admin / 22.05.2018

Как правильно сделать заземление

Виды контуров заземления

Вообще, контуры заземления могут быть в виде треугольника, прямоугольника, овала, линии или дуги. Оптимальный вариант для частного дома — треугольник, но вполне подойдут и другие.

Заземление в частном доме — виды заземляющих контуров

Треугольник

Заземление в частном доме или на даче чаще всего делают с контуром в виде равнобедренного треугольника. Почему так? Потому что при таком строении на минимальной площади получаем максимальную площадь рассеивания токов. Затраты на устройство заземляющего контура минимальны, а параметры соответствуют номам.

Чаще всего заземление в частном доме делают с контуром в виде треугольника

Минимальное расстояние между штырями в треугольнике контура заземления — их длина, максимальное — удвоенная длина. Например, если штыри забиваете на глубину 2,5 метра, то расстояние между ними должно быть 2,5-5,0 м. В этом случае при измерении сопротивления контура заземления получите нормальные показатели.

Во время работ не всегда получается сделать треугольник строго равнобедренным — камни попадаются в нужном месте или другие труднопроходимые участки грунтов. В этом случае можно штыри сдвигать.

Линейный контур заземления

В некоторых случаях проще сделать контур заземления в виде полукруга или цепочки штырей, выстроенных в линию (если нет свободного участка подходящих размеров). В этом случае расстояние между штырями тоже равно или больше длины самих электродов.

При линейном контуре необходимо большее число вертикальных электродов — чтобы площадь рассеивания была достаточной

Недостаток такого способа — для получения нужных параметров необходимо большее количество вертикальных электродов. Так как забивать их — то еще удовольствие, при наличии мета стараются сделать треугольный контур.

Материалы для контура заземления

Чтобы заземление частного дома было эффективным, его сопротивление не должно быть больше 4 Ом. Для этого необходимо обеспечить хороший контакт заземлителей с грунтом. Проблема в том, что измерить сопротивление заземления можно только специальным прибором. Эту процедуру проводят при вводе системы в эксплуатацию. Если параметры хуже, акт не подписывают. Потому, делая заземление частного дома или дачи своими руками, старайтесь строго придерживаться технологии.

Пример заземления для частного дома

Параметры и материалы штырей

Штыри заземления обычно делают из черного металла. Чаще всего используется пруток сечением 16 мм и больше или уголок параметрами 50*50*5 мм (полочка 5 см, толщина металла — 5 мм). Обратите внимание, что арматуру использовать нельзя — ее поверхность каленая, что изменяет распределение токов, к тому же в земле она быстро ржавеет и разрушается. Нужен именно пруток, не арматура.

Возможные профили электродов

Еще вариант для засушливых регионов — толстостенные металлические трубы. Их нижнюю часть сплющивают в виде конуса, в нижней трети сверлят отверстия. Под их установку сверлят лунки требуемой длины, так как забить их не получится. При пересыхании грунтов и ухудшении параметров заземления, в трубы заливают соляной раствор — для восстановления рассеивающей способности грунтов.

Длинна стержней заземления — 2,5-3 метра. Этого достаточно для большинства регионов. Конкретнее есть два требования:

  • стержень контура заземления должен заходить в грунт ниже уровня промерзания не менее чем на 60 см (лучше — 80-100 см);
  • в засушливых регионах как минимум 1/3 заземлителя должна находиться во влажных грунтах, потому еще надо ориентироваться на уровень расположения грунтовых вод — при низком их расположении могут понадобиться более длинные стержни.

    Чаще всего используют стальной уголок и полосу

Конкретные параметры заземления можно высчитать, но требуются результаты геологического исследования. Если у вас таковые имеются, можно заказать расчет в специализированно организации.

Из чего делать металлосвязь и как соединять со штырями

Все штыри контура соединяются между собой металлосвязью. Ее можно сделать из:

  • медного провода сечением на менее 10 мм2;
  • алюминиевого провода сечением не менее 16 мм2
  • стальной проводник сечением не менее 100 мм2 (обычно полоса 25*5 мм) .

