В случае внезапного нарушения изоляции проводника в каком-либо электроприборе его поверхность неожиданно может оказаться под напряжением. Прикоснувшись к нему, можно получить удар током. Поэтому основной защитой от поражения электричеством может являться только контур заземления. Это система, которая снимает напряжение с корпуса электроприбора и отводит ток за пределы здания.

Заземляющий контур - это защитное устройство, состоящее из нескольких металлических электродов, вертикально забитых в грунт на определенную глубину. Они соединены между собой горизонтальным заземлителем, который изготавливается из стальной полосы и с помощью сварки крепится к верхней части электродов. Собранный таким образом контур при помощи специального кабеля или стальной полосы соединяется с внутренней схемой заземления дома, которая выводится на наружную сторону стены здания.

Все металлические элементы внешнего заземления, находящегося в земле, охватывают определенную площадь соприкосновения с грунтом, который позволяет быстро рассредоточить электрический ток по всему контуру, обозначенному электродами.

Правильно собранные в одну цепь заземляющие элементы защищают человека от внезапного удара током, а бытовые электроприборы - от поломки в случае пробоя напряжения на их корпус.

Это происходит таким образом. Во время короткого замыкания или утечки тока на обшивку прибора, с него снимается напряжение и через проводник отводится в грунт на заземляющее устройство. Поэтому, чтобы схема контура заземления работала четко, она выполняется строго по требованиям ГОСТа , где специально предусмотрены нормативы внешнего сопротивления всей цепи заземления с учетом таких факторов, как:

По геометрической форме вертикальные электроды, в соответствии с нормативами СНиП, должны забиваться в землю на определенную глубину, с одинаковым расстоянием друг от друга, и представлять собой равнобедренный треугольник.

Расчет профиля схемы

Для правильного функционирования системы защиты желательно произвести расчет ее сопротивления. Для этого нужно учитывать следующее:

1. Количество и параметры заземляющих электродов: длину, контактную площадь соприкосновения с землей и расстояние между собой.
2. Общую линейную длину горизонтальных заземлителей, соединяющих электроды и внутренний контур в доме.
3. Удельное сопротивление грунта.
4. Влажность грунта и его соленость.
5. Время года (температуру почвы).

Но как показывает практический опыт, ни одна расчетная методика полностью не учитывает приведенные факторы, а просто используется типичный образец конструкции ранее спроектированного и уже смонтированного контура.

Например, то, что является заземляющим контуром в частных домах, - это простая одноконтурная схема, собранная из трех вертикальных арматурных стержней, металлических уголков или труб, которые соединяются между собой полосой из стали.

Разновидности токоотводящих приспособлений

Наружный контур из искусственных элементов заземления подбирается согласно правилам ПУЭ. В нем четко дано определение основных видов контурных систем, которые могут быть:

1. Традиционными заземляющими конструкциями.
2. Глубинными модулями
3. Наружными заземляющими системами.

Следует подробнее остановиться на каждой из них.

Традиционные конструкции

Монтаж должен производиться по заранее подготовленным схемам, соответствующим ПУЭ. А работы по подготовке к монтажу заземляющего устройства, к которым относится рытье траншей, пробивка или бурение отверстий под электроды, установка закладных деталей в заливаемый бетоном фундамент, осуществляется на начальном этапе заземления.

Конструктивные параметры

Установка защитного заземления не является сложной. Кроме того, его можно довольно быстро сделать своими силами. Для этого следует просто приготовить:

1. Для вертикальных электродов - трубы или уголки с толщиной стенок не меньше 4 мм или металлические стержни диаметром от 14 мм.
2. Для вертикального заземления - стальную полосу с поперечным сечением 100х4 мм.
3. Для подвода заземления к дому - жесткий кабель сечением от 10 мм 2 (можно полосу сечением 30х2.5 мм).
4. Из инструментов понадобится лопата, большая кувалда, болгарка и сварочный аппарат.

Площадь заземления зависит от модели выбранного контура. Он может быть смонтирован по периметру всего здания, подсоединен к какой-либо подземной коммуникации, но самой распространенной схемой установки заземления является треугольная модель контура.

Полный комплект всех заземляющих элементов можно заказать в специализированных мастерских, где налажено производство медных электродов. Такие комплекты, имея небольшую стоимость, отличаются надежностью и долговечностью.

Порядок установки

При сборке элементов контура следует использовать только материалы, которые являются хорошими проводниками электротока. Сам монтаж защитной системы заземления производится таким образом:

Правила устройства энергоустановок (ПУЭ)

Нормативы ПУЭ - это собирательная группа специализированных правовых актов, которые были утверждены Министерством энергетики еще при Советском Союзе. Данные ПУЭ описывают правила правильной закладки электропроводки в промышленных помещениях, жилых здания, частных домах и других объектах, а также разъясняют подключение различного электрооборудования и принцип их устройств.

Проверка системы

Проверка сварных швов производится визуальным осмотром. Затяжка гаек проверяется при помощи гаечного ключа. Для замера сопротивления лучше пригласить специалиста из специализированной электролаборатории.

Но проверить сопротивление можно и собственными силами. Для этого берется переносная розетка и подключается одним проводом к фазе, а другим - к заземлению. После этого в розетку подключается какой-либо мощный электроприбор.

Практически контур считается правильным, если подключенный к фазе и заземлению прибор, мощность которого должна составлять 2 кВт, будет работать исправно, даже если напряжение в этом промежутке понизится в пределах 10 В.

