Как сделать контур заземления в частном доме своими руками советы по проектированию и монтажу

Чем заземление отличается от громоотвода

Системы защиты от света — это первоклассная проводящая сеть, спроектированная по образцу клетки Фарадея, которая используется для защиты конструкции от воздействия грозовых разрядов (прямых или косвенных).

Система заземления — это сеть проводников низкого качества, предназначенная для обеспечения возможности передачи электрической энергии (из сети высокого качества) из сети проводников в окружающую естественную почву (землю). Много различных первоклассных проводниковых сетей полагаются на систему заземления для разряда нежелательных электрических энергий.

Это включает в себя систему молниезащиты, но также включает в себя основную электрическую сеть заземления, конструкционную сталь здания, системы заземления телефона и интернета, системы заземления компьютерных комнат серверов, системы статического заземления, системы заземления газопроводов, заземление водопроводных труб и многое другое.

Таким образом, упрощенная взаимосвязь между системой молниезащиты (LPS) и системой заземления состоит в том, что LPS улавливает электрическую энергию и направляет ее от конструкции к системе заземления, которая затем рассеивает электрическую энергию в земле.

Различие заземления для сети на 220В и 380В

Различия в системах заземления частных домов при рабочем напряжении 220 В или 380 В несущественны. В обоих случаях сооружается заземляющий контур. Разница заключается в способе подключения контура к домашней электрической сети.

В сети 220В — напряжение однофазное. В этом случае используют трёхпроводной проводник и розетки с тремя контактами (фаза, ноль, заземлитель).

Трёхпроводной кабель

Для сети 220 В

В сети 380 В — напряжение трехфазное. В этом случае используют пятипроводной проводник и розетки с пятью контактами (фаза — 3 шт, ноль, заземлитель).

Пятипроводной кабель

Для сети 380 В

Перед началом работы обязательно проводятся замеры и измерение сопротивления контура заземления. Этот показатель зависит от нескольких факторов, в частности:

  1. Состояние земельного настила;
  2. Глубина установки заземления;
  3. Качество грунта и его тип (глина, чернозем, песок и т.д.);
  4. Количества заземляющих групп и электродов в каждой группе;
  5. Материала электродов и его характеристик.
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Черная плесень в ванной как избавиться от грибка обзор средств

В идеале нужно расположить заземлительный контур в черноземе, глинистых грунтах и суглинках. Категорически запрещено монтировать электрическое сопротивление в каменных покровах или скалах, они также проводят ток, и сопротивление у данных материалов очень низкое.

Грунты для заземления
Грунты для заземления

Устройство заземления в частном доме

Некоторые старые линии электропередачи вообще не имеют защитного заземления. Все они должны меняться, но когда это произойдет — вопрос открытый. Если у вас именно такой случай, необходимо сделать отдельный контур. Варианта два — сделать заземление в частном доме или на даче самостоятельно, своими руками или доверить исполнение кампании.

Услуги кампаний дороги, но имеется важный плюс: если в процессе эксплуатации возникнут проблемы, вызванные неправильным функционированием системы заземления, возмещает ущерб кампания, которая производила монтаж (должно быть прописано в договоре, внимательно читайте). В случае самостоятельного исполнения все на вас.

Устройство заземления в частном доме

Устройство заземления в частном доме

Состоит система заземления частного дома из:

  • заземлителей-штырей,
  • металлических полос, их объединяющих в одну систему;
  • линии от контура заземления до электрощитка.

В качестве штырей можно использовать металлический прут диаметром 16 мм и больше. Причем брать арматуру нельзя: поверхность у нее каленая, что меняет распределение тока. Также каленый слой в земле быстрее разрушается. Второй вариант — металлический уголок с полочками 50 мм. Эти материалы хороши тем, что в мягкий грунт их можно забить кувалдой. Чтобы это было легче делать, один конец заостряют, на второй приваривают площадку, по которой проще бить.

В качестве стержней можно использовать трубы, уголок, металлический стержень

В качестве стержней можно использовать трубы, уголок, металлический стержень

Иногда используют металлические трубы, один край которых сплющен (заварен) в конус. В нижней их части (около полуметра от края) сверлятся отверстия. При пересыхании грунтов распределение тока утечки значительно ухудшается, а в такие стержни можно заливать соляной раствор, восстанавливая работу заземления. Минус этого способа — приходится под каждый стержень копать/бурить скважины — забить их кувалдой на нужную глубину не получится.

Штыри-заземлители должны уходить в грунт ниже глубины промерзания как минимум на 60-100 см. В регионах с засушливым летом желательно чтобы штыри находились хотя бы частично во влажном грунте. Потому используются в основном уголки или прут длиной 2-3 м. Такие размеры обеспечивают достаточную площадь соприкосновения с грунтом, создающую нормальные условия для рассеивания токов утечки.

Чего делать нельзя

Работа защитного заземления состоит в том, чтобы рассеивать по большой площади токи утечки. Происходит это за счет плотного контакта металлических заземлителей — штырей и полос — с грунтом. Поэтому элементы заземления никогда не красят. Это очень сильно снижает токопроводимость между металлом и землей, защита становится неэффективной. Предотвратить коррозию в местах сварки можно антикоррозионными составами но не краской.

