Заземление в частном доме своими руками

Если вы хотите правильно сделать заземление частного дома, да еще и своими руками, то вы нашли нужную информацию.

Что такое заземление

Это искусственно созданное электрическое соединение между заземляющимся объектом и землей с точки зрения наименьшего сопротивления прохода электрического тока.

Для чего нужно заземление в частном доме

При ответе на вопрос:

для чего оно нужно в домах?

Следует знать, что заземление в частном доме необходимо для предотвращения поражения жильцов электрическим током.
При высоком напряжении для человека даже маленькие значения тока могут привести к тяжелым последствиям.
В определенных ситуациях это может произойти при коротком замыкании проводов на основной корпус прибора.
Электричество всегда ищет самый короткий путь между точкой получения заряда и заземлителем, после чего по оптимальной траектории устремляется к земле.
В природе молния с током измеряемым 50 тысяч ампер всегда разряжается при соприкосновении с землей.
Однако если человек вступает в контакт с оголенным проводником, его тело само становится проводником — таким же, как и земля.
Как правило, результат оказывается крайне плачевным.
Смертельные случаи очень распространены.

Нужно ли делать заземление в частном доме и что это дает?

Какую опасность несет отсутствие?

Суть системы заключается в том, чтобы обеспечить максимально короткий путь прохождения электрических зарядов под землей.
Согласно законам физики, он будет искать проводник с наименьшим сопротивлением.
И это именно то, что делает схема, о которой мы расскажем ниже.
И даже если «доза» настолько велика, что земные электроды не могут провести ее полностью, лишь небольшой процент пройдет через тело, не причинив никакого вреда.
Единственное, что вы можете почувствовать, это легкую, кратковременную дрожь.
Как видите, монтаж правильного заземления является гарантией электробезопасности.

Согласно ГОСТ, СНиП и ПУЭ, каждое жилое здание должно быть оборудовано такой системой защиты от короткого замыкания и блуждающих токов.
Правила специально предусматривают установку заземляющего устройства для загородного дома, если в него подходит расчетное напряжение в цепи питания переменного тока 100 В, а мощность превышает отметку 40 Вт.

Еще одна задача, решаемая с помощью заземлителя, — обеспечение пожарной безопасности.

Короткое замыкание часто приводит к возгоранию, а затем к пожару, и тогда стоимость ремонта (если он возможен) не пропорциональна стоимости установки заземления.
Те, у кого есть проблемы с плохим сигналом, также спрашивают, как правильно заземлить строение.
Получается, что если рядом находится мощный передатчик, при использовании телефона, телевизора, компьютера или радио неизбежны помехи.

Но если вы защитите здание, принимаемый сигнал всегда будет хорошим.

Но только не путайте традиционное заземление с громоотводом.
В последнем варианте приходится отводить разряд при попадании молнии, мощность каждой из которых около 300 квт*ч.
В случае короткого замыкания, молниеотвод не защищает людей от поражения, а приборы от перегорания, он предназначен для другого. Однако принципы одинаковы.

Стандарты

Стандарт определяет требования подключения в зависимости от используемых в домах устройств.
Если по технологии эксплуатируется газовый котел, в однофазной или трехфазной сети, то сопротивление устройства заземления меньше 10 ом.

В обычном варианте параметры для частных домов с напряжением источника трехфазного или однофазного тока 127 В — 60 Ом, 220 В — 30 Ом, 380 В — 15 Ом.

Однако здесь есть свои нюансы, о которых мы поговорим далее.

Ток и требования ПУЭ для заземляющие устройства

В соответствии с требованиями ПУЭ, специальная защита от опасного напряжения 220в или 380в организуется для любой жилой недвижимости, расположенной в городских застройках и за их пределами.
Для этого на их территории строятся специальные стальные конструкции, известные как заземляющие устройства (ЗУ).
Их основная задача — обеспечить защиту жильцов от поражения электрическим током.
Согласно главе 1.7, часть 1, статья 1.7.72 Правил устройства электроустановок, при выборе размера металлической заготовки следует учитывать сопротивление для получения требуемого тока на землю.
Для различных структурных элементов эти значения могут варьироваться от образца к образцу.
Однако это должны соответствовать следующим положениям:

• Соединительные планки между контактами не менее 12×4 мм (сечение 48 мм2).
•  Сама угловая стойка — выбирайте угловую стойку с длиной стороны 4×4 мм.
•  При использовании круглых прутков, арматуры сечение не менее 10 кв. мм.
•  Толщина стенки металлической трубы примерно 3,5 мм

Обратите внимание: наличие у домовладельца данных о рабочих характеристиках эквалайзера особенно полезно для защиты животных и жильцов от поражения электрическим током.
Все установки производятся в соответствии с действующими отраслевыми стандартами, касающимися работы оборудования.

