Заземление в частном доме: системы, схемы, фото, видео

Методы определения

Рассмотрим способы определения нулевого и заземляющего проводников, от очень простого к более сложным.

Цепь имеет защиту по дифф-току

. Если весь объект или исследуемая ветка снабжены защитой по дифференциальному току – дифф-автоматом или УЗО, задача значительно упрощается. Нужно контрольный прибор, например лампа с проводниками, подключить к фазе и к одному из исследуемых проводников. Если дифф-защита не сработала, значит лампа подключена к рабочему нолю. Если происходит срабатывание УЗО при подключении лампы – вы ее подключаете к фазе и земле. Все достаточно просто и заодно проверите устройство защитного отключения на практике.

Перед выполнением такого теста нужно убедиться в работоспособности дифф-защиты, нажав кнопку “тест” на защитном аппарате. Следует отметить, что способ будет работать при условии, что ток через лампу будет превышать номинальный дифференциальный ток аппарата. То есть, при использовании лампы накаливания (энергосберегайка не подходит) сработает УЗО с током утечки 10-30 мА. Вводное УЗО на утечку 300 мА может не сработать, для надежной проверки нужно брать прибор помощнее.

Сравнение с заземляющими контактами розеток

. Данный метод будет работать если на вводе стоит двухполюсный автомат, размыкающий рабочий ноль и в помещении имеются розетки с заземлением. Вводной автомат следует отключить, тем самым мы разомкнем любую связь ноля с землей. По возможности следует отключить все приборы из розеток.

Далее следует “прозвонить” мультиметром в режиме измерения сопротивления заземляющий контакт одной из розеток с исследуемыми контактами. При соединении с нулевым проводом, мультиметр должен показывать большое сопротивление, с заземляющим контактом на неизвестной точке с землей розетки сопротивление практически нулевое.

Таким способом можно заодно проверить правильность подключенных розеток: при отключенном вводном двухполюсном автомате, нулевые и заземляющие контакты прозваниваться не должны. Ну это при условии, что проводка изначально исправна и верно смонтирована.

Лезть в щит

. Если предыдущие способы реализовать нет возможности, придется лезть в “начинку” электрощита. Думаю напоминать здесь о технике безопасности не стоит: ее никто не отменял. На самом деле способ достаточно прост: нужно найти нулевой проводник, уходящий в помещение и отсоединить его от клемм щита. Затем прозвонить с исследуемыми контактами: с которым будет звониться – тот и есть нулевой проводник.

В случае с щитом вполне может возникнуть сложность, когда даже в щите сложно отличить ноль от заземления. В этом случае понадобятся токовые клещи. Нужно включить напряжение и нагрузку в помещении, и исследовать клещами неизвестные проводники в щите – где будет ток, так и рабочий ноль

Обратите внимание: метод работает только в том случае, когда вы точно знаете, что один из проводников – ноль, а другой – земля. Все вышеописанные методы работают как с заземлением, так и с “занулением”

Все вышеописанные методы работают как с заземлением, так и с “занулением”

Определить контакты при подключении электроплиты

. Иногда возникает необходимость заменить розетку электроплиты, а проводка советских времен или начала 90-х, одноцветная. Для верного определения зануления электроплиты необходимо условие – двухполюсный автомат во вводном щите, отключающий и фазу, и ноль от всей квартиры.

Итак, при включенной электроэнергии определяем фазу на ичсследуемых выводах для будущей розетки – этот контакт помечаем и откидываем в сторону, далее он нам не нужен. Потом нужно определить ноль в любой розетке в квартире – так как проводка советская, земли там нет, поэтому нолем окажется тот вывод, на котором не светится отвертка-индикатор.

Теперь обесточиваем всю квартиру и мультиметром прозваниваем ноль обычной розетки с двумя оставшимися контактами на электроплиту. Тот контакт, который звонится с нолем розетки – рабочий, а тот что не звонится – зануление (земля). Если же звонятся оба контакта – нужно искать ошибки в электропроводке. При организации зануления в советское время, его присоединяли к клемме “PEN” без каких-либо коммутационных аппаратов.

Устройство контура заземления

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.