Второй важный момент: заземление должно иметь маленькое сопротивление, а для этого очень важен хороший контакт. Он обеспечивается сваркой. Все соединения провариваются, причем качество шва должно быть высоким, без трещин, каверн и других дефектов. Еще раз обращаем внимание: заземление в частном доме нельзя делать на резьбовых соединениях. Со временем металл окисляется, разрушается, сопротивление многократно возрастает, защита ухудшается или вообще не работает.

Использовать только сварные соединения

Использовать только сварные соединения

Очень неразумно использовать в качестве заземлителя трубопроводы или других металлические конструкции, находящиеся в земле. Какое-то время такое заземление в частном доме работает. Но со временем стыки труб из-за электрохимической коррозии, активизированной токами утечки, окисляются и разрушаются, заземление оказывается нерабочим, как и трубопровод. Потому такие виды заземлителей лучше не использовать.

Производят расчет заземляющего устройства также из условия максимальной величины сопротивления контура защитного заземления. Которая не должна превышать 4 Ом. Лучшим вариантом будет величина сопротивления искуственного заземлителя, не превышающая значение 1 Ом.

Выполнить основательный расчет заземлителя в домашних условиях, без наличия специальных знаний и технической литературы практически невозможно. Так как он предусматривает опытное определение удельного сопротивления грунта с учетом поправочных коэфициентов, учитывающих высыхание и промерзание грунта.

Лучше, чтобы этим занимались специализированные организации, выдающие протокол о пригодности заземляющего контура и о соответствии его характеристик нормативным документам.

Существует упрощённый метод.

R1 — сопротивление заземления, Ом;

р — удельное сопротивление грунта, Ом*м;

L — длина (глубина) заземлителя;

R — сопротивление одного электрода, Ом;

n — количество электродов в контуре заземления;

Таким образом, если известно удельное сопротивление грунта (p), то по первой формуле рсчитывают сопротивление одного электрода (R1). Полученное значение подставляют во вторую формулу и определяют количество электродов (n), при установленной длине (L).

Удельное сопротивление грунта

Значения для распространённых грунтов

Если на практике не удалось найти или измерять значение значение удельного сопротивления грунта на участке для монтажа контура, используют метод пробного погружения электрода. Метод заключается в переодическом измерении сопротивления электрода по мере его погружения в грунт. Прекратить забивать электрод можно в том случае, когда показатели сопротивления прекратили снижаться.

Схема заземления в частном доме включает в себя следующие элементы:

  • три вертикальных заземления, которые вбиваются в землю. Они могут быть выполнены в виде угла;
  • три горизонтальные стальные полосы, которые соединяют вертикальное заземление;
  • стальная полоса, которая действует как проводник между контуром заземления и распределительным щитом.

Заземляющий электрод должен состоять из одного или нескольких заземляющих стержней (также заземляющей пластины или заземляющего мата), соединенных между собой заземленной лентой или кабелем, который должен иметь общее суммарное значение сопротивления, в любое время года и до присоединения к другому заземленному. системы или средства заземления, не превышающие 1 Ом. Расстояние между 2 стержнями не должно быть менее 6 метров.

Как сделать контур заземления в частном доме своими руками советы по проектированию и монтажу

Сопротивление заземления главного кольца не должно превышать 1 Ом .

  1. Заземляющий электрод кольцевого типа должен состоять из заземляющих проводников в замкнутом контуре, скрытых в фундаментах наружных стен под гидроизоляцией или, альтернативно, на расстоянии 0,6 м по периметру фундаментов зданий, как показано на чертежах. Подключите все заземляющие проводники к этому кольцу. Изолированные флажки для подключения к зданию, из того же материала, что и заземляющие проводники, должны быть расположены в местах расположения служебного входа и в помещениях главного распределительного щита, заканчиваясь точками заземления болтового типа (шпильками) или контрольными звеньями для присоединения основной заземляющей шины. , При необходимости необходимо предусмотреть дополнительные заземляющие стержни, соединяющиеся с заземляющим кольцом, чтобы снизить сопротивление заземляющего электрода до приемлемого значения.
  2. Функциональный заземляющий электрод должен быть предусмотрен отдельно от другого заземляющего (ых) электрода (ов) через искровой разрядник (470 В), но соединен с ним. Функциональные заземляющие электроды должны использоваться для заземления электронного оборудования (коммуникационное оборудование, цифровые процессоры, компьютеры и т. д.) В соответствии с требованиями конкретного раздела «Спецификации и рекомендации производителя».
  3. Альтернативный заземляющий электрод. После утверждения могут использоваться другие типы заземляющих электродов, в том числе:
    • Медная пластина (ы)
    • Ленточные коврики (полоски)

Устройство заземления – это соединенные группой горизонтальные проводники – электроды, их монтаж производится в непосредственной близости с объектом на определенном расстоянии друг относительно друг друга.

