Модульно штыревое заземление - секреты и ошибки монтажа в частном доме - Все об электрике

Модульно штыревое заземление — секреты и ошибки монтажа в частном доме

Содержание

Нормы заземления

Главное требование, предъявляемое к заземляющему устройству – это его сопротивление. нормы сопротивления для заземляющего устройства частного дома

При напряжении питания в системе 380/220В данное сопротивление для частного дома должно быть не более 30 Ом.

Если у вас в доме подключен газовый котел, в целях защиты и предотвращения возможного взрыва котла, газовики предъявляют более жесткие нормативы – не более 10 Ом. норма сопротивления заземления для частного дома с газовым котлом и без

Чем меньше сопротивление заземляющего устройства, тем больше его надежность.

Согласно закону Ома I=U/R. То есть, чем меньше R, тем больше ток КЗ, а значит защитный аппарат сработает обязательно. Но есть здесь и “подводные камни”, о них поговорим чуть дальше.

Отличия между традиционным и штыревым заземлением

Традиционный контур заземления, который обычно монтируют самостоятельно, представляет из себя весьма громоздкую и трудоемкую подземную конструкцию. контур заземления треугольником

Забивается несколько вертикальных электродов (уголок, труба, прут), между ними прокапывается траншея, и все они соединяются между собой горизонтальными связями (шиной или прутком). 111-73

Расстояние между вертикальными электродами должно быть не меньше их длины. Чем же плох такой способ?

Во-первых, мало кому охота перекапывать свой участок метровыми траншеями, а если территория оказалась уже облагорожена, то вообще возникает тупиковая ситуация. Кроме того, все эти ржавые металлические уголки, трубы и шины, находясь в земле, через несколько лет эксплуатации (буквально за 5-7 лет) начинают усиленно разрушаться.

ржавое заземление коррозия заземления в земле
ржавое заземление коррозия заземления в земле

Поэтому на сегодняшний день большую популярность получила другая система заземления, а именно — модульно штыревая или глубинная. Наиболее известные фирмы производители в наших краях Galmar и ZandZ. глубинное заземление

Как известно, сопротивление заземляющего устройства зависит от:

  • типа грунта
  • времени года
  • глубины залегания электродов

Таким образом, если один электрод путем постепенного наращивания, забить на максимально возможную глубину, то можно получить идеальные показатели сопротивления. На этом принципе и работает глубинное заземление.

Кроме того, оно:

  • намного долговечнее
  • на порядок проще в монтаже
  • и при этом стоит уже не так дорого (можно найти комплекты порядка 5000 рублей)

Плюс ко всему этому, весь монтаж обходится без сварочных работ.

преиущества модульно штыревого заземления
преиущества модульно штыревого заземления

Именно необходимость сварки многих останавливает от самостоятельного выполнения данной работы. Либо нет аппарата, либо нет необходимых навыков.

Вот и приходится нанимать сторонних электриков.

Все заземление занимает место на территории вашего дома, буквально несколько квадратных сантиметров. как сделать заземление на дорожке с плиткой

А еще его без проблем можно сделать прямо в подвале здания. монтаж глубинного заземления в подвале дома

В среднем выходит, что в частном доме без котла для достижения требуемых 30 Ом, придется забить электрод общей длиной на 6-9 метров. Для дома с газовым отоплением (R=10 Ом) – на 9-15 метров. нормативы для модульно штыревого заземления на сколько метров забивать

Это усредненные показатели. Более точные данные всегда индивидуальны и напрямую зависят от региона, где вы проживаете, качества и состава грунта.данные удельного сопротивления грунта

Если ваш дом построен на песке, однозначно покупайте 15-ти метровый комплект. Даже без наличия газового котла.

Расстояние трассы заземлителя от стены также регламентируется. В отличие от вводного кабеля оно должно быть не менее 1 метра. расстояние заземлителя от стены дома

Для подземного кабельного ввода этот показатель – 0,6м. Почему так, подробно читайте об этих и других требованиях в отдельной статье. как проложить кабельный ввод в земле в частный дом

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.

Выбор системы и составление схемы

Всего существует три системы заземления: ТТ, IT, TN, из них последняя делится еще на три разновидности – TN-S, TN-C, TN-C-S.

В частном домостроении обычно используют схемы систем TN-C-S или ТТ, причем TN-C-S выглядит более привлекательной, так как к ее монтажу предъявляется меньше требований.

Схема системы заземления TN-C-S
Схема системы заземления TN-C-S
Схема системы заземления TN-C-S: 1 – условное обозначение заземлителя источника питания; 2 – токопроводящие части открытого типа. На определенном участке цепи заземляющий проводник соединяется с PEN

Система начинается от главной заземляющей шины, которая установлена или в электрощитке дома, или в шкафу вводного устройства.

Наиболее рациональным считается решение, когда заземление расположено на опоре, перенаправляющей электромагистраль в дом.

Схема электрощита с заземлением
Схема электрощита с заземлением
Схема электробокса с разделенными проводниками заземления и нейтрали: 1 – электрощит; 2 – нулевой проводник; 3 – заземляющий проводник; 4 – фазовые групповые проводники; 5 – выключатель дифференциального тока; 6 – автоматы; 7 – групповые цепи; 8 – дифференциальный автомат; 9 – прибор учета электроэнергииСхема системы ТТ
Схема системы ТТ
Схема системы ТТ, которая кардинально отличается подключением заземляющего проводника. Он не зависит от источника электропитания, действует в автономном режиме

Система ТТ используется гораздо реже. Ею занимаются представители энергоснабжающей организации, а если владелец все же решит сэкономить и самостоятельно произвести монтаж, то заверять документы придут все те же работники Энергоснаба.

Если все же рискнете и выберете схему заземления ТТ для частного дома, то не забудьте про обязательную установку УЗО!

