Заземление на 220 в и 380 в: создаём надёжную защиту своими руками

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:

1. 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.
2. Galmar – имеет электроды длиной до 30 м. Средняя цена — 41000 рублей.
3. Elmast. Эта система изготавливается в России и адаптирована к российским условиям эксплуатации. Цена – от 8000 рублей.

Делаем контур заземления в частном доме своими руками: пошаговый алгоритм

Начинать строить заземляющий контур следует минимум на расстоянии 15 м от дома. Все действия выполняем по предложенному ниже алгоритму. Напоминаем, что работа проделывается из подручного материала.

Фото
Описание

Приготовив весь инвентарь и определившись с местом обустройства заземления, начинаем копать траншею треугольной формы глубиной 0,5 м.

В углах фигуры пробуриваем отверстия для установки заземляющих кольев.

Обрезаем угольники болгаркой так, чтобы наконечник образовал угол в 30°, как на фото.

Поочерёдно ставим получившиеся копья в высверленное отверстие по углам будущего контура.

Забиваем уголки в грунт до тех, пока концы над поверхностью не будут равны 8−10 см.

После того как забили колья на нужную глубину, немного подсыпаем их глиной и трамбуем. Это выполняется с той целью, чтобы проводимость тока увеличивалась, и он скорее рассеивался в толще грунта.

Соединения вертикальных заземлителей между собой будем проводить плоским металлопрофилем толщиной 2,5 мм.

Приступаем к привариванию профиля к каждому вбитому колу. Для этого вы должны потратить три полосы длиной 1,2−1,5 м

Обратите внимание, что фиксируем его ребром. Приступаем к окрашиванию стыков контура водоотталкивающей краской

Благодаря этому система прослужит намного дольше

Приступаем к окрашиванию стыков контура водоотталкивающей краской. Благодаря этому система прослужит намного дольше.

Копаем траншею от контура до дома глубиной не менее 0,5 м.

На один из кольев, который находится ближе к траншее, сверху навариваем металлические полосы, которые впоследствии приложатся в траншее.

Выводим заземляющий провод над фундаментом дома, его потом подключаем к контуру.

Обратите внимание, как должна быть проложена полоса и насколько выходить из земли. Высверливаем отверстия в полосе при помощи дрели

Высверливаем отверстия в полосе при помощи дрели.

Фиксируем контур к стене дома при помощи саморезов.

Лишнюю верхнюю часть профильной полосы отрезаем болгаркой.

Делаем два дополнительных отверстия на профиле чуть ниже конца, как на фото, сзади подставляем деревянный брусок, чтобы не повредить отделку дома.

После чего прикручиваем выходящий из дома провод заземления последовательно двумя клеммами.

В доме непосредственно к фазе в щитке и проводу заземления подключаем амперметр

Напряжение должно показать в пределе 220−250 Вольт.

Провод заземления обязательно подключается к системе УЗО в доме, куда приходит вся электрическая сеть от имеющихся розеток, предусмотренных для эксплуатации электроприборов.

СОВЕТ!

Старайтесь не заниматься подключением кабелей к организованному контуру, если вы не имеете представления о работе электрической сети. Есть риск что-то неправильно подключить.

Контур заземления без сварки в дачных условиях

Далеко не у всех владельцев дачных участков есть возможность выполнить сварочные работы. При этом существуют требования соединять элементы контура заземления только с помощью сварки. Можно поступить по-другому: заготовить штыри для заземления там, где к каждому из них есть возможность приварить оцинкованный болт.

Схема заземления на даче

На дачном участке для монтажа контура заземления сначала необходимо вырыть канавку глубиной 0,5м рядом с домиком. Теперь в дно траншеи остается забить штыри и подключить один целый провод заземления сечением не менее10мм2 ко всем из них. Места соединения следует обработать антикором и обернуть несколькими слоями изоленты.

Сопротивление готового контура, конечно, нужно проверить.