Для чего нужен контур:

  • защита электрических приборов от перепадов напряжения в помещениях;
  • защита жителей дома от удара тока;
  • сопротивление «растеканию» энергии;
  • для молниезащиты коттеджа, дома или квартиры.
  1. Устройство АС контура заземления нужно устанавливать на расстоянии около 50 метров от места ввода электрических сетей в дом. Это расстояние является оптимальным для установления как вертикальных, так и горизонтальных электродов, но желательно их поверхность не должна быть окрашена;
  2. Профиль сечения заземлителей подбирается согласно материалу, мы подготовили специальную таблицу, по которой подбираются размеры электродов;
    таблица по которой подбираются размеры электродов
    Таблица по которой подбираются размеры электродов
  3. Контур защитного заземления составляем из стального уголка и стальной ленты, их соединения проводится дуговой сваркой, после окончания работ обязательно испытание на прочность соединений;

Монтаж замкнутого контура производится следующим образом: выкапывается траншея выбранной глубины, оптимальное значение 70 сантиметров, но если у Вас наполнена квартира различного рода силовыми установками, то можно создать ров и до метра вниз. Форма траншеи представляет собой равнобедренный треугольник с максимальной шириной метр и глубиной о07-1 м, предварительно обязательно его нужно замерить.

Контур треугольник
Контур треугольник

К вершинам треугольника забивается кувалдой уголок, который будет отвечать за первоначальное сопротивление контура заземления частного дома. Оптимальная длина трубы для обычного здания – 2-3 метра. Если арматура плохо входит в землю – воспользуйтесь специальным буром, а не молотом. После этого по траншее начинаем устанавливать наши заземлители.

Контур заземления в частном доме своими руками

Многие владельцы частных домов и квартир знакомы с проблемой старой и ветхой электропроводки, к которой может быть очень сложно подключить землю. Единственным правильным вариантом в этом случае является полная замена старой проводки на новую. Однако не каждый может себе это позволить, поэтому иногда приходится справляться с тем, что у вас есть.

Как сделать контур заземления в частном доме своими руками советы по проектированию и монтажу

Если невозможно заменить всю проводку, то, по крайней мере, вам необходимо установить новые розетки, выключатели и распределительные коробки. В то же время нет необходимости менять их макет. При установке новых розеток очень важным моментом является контроль заземляющих проводов. Они должны быть расположены в распределительных коробках и достигать заземляющей шины через распределительный щит. Крепится на корпусе щита.

Другим относительно простым и дешевым вариантом правильного заземления в частных домах является полное отключение старой проводки.

В этом случае он просто отсоединяется от экрана и остается в стене, а новая проводка проложена снаружи. Пластиковые крышки хорошо подойдут для этой цели, а новые выключатели и розетки могут быть установлены в существующие отверстия в стенах.

Для обновления распределительных коробок достаточно будет просто удалить старые провода из них. Новая схема подключения относительно проста в сборке, если у вас есть все необходимые компоненты:

  • кабельные каналы для защиты внешней проводки;
  • провода;
  • розетки, выключатели и распределительные коробки.

Если вам необходимо провести новую проводку в старом доме и заземлить электрическое оборудование, вам также нужно будет установить новый распределительный щит. В этом случае старую проводку можно оставить, но к ней необходимо подключать только маломощные электроприборы.

Как сделать контур заземления в частном доме своими руками советы по проектированию и монтажу

Кстати, оптимальным местом для захоронения земляных петель в частном доме своими руками является северная сторона дома, поскольку там обычно максимальная влажность почвы. Соответственно, сопротивление распространению будет минимальным.

Требования к заземлению следующие:

  • длина вертикальной планки должна быть не менее 16 мм;
  • горизонтальный — от 10 мм;
  • минимальная толщина стали — 4 мм;
  • минимальный диаметр стальных труб — 32 мм.

Перед началом установки контура заземления необходимо выбрать место под ним. В месте, выбранном для приводных стержней, не должно быть никаких коммуникаций, и для того, чтобы убедиться в этом, необходимо согласовать площадку с соответствующими службами: газ, вода, телефон и теплоэнергетика.

Идеальное место для расположения контура заземления — отмостка дома. Лучше всего сделать контур линейным, вы также можете уложить его по периметру, если у него есть средства, время и желание. Чаще всего заземление выполняется в форме различных геометрических фигур, таких как треугольник, многогранник или прямоугольник. Установка линейного контура хороша тем, что вы всегда можете увеличить его.

Как сделать заземление в частном доме максимально простым? Для этого достаточно просверлить отверстие глубиной около 2 м, используя ручную дрель, и вставить в него первый заземляющий стержень. Если он легко упал на землю, следующий может проехать немного глубже, но вы не должны превышать глубину 3 м, в противном случае заземляющий выключатель может просто застрять.

После того, как все заземляющие устройства врезаны в землю, их необходимо разрезать сверху примерно на 15-20 см ниже уровня земли. Затем между ними необходимо вырыть котлован соответствующей глубины, вдоль которого прокладывать шатуны. Их можно закрепить с помощью сварных или болтовых соединений, но при последнем варианте придется периодически проверять, удалять ржавчину и затягивать контакты.

Полезный совет! Лучше всего соединять элементы контура заземления сваркой. Тогда вам не придется постоянно проверять контур, и сопротивление распространению останется постоянным даже через несколько лет.