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:

Как правильно сделать контур заземления в частном доме - расчёт схемы и монтаж

  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.

Важно! На российском рынке представлено множество моделей, что позволяет сделать оптимальный выбор. Глубина забивания их электродов колеблется от 5 до 40 м. Ценовой диапазон – 6000-28000 рублей.

Устройство громоотвода для частного дома своими руками

Устройство молниезащиты частного дома важно, если строение возвышается над другими постройками сектора, возведено на отшибе или возвышении. Но рачительный хозяин даже невысокого жилища не станет им пренебрегать. Ведь природные явления предугадать сложно, а значит нужно быть готовым ко всему. В выполнении такой защиты имеются нюансы, которые сейчас и рассмотрим.

Правильно смонтированная система грозозащиты может спасти и имущество или даже жизнь
Правильно смонтированная система грозозащиты может спасти и имущество или даже жизнь

Согласно правилам и нормам молниеотвод устанавливается выше самой высокой точки во дворе на 0.5÷1.5 м (на деревья тоже стоит обратить внимание). Выполнить молниеприемник можно из меди, алюминия или  стали. От него по крыше укладывается токоотвод без изоляции, который соединяется с защитным контуром по кратчайшей траектории.

Защитный контур выполняется в форме треугольника или прямой линии. Под землей он соединяется с контуром заземления жилого помещения – это обязательное условие.

Если стены выполнены из горючего материала, расстояние между токоотводом и поверхностью должно превышать 100 мм.

Как рассчитать длину молниеприемника

Для этого воспользуемся формулой:

h = (rх + 1.63hx) / 1.5, где

  • h – нужная высота молниеприемника;
  • rx – радиус зоны на крыше дома, защищаемый от молнии;
  • hx – высота самого дома, без учета громоотвода.

Все части грозозащиты рекомендуется выполнять из одного металла – такие системы надежнее в эксплуатации. Подробнее о том, как сделать громоотвод в частном доме, будет описано в одной из ближайших статей.

Отсутствие громоотвода может привести к плачевным последствиям
Отсутствие громоотвода может привести к плачевным последствиям

Комплектация

Что обычно входит в стандартный комплект?

  • стартовый наконечник стартовый наконечник
  • стержни стержни для глубинного заземления
  • соединительные муфты соединительная муфта
  • головка для забивания штырей головка для забивания штырей
  • насадка под вибромолот или мощный перфоратор с SDS-max патроном насадка на вибромолот
  • антикоррозийная токопроводящая смазка антикоррозийная токопроводящая смазка
  • зажим для подключения провода заземления зажим для подключения провода заземления
  • гидроизоляционная лента гидроизоляционная лента

Давайте подробнее пройдемся по каждому из пунктов.

Из чего делать металлосвязь

Металлосвязь, т.е. соединение вбитых в землю электродов между собой выполняется при помощи следующих материалов:

  1. Медный провод или шина, площадь сечения — 10 кв. мм и больше.
  2. Стальная шина, сечением — 48 кв. мм.
  3. Алюминиевый провод или полоса, площадь сечения более 16 кв. мм.

Для таких целей предпочтительна полоса из стали 25-30х5 мм. Соединение такой полосы с электродами производится с помощью электросварки, что обеспечивает надёжность соединения. При использовании алюминиевых или медных проводников, присоединение производится при помощи болтового соединения.

Схема расположения стержней заземления
Расположение штырей устройства заземления

Стартовый заостренный наконечник – какой лучше

Он может быть с острым углом в 60 градусов, либо универсальным в 90 градусов. Зависит от плотности грунта. разновидности стартовых наконечников глубинного заземления

Какой угол лучше? В результате научных исследований было выявлено, что лучшая форма наконечника – круговой конус. лучший угол для наконечника или уголка при забивании в землю

А оптимальный угол раскрытия (заострения) для глинистых и песчаных грунтов, при условии сохранения прочностных характеристик – от 45 до 53 градусов. лучший угол для наконечника или уголка при забивании в землю

Выбор стержней для модульно штыревого заземления

Обычно они идут омедненные стандартной длины 1,5м. Для подвалов, где низкие потолки,  можно взять и покороче – 1,2м.

слишком длинный стержень штыревого заземления
слишком длинный стержень штыревого заземления

Самый распространенный диаметр стержней – 14мм.

Говорят, что чем выше пятно контакта с землей, тем лучше. Безусловно это так. Но не ждите каких-то супер улучшенных характеристик по сопротивлению при увеличении сечения.

Согласно формуле расчета заземления для одиночного вертикального заземлителя, диаметр не шибко влияет на общий показатель. формула расчета сопротивления заземления контура

Даже если вы его увеличите на 100%, то сопротивление уменьшится всего на 9%.

Не то, что вы ожидали, правда? Поэтому особого смысла переплачивать и покупать максимально толстые штыри нет.

Берите минимально допустимые по нормам. минимальный диаметр штырей для модульного заземления

Помимо омедненных, есть еще один вид стержней с резьбой — безмуфтовые оцинкованные. В них стержень просто вворачивается один в другой. На краю одного штыря находится наружная резьба, на другом внутренняя. безмуфтовые оцинкованные штыри

Что лучше, медь или цинк однозначно сказать нельзя. Каждый производитель всегда нахваливает именно свою продукцию.