Если в оборудовании повреждена изоляция, то части, которые не должны проводить электрический ток, могут оказаться под действием напряжения. Прикасаясь по привычке к ручкам, кожуху или корпусу, пользователь получает удар током, и становится проводником его в землю. Сила тока в 0,1 А смертельно опасна для человека. Так как сопротивление тела колеблется в пределах от сотен до тысяч Ом, то приборы с маленьким напряжением становятся угрозой.

Действенной мерой защиты от электрических травм является заземление. Это устройство представляет собой продуманное соединение одной из частей установки с землей , которое делается с помощью элементов и проводников заземления. Они собираются в группы и закладываются в грунт. Основным правилом защитных устройств является то, что сопротивление заземления во много раз меньше этого показателя человеческого тела.

Чтобы определить максимально возможное сопротивление защитного заземления нужно просуммировать напряжение техники и замыкающих земельных токов. Кроме того, следует определиться с наличием изолированного или заземленного нейтрального проводника и другими важными технологическими особенностями, которые установлены в правилах ПУЭ.

Наружный заземляющий контур

Схема заземляющего устройства состоит из наружных естественных или искусственных элементов, проложенных в земле и собранных в общий контур. В устройство защиты входят и внутренние сети проводников на стенах, которые присоединяются к наружному контуру.

Элементы из металла, проложенные в земле, обеспечивают большую площадь соприкосновения с грунтом и имеют малое сопротивление. В качестве наружных элементов широко используют находящиеся в земле металлические трубчатые магистрали. Не подключают к заземлению трубопроводы взрывчатых и легковоспламеняющихся веществ.

Детали обсадных труб, металлического каркаса в железобетонных конструкциях домов, нулевые провода воздушной электропроводки с напряжением 1000 В с повторным заземлением успешно применяют в качестве элементов наружной защиты. Все случайные металлические элементы обязательно подсоединяются в двух местах к защитному контуру.

Все узлы соединяются сваркой, длина шва определяется в зависимости от сечения проводника. Если невозможно сварить детали, тогда применяют хомуты со стороны места входа магистрали в строение. Сварочные соединения обрабатывают битумом для защиты от преждевременной коррозии.

Обязательно заземляют:

Не защищают заземлением:

• конструкции опорных изоляторов проводки;
• приборы, помещенные на заземленных платформах, так как на них предусматривается необработанное место для контакта с плоскостью;
• корпуса приборов измерения и контроля, которые стоят в наборных щитках или шкафах.

Если нет подходящих естественных элементов заземления, контур наружной защиты выполняют из искусственно подобранных в соответствии с ПУЭ . По типу они бывают горизонтальными, заглубленными и вертикальными.

Горизонтальными элементами служат полосы стали толщиной более 4 мм и шириной не менее 10 мм, которые прокладываются в горизонтальном направлении в земле и связывают вертикальные стержни.

Горизонтальные и заглубленные варианты являются родственными по конструкции, они закладываются на дно ямы при установке опор электропередач . Заземление изготавливается по проекту монтажной организацией в мастерских. Материалом служит стальная полоса или круглая арматура.

Вертикальное заземление представляет собой забитые в грунт трубы или металлический прокат и стальную арматуру.

Монтаж контура наружного заземления выполняется по специальным схемам и в соответствии с ПУЭ . Все подготовительные работы в виде пробивки отверстий, установке закладных деталей, рытье траншей, осуществляется на первом этапе работ.

От чего зависит величина сопротивления заземления:

• разновидности грунта на участке, его структуры и состояния;
• глубины прокладки электродов;
• свойств материалов и сечения электродов.

Свойства грунта определяются его способностью сопротивляться растеканию электрического тока в толще земли. Для контура считается лучше, если этот показатель меньше.

Заземление рабочее и защитное устройство

Защитное устройство спасает человека от удара электричеством, а включенные в сеть бытовые приборы от поломки при пробое напряжения на корпус. Рабочее заземляющее устройство организовывает защиту и нормальное функционирование электрических приборов. Рабочее заземление постоянного действия применяется только для промысленного электрического оборудования, а бытовые приборы заземляются через ноль розетки. Но некоторые бытовые агрегаты следует наглухо защитить заземлением:

1. стиральная машина с большой собственной электроемкостью, работающая во влажных условиях, пробивает на корпус и «щиплет» руку;
2. на микроволновых печах сзади стоит специальная клемма для дополнительного заземления, так как в ней установлен источник сверхвысоких частот. Если в розетке недостаточный контакт, то прибор может выдавать неучтенные волны на опасном для здоровья уровне;
3. варочные поверхности электрической духовки и индукционной печи, в которых внутренняя проводка работает при критических состояниях и ток иногда пробивает на корпус;
4. настольный компьютер стационарного вида утечку электричества дает большую. Корпусные плавающие потенциалы приводят к замедлению работы и снижению производительности, и заземление крепят за любой подходящий винт на задней панели.

В некоторых случаях нельзя рассчитывать только на одно заземление, так как грунт не относится к линейным проводникам электричества. Его сопротивление определяется рабочим напряжением и площади контакта с элементом контура. Если разнести два контура на расстояние друг от друга на 1,2– 1,5 метра , то площадь соприкосновения эффективно увеличивается в сто раз. Нельзя увеличивать расстояние разноса больше указанного размера, это повлечет разрыв потенциального поля, и площадь сразу сокращается.

Нельзя заземляющие проводники выводить в наружное пространство и подключать их к неподготовленным площадкам контакта. Любой металл обладает своим потенциалом и при влажных наружных условиях начинается коррозия и разрушение. Наличие смазки на контакте помогает только в сухих условиях . Если коррозия пойдет под оболочку проводника, то в критической ситуации проводник моментально отгорит и контур не защитит человека от поражения.