«Землю» подключают к спец.шине. От неё «земля» подключается к каждой линии и разводится по дому.

Монтаж заземления

Как сделать заземление в частном доме своими руками, чтобы все размеры совпали с рекомендациями СНиП? Инструкция как правильно сделать заземление в частном доме самому:

  1. Имеются заземляющие стержни из меди или оцинкованного металла. Хотя медь является более проводящей, она также корродирует быстрее.
  2. Корродированный металл не является хорошим проводником и может препятствовать замыканию цепи.
  3. Оцинкованные стержни прослужат дольше медных, потому что они защищены от коррозии. Заземляющие стержни должны торчать из почвы на 10 — 15 см (4 — 6 дюймов).
  4. Зажимы заземляющего стержня предназначены для подачи электричества от стержня к возвратному проводу и работают лучше, чем зажимы домашнего изготовления или предназначенные для другой цели.
  5. Дважды проверьте, что латунные зажимы используются с медными стержнями, а разнородные металлические (не подверженные коррозии) зажимы используются с оцинкованными стержнями: смешивание металлов может вызвать коррозию компонентов быстрее.
  6. Для обеспечения того, чтобы заземляющие стержни соприкасались с достаточным количеством влаги в почве, чтобы завершить контур, рекомендуется устанавливать 90 см (3 ‘) заземляющего стержня ниже уровня воды для каждой джоуля мощности, выдаваемой источником питания.
  7. Уровень грунтовых вод — это уровень, ниже которого земля насыщается водой, и глубина может сильно варьироваться в зависимости от местоположения. Там, где земля сухая или уровень грунтовых вод низкий, это может быть невозможно — регулярное опорожнение ведра воды на каждый заземляющий стержень может помочь поддерживать контакт.
  8. Требуемую длину можно разделить между несколькими заземляющими стержнями, но они должны быть расположены на расстоянии не менее 3 м (10 ‘) друг от друга, в противном случае они действуют как один заземляющий стержень.
  9. В областях с очень малой глубиной до коренной породы может оказаться невозможным зарыть стержни достаточно глубоко, чтобы правильно заземлить ограждение. Некоторые фермеры добились успеха в таких ситуациях с использованием заземляющих плит для заземления домов. Их можно найти во многих хозяйственных магазинах.

Как сделать контур заземления в частном доме своими руками советы по проектированию и монтажу

Проверяется качество работы двумя способами:

  1. электрическим прибором (тест качества и корректности работы);
  2. мультимером.

Для правильной работы автоматических выключателей необходима связь между нейтралью и землей. Устройства защиты от перегрузки по току (OCPD), такие как автоматические выключатели и предохранители, на самом деле требуют короткого и интенсивного увеличения электрического тока (короткого замыкания), чтобы обнаружить неисправность и отключить цепь.

Без резкого и резкого увеличения электрического потока неисправность может продолжаться без включения автоматического выключателя для остановки потока. На самом деле это происходит довольно часто и может быть легко измерено путем проверки количества тока, протекающего по заземляющему проводнику. В большинстве случаев он должен быть меньше 1 А. Если ток, протекающий по заземленному проводнику, превышает ампер, и вы не находитесь в среде высокого напряжения (600 В ),

Чтобы визуализировать причину, по которой требуется связь между нейтралью и землей, необходимо рассмотреть всю электрическую цепь от 120-вольтной розетки вплоть до вспомогательного трансформатора, висящего на полюсе:

  • В правильно спроектированной цепи, если возникнет неисправность на 120-вольтной розетке между горячим проводом и землей, ток будет течь через заземляющий провод обратно к главной панели, где он будет перемещаться к нейтральному проводу через связь между нейтралью и землей, вплоть до вспомогательного трансформатора, отсоединение горячего провода до автоматического выключателя, отключение автоматического выключателя.
  • В неисправно спроектированной цепи, если возникнет неисправность на 120-вольтовой розетке между горячим проводом и землей, ток будет течь через заземляющий провод обратно к главной панели, где, поскольку он не имеет нейтрали к — заземлению, ток будет проходить через заземляющий стержень в землю и поперек земли, а также вверх по заземляющему стержню и к вспомогательному трансформатору, обратно по горячему проводу к автоматическому выключателю.
  • Сопротивление земли почти всегда слишком велико, чтобы позволить току, достаточному для размыкания выключателя, и вы в конечном итоге получаете постоянное замыкание на землю, которое никогда не отключает выключатель, и это действительно опасная ситуация. Вы не можете использовать землю в качестве проводника.

Другая проблема, которая может возникнуть, заключается в том, что в системе могут существовать несколько (и незаконных) нейтральных связей (в основной панели разрешена только одна связь). Когда это происходит, и земля, и нейтраль становятся токонесущими проводниками, что фактически означает, что у вас есть два нейтральных провода, идущих параллельно. Это делит ток и помещает электрическую энергию в шасси всех металлических объектов в системе. Еще одна опасная ситуация.

Кроме того, воздействие энергии вспышки дуги также может возрасти, если у вас нет твердой нейтрали к заземлению из-за кривых обратного времени автоматических выключателей.