Однако имейте в виду, что медное покрытие хотя и устойчиво к коррозии, но только до тех пор, пока его не повредили. поврежденный медный стержень модульно штыревого заземления

А поцарапать его можно очень легко. Например, при использовании газовых ключей, затягивая соединительные муфты. затягивание муфт при монтаже глубинного штыревого заземления

Либо при вхождении в каменистую почву, сковырнув верхний слой острыми гранями камешков. что лучше омедненные или цинковые штыри для заземления

В этом случае медный защитный покров разрушается и место царапины начинает активно окисляться. Далее происходит постепенное, но неумолимое разрушение стального сердечника, вследствие чего резко ухудшается общее сопротивление всего контура. коррозия медного стержня при разрушении оболочки

Именно поэтому медное покрытие должно быть как можно толще. Рекомендуемое значение – не менее 0,25мм (включая резьбу!). рекомендуемая толщина медного покрытия штыря модульно штыревого заземления

С цинком все наоборот. Такие штыри не особо боятся внешних повреждений. В них цинк по отношению к стальному сердечнику является восстановителем.

Поэтому здесь корродировать в первую очередь будет цинк, и только затем сталь. И пока весь цинковый слой не испортится, стальной сердечник будет чувствовать себя хорошо.

Тем не менее гарантийные сроки работы, указываемые производителями примерно следующие:

  • омедненные стержни – 30 лет
  • оцинкованные – от 20 до 30 лет

Правда применяя оцинковку большего диаметра (20мм > 14мм), показатели сроков службы можно подравнять. При этом это никак не сказывается на общем сопротивлении заземлителей. Так что выбирайте по своему бюджету.

Еще бывают комплекты из нержавейки.

срок службы заземлителей из нержавеющей стали
срок службы заземлителей из нержавеющей стали

Такие предназначены для тех, кто вообще не экономит на электрике и хочет сделать контур, что называется “на века”.

Как рассчитать контур заземления: пошаговая инструкция

Проект создается в несколько этапов.

Шаг №1. Выбор материала

Металл и его профиль выбирают по вышеприведенной таблице 1.7.104. При изготовлении используют те материалы, которые имеются в наличии или проще всего приобрести в конкретной местности. Главное условие — соблюсти требуемое сечение.

Шаг №2. Определение конструкции

Здесь задаемся:

  • глубиной забивки вертикальных заземлителей H;
  • расстоянием между ними D;
  • их количеством N.

Размеры контура заземления

Расчет предполагает их расположение в линию, а не треугольником, когда увеличивается зона экранирования. Но при необходимости этот вариант можно легко пересчитать.

Направление линии выбирается с учетом местных условий так, чтобы она не пересекалась с другим магистралями, например, канализацией, водопроводом, подводом газа.

Глубину забивки определяют опытным путем на одном контрольном экземпляре. Для него выкапывают ямку глубиной 0,7 метра и в нее загоняют пробный стержень.

При этом оценивают затрачиваемое усилие и особенности технологии. Если залить в ямку ведро воды и дать ее впитаться в грунт хотя бы полчаса, то забивка потребует меньших физических усилий.

Рекомендуемая длина для опытного образца обычно составляет 2-2,5 метра. Короче стержни делают только для очень плотных почв.

Расстояние между вертикальными электродами выбирают кратно их длине: это позволяет лучше учитывать коэффициенты взаимного влияния.

Количество вертикальных заземлителей определяет длину соединительной полосы с учетом участка подвода к дому, а ее характеристики тоже закладывают при расчете конструкции.

Когда конфигурация и размеры выбраны, то приступают к следующему этапу.

Шаг №3. Расчет электрического сопротивления выбранного контура

Вычисления по математическим формулам позволяют предварительно оценить собираемую конструкцию. Если она укладывается в норматив, то можно приступать к ее изготовлению. В противном случае вносятся коррективы схемы увеличением числа электродов, их заглублением или повышением расстояний.

Вначале считают сопротивление одиночных заземлителей с учетом их формы и способа заглубления.

Сопротивление одиночных заземлителей

Когда расчет выполнен и проверен, то приступают к определению специальных коэффициентов использования. Они учитывают степень экранирования и взаимного влияния электродов.

Привожу их наиболее распространенную часть таблицей.

Коэффициенты использования

После определения коэффициентов влияния можно приступать к общему расчету сопротивления заземляющего устройства. Привожу формулу.

Расчет заземляющего устройства

Полученный результат может уложиться в нормируемые 30 Ом или быть выше. Если он не удовлетворяет требованиям ПУЭ, то потребуется что-то добавить в конструкцию или изменить размеры. После этого необходимо сделать новый расчет и добиться положительного результата.

Вычисления можно вести вручную по формулам на бумаге или воспользоваться онлайн калькулятором, приложенным ниже.