На месте размещения заземления нельзя копать, чтобы не повредить защитный проводник. Лучше его отметить и закрыть доской или другим материалом в виде листа.

Еще один способ обеспечить заземление без использования сварки – приобрести специальный готовый комплект омедненных стержней. Стоит такой комплект немало, что устроит не всех.

Примеры подключения заземления без сварки

При этом вполне реально приобрести оцинкованные трубы небольшого диаметра, сплющить и сделать острым один конец. Такие стержни загоняют в землю по вышеизложенному плану. Подсоединиться к ним можно с помощью оцинкованных хомутов с зажимным болтом, которые также имеются в продаже. Места соединения следует обработать антикором и обернуть несколькими слоями изоленты.

Таким образом, мы рассмотрели особенности обустройства заземления в дачном домике своими руками. При определенном старании совсем несложно обеспечить защиту от поражения человека электрическим током. Мы подобрали для Вас информативный видеоролик о том, как это сделали другие.

Выбор места для монтажа

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

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

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

Контур заземления

Начнем с того, что заземляющий контур – это, по сути, провод, который соединяет все электрические приборы с землей. При этом происходящие внутри приборов негативные процессы (чаще всего короткое замыкание, открытая фаза), способствующие образованию блуждающих токов, переправляют этот ток в землю.

То есть, получается так, что от каждой розетки до распределительного щита должен быть протянут отдельный кабель, который и соединит подключающийся электроприбор с землей. От распределительного щита за пределы дома должен быть протянут еще один кабель, который соединен с одной стороны в щитке со всеми подводящими заземляющими проводами от розеток, с другой стороны с заземляющей конструкцией, установленной в земле.

Схема контура заземления

Заземляющая конструкция

Чаще всего в качестве заземляющей конструкции, которую закапывают в землю, используют несколько длинных металлических штырей. Их можно изготовить из арматуры или труб

Здесь важно правильно выбрать контур заземляющего устройства. Обычно его форма или равносторонний треугольник, или квадрат

При этом чем больше площадь плоской фигуры, тем лучше. Поэтому максимальный размер ребер геометрических фигур равен 16 м. Но для частного домостроения подойдут следующие размеры:

• Квадрат – 4×4 м.
• Треугольник – 3×3 м.

Как делается этот процесс, связанный с установкой заземляющего контура?

• Необходимо по размерам и форме контура выкопать траншеи глубиною 0,7-0,8 м.
• Забить по углам штыри длиною 2-3 м.
• Соединить их между собой стальной полосой толщиною 5 мм и шириною 30 мм. Крепление производится электрической сваркой.
• Довести до дома стальную полосу, присоединенную к контуру. На ее конце приваривается болт. Это элемент соединения между заземлением внутренним (220 В) и контуром. Конец выводного заземляющего кабеля из дома сворачивается петлей, которая надевается на болт. Теперь полоса и кабель стягиваются гайкой с шайбой.
• Траншеи закапываются грунтом.

Итак, как видите, сделать заземление частного дома своими руками (самому) не очень сложно. Правда, этот способ достаточно трудоемкий, потому что связан с приличным объемом земляных работ. Плюс ко всему придется заниматься сваркой. Его использовали еще наши деды, но до сих пор сделанные таким способом заземляющие контуры работают.

Современный способ

Сегодня специалисты предлагают другой вариант, основанный на установке не большого количества штырей, а одного. Но при этом его длина очень большая – до 20 м. Этот метод называется модульно-штыревой. В чем его особенность, и как проводятся работы?

• Во-первых, этот штырь собирается из нескольких элементов длиною 1,2-1,5 м.
• Во-вторых, изготавливается он из стального бруска диаметром 17-25 мм. При этом его специально покрывают медным слоем, который долгое время противостоит коррозийным процессам. Толщина этого слоя 250 микрон.
• В-третьих, на конец первого сегмента надевается специальный заостренный наконечник, который увеличивает скорость прохождения. Наконечник изготовлен из закаленной стали.
• В-четвертых, между собой части штыря собираются специальными муфтами на резьбовом соединении. Муфты изготавливаются из латуни.
• В-пятых, этот штырь, а точнее сказать, его сегменты, забиваются в землю перфоратором мощностью не меньше 1,5 кВт.