Этот предмет может быть очень сложной для понимания концепцией, и неправильное применение нейтральных и заземляющих соединений может иметь очень серьезные и опасные для жизни последствия.

Наиболее популярной схемой устройства защитного контура на сегодняшний день является схема треугольника. Она выполнена путём соединения металлической полосой трёх зарытых в грунт штырей. Такая схема отличается повышенной надёжностью. При обрыве или повреждении стальной соединяющей полосы с одной стороны, контур продолжит функционирование благодаря контакту с другой стороны.

Проект устройства контура заземления

Схема «треугольник»

Материалы:

  • стальной уголок 50–70мм, h=4мм, 3 шт. длина одного уголка не менее 2 метров;
  • стальная полоса 50–70 мм, h=4мм, 4 м. для соединения штырей из уголка;
  • стальная полоса 30 мм, h=4мм. для электрической связи заземляющего контура и вводного щитка здания. Длина зависит от местных условий;
  • электроды 3мм.

Инструмент:

  • лопата, лом, землеройный бур для обустройства ямок в грунте;
  • болгарка для нарезания металлических заготовок;
  • слесарный инструмент (молоток, кувалда, напильник, отвёртка, струбцина) для обработки и монтажа заготовок;
  • сварочный аппарат;
  • мерительный инструмент (рулетка, угольник) для разметки заготовок;

Элементы контура заземления

Групповой контур — это непреднамеренно индуцированный контур обратной связи, собранный двумя или более цепями, имеющими общее электрическое заземление.

В идеале все заземленные точки электрической системы должны иметь одинаковый потенциал. Однако разные точки одной и той же системы заземления могут иметь разные потенциалы из-за:

  • Вариации в сопротивлении почвы;
  • Расстояние между заземляющими проводниками;
  • Напряжение и ток переходных напряжений от осветительных или тяжелых токовых нагрузок;
  • Объекты или здания с неисправной заземлением.

Контур заземления в основном формируется в установках оборудования, состоящих из нескольких периферийных устройств и устройств, подключенных к разным источникам питания, и использующих линии данных, видео или аудио провода для связи. Если существует разница между различными основанием опорного напряжения, ток будет течь от более высокой точки опорного заземления на более низкий по круговой траектории, которая использует линию передачи данных.

Ток вызывает индуктивные напряжения заземления, что может привести к нестабильному заданию заземления для системы. Они также являются основным источником шума и помех в электронных схемах, таких как видео, звук и компьютерные системы. Нежелательный шум ухудшает сигналы и может привести к потере данных.

alt
Рис 1. Как правильно заземлить дом.

Устранение помех

Для уменьшения или предотвращения возникновения контуров заземления используются различные методы подключения и схемы.

  1. Подключите все физически соединенные устройства к одной розетке и убедитесь, что заземленные вилки подключены к той же цепи, а незаземленные используются в другой розетке.
  2. Запуск оборудования из той же цепи с общим заземлением
  3. Схематическое проектирование: две общие конструкции блока питания:
    • Плавающий выход : изолирует выходное напряжение от влияния контуров заземления, отделяя линию и нейтральные провода от заземления источников. Это подходит для применений, где помехи от контуров заземления могут повредить чувствительные электронные схемы или привести к ошибкам в измерительном оборудовании.
    • Заземленный выход : нейтраль заземлена и привязана к заземлению шасси источника. Заземление шасси также связано с выводом заземления входа источника питания. Они используются в приложениях, где требуется заземленная нейтраль, а также для соответствия государственным нормам.

Выбор места для монтажа

От правильно подобранного места обустройства контура во многом зависит его эффективная и безопасная работа. Существует несколько рекомендаций по этому поводу:

  • Нельзя размещать контур заземления в месте постоянного или частого нахождения людей или животных. В момент пробоя изоляции и отвода напряжения в грунт, находящийся в непосредственной близости человек или животное могут пострадать. Лучше принять меры по ограждению такого участка.
  • Некоторые специаоисты рекомендуют располагать контур с северной стороны здания. Это объясняется более влажной сырой на таком участке.
  • Если почва через чур влажная и существует большая вероятность коррозии металла контура, то лучше изготовить его из стали большого сечения. А также конструкцию контура можно покрыть специальными токпроводящими материалами, которые защитят от коррозии, но не ухудшат электрический контакт с землёй.
  • Не стоит располагать контур заземления вблизи с теплокоммуникациями. Пересушенный грунт негатино сказывается напоказателе сопротивления контура.
  • Запрещено располагать контур в непосредстьвенной близости с газопроводом, проходящим в земле.
  • Глубина размещения контура должна быть ниже уровня замерзания грунта, но не менее 0,5 м.

При соблюдении этих рекомендаций, можно быть уверенным в правильности подобранного места, и надежной работы заземлителя.

Земляные работы и сборка конструкции

Земляные работы нужно проводить аккуратно. За ранее следует обдумать периметр работ с учётом возможного залегания в грунте коммуникаций различного назначения: трубопроводов, телефонных линий, кабельных линий электропередач. Лучше расположить контур вдали от таких объектов.

Земельные работы выполняются с применением стандартных инструментов: лопаты, лома, бура.