Чаще всего штыри между собой соединяются при помощи стальной полосы. Ее приваривают к уголкам или оголовкам прутка. Очень важно чтобы качество сварного шва было высоким — от этого зависит пройдет ли ваше заземление испытание или нет (будет ли оно соответствовать требованиям — сопротивление меньше 4 Ом).

Параметры, которых необходимо добиться при самостоятельном изготовлении контура заземления

При использовании алюминиевого или медного провода к штырям приваривают болт большого сечения, к нему уже крепят провода. Провод можно накрутить на болт и прижать шайбой с гайкой, можно провод оконечить разъемом подходящего размера. Главная задача та же — обеспечить хороший контакт. Потому не забудьте зачистить болт и провод до чистого металла (можно обработать шкуркой) и хорошо поджать — для хорошего контакта.

Как сделать заземление своими руками

После того как закуплены все материалы, можно приступать к собственно изготовлению контура заземления. Для начала нарезают металл на отрезки. Длина их должна быть больше расчетной примерно на 20-30 см — при забивании вершины штыре изгибаются, так что приходится их срезать.

Заточить забиваемые края вертикальных электродов — дело пойдет быстрее

Есть способ уменьшить сопротивление при забивании электродов — один конец уголка или штыря заточить под углом 30°. Этот угол оптимален при забивании в грунт. Второй момент — к верхнему краю электрода, сверху, приварить площадку из металла. Во-первых, по ней проще попасть, во-вторых, меньше деформируется металл.

Порядок работ

Независимо от формы контура, начинается все с земляных работ. Необходимо выкопать канаву. Лучше ее сделать со скошенными краями — так она меньше обсыпается. Порядок работ такой:

  • Расчищают площадь, на которой будет размещаться контур заземления, наносят разметку.
  • По разметке копают траншею глубиной 70-80 см, шириной около 50 см. Глубина неслучайна — если проложить металлосвязь ниже или выше, металл будет быстрее корродировать.
  • Подготовленные штыри ставят в намеченных местах, забивают до тех пор, пока над поверхностью не останется участок около 20 см.

    Процесс изготовления заземляющего контура — для заземления в частном доме

  • Когда все вертикальные электроды забиты, срезают площадки или искореженные куски, зачищают металл, приваривают горизонтальный электрод — маталлосвязь. Шов должен быть непрерывный, хорошего качества.
  • После остывания места сварки, шов прокрасить. Только ни в коем случае не красьте сами электроды и полосу, их соединяющую. Это очень ухудшит контакт с землей, все придется переделывать. Краской защищается только место сварки, как наиболее подверженное коррозии. Вся остальная поверхность металла должна быть без краски.

    Красить надо только места сварки

  • От ближайшей к дому точки готового контура заземления копают канаву такой же глубины как и под -контур 60-70 см. Ширина ее может быть меньше — если полоса будет цельной и не надо ее сваривать.
  • Полосу металла сечением не менее 25*4 мм укладывают в вырытую канаву. Ее приваривают к электроду или металлосвязи.
  • Возле стены дома уложенная полоса поднимается из земли на расстояние не менее 200 мм от поверхности. В этом месте можно подключать шину или провод, который идет к шине защитного заземления, расположенной в щитке.

    Схема заземляющего контура с размерами

Собственно, на этом все. Заземление в частном доме своими руками сделали. Осталось его подключить. Для этого надо разобраться со схемами организации заземления.

Ввод контура заземления в дом

Контур заземления необходимо каким-то образом завести на шину заземления. Сделать это можно при помощи стальной полосы 24*4 мм, медной проволоки сечением 10 мм2, алюминиевым проводом сечением 16 мм2.