Последовательность проведения работ

Сначала надо лопатой выкопать небольшую ямку глубиною 30 см (длина штыка лопаты) и сечением приблизительно 30×30 см. Затем на первый сегмент штыря надевается наконечник с одной стороны и муфта с другой. В муфту вкручивается болт с округленной головкой, с помощью которой будет легче отцентровать установку перфоратора.

Производится забивание сегмента в землю на глубину до 1,0-1.2 м. Затем выкручивается болт, внутрь муфты заливается антикоррозионная паста, вкручивается второй элемент штыря, на него надевается муфта, в нее болт и проводится забивание.

После этого муфту необходимо открутить, а на ее место установить специальный зажим, изготовленный из латуни. К нему можно соединить стальную полосу 5×30 мм или трос диаметром 10 мм. Место соединения (зажима) надо обязательно заизолировать. Для этого есть специальная изоляционная прорезиненная лента.

После чего ямку надо засыпать грунтом. Не забудьте как-то отметить место установки штыря. Обычно рядом вбивают табличку.

Все, заземляющий контур готов. Кстати, специалисты уверяют, что для средней полосы России забиваемый штырь может состоять из 6 или 7 элементов. Приобрести его сегодня можно во всех строительных магазинах

Здесь важно правильно выбрать количество сегментов, отчего зависит цена всего изделия

Особенности схем заземления 220 и 380 В

Подключение в каждом из случаев особенное. Единственное, что остается неизменным – внешний контур. Конструкция может быть любой (замкнутой, линейной). А вот с момента ввода в дом нужно учитывать некоторые нюансы. То же касается устройства проводки. Напряжение в 220 Вольт требует двухпроводной линии. При этом один придется расщепить на «землю» и «нейтраль». Другой монтируется по изоляторам.

380 В – это электросеть, для которой используется четырехпроводная система. Одна из жил подлежит расщеплению, как и в предыдущем случае. Остальные монтируются через изоляторы, не контактируя между собой. Еще одна особенность такого способа монтажа – необходимость использования дополнительных средств защиты. Это УЗО и дифференциальные автоматы. К ним подводят «нейтральный» проводник.

Порядок работы

1. Выбирается место для размещения и конструкция заземления: линия или треугольник.
2. Подсчитывается требуемое количество горизонтальных и вертикальных элементов и доставляется на объект.
3. Подготавливается инструмент: лопата, кувалда, сварочный аппарат с электродами, болгарка.
4. Выкапывается траншея глубиной 60 – 70 см по профилю заземления. Отмечаются места для вертикальных элементов. Здесь рекомендуется выкопать ямки. Чем глубже они будут, тем быстрее и легче забьются вертикальные электроды.
5. Уголки и круглая сталь заостряются и затачиваются, а труба на конце расплющивается.
6. После забивания привариваются горизонтальные электроды и шина до вводного щитка.
7. Места сварки очищаются от окалины и обрабатываются антикоррозийным составом, например, битумом. Другие части конструкции ничем покрывать нельзя, чтобы сохранялось хорошее электрическое соединение с почвой.
8. Траншея засыпается однородным грунтом и утаптывается. Защитное заземление готово.

Расчет заземления, расчет необходимого количества заземляющих электродов

сопротивлений грунтов, Ом·м

сопротивления грунтов, Ом·м

Количество стержневых заземлителей, необходимых для достижения нормативного сопротивления заземляющего устройства, определяется по формуле

Забитые электроды соединяются металлической полосой сечением не менее 48 мм 2 . Длина полосы для контура равна

а при расположении электродов в ряд

где a – расстояние между электродами, м; N – число электродов, шт.

Численные значения коэффициента сезонности в основном определяются колебанием влажности почвы в течение года и заданы в табл. 2.