Основные требования и сопротивление заземления

Если вы не знаете нормы, как правильно выполнить работы по заземлению в частном доме своими руками и каковы его технические характеристики, рекомендуем прочитать ПУЭ.
В главе 1.7 «Заземление и меры защиты по электробезопасности» изложены основные технические характеристики контуров для оборудования до 1000 В.
Какая разница между заземлением и занулением.

Заземление нельзя путать с занулением tn-c, когда нулевым проводником выступает заземленная нейтраль.

При пробое изоляции электроприборов на корпус срабатывает защитный автомат отключения на пробой.
Современное строительство этот метод не использует, но он остался в старых постройках.

Виды заземления

Виды заземления в частном доме могут быть разными как по контуру, так и по устройству заземлителя.

Замкнутый треугольник

В этом варианте монтажа отвод тока осуществляется с помощью трех вертикальных выводов заземления, которые соединяются между собой.
Вертикальные заземлители одним концом жестко соединены железными прутьями или лентой по периметру сваркой, швы надежно проварены и представляют собой равнобедренный треугольник ребер.
Прежде чем замкнутый контур дома сформировать требуемым для нас образом, важно понять как получить требуемые геометрические пропорции.

Применяются следующие правила:

• Шипов, планок — три штуки;
• Штыри, желательно из нержавеющей стали устанавливаются в углах треугольника;
• Длина каждой полосы равна длине столба;
• Минимальная глубина для всей конструкции составляет 0,5 м;
• Конструкция готовится до установки поверхностного заземления;
• Самые надежные соединения — паяные;
• Шинопровод изготавливается из полос с достаточно большим поперечным сечением.

Линейный

Отличие линейного заземления от предыдущего тем, что штыри токоотводов располагаются в линию на расстоянии примерно 10 метров и соединяются.
Схема электропроводки работает по принципу гирляндной цепи, и повреждение провода перемычки может сделать один из ее участков бесполезным.
Поэтому замкнутые контуры предпочтительней, а данная схема чаще выполняется, когда не позволяет площадь поверхности участка.

Схема заземления и проводник заземляющего контура

Прежде чем заземлять собственный дом, ознакомьтесь с установкой и работой защиты, используя один из известных вариантов.
Для этого учитывайте следующие важные факторы:

• При установке электрической системы в современном здании в дополнение к нейтральному и фазному проводам подключается так называемый «земляной» проводник:
• Люди разделены с опасными потенциалами, которые могут попасть на корпус прибора при нарушении изоляции проводника;
• Для этого провод заземления подключается со стороны подстанции к специальному выключателю заземления, который устанавливается непосредственно на подстанции.

Это обеспечивает передачу функции защиты нейтрали пользователя.
Существует два метода заземления нейтрали трансформаторов на подстанциях и объектах на стороне потребителя.

Это применяется, когда системы молниезащиты являются наиболее распространенным способом заземления трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены в форме звезды.
В этом случае их центральная точка постоянно подключена к внутреннему и внешнему контуру заземления. Внешний на улице, внутренний по периметру каждого помещения.

Кроме того, часто используется так называемое решение с «изолированной» нейтралью, т.е. промежуточная точка не подключена к земле или подключена к земле через высокоомное защитное устройство F.