Принцип действия защитной цепи

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:

Вид почвы и его влажность.
Уровень подпочвенных вод.
Количество электродов, их размер и расположение в контурном заземлении.
Глубина погружения электродов.
Материал электродов и линейных заземлителей, соединяющих их между собой, и внутренним заземлением здания.

https://youtube.com/watch?v=RrfehjDEYAQ

Расчет профиля схемы

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

Количество и параметры заземляющих электродов: длину, контактную площадь соприкосновения с землей и расстояние между собой.
Общую линейную длину горизонтальных заземлителей, соединяющих электроды и внутренний контур в доме.
Удельное сопротивление грунта.
Влажность грунта и его соленость.
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.

Заземление оборудования

Правила устройства электроустановок требуют большую часть электрооборудования на 380В и 220В непосредственно подсоединять к заземляющему устройству.

Шина заземления

Защитное заземление электрооборудования требуется проводить при переменном напряжении свыше 42 Вольта и постоянном напряжении от 110 Вольт. А также в условиях переменного напряжения 380В и постоянного напряжения 440В в электроустановках различного типа.

Заземлению подлежат:

корпуса электрооборудования
металлические каркасы распределительных электрощитов и шкафов
оболочки проводов и кабелей
приводы аппаратов
обмотки трансформаторов
стальные тросы
трубы электропроводки и электрооборудования
металлические корпуса переносных и передвижных электроприемников
вторичные обмотки трансформаторов.

Согласно ПУЭ не подходят для заземления:

арматура опорных и подвесных изоляторов;
электрооборудование, зафиксированное на металлических заземленных конструкциях, при условии надежного контакта между ними;
при установке на деревянные конструкции не заземляются кронштейны и осветительная арматура; обшивка электроизмерительных приборов;
поверхность электроприемников с двойной изоляцией;
рельсы, проходящие за территорией электроподстанций.

Схемы заземления: какую лучше сделать

В настоящий момент в частном секторе используют только две схемы подключения заземления — TN-C-S и TT. В большинстве своем к дому подходит двухжильный (220 В) или четырехжильный (380 В) кабель (система TN-С). При такой проводке кроме фазного (фазных) провода приходит защитный проводник PEN, в котором объединены ноль и земля. На данный момент этот способ не обеспечивает должной защиты от поражения электротоком, потому рекомендуется заменить старую двухпроводную проводку на трехпроводную (220 В) или пятипроводную (380 В).

Две схемы, которые применяются если надо сделать заземление в частном доме

Для того чтобы получить нормальную трех- или пяти- жильную проводку необходимо провести разделение этого проводника на землю PE и нейтраль N (при этом необходим индивидуальный контур заземления). Делают это во вводном шкафу на фасаде дома или в учетно-распределительном шкафу внутри дома, но обязательно до счетчика. В зависимости от способа разделения получают либо систему TN-C-S, либо TT.

Устройство в частном доме системы заземления TN-C-S

При использовании этой схемы очень важно сделать хороший индивидуальный контур заземления. Обратите внимание, что при системе TN-C-S для защиты от поражения электрическим током необходима установка УЗО и дифавтоматов. Без них ни о какой защите речь не идет

Также для обеспечения защиты требуется к земляной шине отдельными проводами (неразрывными) подключить все системы, которые сделаны из токопроводящих материалов — отопление, водоснабжение, арматурный каркас фундамента, канализация, газопровод (если они выполнены из металлических труб)

Потому шину заземления необходимо брать «с запасом»

Схема преобразования системы TN-С на TN-С-S

Для разделения PEN проводника и создания заземления в частном доме TN-C-S нужны три шины: на металлическом основании — это будет шина PE (земляная), и на диэлектрическом основании — это будет шина N (нейтрали), и маленькая шина-расщепитель на четыре «посадочных» места.

Металлическую «земляную» шину надо прикрепить к металлическому корпусу шкафа так, чтобы был хороший электрический контакт. Для этого в местах крепления, под болты, с корпуса счищают краску до чистого металла. Нулевую шину — на диэлектрическом основании — лучше крепить на дин-рейку. Такой способ установки выполняет основное требование — после разделения шины PE и N нигде не должны пересекаться (не должны иметь контакта).