Определение удельного сопротивления грунта

Из приведённых в таблице значений видно, что значение ρ зависит не только от состава грунта, но и от влажности.

Значения коэффициента Kм зависят от способа заложения заземлителей. В числителе приведены его значения при вертикальном погружении заземлителей (с заложением вершин на глубине 0,5-0,7 м), а в знаменателе – при горизонтальном расположении (на глубине 0,3-0,8 м).

На выбранном участке ρ грунта может существенно отличаться от средних табличных значений из-за техногенных или природных факторов.

Когда проводятся ориентировочные расчёты, для одиночного вертикально заземлителя Rз ≈ 0,3∙ρ∙ Kм.

Rз = ρ/2πl∙ (ln(2l/d) 0.5ln((4h l)/(4h-l)), где:

• l – длина электрода;
• d – диаметр прута;
• h – глубина залегания средней точки заземлителей.

Для n вертикальных электродов, соединённых сверху сваркой Rn = Rз/(n∙ Kисп), где Kисп – коэффициент использования электрода, учитывающий экранирующее влияние соседних (определяется по таблице).

Устройство и конструкция заземляющего контура

Классическое заземление в частном доме или просто заземлитель содержит в своей конструкции такие обязательные элементы, как:

1. Комплект металлических штырей или прутьев, вбитых в грунт на глубину примерно 2-3 метра (они размещаются в заранее вырытой траншее в форме правильного треугольника).
2. Плоские стальные перемычки, соединяющие эти штыри на сварку (фото ниже).

Контур заземления по схеме треугольник

1. Специальный отвод, изготовленный из медного провода или стальной полосы, необходимый для соединения конструкции с главной заземляющей шиной (она обустраивается в распределительном шкафу частного дома).

Ознакомившись с основными конструктивными элементами защитного контура, можно переходить к изучению материала о том, как правильно сделать контур заземления в частном доме.

Основной параметр, который необходимо рассчитать — это проводимость заземлителя. Иными словами, нам нужно подобрать электрод такой конфигурации, чтобы сопротивление заземляющего устройства не превышало нормативное. Положения ПУЭ указывают следующие цифры, которые являются допустимым максимумом:

• 2 Ом — для линейного напряжения однофазного тока 380 вольт;
• 4 Ом — для 220 вольт;
• 8 Ом — для 127 вольт.

При трёхфазном токе максимальными сопротивлениями будут те же 2, 4 и 8 Ом, но только для напряжений 660, 380 и 127 вольт соответственно.

где: d — диаметр штыря, L — длина электрода, T — расстояние от поверхности до средины заземлителя, ln — логарифм, π — константа (3,14), ρ — удельное сопротивление грунтов (Ом·м).

Обратите внимание, удельное сопротивление грунта — это основной параметр расчёта. Чем меньше это сопротивление, тем более проводимым будет наше заземление и более эффективной защита

Основные базовые цифры для определённого типа грунта можно найти в общедоступных таблицах и графиках, но многое зависит от его фактического состояния — плотности, водного баланса, температуры, сезонной глубины промерзания, наличия и концентрации в нём «электроактивных» химических веществ — щелочей, кислот, солей.

При температурах ниже нуля сопротивление грунтов резко повышается из-за замерзания воды. Поэтому возникают определённые сложности с заземлением в районах с вечномёрзлыми грунтами. По этой же причине, длина заземлителей должна быть на порядок больше, чем сезонная глубина промерзания в нормальных широтах.

В идеале, сопротивление грунта и заземляющего устройства в целом необходимо исследовать практически, тогда как формулы помогут нам сделать базовые расчёты. Часто анализ происходит непосредственно на стадии монтажа контуров — погружают электроды и в реальном времени делают замеры проводимости заземления: если сопротивление слишком велико, то увеличивают количество заземлителей или степень их заглубления.