В случае использования проводов, их лучше искать в изоляции. Тогда к контуру приваривается болт, конец проводника надевается гильза с контактной площадкой (круглой). На болт накручивается гайка, на нее — шайба, затем провод, сверху — еще одна шайба и все это затягивается гайкой (картинка справа).

Как завести «землю» в дом

При использовании стальной полосы есть два выхода — завести в дом шину или провод. Стальную шину размером 24*4 мм тянуть очень не хочется — вид неэстетичный. Если есть — можно при помощи того же болтового соединения провести медную шину. Она нужна гораздо меньшего размера, смотрится лучше (фото слева).

Также можно сделать переход с металлической шины на медный провод (сечение 10 мм2). В этом случае к шине приваривают два болтана расстоянии в несколько сантиметров друг от друга (5-10 см). Медный провод закручивают вокруг обоих болтов, прижимая их с помощью шайбы и гайки к металлу (затягивать как можно лучше). Это способ — самый экономный и удобный. Требует не так много денег, как при использовании только медного/алюминиевого провода, провести его через стену проще, чем шину (даже медную).

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.

Использование заземляющей конструкции

Система заземления любого объекта состоит из заземляющего контура, заземляющих проводов устройств, заземлений шкафов управления, сборок и ГЗШ. Первичное назначение такого устройства заключается в создании обособленного пространства с нулевым потенциалом. Это осуществляется посредством нескольких токопроводящих частей.

Заземляющую шину применяют в таких случаях:

  • Для выравнивания токов в электроцепи.
  • В коммуникационных сооружениях, где проложены металлические трубы и прочие устройства. Это газопроводы, теплотрассы, системы водоснабжения.
  • В металлических деталях зданий и сооружений.
  • В комплексах приточно-вытяжной вентиляции.
  • В молниеотводах и грозозащите.
  • В качестве составляющей комплекса заземляющих устройств.

Согласно ПУЭ, всякая заземляющая шина должна выдержать присоединение как минимум пяти токоведущих частей. Сечение её должно быть больше сечения подключённых к ней проводов. Монтаж должен обеспечивать свободный доступ только для персонала, обслуживающего этот объект, с необходимой группой допуска по электробезопасности.

Общие правила и этапы прокладки

Все приёмы и способы организации заземляющего комплекса, а также материалы, размеры, протяжённость сварных швов описаны в ПУЭ. Эта система объединяет обесточенные части из металла, входящие в конструкцию электрооборудования. Монтаж происходит в такой последовательности:

  • Сначала собирается заземляющая конструкция.
  • Затем они прокладываются к установке.
  • Последним этапом заземляющие проводники фиксируются на шине.

Основы монтажа уличного контура

Первым осуществляется размещение контура в грунте. Изготавливают его из металлической трубы, арматуры, уголка способом сварки. Окраска заземления не проводится, так как это уменьшит соприкосновение с землёй. Затем от места, где шина будет заходить в здание, вырывается канава около полуметра глубиной.

Форма выкопанной траншеи должна представлять равнобедренный треугольник. Затем на расстоянии около полутора метров с помощью кувалды или каких-либо приспособлений вбиваются заострённые штыри на глубине не меньше 3,5 м. Изготовленные сварные полосы укладываются в траншею и привариваются к стойкам. В углу входа заземления в стену они образуют замкнутую систему.

«Земля» внутри помещения

После окончания монтажа уличной части систему заземления прокладывают внутри здания. Для этого подойдёт стальная полоса с размерами до 8 мм в ширину и 3 мм в толщину. А также подойдёт арматура сечением 5,5 кв. мм. Можно воспользоваться готовой продукцией, которую продают в специальных организациях.