Заземление в частном доме — переход с системы TN-С на TN-С-S

Далее подключаем так:

Пришедший с линии проводник PEN заводится на шину-расщепитель.
На эту же шину подключаем провод от контура заземления.
С одного гнезда медным проводом сечением 10 мм2 ставим перемычку на земляную шину;
С последнего свободного гнезда ставим перемычку на нулевую шину или шину нейтрали (тоже медный провод 10 мм2).

Теперь все — заземление в частном доме сделано по схеме TN-C-S. Далее для подключения потребителей фазу берем от вводного кабеля, ноль — с шины N, землю — с шины PE. Обязательно следим, чтобы земля и ноль нигде не пересекались.

Заземление по системе TT

Преобразование схемы TN-C в TT происходит вообще просто. От столба приходят два провода. Фазный и дальше используется как фаза, а защитный PEN-проводник крепится к «нулевой» шине и дальше считается нулем. На шину заземления напрямую подается проводник от сделанного контура.

Заземление в частном доме своими руками — схема TT

Недостаток этой системы в том, что она обеспечивает защиту только той техники, у которой предусмотрено использование «земляного» провода. Если есть еще бытовая техника, сделанная по двухпроводной схеме, она может оказаться под напряжением. Даже если корпуса их заземлить отдельными проводниками, в случае проблем напряжение может остаться на «нуле» (фазу разорвет автомат). Поэтому из этих двух схем предпочтение отдают TN-C-S как более надежной.

СПОСОБЫ УСТРОЙСТВА НАРУЖНОГО КОНТУРА

В зависимости от конфигурации и типа заземлителя выделяют два основных способа монтажа защитного заземления: традиционный и глубинный. В первом случае в землю закладывается самодельная сварная конструкция из нескольких (чаще всего – трех) вертикальных элементов с ровным и одинаковым сечением.

Оптимальной схемой признан равносторонний треугольник, предпочтение отдается длинным опорам максимально отдаленным друг от друга.

Монтаж такого устройства заземления осуществляется с помощью:

вибрационных молотов, используемых при забивке трубного, углового или профилированного проката;
ручных инструментов (кувалды или зажимов);
сверлильных устройств с зажимами, оптимальными при необходимости ввинчивания круглых стержней.

К преимуществам традиционного способа обустройства защитного заземления относят сравнительно низкую смету, простоту монтажа и возможность самостоятельного выполнения работ. Минусы связаны с близостью к нулевому уровню и заложением сварных конструкций в землю, способ считается недостаточно надежным и безопасным.

Отдельные требования выдвигаются к месту расположения электродов, чем меньше на этом участке будут находиться люди, тем лучше. Оптимальной признана северная (теневая) сторона, как более сырая.

Глубинный способ монтажа предполагает закладку вертикальных электродов (модулей) на глубину до 15-30 м. Сварные соединения отсутствуют, элементы длиной около 1,5 м соединяются резьбовыми муфтами с токопроводящей смазкой и углубляются с помощью вибрационных молотов с энергией удара до 20-25 Дж.

Конфигурация заземлителя зависит от параметров участка и типа объекта, для жилых домов одного стержня более чем достаточно.

К преимуществам этого способа относят заводское качество модулей, отсутствие трудоемких земляных работ и возможность устройства защитного заземления в подвалах или внутри периметра дома.

Монтаж проводится при любых погодных условиях (при желании и наличии оборудования – своими силами), единственным минусом считается дороговизна самого устройства. В ходе выполнения работ штыри берегут от загибания, резьбовые соединения периодически подкручиваются.

Потребность в альтернативных вариантах и дополнительных мерах возникает при устройстве заземления на скалистых, выщелоченных или сухих участках. При невозможности снижения удельного сопротивления почв или закладки вертикальных стержней длиной более 1 мм разумной альтернативой признано электролитическое заземление.

Суть данного способа заключается в размещении рядом с объектом L-образного перфорированного заземлителя, заполненного смесью минеральных солей.