Если электрические установки подключать в последовательном порядке и подсоединять не один заземляющий проводник на шину, а несколько, то авария на одном приборе потянет за собой и остальные. Они не смогут работать производительно, так как будут несовместимы в электромагнитном плане.

Для устройства контура идеально подходят влажные глины, суглинки и торфяные грунты. Практически невозможно установить защитную конструкцию в каменистой земле и скальных породах.

Работы по изготовлению и монтажу контура

Если в доме и на участке нет заземления, устраивают такую конструкцию на вводе в жилище, что является повторным заземлением. Чаще всего подключение электричества от городской линии электропередач в дом идет по воздуху, и устройство вторичного заземления требуется по правилам ПУЭ.

На первом этапе выбирают месторасположения, размеры и форма контура. Устанавливают его недалеко от ввода, а по форме контур бывает треугольный, прямоугольный или в виде линии, который состоит из любого числа вертикальных штырей, собранных стальной полосой.

На чем заострить внимание:

Земляные подготовительные работы

Для разметки устанавливают колышки с натянутой бечевкой и разметку выполняют штыком лопаты. Землю по разметке выкапывают на глубину траншеи по ширине 30 см. Для нижнего слоя подсыпают мягкий грунт слоем 25 см в виде чернозема без мусора и каменных добавлений, который непосредственно будет контактировать с элементами заземления. Иногда используют привозной грунт с добавлением торфа или перегноя. Во время обратной засыпки после устройства контура грунт периодически послойно уплотняют.

Устройство контура

В углах траншеи забивают вертикальные штыри, которые предварительно оставляют над уровнем земли на 30 см, что нужно для удобства выполнения сварочных работ. После этого приваривают горизонтальные полосы с запасом длины на концах. Полосовую сталь нельзя натягивать, она должна располагаться свободно.

К выполнению сварки предъявляются особые требования. Все длины швов регламентированы в нормативных справочниках в зависимости от различного сочетания полос, кругляка и квадрата между собой. Обычно для однотипного профиля длина шва принимается 100 мм, а разнотипные элементы привариваются с созданием наибольшей площади соприкосновения и обваривают все места соединения.

После окончания сварочного соединения все места сварки окрашивают краской или обмазывают битумом. Для вертикальных стержней контура и горизонтальных элементов не допускается наличие краски на протяжении всей поверхности.

Далее равномерно забивают всю сваренную конструкцию в грунт (осаживают). Для облегчения места входа в землю поливают водой . Ударные нагрузки на места сварки проверяют неоднократно прочность конструкции. Предварительное затачивание концов вертикальных швов болгаркой или точильным кругом очень облегчит забивание.

Для подключения контура к вводу и к распределительному ящику используют полосу металла, которую жестко фиксируют на указанных конструкциях.

Как измерить заземление

После изготовления контура удостоверяются в его надежности, для чего измеряют сопротивление растеканию электрического тока в земле и сопротивление сваренного металлического контура. Для этого в настоящее время существуют разнообразные электронные приборы. Пользуются и старыми советскими надежными устройствами. Бытовой тестер для этого подойдет мало, так как земля не является линейным проводником тока.

Беру напрокат или одалживают электронный современный прибор или старый советский ручной мегомметр индукционного способа действия. Проверить сопротивление контура не удастся ручным прибором , но при тщательно и правильно выполненном сварном соединении оно десятилетиями находится в норме.

Сопротивление растекания проверяют голыми зачищенными электродами, которые погружают в землю на глубину до одного метра на расстоянии полутора метров друг от друга. При этом выдерживают полярность меггера, контур защиты должен выдерживать молниевый удар. Но разрушительная сила такого природного катастрофического явления приравнивается к взрыву и заземление от него может не спасти.

Поэтому для измерения сопротивления текучести крутят ручку меггера и определяют показания на шкале. Пользоваться в этом случае сетевым напряжением, миллиамперметром и резистором очень опасно.

Собственник дома, самостоятельно выполнивший устройство заземления, не может полноценно оценить его качество просто визуальным осмотром и иногда требуется пригласить специалиста, владеющего профессиональными приемами и знаниями. Это может быть работник электротехнической службы любого крупного предприятия.

Все нормативные документы предъявляют требования по омическому сопротивлению в зависимости от многочисленных факторов. Ими учитываются эксплуатационные условия, климат, действующие напряжения электрических приборов, особенности электроснабжения и схема подключения. И в зависимости от этого формируется максимально допустимый предел сопротивления почвы текучести тока, который варьируется в очень большом диапазоне.

Исходя из опытных замеров, в соответствии с нормативными схемами, допустимый показатель для частного дома составляет 4 Ома. Это вполне реальная цифра, которая поможет защитить человека от поражения током. Уменьшение показателя будет более благоприятно для повышения эффективности защиты электроприборов в жилище.

Контур заземления дома, попробуем смонтировать его самостоятельно. Ранее уже была написана статья, что такое и для чего оно нам необходимо.

Я не буду рассматривать монтаж контура заземления в квартире многоэтажного дома, по той простой причине, что в многоэтажках, либо есть защитный проводник PE (третий провод у вас в квартире), либо его нет. И пытаться сделать защитное заземление в квартире самостоятельно (присоединять провод к трубам отопления, к электрощиту на этаже) – это верх глупости и беспечности!

Контур заземления дома, представляет собой металлоконструкцию, состоящую из горизонтальных и вертикальных электродов (заземлителей) – стальные уголки, полосы, трубы.