Земельные работы

Монтаж контура заземления

При обустройстве траншей, их необходимо делать достаточно широкими. Это нужно для удобства выполнения сварочных работ. Ведь от качества сварочных соединений во многом зависит эффективность работы системы защитного заземления.

Болтовое соединение разрешается использовать лишь в месте вывода стальной полосы непосредственно к дому и соединения её с вводным щитом электросети.

В некоторых заземлителях заводского производства используют болтовые соединения, но качественный контакт в этих случаях достигается за счёт прижимных пластин и обмеднённых поверхностей электродов.

Контур заземления заводского производства

Соединение обмеднённых элементов контура прижимными пластинами

Для наглядности приведен видеоролик, в котором представлен процесс обустройства контура защитного заземления в частном доме.

Защитная функция контура основана на том явлении, что аварийный ток стекает по пути наименьшего сопротивления.

На корпусе любого бытового прибора из-за повреждения изоляции может появиться потенциал фазы. В старой системе заземления TN-C он станет стекать через тело прикоснувшегося человека.

Тяжесть электротравмы зависит от многих факторов, но может привести и к фатальным последствиям.

В схеме электропитания TN-S искусственно созданный РЕ проводник через контур заземления отводит опасный потенциал, защищает человека от поражения током.

Для оптимальной работы схемы необходимо учесть:

  • сопротивление растеканию;
  • напряжения прикосновения и шага;
  • состояние грунта по его удельному сопротивлению;
  • электрические характеристики выбранных материалов и их стойкость к воздействию агрессивной среды почвы;
  • конструкцию контура, которая должна быть просчитана по нормативам и проверена электрическими замерами высокоточными приборами.

Любой контур заземления состоит из вертикальных или горизонтальных заземлителей (электродов), расположенных в земле. Через создаваемый ими контакт протекает аварийный ток.

Вертикальные электроды заглублены в почву, разнесены на определенное расстояние, объединены горизонтальным заземлителем, подключенным к главной шине здания.

Для частного дома редко используется один вертикальный заземлитель по причине противодействия сопротивления растеканию тока.

Допустим, что имеется сооружение с подключенным к нему одним вертикальным электродом, расположенным в почве. На главную шину организовано металлическое короткое замыкание. Сопротивлением заземляющего проводника пренебрегаем для упрощения.

Ток короткого замыкания начинает стекать на потенциал земли по электроду и распределяется с него равномерно по всем направлениям. При этом максимальная плотность тока будет создана у самого заземлителя, а с удалением от него она станет уменьшаться.

Прохождение тока через постоянно увеличивающуюся поверхность земли ослабляет его величину. Напряжение тоже имеет самую большое значение у электрода, а с постоянным снижением величины тока оно падает. Здесь проявляет свое действие простой закон Ома.

На границе определенной площади, называемой зоной растекания, напряжение уменьшается практически до нуля от своего максимального значения. Таким способом мы получили точки нулевого потенциала, находящиеся с противоположных сторон электрода, на которых U=0.

Сопротивление заземляющего устройства Rз — это сопротивление участка земли между точками нулевого потенциала. Оно вычисляется по формуле Rз=Uф/Iкз.

На его величину очень слабо влияет сопротивление металлических частей заземлителей с шиной и контакты электродов с землей — они очень маленькие. Вопрос его снижения решается за счет изменения конструкции контура и характеристик грунта.

Улучшить этот показатель можно установкой дополнительного электрода. Однако монтировать его следует определенным образом.

Если два электрода разместить рядом, то площадь зоны растекания практически не меняется. Ток короткого замыкания стекает на том же участке грунта. Поэтому заземлители необходимо разнести на большее расстояние.

При этом ток КЗ станет стекать с каждого электрода, разделяясь на два потока, а между ними образуется пространство, где они оказывают влияние друг на друга. Оно называется зоной экранирования. Для оценки его характеристик введены поправочные коэффициенты.

Второй способ улучшения сопротивления заземляющего устройства основан на увеличении длины вертикального электрода и его заглублении в грунт до 30 метров. Технология этого метода приведена в конце статьи.

Несколько вертикальных электродов привариваются в почве к металлической полосе (горизонтальному заземлителю). Он тоже оказывает влияние на стекание аварийного тока, оценивается по индивидуальному коэффициенту.

Его величина зависит от количества электродов в контуре и отношения расстояния между ними к их длине. Данные сведены в таблицу.

Основная задача заземления - обеспечить электробезопасность частого дома

Таким образом, электрические характеристики создаваемого контура сильно зависят от конфигурации и расположения вертикальных и горизонтальных заземлителей, их заглубления в грунт.

Владельцу частного дома необходимо оценивать сопротивление заземляющего устройства в электроустановках до 1000 В и делать предварительный расчет на бумаге до начала сборки конструкции. Для этого требуется представлять, из каких процессов берутся параметры, задаваемые в проекте.

Напряжение прикосновения описывает пункт ПУЭ 1.7.24. Его величина заложена в формулы для расчета сопротивления контура заземления.

Представим, что на корпусе какого-то оборудования появился фазный потенциал U и к нему прикоснулся человек с сопротивлением тела R.