Присоединение к остальным элементам происходит по стандартной схеме, ориентировочный срок службы системы составляет 50 лет. Соли обновляются раз в 10 лет, к минусам способа относят дороговизну и отрицательное влияние минералов на фундаментные конструкции. Но на участках с вечной мерзлотой этот способ считается более выгодным, чем закладка стержней до глубины незамерзающих водоемов или монтаж сложных конструкций.

Конструктивные особенности

Как уже было сказано выше базовым элементом конструкции являются стержни заземления. Их количество, материал, диаметр и длина зависят от условий монтажа и показателя удельного сопротивления грунта растеканию тока. Чем выше сопротивление, тем больше общая длина и/или диаметр, количество точек установки заземлителей.

Стержни имеют резьбу на концах и соединяются между собой посредством муфт. При этом для обеспечения лучшей токопроводимости в местах их установки конструктив смазывают токопроводящей смазкой (пастой).

Зарубежные производители используют цапфовое безмуфтовое соединение, оно более контактное и его не нужно смазывать пастой. То есть получается самозакрывающаяся конструкция (на примере ниже показан разрез в месте соединения).

Для облегчения монтажа в землю в состав комплектов входят наконечники и удароприемные головки. Производители из России делают эти компоненты с резьбой, зарубежные исключают риски, возникающие при резьбовом контакте, особенно при забивании, и соединяют элементы надежно в стык.

В месте выхода последнего (верхнего) заземлителя всю конструкцию подключают с помощью зажима к системе молниезащиты или шине заземления

Геометрия зажима значения не имеет (диагональный или крестовой), важно лишь чтоб его материал в плане коррозии не «конфликтовал» с материалом заземлителей и заземляющих проводников

Готовые комплекты заземления для частного дома

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

ZandZ – контур с одним или несколькими электродами из нержавеющей стали. Допускаемое заглубление — до 10 м. Цена зависит от длины штырей. Средняя цена комплекта с пятиметровыми электродами — 23500 рублей.
Galmar – имеет электроды длиной до 30 м. Средняя цена — 41000 рублей.
Elmast. Эта система изготавливается в России и адаптирована к российским условиям эксплуатации. Цена – от 8000 рублей.

Основные функциональные узлы системы заземления

Полноценная система заземления состоит из:

Контура заземления.
Полосового металла.
Медных заземляющих проводников.

Контур заземления

Контур заземления — это группа соединенных между собой проводников или электродов (в большинстве случаев нержавеющая или обычная сталь) которые располагаются вертикально в земле и располагаются вблизи защищаемого объекта.

В зависимости от характеристик защищаемого объекта, для устройства контура заземления применяют уголки 50х50х5 мм (заземление для газового котла в частном доме), либо круглую сталь (ᴓ16–18) которые вбивают в землю на глубину 3 м. После чего данные электроды сваривают между собой с помощью полосы (4х40 мм) и выводят вышеуказанную полосу к месту подключения общей системы заземления дома.

На сегодняшний день существует 2 основных типа контура заземления:

Замкнутый в виде равностороннего треугольника.
Линейный.

Поскольку линейный контур заземления имеет существенный недостаток — при сильной коррозии соединителя между электродами часть контура будет попросту не способна отводить потенциал от электрооборудования и тем самым основное функциональное предназначение контура не будет выполнятся. По этой причине монтаж данного контура не будет рассмотрен в данной статье.

Конструктивно контур заземления своими руками выполняется в виде равностороннего треугольника с длинной стороны 3 м. Оптимальное расстояние от контура заземления до фундамента составляет 1 м.

После забивания на необходимую глубину электродов, по контуру полученного треугольника необходимо снять слой грунта в 30–50 см. Это необходимо для того, чтоб в дальнейшем упростить сваривание электродов между собой. Сваривание заземлителей между собой выполняется с помощью обычной полосы 40х4 мм.

После сваривание электродов, на фундамент здания в одном или нескольких местах выводится полоса 40х4 с приваренным болтом М12 или М14 с гайками и шайбами к которой затем производится подключение заземляющего проводника (в большинстве случаев желто-зеленого цвета) который является одной жилой вводного кабеля ВВГнг (ПВСнг) 3х6, ВВГнг (ПВСнг) 3х10.