Расчет заземления для частного дома

Подробно проведем расчет.
ГОСТ определяют точные рамки того, сколько Ом должно быть сопротивление заземления.
Для 220 В он составляет 8 Ом, для 380 — 4 Ом, выше 1000 – 0,5 ом;
Результат также учитывает проводимость земли, в которой расположен контур.
Подставляя данные из таблицы в формулу для одного стержня:

Где
d — диаметр стержня, м.
L — длина, м
T — расстояние от центра стержня до уровня земли, м.
π — математическая константа Пи (3,14)
Р экв – почвы, Ом
Ro — заземляющего электрода, Ом
ln — натуральный логарифм

Сопротивление грунта

Таблица удельного сопротивления почв (грунта):

В первую очередь удельное R грунта зависит от влажности:

Кроме того, R грунта еще зависит от температуры и промерзания, согласно нижеуказанной таблицы

Количество штырей

Сколько штырей вычисляем по формуле

Где Rn — номинальное сопротивление заземляющего устройства, а ψ — климатический коэффициент.
В России средняя величина региона считается равным 1,6 — 1,7.
Рассмотрим пример, как рассчитать показатели заземления.
Если конструкция состоит из стальной трубы длиной 200 см и диаметром 40 см, а грунт влажная глина.
Подставив данные в формулу, получаем no = 6,8 x 1,7/4 = 2,89.
Округлив результат, получаем необходимое количество заземлителей — 3.

Устройство заземления своими руками: поэтапная инструкция

Если вы хотите узнать и разобраться «как правильно и качественно сделать заземление на даче или в доме», вам понадобятся следующие инструменты для выполнения работы:

• Мотыга и лопата для рытья и закапывания траншей;
• Перфоратор для дробления камней, которые могут встретиться при рытье траншеи;
• Уголок 50x50x5-9 м (3. 3 м);
• Молот, используемый для забивания электрода в землю;
• Отрезная машинка болгарка;
• Сварка:
• Стальная полоса 40×4 (толщина металла 4 мм, ширина изделия 40 мм) — 12 м при прокладки в основании здания;
• Если вы хотите сделать кольцо вокруг вашего фундамента, добавьте к указанному числу общую окружность здания, а также предусмотрите обрезку;
• Болт M12 (M14) с 2 шайбами и 2 гайками;
• Медные заземляющие электроды;
• Можно использовать трехжильный кабель сечением 6-10 мм² либо заземляющую жилу из провода ПВ-3;
• После подготовки всех необходимых материалов и инструментов можно приступать непосредственно к монтажным работам.

Выбираем место для монтажа и землю

Оно рядом с домом, иметь мягкую почву (естественный чернозем) с наименьшим сопротивлением согласно таблицы.
Размечаем треугольник 3*3*3 метра и отмечаем траншею для подводящего к дому токопровода.
Затем делаем траншею под заглубление, согласно разметки на глубину около полуметра.

Материал для заземлителя

Применяйте стальные стержни диаметром 16 мм и больше или уголок с размерами не менее 40*40*6 (Конец уголка или круглой стали срезается под углом 30 градусов.
Это идеальный угол для вхождения стали в землю.)
Горизонтальные заземляющие электроды, которые соединяют штыри, следует делать из стальной полосы 40*5.
Наиболее распространенным выбором для штырей является стержень диаметром 16-18 мм.
Наиболее часто используемые уголки имеют размеры 50×50 мм и толщину стенки 4-5 мм.
Нижняя часть заострена, чтобы по ней можно было бить молотком.
Для сухих почв и районов, где частые засухи, применяются трубы 50-60 мм в которых просверливаются отверстия для заливки соляного раствора с целью уменьшения сопротивления соприкосновения с грунтом.

Размеры и расстояния для заземляющих электродов

По длине электродов, которые требуется вбить в землю следует отметить, что они не менее 2,5 — 3 метров.
Первоначально лучше всего брать заземлитель длиной 3 метра. Если ударить заземляющий штырь кувалдой, он сплющится в той части, по которой был нанесен удар.
Также, потребуется отогнуть несколько сантиметров этого сплющенного электрода с помощью кувалды и процесс забивания облегчится.
Расстояние между электродами.
Он также должен быть 2,5 — 3 метра
Не имеет значения, какая у вас система — треугольная или прямая.
Это вызвано явлением протекания тока через заземлители.
Не имеет значения сколько электродов, если забить их на расстоянии более 2,5 метров.
Они будут работать почти как электрод.
В траншею укладываются полосы для связывания электродов.

Если она не слишком глубокая, то полоса будет подвержена воздействию отложений и будет иметь неспособность противостоять коррозии.