Если для обустройства заземлителя используется несколько электродов, то порядок расчётов будет несколько другим:

1. Производится расчёт сопротивления для каждого из них (может применяться формула, указанная выше).
2. Показатели суммируются.
3. Необходимо учесть «коэффициент использования».
4. Формула выглядит следующим образом:

где: N — количество заземлителей, Ки — коэффициент использования, R1 сопротивление каждого электрода в отдельности.

Как видим, проводимость горизонтальных элементов, соединяющих электроды в единый контур, не учитывается.

Отношение расстояния между электродами к их длине	Число электродов	Коэф. использования
1	5	0,7
1	10	0,6
1	15	0,53
1	20	0,5
2	5	0,81
2	10	0,75
2	15	0,7
2	20	0,67

Размещение по замкнутому контуру
Отношение расстояния между электродами к их длине	Число электродов	Коэф. использования
1	5	0,65
1	10	0,55
1	15	0,51
1	20	0,45
2	5	0,75
2	10	0,69
2	15	0,66
2	20	0,63

где: R — проектное сопротивление заземляющего устройства, R1 — сопротивление одного электрода, Ки — коэффициент использования.

Что касается схемы расположения заземлителей, то они не обязательно должны образовывать треугольник, хотя это самая распространённая конфигурация контура. Электроды могут располагаться в один ряд с последовательным соединением. Такой вариант удобен, если для обустройства заземления выделена узкая полоска земли.

Монтаж заземления в частном доме невозможен без наличия правильно выбранного заземлителя а также проводника, который будет проведен к электрощиту. Заземлители могут быть следующих видов:

• естественные;
• искусственные.

В роли естественных выступают металлические конструкции, которые находятся одним концом в земле, к примеру, трубы водопровода или же конструктивные части фундамента здания из железобетона. Только при этом учитывайте, что в качестве таких элементов не могут использоваться трубы газопровода и любые трубы с опасными и легковоспламеняющимися веществами.

Расчёт контура заземления

Традиционно электроды заземления располагаются в линию, но существуют и другие варианты: треугольник, квадрат и пр. А контуром устройство заземления иногда называют потому, что их располагали по периметру здания, опоясывали связью с несколькими вводами на внутренний контур – стальную полосу уже внутри здания. Поэтому контур – историческое название.

Но совсем необязательно окружать дом полностью, достаточно выбрать направление при линейном размещении электродов или определить площадь для какого-либо «кустового» варианта, где нет помех, не планируются земляные работы

Важно удобное расположение, чтоб избежать сложностей при вводе в распределительный щит

Для расчётов применяется многоуровневая схема, просто параметров материалов и значений сопротивлений для конечного результата недостаточно. Некоторые из них элементарно зависят от конкретной ситуации. Например, от выбора материалов. Из чего делать? Из того что в наличии, чтобы меньше докупать. Если сразу ориентироваться «через магазин» – то исходить из условий цена-качество. Главное, чтобы материал и параметры для каждого элемента заземляющего устройства соответствовали приведённым в таблице значениям. Если заземляющее устройство собирается не из комплекта-конструктора, а из более доступных материалов, то далее нужно задаться:

• Глубиной погружения электродов заземления. Их длина должна иметь разумные пределы. Не меньше глубины промерзания грунта, но и соразмерно подручным средствам для забивания.
• Расстоянием между ними. Оно должно быть кратным их длине, чтоб иметь возможность применить к расчётам коэффициенты взаимного влияния – экранирования.
• Количеством электродов. Хотя в расчёт нужно заложить не только количество, но и длину полосы, которая их соединяет, ввод в дом.

То есть по сути контур полностью формируется, а после рассчитывается его сопротивление. Если оно соответствует нормам, то принимаем эти параметры для изготовления устройства. Если нет меняем некоторые, для улучшения характеристик.

Имея такие исходные данные, в первую очередь считаем сопротивление одиночных электродов заземления.