При вводе объекта в эксплуатацию, очень часто возникают случаи, когда при проверке полученного контура заземления специализированной электротехнической лабораторией значение сопротивления выше 4 Ом. Это может быть вызвано высоким сопротивлением грунта или несоблюдением требований запроектированного заземления.

В таком случае можно развести в ведре воды 2–3 пачки соли и залить полученный раствор в места залегания электродов. Благодаря такой простой манипуляции можно уменьшить значение сопротивления контура заземления до 1–3 Ом.

После ознакомления с теорией рассмотрим практический ответ на вопрос: «как сделать заземление в частном доме своими руками»?

Если Вы не знаете, как правильно сделать заземление в частном доме и какие технические характеристики его должны быть, рекомендуем ознакомится с ПУЭ в котором Глава 1.7. под названием «Заземление и защитные меры электробезопасности» регламентирует основные технические характеристики контура заземления для оборудования до 1000 В.

Согласно данному нормативному документы сопротивление контура заземления должно быть:

Не более 4 Ом для электроустановок до 1000 В (к данному классу электроустановок как раз и относится электрооборудование дачи, дома или коттеджа).
Не более 10 Ом в случае если суммарная мощность генераторов или трансформаторов менее 100 кВА.
Не более 0.5 Ом для электроустановок выше 1000 В с большими токами замыкания на землю (свыше 500 А).
Не более 10 Ом для электроустановок свыше 1000 В с маленьким током замыкания на землю.

Практически доказано, что сопротивление заземляющего устройства в значительной степени определяется состоянием грунта в месте расположения заземлителя. В свою очередь, характеристики почвы в зоне проведения защитных работ зависят от следующих факторов:

Влажность почвы на участке проведения работ;

Наличие в почве каменистых составляющих, в которых обустроить заземление попросту невозможно (в этом случае приходится выбирать другое место);
Возможность искусственного увлажнения грунта в особо засушливые летние периоды;
Химический состав почвы (наличие в ней солевых составляющих).

Различные виды почвы

Исходя из особенностей формирования сопротивления заземлителя, предполагающих его снижение при увлажнении и повышении солевой концентрации, в случае крайней необходимости в грунт искусственно вводятся порции влажного химиката NaCl.

Хорошие грунты с точки зрения обустройства заземления – это суглинистые почвы с высоким содержанием торфяных составляющих и солей.

Типы и конструкции заземления

В частных домах требования ПУЭ допускают использование различных типов заземлений. В конструкцию обычного контура входят вертикальные электроды и одна горизонтальная перемычка. Все элементы должны быть одного размера и с круглым сечением в разрезе. Обычно они изготавливаются из толстой арматуры, труб или стальных прутьев.

Классической фигурой является контур заземления с конфигурацией треугольник, состоящий из арматурных прутьев в количестве 3 штук, размером 2 метра и более. Чем больше расстояние между прутками, тем эффективнее будет работать система. Минимальная дистанция составляет 1,5 м.

После того как электроды забиты в грунт, они соединяются между собой. На каждую сторону устанавливается отдельная полоса, закрепляемая на одной и той же высоте. Это и есть медные или стальные горизонтальные заземлители устанавливаемые на верхнюю часть штырей.

Место для установки контура в частном доме выбирается там, куда люди заходят очень редко. Предпочтение отдается северной стороне, которая плохо освещается и способствует сохранению в почве большого количества влаги. Расстояние от контура до стены дома должно быть не менее 1 метра.

В другом варианте заземление имеет конструкцию глубинного типа. В нем практически отсутствуют минусы, характерные для обычного способа, поскольку используется модульно-штыревая система. Весь комплект для сборки, сделанный на заводе, в техническом плане подтверждается сертификатом. Основным преимуществом данных систем является их соответствие нормативам, они отличаются повышенным сроком службы – от 30 лет и выше.

Электрический заряд стабильно растекается, независимо от погодных условий. Глубина залегания электродов достигает 30 метров, обеспечивая качество и надежность заземления, а вся собранная схема не требует постоянных проверок.

Как сделать заземление в частном доме, на даче