Правила установки заземления в здании таковы:

  1. До земли или пола расстояние от контура не менее 40—60 мм для предохранения от ржавчины.
  2. Крепить к стене полосу можно на дюбели или вбитые клинья при помощи сварки.
  3. Все проходы внутри выполняются в защитных кожухах.
  4. Стыки свариваются так: если контур плоский, длина шва не менее его ширины, круглый контур сваривают швом длиной, равной шести его диаметрам.
  5. Если контур проходит на высоте, опираться он должен на металлические стойки, забитые в землю так же, как и уличные штыри.
  6. Окраска рекомендована в чёрный цвет. Любой другой маркируется фиолетовыми полосами через 1,5 метра.

Устройство заземления в щитах

Монтаж ГЗШ завершается в местах непосредственного подсоединения заземляющих проводников. Это может быть отдельный шкаф или непосредственно щиты управления или сборки. Заземление в шкафах управления. Установка заземляющей шины и её соединение с контуром производится обязательно.

В щитах обычно устанавливаются заземляющие устройства с маркировкой PE.

Сечение проводника должно быть определённого сечения:

  • Медь — 1,1 кв. см.
  • Алюминий — 1,7 кв. см.
  • Сталь — 1 кв. см.

Сама заземляющая полоса должна удовлетворять размерам этих проводов. Обычно в управляющих шкафах устанавливается также защитное зануление. При монтаже таких двух шин достигается максимальная безопасность при работах с такими установками.

Медь — материал, имеющий малое сопротивление. При стандартной установке полоса крепится на специальные кронштейны, связанные с корпусом непосредственно. Она справляется с тепловыми нагрузками и токами короткого замыкания.

Самую распространённую медную шину заземления изготавливают из медной полосы. Электротехническая медь соответствует по качеству марке M-1 и ГОСТу 434−78. Этот сорт имеет в своём составе 99 процентов чистой меди, из-за чего такая шина применяется в диапазоне температур от минус 55 до плюс 380 градусов. Наивысшее напряжение при этих условиях составляет 1 тыс. вольт. На маркировке указывают все параметры: ширина, толщина, длина.

Заземление из такого металла устанавливают и на улице. Это связано с такими характеристиками:

  • Высокий уровень теплопроводности.
  • Высокий уровень электропроводности.
  • Низкое сопротивление.
  • Не ржавеет.

Часто такую шину монтируют в качестве молниеотводов.

Окончание работ

Завершив монтаж всех ответвлений, необходимо визуально и с помощью обстукивания проверить правильность и надёжность всех соединений. Болтовые соединения надо ещё раз протянуть. После этого необходимо замерить все сопротивления и занести их в журнал замеров. Если все данные соответствуют требованиям, траншею на улице можно присыпать.

Правильное и надёжное устройство системы заземления гарантирует безопасность и корректную работу всего электрического оборудования. Именно поэтому такие монтажные операции лучше доверить специалистам.

Ввод заземления в эксплуатацию должны проводить организации, имеющие разрешение на испытания, и квалифицированный персонал.

Расчет и выбор заземляющего устройства и системы заземления

При прикосновении человека к токоведущим частям электрической установки, находящимся под напряжением, или к конструктивным металлическим частям, которые оказываются под напряжением вследствие пробоя или неисправности изоляции токоведущих частей, может произойти поражение человека электрическим током.

Чтобы обеспечить безопасность людей, работающих на установках напряжением до 1000 В и выше, необходимо сооружать заземляющие устройства и заземлять металлические части электрического оборудования и электрических установок. Заземляющие устройства должны удовлетворять требованиям, обновлённым режимом работы сетей и защиты от перенапряжений.

Заземлителем (заземляющим электродом) называется металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землёй.

Заземляющими проводниками называются металлические проводники, соединяющие заземляемые части электрической установки с заземлителем. Заземление какой-либо части установки есть преднамеренное электрическое соединение с заземлителем.

Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Сопротивлением заземляющего устройства называется сумма сопротивлений заземлителя (относительно земли) и заземляющих проводников. Сопротивление, которое оказывает заземлитель на участке растекания тока, называется сопротивлением растеканию.