Заземляющие электроды контура заземление дома, длиной в среднем 2-3 метра, забивают в грунт кувалдой и соединяют между собой стальной полосой при помощи сварки. Как правило, верхние слои грунта обладают бОльшим сопротивлением, чем нижние, поэтому электроды необходимо забивать в землю, как можно глубже, но без фанатизма. Согласно ПУЭ, заземляющие электроды контура заземления дома, должны быть либо из меди, либо стальными.

Есть в продаже и уже готовые модульно-штыревые системы заземления для частного дома, но их стоимость и монтаж будет, конечно, на порядок выше, чем вы сделаете самостоятельно.

Чернозем, глина, суглинок, торф наиболее подходят для монтажа контура заземления дома. Каменный и скальный грунт для монтажа контура заземления не подходят. Здесь думаю понятно, что чем выше удельное сопротивление грунта, коим обладают каменистые и скальные, тем большее значение сопротивления будет самого контура заземления.

Располагают контур заземления дома на расстоянии не ближе 1 метра от жилья, но и не дальше 10 метров. Лучше всего располагать контур заземления дома в месте, которое чаще всего будет находиться в тени.

Чаще всего встречается контур заземления дома в виде равностороннего треугольника, в вершины которого вбиты электроды, соединенные между собой стальной полосой. Необходимо знать, что чем ближе расположены между собой электроды контура заземления дома, тем меньше его эффективность. Можно располагать электроды в одну линию, но в данном случае необходимо 4-5 электродов, расстояние между которыми будет в 1 метр. Наименьшие размеры заземляющих электродов(заземлителей) указаны в ПУЭ.

Чтобы соорудить контур заземления дома, нам необходимо выкопать лопатой траншею в виде равностороннего треугольника со сторонами около 3 метров, глубиной 0,6-0,7 м и шириной 0,4-0,5 метра.

По вершинам треугольника контура заземления дома забиваем электроды (стальные уголки 40х40х5) длиной около 3 метров, но забиваем не до конца, оставляя 0,15-0,25 м над грунтом.

Чтобы было легче забивать электроды, их лучше заранее заострить, например, шлифмашинкой.

Можно пробурить небольшие колодцы под заземляющие электроды контура заземления дома.

Не забываем места сварки контура заземления дома, обработать специальным антикоррозийным покрытием, но ни в коем случае, не краской, которая является диэлектриком и не проводит ток. Также не стоит соединять пластины с уголками при помощи болтовых соединений, со временем соединение ослабевает, ржавеет, и контур заземления дома теряет эффективность.

Затем от ближайшей вершины треугольника контура заземления к дому, прокладываем стальную пластину к главной заземляющей шине(ГЗШ) нашего . Можно соединить контур заземления дома с ГЗШ электрощита по-другому, выводим стальную полосу над землей,например, у отмостки дома, привариваем к ней болт и подсоединяем медную шину, либо медный гибкий провод, сечением не менее 10 кв.мм.

После окончания работ по монтажу контура заземления дома, необходимо проверить правильность и качество монтажа. Для этого необходимо провести визуальный осмотр контура заземления, проверить болтовые соединения, качество сварных швов на наличие трещин и замерить сопротивление контура заземления.

Сопротивление контура заземления измеряется специальными приборами, и должно быть согласно ПУЭ п.7.1.101 не более 30 Ом, как для трехфазной электросети напряжением 380 В, так и для однофазной напряжением 220 В, и чем меньше сопротивление конутра заземления, тем для нас будет лучше. Замеряют сопротивление контура заземления дома при сухой погоде летом, и максимальном промерзании грунта зимой, т.е. когда сопротивление самого грунта максимально.

Многие сайты на электрическую тематику, в том числе и топовые, а также инспектора энергонадзора, то ли по незнанию, то для каких-то своих корыстных целей, вводят людей в заблуждение, приводя значение сопротивления контура заземления в 4 Ома. Это неверно и если внимательно прочитать требования ПУЭ, относится к трансформаторам и генераторам, нейтрали которых непосредственно присоединены к контуру заземления. А сопротивление контура заземления частного дома будет, как указывалось мною выше не более 30 Ом.

Заказать измерение сопротивления и монтаж контура заземления частного дома, как правило, можно у сетевой организации, которая выдавала вам технические условия для присоединения к электрическим сетям.

Если вы заказывали частного дома, то все необходимые расчеты, наименование и параметры материалов для контура заземления дома, будут указаны в проекте.

Помните, что правильно рассчитанный и смонтированный контур заземления дома — это ваша безопасность.

Спасибо за внимание.

Что такое контур заземления? Защитное заземление необходимо для электрического соединения нетоковедущих частей электрооборудования с грунтом.

Зачем нужно устанавливать защитный контур? Основная задача защитного контура не дать человеку попасть под удар электрического тока. Необходимо учесть, что тело человека имеет сопротивление больше, чем заземлителя, поэтому ток перенаправляется к заземляющим приспособлениям.

При постройке заземлителя необходимо помнить, что ток пройдет только по наименьшему сопротивлению цепи. И поэтому любая система заземления должна иметь как можно меньшее сопротивление.

Устройство контура заземления

Как работает заземлитель? Преимущественно элементы в заземляемом контуре используются в виде стальных стержней. Они монтируются в почву грунта и соединяются между собой стальной пластиной либо полосой. Полученное сооружение соединяется кабелем либо аналогичной стальной пластиной.

Глубина залегания металлических стержней напрямую зависит от глубины грунтовых вод. Чем ближе к поверхности будут располагаться грунтовые воды, тем менее глубоко нужно устанавливать стержни.