При всей своей сложности, формулы для разных типов заземлителей тоже разные: свои для круглого сечения, уголка и полосы. Также для расчёта придется выбрать коэффициенты взаимного влияния электродов, соответствующие исходным данным. После этого подставляем значения в общую формулу:

• Где Rг – расчётное сопротивление горизонтального заземлителя.
• Rв – расчётное сопротивление вертикального заземлителя.
• Nв – количество вертикальных заземлителей.
• nг – коэффициент экранирования горизонтальных заземлителей.
• nв – коэффициент экранирования вертикальных заземлителей.

Считаем сопротивление заземляющего устройства. Если результат не устраивает, можно что-то изменить в исходных данных. Например, добавить или наоборот убрать лишние электроды заземления. Но, как только меняется их количество или длина, автоматически меняется либо длина горизонтальной связи, либо коэффициент взаимного влияния, или всё вместе. Дополнительно может измениться расстояние между электродами, для соблюдения кратности длине. Поэтому весь расчёт начинается с начала. Как видно процесс сравнительно непростой.

Однако можно воспользоваться онлайн калькуляторами. А для убеждения в правильности расчёта сравнить показатели нескольких. Тем более, что уже имеется представление: что, как и зачем, а это уже преимущество. После расчётов можно переходить непосредственно к монтажу.

Расчет заземления для частного дома: формулы и примеры

Расчеты заземления для частного дома основываются на формулах расчета сопротивления растеканию тока для электродов. Примеры будут показаны ниже.

Сопротивление грунта

При одиночном стержне применяется формула:

где ρ экв — эквивалентное удельное сопротивления однослойного грунта (выбирается по таблице 1 для конкретной почвы);

• L — длина электрода (м);
• d — диаметр электрода (м);
• T — расстояние от середины электрода до поверхности земли (м).

Таблица 1

Размеры и расстояния для заземляющих электродов

Количество электродов в контуре можно рассчитать по формуле, где:

Rн — максимально допустимое общее сопротивление контура (для сети 127-220 В – 60 Ом, для 380 В – 15 Ом), Ψ — климатический коэффициент (определяется по таблице 2).

Таблица 2

Размеры электродов выбираются с учетом реальных условий и рекомендаций:

• труба — минимальная толщина стенок 3 мм, диаметр – по наличию материала;
• стальной пруток — диаметр не менее 14 мм;
• уголок — толщина стенки 4 мм, размер – по наличию материала;
• полоса для увязки электродов — ширина – не менее 10 мм, толщина — более 3 мм.

Глубина заглубления (длина электродов) выбирается из условия – минимум на 15-20 см ниже уровня промерзания. Минимальная длина – 1,5 м. Шаг установки штырей составляет 1-2 длины электрода, а минимальное расстояние составляет 2 м.

Watch this video on YouTube

Распространённые ошибки при выполнении монтажных работ

Специалисты отмечают, что при самостоятельном монтаже чаще всего допускаются такие ошибки:

1. Попытка защитить электроды от коррозии путем покраски. Такой способ недопустим, т.к. препятствует перетоку в землю.
2. Соединение стальной металлосвязи со штырями болтами. Коррозия достаточно быстро нарушает контакт между элементами.
3. Чрезмерное удаление контура от дома, что значительно увеличивает сопротивление системы.
4. Применение слишком тонкого профиля для электродов. Через небольшой промежуток времени коррозия вызывает резкое увеличение сопротивление металла.
5. Контакт медных и алюминиевых проводников. В этом случае ухудшается соединение за счет контактной коррозии.

При обнаружении недостатков в конструкции их следует устранять незамедлительно. Чрезмерное увеличение электрического сопротивления или нарушение целостности цепи нарушает работу заземления. Контур не сможет гарантировать безопасность.

Контур заземления необходим для частного дома. Эта конструкция обеспечит электрическую безопасность жильцов и исключит трагические случайности. Однако следует помнить, что эффективность работы заземления зависит от правильности расчетов, выбора схемы и проведения монтажа. Если есть сомнение в собственных силах, то лучше использовать готовый комплект.