Замыканием на землю называется случайное электрическое соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с конструктивными частями, не изолированными от земли, или с землёй непосредственно.

Электрическое соединение отдельных частей машин, аппаратов, линий с конструктивными частями электроустановки называется замыканием на корпус.

Током замыкания на землю I3 называется ток, проходящий через землю в месте замыкания.

Глухозаземленнойнейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (трансформаторы тока и др.).

Изолированной нейтралью называется нейтраль, не присоединённая к заземляющему устройству или присоединённая через аппараты. Компенсирующие ёмкостный ток в сети, трансформаторы напряжения и другие аппараты, имеющие большое сопротивление.

Нулевым проводом называется провод в сети, соединённый с глухозаземленнойнейтралью трансформатора или генератора, или средний заземлённый провод сети постоянного тока, служащий обратным проводом при неравномерной нагрузке фаз и полюсов.

В электроустановках с глухозаземленнойнейтралью при замыканиях на заземлённые части должно быть обеспечено надёжное автоматическое отключение повреждённых участков сети с наименьшим временем отключения. Для этого в электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленнойнейтралью, а также в трехпроводных сетях постоянного тока с глухозаземленной средней точкой обязательно имеется металлическая связь корпусов электрооборудования с заземлённой нейтралью электроустановки. Такая связь называется занулением.

Выбираем системе заземления TN, одна точка источника питания электрической сети соединяется с землей при помощи заземляющего электрода и заземляющих проводников. Заземляющий электрод имеет непосредственный контакт с землей. При системе заземления TN открытые проводящие части соединяются с нейтралью, а нейтраль соединяется с землей.

Если нейтраль и защитный проводники разделены на всем протяжении электросети, а объединяются только у источника питания, такая система называется TN-S.

Расчет заземляющих устройств (ЗУ) сводится к:

· Определению расчетного тока замыкания на землю и сопротивления ЗУ;

· Определению расчетного сопротивления грунта;

· Выбору электродов и расчету их сопротивления;

· Уточнению числа вертикальных электродов и размещению их на плане.

Грунт в районе комплекса — каменистая почва.

Следовательно,ρ = 200 Ом • м.

По справочнику выбираем электроды:

Вертикальный электрод — стальной уголок (50×50×5), =3м, t=0,5м. Горизонтальный электрод — полоса стальная (40×4), t=0,6м.

Вид ЗУ — контурное.

Определяем расчетное сопротивление одного вертикального электрода:

Ксез = F (Вертикальный, I климатическая зона)

Ксез=2;

rв = 0,3 ∙ ρ ∙ Ксез = 0,3 ∙200 ∙ 2 = 120 Ом

Расчетный ток замыкания на землю:

Определяем предельное сопротивление совмещенного ЗУ:

Требуемое по НН но так как ρ=200 Ом, то:

Определяем количество вертикальных электродов:

— без учета экранирования:

Принимаем

— с учетом экранирования:

где

Принимаем Nв=20 шт.

Размещаем ЗУ на плане, уточняем расстояния и наносим на план.

Принимаем ЗУ для цеха обогащения.

Периметр здания: А=30м — длина; В=18м — ширина; Н=24м — высота.

Длина по периметру закладки будет равна:

Ln = (А + 2) ∙ 2 + (В + 2) ∙ 2 = (30 + 2) ∙ 2 + (18 + 2) ∙ 2 = 104 м

Тогда расстояние между электродами уточняем с учетом формы объекта. По углам устанавливаем по одному вертикальному электроду, а оставшиеся равномерно распределяем между ними.

Для равномерного распределения электродов окончательно принимаем Nв=20, тогда:

где aв — расстояние между электродами по ширине объекта, м;

аА— расстояние между электродами по длине объекта, м;

пв— количество электродов по ширине объекта;

nA— количество электродов по длине объекта.

Принимаем среднее значение отношения:

Отсюда уточняются коэффициенты использования:

FILED UNDER : Справочник

Страницы