Основные конструктивные параметры заземленного контура:

• Столбцы контура заземления, учитывая сопротивление, выполняются различными конфигурациями:
  • трубы;
  • арматуры, имеющую гладкую структуру;
  • двутавры.

Установка стержня в землю происходит, учитывая его форму и мягкости почвы, кроме того, рекомендуемая площадь сечения должна быть не менее 1,5 см2.

• Стержни размещаются в земле в различных формах, таких как:
  • треугольная схема;
  • в виде прямоугольника;
  • квадратная.

Выбор формы монтажа определяет рабочую площадь заземлителя. Существует разновидность заземлительного контура установленному по периметру здания. Хотя самой распространенной является треугольная схема монтажа. Верхние точки электродов сварены с металлической пластиной.

Заземлители можно установить, используя дополнительные приспособления, но в случае заказа специализированного оборудования, можно получить готовый набор всех элементов конструкции. Зачастую такие наборы содержат, заземлительные электроды, выполненные из меди, имеющие длину 1 – 1,5 м. Профессиональные комплекты отличаются своей низкой финансовой затратностью, надежными инструментами и долговечным сроком службы.

Разновидности контуров заземления

Имеются несколько основных видов заземлительных систем:

Традиционные системы заземления

Такая система заземления состоит из одного электрода, расположенного горизонтально, а другие два – вертикально. Первый элемент изготавливается из металлической полосы, а другие – из арматурных фрагментов. Все эти элементы необходимо проверить и убедиться, что они выполнены согласно заданным стандартным размерам.
В том случае, когда заземление монтируется в жилом доме, необходимо произвести монтаж заземления в той части, где реже бывают жители дома. Это может быть северная часть здания, где чаще бывает тень, в земля остается более влажной.

К недостаткам такого варианта монтажа относятся:

1. сложность и трудность постройки;
2. большинство детали заземлительного контура изготавливаются из черного металла, который очень сильно подвержен воздействию коррозии;
3. на находящееся в верхних слоях земли оборудование влияет перепады влажности, температуры.

Глубинные системы заземления

Данная система заземления предполагает отсутствие многих минусов предыдущего вида.
Изготавливается на производстве модульно-штыревым образом.

К его достоинствам можно отнести:

1. более высокая точность изготовления всех деталей;
2. длительный срок службы;
3. любая погода не помеха, поскольку заземлительные электроды установлены на большую глубину;
4. нет необходимости в постоянном техническом обслуживании;
5. довольной простой расчет заземления;
6. несложность монтажа.

После окончания монтажных работ, необходимо проверить работу всего оборудования. Следовать расчетам заземлителя, тем самым убедится в качестве всех соединений. Замер сопротивления заземления выполняют сотрудники специализированных и лицензированных лабораторий.

Наружные системы заземления

Эта система заземления имеет контур такой разновидности, которые применяется в трансформаторных подстанциях. В него входят:

1. вертикальные электроды;
2. горизонтальное устройство заземления.

Заземлитель изготавливается из 4-х полос по 40-50 мм каждая. Наружный контур заземления должен располагаться от стены на расстоянии более одного метра. Элемент конструкции, располагающийся горизонтально, укладывают в траншею на глубину 50-70 см от поверхности грунта.

Схемы подключения

Самыми популярными схемами подключения заземлителей являются:

Замкнутая, в форме треугольника (рис. 3). Главным достоинством можно назвать более стабильную и надежная работа. В случае повреждения перемычки между стержнями, контур все равно будет продолжать работать (но с другой стороны).

Линейная (рис. 4). Последовательное соединение в одну линию вкопанных металлических колышков. Недостатком такого контура можно назвать то, что при выходе из строя перемычки контур работать не будет.

Кроме вышеперечисленных разновидностей схем контуров можно еще использовать формы:

1. прямоугольника;
2. овала.

Необходимые инструменты и материалы:

1. аппарат для сварки;
2. режущий инструмент (болгарка);
3. лопата;
4. перфоратор;
5. гаечные ключи;
6. измеритель сопротивления;
7. измеритель тока;
8. измеритель напряжения.

Кроме вышеперечисленных приспособлений необходимо использовать:

• Уголок из коррозионно-стойкой стали, его размеры могут быть 50х50, 60х60 мм. Длина – более 2 метров. Также возможно использование стальной трубы, диаметром не менее 32 мм с толщиной стенки более 3,5-4 мм.
• Металлические полосы (3 штуки). Их параметры: длина – 120-130 см; ширина – 4-6 см; толщина стенки – 4-6 мм.
• Полоса стальная из нержавеющего материала 40х4, 50х5 мм. Она соединяет контур заземления и крыльцо дома.
• Болты М10, М8.
• Токопроводник медный, диаметром не меньше 6-7 мм2.

Все вышеприведенные параметры, необходимо проверить, используя измеритель.

Работы по монтажу

Как проверить и зачем нужно выбирать наилучшее место? Данный пункт, является основополагающим, поскольку от выбора места зависит безопасность работы заземлительного контура. Обязательно условие, это монтаж электродов на том месте, где не будет никого.

Подготовка земли. На примере схемы треугольника (рис. 6).

Траншея выкапывается глубиной 50-80 см. Стороны треугольника длиной 1,0-1,5 м.

Монтирование сооружения:

Вбиваются металлические стержни. Чтобы они легче входили в грунт, их рекомендуется заточить (рис. 7);

затем к верхушкам стержней привариваются соединительные пластины (рис. 8),

присоединение проводника к пластине через болт (рис. 9), и в самом конце засыпаем заземлительную конструкцию землей.