Верхний слой грунта Песок сильно увлажненный (60)Песок умеренно увлажненный (130)Песок влажный (400)Песок слегка влажный (1500)Песок сухой (4200)Песчаник (1000)Супесок (300)Супесь влажная (150)Суглинок сильно увлажненный (60)Суглинок полутвердый, лессовидный (100)Суглинок промерзший слой (190)Глина (при t > 0°С) (60)Торф при t = 0°С (50)Торф при t > 0°С (40)Солончаковые почвы (при t > 0°С) (25)Щебень сухой (5000)Щебень мокрый (3000)Дресва (при t > 0°С) (5500)Садовая земля (40)Чернозем (50)Речная вода (1000)Гранитное основание (при t > 0°С) (22500)
Климатический коэффициент Климатическая зона I (Верт. — 1.9; Горизонт. — 5.75)Климатическая зона II (Верт. — 1.7; Горизонт. — 4.0)Климатическая зона III (Верт. — 1.45; Горизонт. — 2.25)Климатическая зона IV (Верт. — 1.3; Горизонт. — 1.75)
Нижний слой грунта Песок сильно увлажненный (60)Песок умеренно увлажненный (130)Песок влажный (400)Песок слегка влажный (1500)Песок сухой (4200)Песчаник (1000)Супесок (300)Супесь влажная (150)Суглинок сильно увлажненный (60)Суглинок полутвердый, лессовидный (100)Суглинок промерзший слой (190)Глина (при t > 0°С) (60)Торф при t = 0°С (50)Торф при t > 0°С (40)Солончаковые почвы (при t > 0°С) (25)Щебень сухой (5000)Щебень мокрый (3000)Дресва (при t > 0°С) (5500)Садовая земля (40)Чернозем (50)Речная вода (1000)Гранитное основание (при t > 0°С) (22500)
Количество верт. заземлителей 1 вертикальный заземлитель2 вертикальных заземлителя3 вертикальных заземлителя4 вертикальных заземлителя5 вертикальных заземлителей6 вертикальных заземлителей7 вертикальных заземлителей8 вертикальных заземлителей9 вертикальных заземлителей10 вертикальных заземлителей11 вертикальных заземлителей12 вертикальный заземлителей13 вертикальных заземлителей14 вертикальных заземлителей15 вертикальных заземлителей16 вертикальных заземлителей17 вертикальных заземлителей18 вертикальных заземлителей19 вертикальных заземлителей20 вертикальных заземлителей
Глубина верхнего слоя грунта, H (м)
Длина вертикального заземлителя, L1 (м)
Глубина горизонтального заземлителя, h2 (м)
Длина соединительной полосы, L3 (м)
Диаметр вертикального заземлителя, D (м)
Ширина полки горизонтального заземлителя, b (м)
Удельное электрическое сопротивление грунта
Сопротивление одиночного верт. заземлителя
Длина горизонтального заземлителя
Сопротивление горизонтального заземлителя:
Общее сопротивление растеканию электрического тока

Просчитав несколько вариантов исполнения заземлительной конструкции, вы хорошо запомните ее особенности, поймете технологию сборки. А это поможет избежать ошибок и создать надежное устройство для длительной эксплуатации.

Безмуфтовые стержни

Кстати, не смотря на все преимущества и хороший контакт, многие считают резьбовые соединения самым слабым местом подобных модульных систем. соединение в муфте модульного заземления в разрезе

Вспомните про водопроводные трубы, лежащие в земле. После нескольких лет эксплуатации в первую очередь в них ржавеют именно резьбовые муфты.

То же самое может произойти и со штырями. Кроме того, в момент забивания вибромолотом, нередко происходит ослабление соединения. Попросту говоря, резьба откручивается.

Опытные монтажники после каждого вхождение в грунт очередного стержня, подтягивают электрод по резьбе. В этот момент случается еще одна ошибка. ошибка при затягивании резьбы на стержнях глубинного заземления

Затягивая гладкий штырь или муфту газовым ключом с насечками, вы царапаете и сдираете медный слой с поверхности. К чему это приводит, говорилось выше.

Через 3-4 года вместо полноценного электрода, у вас останется полая медная трубка с трухой из ржавчины внутри.

Как же сделать правильно? В этом случае всю систему протягивать лучше ударной насадкой, вставленной в верхнюю муфту и закрученной до упора.

Так вы не будете касаться ни электрода, ни муфты.

Еще обратите внимание, что во всех муфтовых комплектах, сама муфточка немного шире диаметра стержня. Чем это чревато?

Более узкий электрод при заходе в землю вслед за такой муфтой, не будет достаточно плотно соприкасаться с поверхностью грунта. Для получения реальных показателей сопротивления иногда приходится выжидать несколько дней, пока земля не осыпится и не уплотнит все свободные места.

Поэтому многие предпочитают другой вид стержней для глубинного заземления. Например, как у OBO Беттерманн с системой BP (Bundes Post). спсобы соединения штырей заземления

У таких комплектов штыри стыкуются между собой без резьбы, методом прессовки. штыри и стержни под опрессовку для глубинного заземления какие лучше

Это что-то типа соединения “шип-паз” с саморасклепывающимся штырем. При забивании шип намертво расклинивается в пазе и получается абсолютно монолитное соединение. штыри и стержни под опрессовку для глубинного заземления какие лучше

Иногда внутри отверстия на конце одного стержня может идти свинцовый шарик, который при ударах еще более герметично заполняет все пространство.

Поэтому, если не доверяете муфтам и хотите свести на нет человеческий фактор, покупайте подобные комплекты.

Выбираем материалы для контура заземления

Как правило, электроды для заземления изготавливают из стали, т.к. этот материал обладает достаточной прочностью. Используя стальной профиль, электроды можно попросту вбить в землю, что существенно упрощает монтаж.

Сечение заземлителей может быть разным. Например:

  • Пруток, сечением 16-18 мм, является одним из самых распространенных вариантов. При этом арматуру использовать не рекомендуется, поскольку она изготавливается из каленой стали, которая имеет увеличенное сопротивление. Кроме того, рифленая поверхность не позволяет в полной мере обеспечить рассеивание тока.
  • Уголок. Оптимальным вариантом считается уголок 50х50 мм с толщиной стенки 4-5 мм. Чтобы ускорить установку, уголок заостряют в нижней части.
  • Труба. Диаметр подбирают согласно расчетам (чаще всего используют трубы диаметром 50 мм с толщиной стенки 4-5 мм). В засушливых районах применяют толстостенные трубы, просверливая отверстия в нижней части, куда заливается соленая вода для улучшения рассеивающей способности грунта.

Сталь – это наиболее подходящий материал для заземления частного дома не только по причине ее высокой прочности, но также благодаря ее подходящему сопротивлению. При условии, что расчеты произведены правильно, стальные электроды в состоянии эффективно утилизировать излишки напряжения, независимо от масштаба утечки.

Как сделать контур заземления для частного дома своими руками

Наиболее популярной схемой устройства защитного контура на сегодняшний день является схема треугольника. Она выполнена путём соединения металлической полосой трёх зарытых в грунт штырей. Такая схема отличается повышенной надёжностью. При обрыве или повреждении стальной соединяющей полосы с одной стороны, контур продолжит функционирование благодаря контакту с другой стороны.