Если он расположен намного глубже описанного выше, то на него снова может воздействовать влага из грунтовых вод.

А это тоже говорит, что эффективность будет достаточно низкой.
Контур должен быть смонтирован и находиться от фундамента заземляющего объекта на расстоянии не ближе 1 метра.

После рытья траншеи её нужно засыпать песком, чтобы вода стекала с горизонтально расположенной заземленной токоведущей шины.

После подготовки траншеи можно устанавливать заземляющие электроды.
Их забивают кувалдой в вершинах равностороннего треугольника на глубину 3 метра.

Сварные работы

К верхней части электродов привариваем стальную полосу и выводим на высоту около метра на фундамент.
В этом месте привариваем болт для подключения дальнейшей проводки по дому.

Как сделать заземление при отсутствии сварки

В некоторых случаях (например, когда поблизости нет электросети) монтаж заземления на даче необходимо сооружать без пайки.
В таком варианте монтажа для электрика единственным приемлемым решением является использование болтовых соединений, которые менее надежны, чем сварные.
Для того чтобы продлить срок службы этого типа конструкции, сделайте следующее:

• Используйте оцинкованные болты, которые были заранее приварены к элементам конструкции в мастерской;
• Болтовые соединения необходимо обработать антикоррозийным средством при создании схемы;
• Оберните их несколькими слоями толстой изоляционной ленты.

Обратная засыпка

Перед засыпкой залейте траншею слабым солевым раствором воды (2кг на 10 литров).
После того как вы сделали засыпку, площадку уплотните подручными средствами.

Проверки заземления и когда они должны быть

После завершения комплекса монтажных работ, но перед непосредственным подключением к ГЗШ, необходимо проверить его работоспособность.
Рассматривая все компоненты в последовательной цепи (включая переходные контакты), существуют устоявшиеся методы оценки условий и определения величины сопротивления по растеканию тока.
Термин «проверка» означает визуальный осмотр на предмет соответствия следующим требованиям:

• надежность контакта на стыках между элементами заземлителя;
• части конструкции и поставленные медные шины не имеют признаков повреждения;
• состояние защитной краски, которую рекомендуется регулярно обновлять, и наличие маркировки на питающих проводах.

Под проверкой понимается периодическое тестирование заземления для определения соответствия его токопроводящей способности стандартам ПУЭ.
В соответствии с требованиями данного документа он не должен превышать ниже указанного в ПУЭ значения.

Для проверки сопротивления заземления потребуется использовать измерительные приборы, зажимы которых подключаются к компонентам с помощью специальных цепей.

Согласно требованиям ПУЭ, эксплуатируемый контур должен проверяться не реже одного раза в 6 месяцев после ввода в эксплуатацию (речь идет о визуальном осмотре).

Проверки организовываются не реже одного раза в 12 лет, наряду с выборочным вскрытием почвы на подозрительных участках.

В заключение следует отметить, что заземление подводимое к деревянным домам тоже должно отвечать всем требованиям действующих нормативных документов.
Это относится не только к правильному выбору и надежности его конструкции, но и к таким важным характеристикам заземления, как проводимость по току, протекающему в земле.
Самостоятельно построенный частный дом с питающей линией 380 вольт может выполнять свою защитную функцию только при соблюдении всех этих условий.
То же самое можно сказать и о питающей линии 220 вольт.

Ввод шины в дом

Полотно шины закрепите к контуру.
Теперь проведите другой конец через стену к распределительному щитку.
Заранее сделайте отверстие наподобие клеммы, чтобы ее можно было закрепить болтами.
Как только это будет сделано, закопайте последнюю часть траншеи и подсоедините шинный разветвитель или подходящий проводник к входу.
На этом этапе все зависит от типа заземления, выбранного для частного дома, коттеджа.
Проводка от щита отводятся на розетки и освещение, к корпусам мощных электро устройств, к металлическим магистралям (трубы).

Устройства системы TN C S и TN-S для подключения дома к контуру заземления

TN-C-S может быть использована в качестве временной меры или когда другой возможности нет, еще если планируется полная реконструкция отдельно стоящего дома.
Его можно запускать до тех пор, пока местная электросеть не проведет модернизацию и не проложит к участку пятипроводные силовые кабели (с отдельной шиной заземления).