Через него начнет стекать ток Iт, который определяется по закону Ома. Величина приложенного напряжения зависит от места создания контакта, удаления от максимальной величины U, обозначается термином прикосновения (Uпр).

Поскольку от Uпр зависит безопасность человека, то на него введены строгие нормативы. При создании электрического проекта на объект в него закладывают жесткие ограничения, влияющие на безопасность. Они учтены в допустимых параметрах сопротивления заземляющего устройства.

Напряжение шага

Еще один ряд факторов, влияющий на расчет контура — учет тех процессов, которые протекают непосредственно на грунте при стекании аварийного тока, распределяющегося внутри той зоны, где может случайно оказаться человек. Их учитывает напряжение шага.

{amp}quot;Система

В эпицентре разряда приложено максимальное напряжение, а его величина постепенно снижается с увеличением расстояния до нуля. Когда в этой зоне будет двигаться человек, то между его ногами возникнет разность потенциалов.

Она возрастает при приближении к месту разряда, а при определенных условиях может привести к электротравме: чем ближе к центру, тем опаснее.

Термин напряжения шага Uш заложен в пункт ПУЭ 1.7.25. Он строго нормируется формулами расчета проекта заземляющих устройств.

На промышленных объектах обычно применяются дорогие специальные защиты, быстро отключающие аварийные режимы, когда напряжению шага остается возможность проявить себя очень короткое время.

В частном доме таких устройств нет. Поэтому к качеству контура предъявляются повышенные требования. Владельцу необходимо продумать место его расположения и трассу прохождения горизонтального заземлителя.

Напряжение прикосновения и шага стремятся сделать настолько минимальными, насколько они могут обеспечить повышенную безопасность человека. Они учитываются нормативами ПУЭ.

Для создания надежного контура частного дома следует понимать, что он работает не сам по себе, а в составе всей системы заземления электроустановки, начиная от промышленной трансформаторной подстанции.

Безопасность зависит от типа нейтрали ТП и быстроты ликвидации аварийных ситуаций.

На промышленных объектах, требующих оперативного отключения аварий, создается эффективно заземленная нейтраль, позволяющая при однофазных замыканиях на землю быстро отключать токи КЗ. Для этого ее сопротивление, с учетом влияния всех естественных и искусственных заземлителей, не должно превышать 0,5 Ома. (Пункт 1.7.90.)

Бытовая электрическая сеть 380/220 вольт обычно создается с глухозаземленной нейтралью. Ее безопасность в какой-то части может улучшить разделительный трансформатор.

За ним создается сеть с изолированной нейтралью. Но мы сейчас рассматриваем другой вопрос.

Трансформаторная подстанция, подключенная по обычной схеме с заземленной нейтралью, должна работать в режиме, предусмотренном пунктом ПУЭ 1.7.101.

Это значит, что при питании частного дома напряжением 380/220 вольт общее сопротивление всей цепочки заземляющих устройств должно укладываться в норматив менее 4 Ома. На эту величину оказывают влияние все повторные заземлители ВЛ и естественные заземления.

К последним относят железобетонные фундаменты зданий и другие, закопанные в грунт металлические конструкции. Их задача — длительно обеспечивать электрический контакт с землей.

Повторные заземлители линии распределяются по опорам ВЛ для обеспечения достаточной величины тока однофазного замыкания, которую должна почувствовать токовая защита. Они же ставятся на вводе в здание.

Все эти заземления должны в комплексе обеспечить величину сопротивления 0,4 Ома на трансформаторной подстанции.

Когда ВЛ и ТП введены в эксплуатацию, то любое смонтированное на них заземление находится в работе. Измерить отдельно его сопротивление невозможно и очень опасно: оно является частью электрической цепи.

Теперь продолжим рассмотрение пункта ПУЭ 1.7.107. для заземляющего устройства частного дома. Здесь уже приводятся другие нормативы.

Для создаваемого нами заземлителя введена величина 30 Ом. Контур заземления можно отключить от ГЗШ и замерить его сопротивление. Понимаем, что в работе оно участвует со всеми повторными и естественными заземлителями схемы и обеспечивает 4 Ома для трансформатора на КТП.

Но не все так просто. Нам потребуется выполнить еще одно условие безопасности: сопротивление ближайшего повторного заземлителя должно составить 10 Ом. Об этом говорит пункт ПУЭ 1.7.103.

Стержень

  1. Главный заземляющий стержень должен быть предоставлен в точке входа в пункт обслуживания или в главную распределительную комнату, как описано в Спецификации или показано на чертежах. Подключите все заземляющие провода, защитные провода и соединительные провода к главной заземляющей шине.
  2. Обеспечьте 2 изолированных основных заземляющих провода, I на каждом конце шины, соединенных через испытательные соединения с заземляющим электродом в 2 отдельных заземляющих колодцах.
  3. Проводник должен быть рассчитан таким образом, чтобы выдерживать максимальный ток замыкания на землю системы в точке применения с конечной температурой проводника, не превышающей 160 град. С (320 град. F) не менее 5 секунд.
  4. Длина главных заземляющих проводников должна быть не менее 120 мм2, или как того требует конкретный раздел Спецификации. Главная заземляющая шина должна быть расположена в доступном месте в электрическом помещении и иметь четкую маркировку.
  5. Основная заземляющая шина должна быть в форме кольца или колец из оголенных проводников, окружающих или находящихся внутри области, в которой находятся предметы, подлежащие заземлению. Если установлено 2 или более колец, они должны быть соединены как минимум двумя проводниками, которые должны быть широко разнесены.
  6. Испытательные соединения (испытательные соединения) должны быть расположены в доступном месте на каждом главном заземляющем проводнике, между клеммой заземления или шиной и заземляющим электродом.