Проект устройства контура заземления

Схема «треугольник»

Для изготовления и монтажа контура заземления понадобятся следующие материалы и инструмент:

Материалы:

  • стальной уголок 50–70мм, h=4мм, 3 шт. длина одного уголка не менее 2 метров;
  • стальная полоса 50–70 мм, h=4мм, 4 м. для соединения штырей из уголка;
  • стальная полоса 30 мм, h=4мм. для электрической связи заземляющего контура и вводного щитка здания. Длина зависит от местных условий;
  • электроды 3мм.

Инструмент:

  • лопата, лом, землеройный бур для обустройства ямок в грунте;
  • болгарка для нарезания металлических заготовок;
  • слесарный инструмент (молоток, кувалда, напильник, отвёртка, струбцина) для обработки и монтажа заготовок;
  • сварочный аппарат;
  • мерительный инструмент (рулетка, угольник) для разметки заготовок;

Места соединения заготовок заземляющего контура выполнять исключительно сварочным соединеним. Это регламентированно требованиями ПУЭ. Такой вид соединения обеспечивает максимально эффективный электрический контакт и наиболее устойчив к коррозии.

Работать электроинструментом следует с применением необходимых защитных средств: очки, спецодежда. Безопасность работы прежде всего.

При работе по заготовке уголка, один торец лучше срезать под острым углом. Такой уголок будет проще забивать в грунт.

Заготовки из уголка

Штыри для заземляющего контура

Рассмотрим процесс монтажа контура заземления поэтапно.

  1. Заготвка металлических штырей и полосы, согласно необходимых размеров.
    Заготовки из уголка

    Подготовленные торцы для забивания в грунт

  2. Подготовка ямы для металлоконструкции контура заземления. Глубина не менее 0.5 метра.
    Ямка в форме треугольника

    Подготовленная ямка

  3. Забивание штырей в грунт. Забивать штыри следует на глубину не менее 3 метров. Для их соединения полосой достаточно оставить 200 — 250 мм.
    Забивание штыря

    Монтаж заземляющего контура

  4. Соединение штырей заземлителя стальной полосой методом сварки.
    Соединение штырей

    Метод сварки

  5. Завершающий этап. Вывод металлической полосы к зданию. Обустройство места электрического соединения с электрической сетью постройки.
    Завершённый заземляющий контур

    Полоса из стали, выведенная к зданию

На этом работа по монтажу контура заземления завершена. Далее следует процесс его подключения к питающей сети частного дома.

После подключения контура к РЕ проводнику электрической сети, следует выполнить испытание работоспособности контура. Для этого используют специальные электроизмерительные приборы. Такое оборудование достаточно дорогостоящее. Поэтому используют более упрощённый вариант проверки работоспособности контура.

Такой способ осуществляется за счёт подключения в сеть лампы накаливания (100 Вт) следующим образом: фазный провод помещается на фазный контакт розаетки, а нулевой провод — непосредственно на конструкцию контура. При этом нужно обратить внимание на интенсивность работы лампы. Яркий свет свидетельствует о правильной работе контура. Тусклый, о некачественном контакте в местах соединения металлических элементов контура. В этом случае соединения следует усилить дополнительным сварочным швом.

Метод проверки работоспособности контура заземления

Использование лампы накаливания

При определении величины сопротивления защитного заземления контура специальным прибором нужно помнить, что величина заземления не должна превышать 4 Ом. Если её значение больше, то это может свидетельствовать о плохом контакте контура с землёй. Для устранения этой проблемы можно залить землю водой в месте забивания штырей. Благодаря этому грунт уплотниться и площадь контакта увеличится.

Правильная установка бойка для забивания

Всегда закручивайте эту головку до упора! Конструкция муфты и насадки таковы, что насадка должна проходить сквозь муфту до непосредственного соприкосновения со штырем.

Таким образом энергия удара будет передаваться на стержень, и не разрушит резьбу муфты.

Если у вас после вкручивания снизу муфты виднеется резьба, а на ударной головке сверху ее вообще не видно, значит вы собрали комплект неправильно. неправильно установленный боек в муфту стержня заземления

При нормальной ситуации снизу никакой резьбы виднеться не должно, а вот сверху на забивном болту может остаться 1-2 витка. В противном случае муфту заклинит. правильно установленный боек ударный в муфту стержня глубинного заземления

Правила и требования ПУЭ

На любом жилом объекте, расположенном в городской черте и за ее пределами, согласно требованиям ПУЭ организуется специальная защита от опасных напряжений 220/380 Вольт. С этой целью на их территории устраиваются особые стальные конструкции, называемые заземляющими устройствами (ЗУ). Их основное назначение заключается в создании условий, гарантирующих защиту проживающих в доме людей от удара током.

В соответствии с ПУЭ, глава 1.7., часть 1, п. 1.7.72 размеры металлических заготовок выбираются с учетом необходимости получения требуемого сопротивления растеканию тока в землю. Для различных элементов конструкции эти показатели могут различаться от образца к образцу. Однако минимальные их размеры должны соответствовать следующим нормативам:

  • соединительная полоса между штырями не может иметь типоразмер менее 12х4 мм (сечение 48 мм2);
  • сами штыри на основе уголков выбираются со сторонами 4х4 мм;
  • при использовании круглого арматурного прутка сечение не должно быть менее 10 мм2;
  • металлическая труба должна иметь толщину стенки порядка 3,5 мм.

поперечные сечения элементов заземления
поперечные сечения элементов заземления

Обратите внимание: Наличие у хозяина дома данных о рабочих характеристиках ЗК, в частности, позволит защитить от поражения током животных и жильцов.