Кстати, в этом случае (по мнению экспертов) неплохо организовать второй контур заземления электрической сети на садовом участке.

При реализации этого варианта на части трассы от подстанции до потребителя используется общий или комбинированный pen-проводник, который разделяется на PE (защитно-нулевой) и N (нулевой провод) на входе в оборудование объекта.
Разделение проводника pen

Система TN-C-S является самой дорогой из сопутствующих расходов, но самой удобной, надежной по эксплуатации и максимально надежной от поражения токами утечки при обрыве.
Еще применяют систему TN-S, которая работает с трансформаторами с глухой нейтралью (глухо заземленной). В этом случае PE- и N-проводники разделяются вдоль линии питания от подстанции до потребителя.
Это означает, что они поступают к потребителю в виде двух отдельных шин: рабочей ноль N и защитной нейтрали PE.
Как упоминалось выше, проводник защитного заземления PE может быть подключен к контуру, установленному возле частного дома, чтобы гарантировать защиту самого участка и работающих на нем людей.
В этом монтаже нет строгих требований к самому проводнику.

ДСУП — дополнительная система уравнивания потенциалов.

К шине N подключаются: счетчик, УЗО, силовая жила.
Шина РЕ при соединении N и ГЗШ главная к которой подключается контур дополнительного заземления защитных клемм розеток.
Однако, смиритесь с недостатками следующих характеристик.
Это связано с тем, что возникает потребность все хозяйственные постройки обязательно подключать трехжильным проводом.

Если имеется 3-х фазное питание 380 В (Фаза L1,L2,L3), требуется 5-жильный кабель.

Стоимость фурнитуры и материалов при этом значительно выше.

Повышается безопасность работы обслуживаемого оборудования и упрощается организация повторного заземления.
Современные линии электропередач (как воздушные линии, так и кабели) прокладываются с использованием только пяти жильных кабелей, защищенных системой TN-S.
При системе TN-S вводный щиток с заземляющей шиной подключить какой-либо вводный заземляющий проводник жилы РЕ и проводники потребителей.

Система TT

Такая популярная система заземления применяется, если вы не уверены в надежности подводящих линий электропередач центральной трансформаторной подстанции.
Устройства защиты УЗО от перенапряжений как показано ниже в составе тт обязательны для безопасной и нормальной работы без максимального риска для жизни.

В качестве заземлителя допускается использовать колодцы, трубопроводы, скважины, водоёмы.
В нижеприведенном видео специалист даст комментарии, как устроена разводка в электрощите, охарактеризует назначение системы ТТ и особенности её применения.

Когда необходимо проверять

Если вы самостоятельно заземляете оборудование в частном доме, квартире или на даче, вы к примеру можете проверить его действия обычной контрольной лампой, которая будет в качестве нагрузки.

Лучше конечно пользоваться измерителем сопротивления заземления. Например, Fluke 1625 II.

Но если вам необходимо ввести объект в эксплуатацию, узаконить изменения в плане электроснабжения или заключить договор с профессиональной организацией на поставку электроэнергии, то вам понадобится протокол испытаний заземления, при проведении строительных работ.
Этот документ может быть выдан только аккредитованной лабораторией, которая будет проводить измерения.

Подрядчик, устанавливающий заземление, должен выдать вам сертификат заземления с актом о скрытых работах.

Особенности схем 220 и 380 В

В каждой схеме соединение разное.
Единственной константой является внешняя цепь.
Конструкция может быть любого типа (закрытая, линейная).
Однако есть нюансы, которые важно учитывать при доступе в дом.
То же самое касается и схемы подключения.

Для 220 вольт требует двухпроводной системы.
Один должен быть разделен на «землю» и «нейтраль».
Другой установлен на изоляторе.

380 В — это электрическая система, в которой используется четырех проводная принципиальная схема.
Один из проводников должен быть разделен, как в предыдущем случае.
Остальные устанавливаются через изоляторы и не касаются друг друга.
Еще одной особенностью этого типа установки является необходимость в дополнительных средствах защиты.
Это УЗО и автоматические выключатели остаточного тока.
К ним подключаются нейтральные проводники.

