. уголок или трубы со стенками толщиной не менее 4 мм или арматура диаметром не менее 14 мм;
• для горизонтальных заземлителей. стальная полоса сечением не менее 100мм 2 и толщиной стенки не менее 4 мм;
• для ввода в здание. жесткий или гибкий провод сечением не менее 10 мм 2 ;
• инструменты. лопата, болгарка, кувалда, сварочный аппарат.

Порядок работы при монтаже контура заземления

1. Выкапывается траншея глубиной около 0,5 м и шириной 0,5-0,3 м. Длина траншеи – около 5 м. Располагаться траншея должна так, чтобы начало ее совпадало с местом у стены здания, где контур будет выходить наружу.

2. Через 1-1,5 м в траншею кувалдой забиваются заземлители. Для облегчения процесса концы заземлителей нужно заострить болгаркой.

3. Заземлители соединяются между собой полосой при помощи сварки. Конец полосы выводится на стену здания или, если возможно, вводится в здание поближе к щитку. К полосе приваривается болт для подключения заземляющего проводника.

4. Места соединения в траншее лучше окрасить, так как сварочные швы в земле быстро разрушаются.

Соединение сваркой вертикального и горизонтального заземлителя

5. Полоса снаружи и внутри здания окрашивается чередующимися полосами желтого и зеленого цветов.

6. Перед тем, как засыпать траншею, неплохо бы измерить сопротивления полученного контура. Делается это специальными приборами. Если сопротивление будет недостаточным, забиваются дополнительные электроды и присоединяются то же полосой. И так до получения нужного значения (не более 4 Ом).

Если приборы Вам не доступны, при определении количества электродов руководствуйтесь своими возможностями и здравым смыслом. Электродов нужно много, если грунт песчаный и еще больше, если вместо грунта – сплошные камни. На черноземе хватает 5-7 электродов для получения приемлемых результатов. Не посыпайте солью контур заземления. Проводимость его улучшится, но и сгниет он быстрее.

7. Засыпаем траншею грунтом без строительного мусора.

8. В щитке устанавливается дополнительная шина – РЕ. Она соединяется проводником желто-зеленого цвета с выводом контура заземления. Теперь можно соединить с шиной РЕ все корпуса электроприборов.

Оцените качество статьи. Нам важно ваше мнение:

Источники: http://strmnt.com/dom/comm/electric/kontur-zazemleniya-ustrojstvo.html, http://prokommunikacii.ru/elektrika/zazemlenie/ustrojjstvo-zazemleniya-vidy-i-osobennosti-prisposobleniya.html, http://electric-tolk.ru/montazh-kontura-zazemleniya/