При его обустройстве необходимо действовать в соответствии с положениями отраслевых стандартов, касающиеся эксплуатации имеющегося на объекте оборудования.

Принцип действия

принцип действия заземления

Цель установки заземления – это отвести электрически ток в сторону от людей, в случае пробоя питания на корпус. Поэтому, совместно с устройством защитного отключения (УЗО), оно играет роль индикатора неполадки.

Если происходит пробой тока, благодаря заземлению сразу же возникает большая утечка, из-за этого УЗО отключает питание. И владельцу становится понятно, что с электроприборами в доме что-то не так и необходимо принимать меры.

Рассмотрим поэтапно всю ситуацию:

  1. По какой-то причине произошел пробой тока. Не важно, будь это пролитая вода, облезлая от времени электропроводка или какая-то еще причина, пробой произошел.
  2. Так как корпус заземлен, ток начинает уходить по проводу заземления на электроды, вкопанные на улице.
  3. Благодаря большой площадиэлектродов, напряжение падает и рассеивается в окружающем грунте.
  4. Устройство защиты срабатывает, из-за большой потери тока и отключает питание цепи. Утечка тока прекращается.

Эти 4 этапа происходят за 0,1 – 0,3 секунды, поэтому человек может даже не успеть заметить, что произошло, когда автоматика обезопасит его от получения электротравмы.

Технология проведения работ

Выбираем место размещения заземлителей. Разумеется, недалеко от дома (объекта), чтобы не пришлось прокладывать длинный проводник, который придется механически защищать. Желательно, чтобы вся площадь контура находилась на территории, которую вы контролируете (являетесь собственником). Чтобы в один прекрасный момент, ваша защитная «земля» не была выкопана пьяным экскаваторщиком. Так что забивать штыри за забором не будем.

Подойдет огород (за исключением картофельной грядки), палисадник, клумба возле дома. Возделываемые участки предпочтительнее, они регулярно поливаются. А дополнительная влага в земле пойдет на пользу заземлению. Если ваш грунт обладает низким удельным сопротивлением — можно установить заземление на площадке, которая затем будет покрыта асфальтом или плиткой. Под искусственным покрытием земля не пересушивается. Да и риск повредить контур заземления минимален.

Разумеется, необходимо учитывать дальнейшие планы. Если в месте установки контура через год появится гараж со смотровой ямой — лучше сразу выбрать место поспокойнее.

В зависимости от формы площадки, выбираем порядок расположения электродов: в линию, или треугольником.

Важно! Вне зависимости от расположения, вертикальных заземлителей должно быть не менее трех.

Если выбран треугольник — размечаем площадку соответствующей формы со сторонами 2.5–3 метра.  Копаем траншею в форме равностороннего треугольника на глубину 70–100 см, шириной 50–70 см. Мы знаем, что все заземлители соединяются между собой. Проводник должен быть углублен на расстояние не менее 50 см, с учетом минимального уровня грунта (например, вскопка грядки). Если сверху будет уложено покрытие — его толщина в расчет не берется. Только чистый грунт.

Можно выбрать весь грунт, не только по периметру траншеи. Получится треугольная яма глубиной 0.7–1.0 м. Готовый контур можно будет засыпать грунтом с низким удельным сопротивлением. Например, золой или пеплом. Соли проникнут в землю, и будут способствовать снижению общего сопротивления растекания тока.

Контур заземления 9

После чего, по углам ямы (траншеи) начинаем забивать электроды.

Параметры заземлителей (рассматриваем вертикальное расположение)

  • Сталь без гальванического покрытия:

Круг — диаметр 16 мм.

Труба — диаметр 32 мм.

Прямоугольник или уголок — площадь поперечного сечения 100 мм².

  • Сталь оцинкованная

Круг — диаметр 12 мм.

Труба — диаметр 25 мм.

Прямоугольник или уголок — площадь поперечного сечения 75 мм².

  • Медь

Круг — диаметр 12 мм.

Труба — диаметр 20 мм.

Прямоугольник или уголок — площадь поперечного сечения 50 мм².

Важно! Категорически запрещено бурить скважины, а затем погружать в них заземлители. При таком способе монтажа сопротивление увеличивается в разы.

Грунт должен плотно облегать металлическую поверхность заземлителя. Красить электроды запрещено!

А как быть, если по расчетам длина каждого из трех электродов превышает 1.5–2 метра? Есть небольшие секреты.

  1. Электроды забивают не кувалдой, а вибратором, отбойным молотком с насадкой, или перфоратором. Кувалда подойдет для высоты чуть более 1 метра. Это вариант для идеального грунта с наименьшим сопротивлением.
  2. Совершенно не обязательно устанавливать трехметровую стремянку. Длинные электроды соединяются между собой по мере погружения в грунт. Если вы купили фабричный комплект — заземлители составные, можно набрать из сегментов любую длину.Контур заземления 10
  3. Для кустарного изготовления также есть способ забить в землю 4 метровый уголок. Нарезаем электрод на куски по 1.5 метра. Забиваем первый сегмент. Привариваем к нему следующий — забиваем далее. И так до расчетной глубины.

    Информация: часто бывает, что заземлитель упирается в монолитное препятствие (например, на глубине 2.5 метра), а расчетная глубина — 3.5 м. В этом случае электрод просто обрезается, а в контуре заземления будет добавлен еще один стержень, для компенсации потерянной длины.

  4. Если забить стержни на расчетную глубину не получается в принципе — опять же берем количеством. Линейный перерасчет (типа: вместо трех по 4 метра, забиваем шесть по 2 метра длиной) не работает. Количество заземлителей определяется только последующим замером сопротивления растекания тока.