Модульно штыревое заземление

В настоящее время чаще всего используется модульно штыревой вид заземления из-за того, что он работает наиболее эффективно.
Он отличается единственным, сборным заземлителем, забитым на максимальную глубину.

Посмотрите на схему модульного заземления

Модульное заземление собирается из медных штырей (омедненная сталь) длиной 150 см диаметром 14 миллиметров и более.
На каждом наконечнике находится резьба с обеих сторон.
Соединение происходит муфтами (отмечены желтым цветом) в любом порядке.
Если сравнивать модульно-штыревое с заземляющим контуром, рассмотренным ранее, то есть преимущества:

• можно сделать обустройство быстрее в любом относительно удобном месте;
• не нужна сварка и особые приспособления;
• минимум затрат;
• срок службы в зависимости от используемого материала от 30 до 90 лет;
• штыревое нетрудно выполнить своими руками

Готовые комплекты заземления для частного дома

Как правило, проще купить готовые комплекты заземления для частного дома, чем делать самостоятельный проект оборудования из подручных материалов.
Главное, что перечень предлагаемого электрооборудования огромен.

Распространенные ошибки при выполнении монтажных работ

Иногда случается ряд характерных ошибок, которые легко могут допустить люди, не являющиеся экспертами.
Если вы будете знать о них, вы сможете избежать возможных ошибок.
В список входят:

1. Защита электродов от влаги. Некоторые люди просто красят их, не понимая, что за счет слоя краски устраняется площадь полноценной взаимодействующей поверхности с грунтом и проводимость связи уменьшается.
   В итоге появится дефицит выходной мощности для заземлителя и системе будет сложно выполнять предусмотренную при проектировании функцию.
   С учетом вышесказанного момента элементы заземления запрещено красить;
2. Неудачная сварка.
   Стоит дорого, вы не хотите платить за аренду, и существует заблуждение, что соединительные штыри можно соединить болтами.
   Такие крепежи не будут оставаться электропроводящими дольше недели или двух.
   Коррозия станет причиной поломки;
3. Постарайтесь не перемещать наружные цепи как можно дальше от жилых зданий.
   Результатом является снижение мощности, так как общее суммарное сопротивление увеличилось.
   Это происходит потому, что токоотвод слишком велик и становится препятствием для движения тока;
4. Экономия профилей и проводов.
   Недостаточные сечения будут работать до первого раза.
   Тогда провода или другие компоненты элементов контура просто перегорят и хорошо, если заземление справится со своей задачей.
   В следующий раз фатальное короткое замыкание неизбежно.
   Если в щите начинает подгорать ноль и бывает в такой ситуации автоматика сработать не успеет, то получаем пропажу нуля и как следствие сгорание домашних приборов вообще;
5. Применения алюминия. К этому решению прибегают во имя экономии.
   Обычно сердечники можно найти по принципу у кого что завалялось в гаражах, мастерских и складских помещениях.
   Но при соединении таких проводников пайка невозможна, а значит, коррозия со временем изнашивает цепь;
6.  Медь дорого, хотя медная пластина лучше проводит ток.

Как только вам покажется, что возникла проблема с заземлением и оно не работает, выясните, в чем дело.
Решите проблему немедленно. Это единственный способ обеспечить безопасность вашего имущества и здоровье членов вашей семьи.

Надеяться на то, что угроза не возникнет, — это, пожалуй, самая большая ошибка, которую вы можете совершить.

Именно по этой причине в частных домах происходят пожары, страдают люди и выходит из строя бытовая техника.

Вывод

Заземление является важной составляющей электрооборудования любого частного дома или квартиры. Оно защищает жильцов от поражения электрическим током и уменьшает риск возгорания. Правильно выполненное заземление должно соответствовать нормам и требованиям безопасности.

Для установки заземления необходимо обращаться к компании или специалистам, которые проведут необходимые измерения на основе своего опыта, квалификации, подберут оптимальную схему заземления. При самостоятельной установке заземления можно допустить ошибки, которые могут повлечь за собой серьезные последствия.

Надеемся, что наша статья помогла вам понять важность безопасности в частных домах и сделать правильный выбор. Заботьтесь о своей безопасности и безопасности своих близких!