Проводники

  1. Защитные проводники должны быть отдельными для каждой цепи. Выбор размеров должен соответствовать таблице стандартов.
  2. Защитные проводники не должны быть образованы трубопроводом, магистралью, воздуховодом или тому подобным.
  3. Непрерывность защитных проводников : последовательное подключение защитного проводника от одного элемента оборудования к другому не допускается. Посторонние и открытые проводящие части оборудования не должны использоваться в качестве защитных проводников, а должны соединяться с помощью болтовых зажимных соединителей и / или пайки с непрерывными защитными проводниками, которые должны быть изолированы с помощью формованных материалов. Оболочки проводников должны быть из ПВХ желто-зеленого цвета, чтобы соответствовать требованиям с минимальной толщиной 1,5 мм.
  4. Только неизолированные ленточные проводники должны использоваться для заземляющих электродов или ячеек контроля напряжения.
  5. Заземленные в земле проводники, как правило, должны прокладываться на глубине 1000 мм ниже подземных силовых кабелей в вырытой траншеи. Засыпка вблизи проводника не должна содержать камней, а вся засыпка должна быть хорошо уплотнена. Все проводники, не заглубленные в землю, должны быть выпрямлены непосредственно перед установкой и поддерживаться на расстоянии от смежной поверхности.
  6. Импеданс контура замыкания на землю: Для конечных цепей, питающих розетки, импеданс замыкания на землю на каждой розетке должен быть таким, чтобы отключение защитного устройства при превышении тока происходило в течение 0,4 секунды. Для конечных цепей, питающих только стационарное оборудование, полное сопротивление контура замыкания на землю в каждой точке использования должно быть таким, чтобы отключение происходило в течение 5 секунд. Используйте соответствующие таблицы и представьте их для утверждения инженером.

Эквипотенциальное соединение

  1. Дополнительное эквипотенциальное соединение : Соедините все посторонние проводящие части здания, такие как металлические водопроводные трубы, дренажные трубы, другие сервисные трубы и дуэли, металлические кабелепроводы и дорожки качения, кабельные лотки и броню кабеля с ближайшими клеммами заземления с помощью проводников эквипотенциального соединения. Сечение проводника защитного соединения должно составлять не менее 1/2 защитного провода, соединенного с соответствующей клеммой заземления, с минимальным 4 мм2.
    • Отдельные компоненты металлических конструкций установки должны быть связаны со смежными компонентами, образуя электрически непрерывный металлический путь к соединительному проводнику.
    • Небольшие электрически изолированные металлические компоненты, установленные на непроводящей строительной ткани, не должны быть прикреплены к основной шине заземления.
    • Болтовые соединения в металлических конструкциях, включая трубопроводы, которые не обеспечивают прямого металлического контакта, должны быть соединены проводником, или обе стороны соединения должны быть отдельно соединены с землей, если соединение не предназначено для того, чтобы быть изолированным соединением для катодной защиты или других целей.
  2. Основное эквипотенциальное соединение: Основные входящие и исходящие водопроводные трубы и любые другие металлические сервисные трубы должны быть соединены основными проводниками эквипотенциального соединения с главной клеммой заземления или шиной. Соединительные соединения должны быть как можно короче между точкой входа / выхода служб и главной заземляющей шиной. Там, где установлены счетчики, склеивание должно производиться со стороны помещения счетчика. Сечение проводников должно быть не менее 1/2 сечения заземляющего провода, подключенного к нему, и не менее 6 мм2.

Защита заземления

  • Соединение каждого заземляющего проводника с заземляющим электродом и каждого соединительного проводника с посторонними проводящими частями должно маркироваться в соответствии с правилами.
  • Защитные и заземляющие проводники должны быть идентифицированы по сочетанию зелено-желтого цвета изоляции или покраске шинных проводников этими цветами в соответствии с утверждением.
  • Проводник заземления источника (или провод заземления нейтрали) должен быть идентифицирован по всей его длине с помощью непрерывной черной изоляции, обозначенной как «заземление нейтрали». Яма заземляющего стержня заземления должна быть также четко обозначена.
  • Открытые соединительные швы внешнего заземления или заземляющего проводника должны быть защищены от коррозии с помощью масленок или ленты Denso (битумная лента) или одобрены аналогично.
  • Система заземления и молниезащиты для любого нового расширения должна быть соответствующим образом подключена к существующей системе.
  • В общем случае соединения заземляющего проводника со структурами, соединения внутри проводников системы молниезащиты должны быть экзотермического типа с медной сваркой, если не указано иное.
Оцените статью
MALIVICE.RU
Adblock
detector