Соединяем электроды проводником. Если арматура стальная — лучше всего подойдет сварка. Медные стержни соединяются болтовой стяжкой, проводник должен иметь сечение не менее 30% от сечения электродов.

После сборки контура, проводим замеры сопротивления растекания тока. Требования к контуру заземления для индивидуального жилья — 10 Ом. Измерение лучше доверить сертифицированным специалистам, у которых имеется соответствующее оборудование. Тем более, что при получении ТУ от энергетиков, вам все равно придется представить систему заземления для измерений. Если сопротивление выше нормы — добавляем электроды и привариваем их к контуру. Пока не получим норму.

Схема

Особенности зажима заземления

Одна его часть адаптирована для подключения штыря. Вторая, под посадочное место провода или шины заземления. зажим для подключения заземления

Так как шина чаще всего идет стальной, посреди пластины есть разделительная перегородка. Она необходима для предотвращения очага биметаллической коррозии при контакте разнородных металлов.

Как сделать модульно штыревое заземление

Каким образом производится весь монтаж? Во-первых, необходимо выкопать небольшой приямок глубиной 0,5м. приямок для глубинного заземления

Далее накручиваете стартовый наконечник на первый стержень. наручиваем стартовый наконечник на стержень

После чего, руками пробуем его забить в землю. Для облегчения вхождения в грунт подливайте водички.

При достаточно мягком грунте, поступательными движениями и ударами небольшого молотка, иногда получается целиком загнать первый штырь.

Почему это лучше попробовать сначала сделать вручную? При забивании первого или второго электрода, в этих верхних слоях зачастую попадаются камни. В случае ручной работы, электрод после этого легко вытаскивается наружу и переставляется на новое место.

А вот если вы с самого начала работали перфоратором, то плотность вхождения его в грунт будет таковой, что без раскопки еще на 1м его и вытащить то не получится.

После погружения первого заземлителя накручиваете муфту и вставляете второй прут. нукручивание мукфты на второй штырь заземления

Не забывайте про смазку. Она улучшает токопроводящие свойства и защищает резьбу от коррозии. для чего нужна смазка стержней заземления на штыревой системе

Также следите за тем, чтобы приямок постоянно был в воде. Это существенно улучшает вхождение электродов в грунт. забвание электродов заземления модульного в грунт

При этом обратите внимание на важный момент! Некоторые недобросовестные электрики таким дешевых способом пытаются обмануть заказчиков.

Забивают два, три электрода, обильно смочив приямок соленой водичкой, присыпают место свежей землицей и тут же делают замер. Показатели с таким грунтом первоначально могут быть в идеале. показатель сопротивления заземления

А вот через несколько дней после просыхания почвы, все резко меняется. Только вы об этом даже не узнаете.

Без специальных измерительных приборов невозможно понять, насколько надежно и качественно сделан контур заземления. Можете только перекреститься и уверовать.

Второй и последующие электроды загоняете в землю ударным перфоратором большой мощности, или отбойным молотком. перфоратор для заглубления электродов заземления

Производители заземлений рекомендуют для этого дела инструменты с ударом от 20 Джоулей и выше.

То есть, лучше, чтобы это был не дорогой перфоратор Хилти, а дешевый ноу нэйм китайский отбойник. отличия аккумуляторного монтажного пистолета Хилти BX3

Кстати, есть комплекты заземлений, которые забиваются без отбойного молотка, а обычной кувалдой весом более 10кг. заземление под кувалду

Для этого понадобится специальный нагель, по которому и будут наноситься удары. нагель для забивания штыря заземления

Здесь самое главное не сила удара и размер замаха, иначе быстро разобьете посадочное отверстие, а равномерность и поступательность движений.

При работе перфом следите за кривизной направляющей. Из-за сильного изгиба и вибраций, ударная головка нередко ломается!

как сломать ударную головку при забивании штыря в землю перфоратором
как сломать ударную головку при забивании штыря в землю перфоратором

После углубления очередного штыря делается замер. Там, где преобладает чернозем и суглинок с глиной, показатели всего с одного заземлителя уже могут достигать минимально требуемых 30 Ом. При погружении второго на глубину 3м, вполне реально приблизиться до 10 Ом. сопротивление заземления 10 ом модульно штыревое для газового котла

А вот там, где песок, электроды один за одним будут просто улетать вниз, при этом не давая желаемого результата.

Здесь действует правило – чем тяжелее идет штырь, тем лучше будет сопротивление.

Но это конечно не относится к скальному грунту. скальный грунт и заземление

Если загнали почти все штыри из комплекта, а последний зашел наполовину и встал как мертвый, срезайте его болгаркой возле земли, оставив место под сжим. срез болгаркой заклинившего штыря заземления

При плохих результатах сопротивления, придётся отступить расстояние равное глубине уже забитых заземлителей и делать на новом месте второе. После чего соединять два контура горизонтальной шиной.

Расчет заземления, формулы и примеры

Даже если процесс сборки покажется несложным, трудности могут возникнуть при расчетах. Главное требование – чтобы проводники выдерживали скачок напряжения, а электроды обладали достаточными параметрами, чтобы беспрепятственно «передать» тог грунту. Хорошо, когда есть сосед, который уже делал подобные работы и имел возможность проверить эффективность системы в деле. В противном случае придется все делать самому.

Сопротивление грунта

Как правильно сделать контур заземления в частном доме – расчёт схемы и монтаж

Для каждого стержня используется следующая формула:

Здесь:

  • ρ экв — эквивалент удельному сопротивлению однородных грунтов (определяется по таблице для конкретных типов почв);
  • L — длина электрода (м);
  • d — диаметр прута (м);
  • T — расстояние от середины штыря до поверхности (м).
Тип грунта Удельное сопротивление почвы (эквивалент), Ом*м
Торфяной 20
Черноземный 50
Глинистый 60
Супесь 150
Песчаная (залегание грунтовых вод до 5 м) 500
Песчаная (залегание грунтовых вод более 5м) 1000

Размеры и расстояния для заземляющих электродов

Как правильно сделать контур заземления в частном доме – расчёт схемы и монтаж

Для этого необходимо знать допустимое общие сопротивления контуров (для сети 127-220 В – 60 Ом, для 380 В – 15 Ом). Величина климатического коэффициента берется из таблицы ниже.