В конце необходимо сделать измерение заземления и проверить сопротивления всей цепи.

Видео о частых ошибках при заземлении

В последнее время появилось множество полезных электроприборов, которые делают нашу жизнь максимально комфортной. Например, если в ваш загородный особняк не проведён газ, то отапливать помещения можно с помощью керамических обогревателей, еду готовить на электроплите, а для подогрева воды установить бойлер. Но чем больше вы используете приборов, тем выше вероятность поражения током при контакте с ними. Чтобы обезопасить свою жизнедеятельность, надо сделать заземление устройств, работающих от сети. В отличие от многоэтажных зданий выполнение этой меры электробезопасности в частном доме не составляет особых трудностей. Поэтому сегодня мы расскажем об устройстве заземления, приведём его расчёт и пошаговую инструкцию по установке.

Назначение защитного заземления

Правильно сделанный контур заземления в частном доме убережёт вас от поражения электрическим током при пробое изоляции на корпус прибора

При пробое изоляции питающего провода на металлическом корпусе незаземлённого прибора появляется потенциал. Если дотронуться к такому устройству, то можно получить удар током. В лучшем случае вас немного «пощипает», а в худшем – получите серьёзные травмы, несовместимые с жизнью.

Почему же человек попадает под напряжение? Ток идёт по пути наименьшего сопротивления. А стремится он в землю, поскольку она имеет большую электроёмкость. Поэтому при контакте с неисправным прибором ваше тело (имеющее сопротивление порядка 1 кОм) становится единственным проводником. Но что, если «предложить» току более лёгкий путь, соединив корпус оборудования с землёй металлическим проводником меньшего сопротивления? В этом случае большая часть заряда пойдёт уже по нему.

Помимо обеспечения безопасности, заземление позволяет:

• стабилизировать работу электроустановок;
• защитить устройства от скачков напряжения;
• уменьшить сетевые помехи, а также интенсивность электромагнитных излучений повышенной частоты.

Важно: Заземлять нужно всех потребителей, работающих от сетей напряжением более 42 В переменного и 110 В постоянного тока.

Устройство

Контур заземления состоит из двух элементов: самого заземлителя и проводников. Последними называют любые части устройства, которые соединяют электрооборудование с контуром. Как правило, это кабеля с жёлто-зелёной изоляцией и шина, расположенная в распределительном щите (РЩ). К заземлителю относятся электроды и другие элементы цепи, непосредственно контактирующие с грунтом и обеспечивающие растекание электрического заряда.

Заземлители бывают естественными и искусственными. В первом случае роль заземляющего устройства выполняют заглублённые части строительных конструкций зданий, а во втором специально сделанный проводник. Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), предпочтение нужно отдавать естественным заземлителям. Например, в частном доме это может быть:

• обсадная труба скважины;
• металлические трубопроводы;
• броня силовых кабелей;
• всевозможные металлические конструкции на улице, к примеру, забор;
• заглублённые железобетонные части постройки (колоны и фундаменты).

Если сопротивление естественных заземлителей меньше установленных норм, то разрешено применять искусственные. Именно о них сегодня и пойдёт речь.

Как правильно рассчитать

В первую очередь следует определить проводимость заземлителя. То есть надо выбрать электрод так, чтобы сопротивление контура было в пределах нормы. Согласно положениям ПУЭ, максимальные значения сопротивления растеканию заземлителей следующие:

• 2 Ом – для линейного напряжения 660/380 В источника трёхфазного/однофазного тока;
• 4 Ом – для 380/220 В;
• 8 Ом – для 220/127 В.

Проводимость защитной конструкции зависит от площади её контакта с землёй, а также удельного сопротивления грунта. Чем больше размеры штырей (электродов), тем больше площадь их поверхности и, следовательно, выше проводимость и эффективность контура. При этом для достижения хороших характеристик заземляющего устройства правильнее увеличивать длину электродов, а не поперечное сечение. Это очень актуально при создании контура в твёрдых почвах, таких как песчаник, скалистый грунт и прочих.

Так, для определения проводимости одного электрода круглого сечения используется следующая формула:

R1 = ρ(ln(2L/d) + 0,5ln(4T+L)/(4T-L))/2ПL,

где d и L – диаметр и длина электрода, T – половина глубины заложения штыря, ln – натуральный логарифм, П – постоянная (3,14), ρ – удельное сопротивление грунта (Ом×м).

Удельное сопротивление грунта также является важным параметром. Чем он больше, тем хуже будет проводимость контура заземления. Величину удельного сопротивления для определённого типа грунта можно узнать в общедоступных таблицах.

Чем ниже удельное сопротивление грунта, тем лучше будет контур

Это интересно: С наступлением холодов сопротивление земли резко увеличивается. Причиной тому становится замёрзшая вода, ведь лёд является диэлектриком. Поэтому в областях с вечномёрзлыми грунтами глубина заложения заземлителей должна быть больше, чем в широтах с более тёплым климатом.

При монтаже контура заземления, состоящего из нескольких электродов, расчёт немного меняется. Сначала определяется сопротивление каждого отдельного штыря по вышеуказанной формуле. Потом полученные показатели суммируются с учётом так называемого «коэффициента использования». Расчётная формула здесь такая:

R = R1/(KN), где R – общее сопротивление контура, N – количество электродов, К – коэффициент использования, R1 – сопротивление одного штыря.

Величина К зависит от расстояния между электродами. Причём чем дальше друг от друга расположены штыри, тем больше будет этот коэффициент. Электрики же рекомендуют располагать электроды на расстоянии в 2,2 от их длины. В этом случае К может принимать следующие значения:

• при использовании двух электродов – 0,9–0,92;
• трёх – 0,85–0,88;
• пяти – 0,79–0,83.

Для определения глубины заложения стержней нужно воспользоваться формулой:

N = R1/KR, где R – полученное ранее проектное сопротивление контура, R1 – сопротивление одного штыря, К – коэффициент использования.

Что касается горизонтальных частей, соединяющих штыри в один контур заземления, то их проводимость здесь не рассчитана

Выбор схемы контура для частного дома

Контур заземления, выполненный по схеме «треугольник», является самым надёжным

Существует много схем контуров заземления и самая популярная из них – это расположение электродов треугольником (замкнутая схема). Штыри вбивают в землю в трёх вершинах равносторонней фигуры и поверху соединяют между собой горизонтальной полосой. Главное достоинство такой схемы заключается в том, что при неисправности одного из заземлителей контур будет продолжать функционировать.

Штыри можно вбить и в один ряд (линейная схема). Этот вариант используется в том случае, если для монтажа заземления выделена одна узкая полоса земли. Колы соединяются между собой одной или двумя металлическими шинами. С одной стороны, монтаж этой схемы выполнить гораздо проще, так как не нужно рыть три траншеи. Однако такая вариация контура является менее надёжной. Дело в том, что при выходе из строя хотя бы одной горизонтальной перемычки эффективность работы всей системы резко ухудшается.

Выбор остаётся за вами, но из двух вышеуказанных схем лучше отдать предпочтение замкнутой конфигурации контура заземления. Если же вы решите делать заземления по линейной схеме, то добавьте несколько электродов и горизонтальных полос. Это повысит надёжность контура.

Материалы и инструменты для самостоятельного изготовления

В качестве электродов используйте стуржни из материалов с высокой электрической проводимостью

Выполнив расчёт и выбрав схему контура заземления, можно перейти к покупке материалов. Для создания констуркции своими руками понадобятся:

• пруты из чёрной стали диаметром 16 миллиметров или более – вертикальные электроды;
• стальная полоса (шина) сечением 5×40 миллиметров – горизонтальный заземлитель;
• медный провод с сечением минимум 10 квадратных миллиметров – соединение контура с распределительным щитом;
• болты диаметром 10 мм;
• чёрная краска для наружных работ или мастика.

Важно: Строительная арматура не подходит для использования в качестве стержней заземления. Дело в том, что наружный слой таких прутьев калёный, поэтому электрический ток распределяется по сечению неравномерно. А это, в свою очередь, приводит к разрушению металла. Кроме того, арматура подвержена коррозии.

Количество и размеры материалов выбираются в соответствии с расчётными данными.

Помимо этого, нам понадобятся следующие инструменты и оборудование:

• лопата (разработка грунта);
• сварочный аппарат (соединение элементов контура);
• болгарка (обрезка материалов);
• плоскогубцы (загиб горизонтальной полосы);
• кувалда и перфоратор желательно со специальной насадкой под прутья (забивка вертикальных электродов).

Ход работы (с фото)

Выбор места и разработка грунта

Ройте траншеи под контур недалеко от дома. Так, вам не придётся рыть длинную траншею к постройке

В первую очередь надо выбрать место, где будет располагаться контур заземления. Чтобы максимально сократить объём работ и расход материалов, монтаж заземляющего устройства следует выполнять рядом с домом здания.

После выбора места выполняются земляные работы. Берём лопату и копаем траншеи. В нашем случае их будет три, то есть делаем контур по схеме «равносторонний треугольник». Глубина и ширина траншеи должны быть более полуметра, а длина – соответствовать расчёту. Также необходимо прокопать выемку от ближайшей вершины треугольника к силовому щиту.

Сборка контура заземления

Если грунт неоднородный, то для забивания штырей используйте перфоратор

1. Сначала подготавливаем вертикальные заземлители. Нарезаем их при помощи болгарки в соответствии с расчётными данными. Затем концы штырей стачиваем под конус. Делается это для того, чтобы электрод легче входил в землю.
2. Затем нарезаем стальную полосу. Длина каждого отрезка должна быть чуть больше стороны треугольника (примерно на 20–30 сантиметров). Концы полос желательно заранее обогнуть плоскогубцами для плотного контакта со штырями при проведении сварочных работ.
3. Берём подготовленные штыри и забиваем их в вершинах треугольника. Если земля песчаная и электроды легко заходят, то можно обойтись кувалдой. Но если плотность грунта большая или часто попадаются камни, то придётся использовать мощный перфоратор или даже бурить скважины. Стержни забиваем так, чтобы они выступали над основанием траншеи примерно на 20-30 сантиметров.
4. Далее берём металлическую полосу 40×5 миллиметров и прихватываем её сваркой к штырям. В итоге у вас получится контур в виде равностороннего треугольника.
5. Теперь делаем подвод контура к зданию. Для этого также используем полосу. Её нужно вывести и зафиксировать у стены (по возможности вблизи распределительного щита).

Хорошо приварите болт к шине, так как от качества контакта зависит сопротивление контура заземления

Полезный совет: Защитите сварочные швы от коррозии. Покрасьте места соединений элементов контура и вывод шины у здания чёрной краской для наружных работ. Остальные части заземляющего устройства закрашивать нельзя!

Все сварные соединения должны быть окрашены, так как эти места больше всего подвержены разрушению

После монтажа контура защитного заземления дома засыпаем траншеи однородным грунтом без строительного мусора и щебня. Рекомендуется для этих целей применять плотные однородные мелкозернистые составы.