Вид электрода, тип размещения Климатическая зона
Первая Вторая Третья Четвертая
Стержень, расположенный вертикально 1,8 / 2,0 1,5 / 1,8 1,4 / 1,6 1,2 / 1,4
Полоса, лежащая горизонтально 4,5 / 7 3,5 / 4,5 2,0 /2,5 1,5

Теперь необходимо взять сопротивление грунта, которое рассчитывается по формуле из предыдущего раздела статьи. Его умножают на климатический коэффициент. Полученную величину делят на общее сопротивление контура (смотрите выше). Результат и будет количеством электродов. При необходимости округляют в большую сторону.

Замеры сопротивления контура заземления

Что следует знать касательно замеров? Имейте в виду, если вы при монтаже постоянно подливали водичку в приямок, все замеры следует повторить на следующий день, когда грунт просохнет.

Иначе высока вероятность погрешности.

Если вам не удалось добиться нормы, а все штыри израсходованы, попробуйте залить в лунку электропроводящий состав для заземляющих устройств. Специальный порошок растворяете с водой и заливаете по стенкам электродов в скважину. электропроводящий состав для улучшения сопротивления заземления

Сверху засыпаете все грунтом и трамбуете почву. Через сутки состав плотно забьет все щели и увеличит плотность прилегания грунта к заземлителю.

В отдельных случаях удается уменьшить сопротивление почти в два раза от изначального!

Замеры с выдачей протокола делаются в обязательном порядке! При подключении дома к электросетям, у энергетиков сетевой компании начинается масса вопросов. протоколы измерения сопротивления заземления

При каких-то нюансах могут вообще отказать. А если у вас будет чертеж схемы заземления и протокол измерения, многие вопросы отпадут сами собой.

чертеж и схема заземления газового котла от модульно штыревого заземления
чертеж и схема заземления газового котла от модульно штыревого заземления
чертеж и схема заземления газового котла от модульно штыревого заземления

Поэтому, когда говорят, что контур заземления можно выполнить полностью самостоятельно своими руками, немного лукавят. Стороннюю организацию или эл.лабораторию с измерительными приборами все таки придется вызывать.

Раньше основным прибором для замера сопротивления контура заземления был М416 и два штыря к нему. М-416 для замера контура заземления

Сегодня все большую популярность получают цифровые аналоги. Например, такие как ИС-10 или измеритель 2120ER. электронный ищмеритель сопротивления контура заземления

Обычным мультиметром это не делается!

При проверке модульно-штыревого заземления один колышек забивается на расстоянии четырехкратном от глубины заземлителя, другой на двухкратном. На обычном контуре (треугольник, квадрат, линия), технология немного другая.

Имейте в виду, все замеры делаются летом, в период максимального просыхания грунта.что такое УЗИП защита от импульсных перенапряжений

А теперь об ошибке, о которой многие даже не догадываются.

Через чур хорошее сопротивление, это такой же “косяк” монтажа, как и завышенное!слишком хорошее сопротивление заземления это плохо для частного дома

Оно должно быть на один порядок выше, чем сопротивление заземления на ТП. нормы по ПУЭ сопротивления заземления на трансформаторной будке КТП

Не нужно делать его с “запасом” и радоваться при этом. В противном случае при подключении по системе TN-C-S, вся “дрянь”, включая токи КЗ на землю, будет стекать в первую очередь не через трансформаторную подстанцию, а через заземление вашего дома!

Ток ведь не дурак, он будет стремиться туда, где сопротивление меньше. Именно поэтому многие, после того как сделают идеальный заземляющий контур, подключают свой частный дом по системе ТТ. система заземления ТТ для частного дома

Вы то откуда знаете, все ли в порядке на трансформаторе у энергопередающей компании? И когда они там в последний раз делали проверку своего контура?

Источники

  • https://domikelectrica.ru/pravilnoe-zazemleniya-dlya-chastnogo-doma/
  • https://electric-220.ru/zazemlenie-v-chastnom-dome-svoimi-rukami
  • https://sovet-ingenera.com/elektrika/zemlya/zazemlenie-v-chastnom-dome-svoimi-rukami.html
  • https://odinelectric.ru/elektrosnabzhenie/kak-sdelat-zazemlenie-v-dome
  • https://homius.ru/zazemlenie-220-v-v-chastnom-dome-svoimi-rukami.html
  • https://vashchilov.ru/zazemlenie-v-chastnom-dome-sxemy-montazh
  • https://ElectrikBlog.ru/zazemlenie-v-chastnom-dome-svoimi-rukami-2-shemy-dlya-raznyh-gruntov/
  • https://ezetek.ru/poleznye-stati/zazemlenie-v-chastnom-dome-svoimi-rukami
  • https://aqua-rmnt.com/ehlektrosnabzhenie/kak-sdelat-zazemlenie-v-chastnom-dome.html
  • https://FishkiElektrika.ru/zazemlenie-v-chastnom-dome
  • https://tpspribor.ru/svoimi-rukami/kak-pravil-no-sdelat-kontur-zazemleniya-v-chastnom-dome-raschet-shemy-i-montazh.html
  • https://ProFazu.ru/provodka/bezopasnost-provodka/kontur-zazemleniya.html
  • https://vodatyt.ru/moimi-rukami/zazemlenie.html

[свернуть]

Related Posts