Видео-инструкция по монтажу контура заземления

Соединение со щитом

Чтобы подключить контур к электрощиту, нужно использовать медный провод сечением 10 квадратных миллиметров. Один его конец прикрутите к выводу заземлителя, а другой заведите в здание и прикрутите к силовому щиту. Кстати, если РЩ расположен в доме, то для заведения заземления можно использовать ту же полосу, а болтовой переход выполнить уже внутри помещения.

В частном доме контур заземлния подключается по схеме TN-C-S или TT

Здесь также стоит обратить внимание на схему подключения контура к щитку. В частных домах электропитание зачастую осуществляется воздушными линиями (ВЛ) по системе заземления TN–C. В этой схеме нейтраль от источника и защитный проводник объединены. То есть к щитку подходит фазный провод (L) и совмещённый «ноль» и «земля» (PEN-проводник). Поэтому, при подключении контура к электроустановке систему TN–C нужно переделать на TN–C–S, в которой PEN проводник разделён на нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники. В этом случае к потребителю будут приходить уже три провода: «фаза», отдельно «ноль» и «земля».

Но как же подключить дом к заземляющему устройству по системе TN–C–S? Делается это довольно просто. Чтобы получить трёхжильную электропроводку с отдельным защитным проводником нужно в РЩ выполнить следующие действия:

1. Установите в щитке металлическую шину (её можно приобрести в любом магазине электротоваров). Затем соедините её медным проводом с корпусом РЩ. Это будет заземляющая шина РЕ.
2. Подключаем к шине РЕ совмещённый РЕN проводник, идущий от источника питания.
3. Затем делаем перемычку между заземляющей шиной и нулевым рабочим проводником N, шина которого должна быть изолирована от распределительного щита.
4. В конце подключаем фазный провод на отдельную шину, которая также не связана с корпусом РЩ.

Подключить здание к контуру можно и другим способом – по системе ТТ. В этом случае не нужно ничего разделять. Фазный провод подключается к изолированной шине, а совмещённый PEN проводник от источника питания садится на вторую отдельную шину и считается «нулём». Ну а корпус щита соединяется с заземляющим устройством. Таким образом, при подключении контура по схеме ТТ, он электрически не связывается с PEN проводником. Единственным недостатком такого подключения является необходимость установки дополнительных защитных устройств, например, УЗО.

Измерение сопротивления заземления

Измерение сопротивления растеканию заземлителя осуществляется посредством поверенного прибора Ф4103-М1

После монтажа и подключения контура нужно обязательно проверить, защитит ли он вас от поражения электрическим током. Для этого следует провести измерения сопротивления растекания тока и металлосвязи.

Как отмечалось ранее, в соответствии с ПУЭ 1.7.101 сопротивление заземляющего устройства в любое время года не должно превышать 2, 4, 8 Ом при линейных напряжениях 660, 380, и 220 В источника трёхфазного тока либо 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Чтобы измерить сопротивление контура, нужен специальный прибор Ф4103-М1. Стоит он дорого, поэтому покупать его нет смысла. Гораздо проще пригласить сотрудников из энергоуправления или электролаборатории, которые снимут замеры и выдадут паспорт и протокол на заземляющее устройство. Если сопротивление контура будет превышать норму, то придётся забивать дополнительные штыри.

Измерение сопротивления металлосвязи позволяет определить наличие цепи между заземлительными и заземляющими элементами. Этот параметр измеряется микроомметром Ф4104-М1. В соответствии с ПТЭЭП п. 28.5, переходное сопротивление не должно быть более 0,05 Ом. Если сопротивление металлосвязи будет выше нормы, то придётся проверить все болтовые и сварочные соединения элементов контура.

Что касается периодичности проверки состояния заземляющих устройств, то она определяется графиком планово-профилактических работ. Его утверждает техничский руководитель потребителя. В соответствии с п. 2.7.9. ПТЭЭП, визуальный осмотр наружных частей заземлителей нужно проводить не реже чем раз в полгода. А осмотр с выборочным вскрытием земли – раз в 12 лет.

Важно: Сопротивление контура должно быть ниже нормы круглый год, поэтому заземлитель желательно проверять при засухе или заморозках (когда удельное сопротивление грунта увеличивается).

Самые распространённые ошибки при выполнении работ

Ошибки, которые нельзя допускать при обустройстве контура защитного заземления в частном доме:

• Если вы решили обратиться за помощью к монтажникам, то нужно убедиться в том, что они используют только подходящие материалы. Дело в том, что многие организации стараются сэкономить на электродах и вкапывают в землю штыри с малой проводимостью, например, ржавую арматуру. А это, как вы уже знаете, сильно ухудшает защитные свойства контура либо вовсе делает его бесполезным.
• Устройство заземления на большом расстоянии от постройки. Контур не представляет опасности для человека, поэтому его следует устанавливать поближе к дому. И желательно, чтобы заземлитель располагался в самом влажном месте. Ведь вода улучшает проводимость, что приводит к более быстрому замыканию цепи и мгновенному срабатыванию защитной аппаратуры.
• Соединение контура заземления с молниезащитой. Если в вашем распределительном щите не установлено устройство УЗИП, которое размыкает цепь в случае прихода сверхзаряда, то большой ток от молниеприёмника может вывести из строя электрооборудование или сам РЩ.

Контур защитного заземления – обязательная мера безопасности при использовании электрических приборов в частном доме. Если вы решили делать заземление самостоятельно, то выполняйте все работы в соответствии с вышеуказанными правилами и рекомендациями. При этом не забывайте о технике безопасности при работе со сваркой и энергоустановками.