Делаем контур заземления в частном доме своими руками для сети 220в

Современный частный дом оснащен большим количеством бытовых электрических приборов. Для подключения их к сети питания необходимо выполнить заземление исходя из соображений безопасности. Из данной статьи вы сможете узнать, как правильно сделать контур заземления в частном доме своими руками.

Контур заземления – как работает и в чем отличие от зануления

В большинстве старых построек подача напряжения в дом осуществляется по двум проводам, из которых один фазный, а другой – нулевой. Между ними возникает разница потенциалов, которую именуют напряжением, и составляет оно обычно 220 Вольт. Все электроприборы подключаются к розетке двухконтактной вилкой. Но современные приборы на вилке имеют еще один контакт, который называется «земля».

В обычном доме с двухпроводной системой он бесполезен, а в современных квартирах служит для заземления приборов. С 1997 года во всех новостройках применяется трехпроводная система с дополнительным проводом заземления. В старых домах частного сектора остается по-прежнему два провода без заземления. Но смонтировать его своими силами совсем не трудно, и тогда можно быть уверенным в собственной безопасности.

В ряде случаев возникает ситуация, когда фазное напряжение замыкает на корпус, и бытовой прибор оказывается под напряжением, опасным человека. Причем не обязательно касаться поверхности, достаточно встать на мокрое место возле бойлера или стиральной машины. Особая опасность исходит со стороны бытовой техники, которая одновременно подключена к сети и водопроводу.

Следует заземлить следующую технику:

  1. Стиральную машину, которая обладает большой собственной электрической емкостью и во влажном помещении даже заземленная через евророзетку может щипаться. Подключенная к водопроводу из металлических труб она представляет повышенную опасность. То же самое относится к бойлеру.
  2. Микроволновую печь, в которой используются сверхвысокие частоты. Если в розетке плохие контакты, она начинает испускать лучи на уровне, опасном для здоровья. На многих изделиях сзади есть специальное место для заземления.
  3. Варочные панели, электроплиты, электродуховки. Имеют большую мощность, условия работы внутренней проводки крайне тяжелые, высока вероятность пробоя.
  4. Персональный компьютер, блок питания которого дает большую утечку. От этого снижается производительность.

Когда прибор заземлен, то в момент касания к нему человека, он не ощутит удара. Назначение заземления – отвести ток, который пробивает на корпус, в землю. Именно поэтому при касании к неисправному, но заземленному электроприбору  напряжение на корпусе не опасно для человека. Он не становится единственным проводником тока, через который тот начинает стекать в слой земли.

Зануление тоже предназначено для предотвращения поражения человека. Но подключается и работает оно по другому принципу. Если прибор оказывается под напряжением, он отключается. Многое зависит от приборов отключения, которые применяются. Это могут быть плавкие предохранители или автоматическое устройство. В любом случае они защитят человека.

Для лиц, имеющих поверхностное представление об электротехнике, проще сделать контур заземления, поскольку для его монтажа требуется больше навыков слесаря и сварщика, чем электрика.

Что нужно знать о заземлении

Перед тем, как начать собирать своими руками контур заземления, необходимо разобраться в терминологии. Сам контур состоит из заземлителей и металлосвязи. Заземлители – металлические штыри длиной 2-3 м, полностью, погружаемые в землю. А металлосвязь соединяет между собой эти штыри и распределительный щит в доме.

В качестве заземлителей, согласно «Правилам устройства электроустановок», могут быть металлические трубы, уголки, пруты или многопроволочные канаты.

Категорически запрещается использовать арматуру для заземляющего контура – недостаточный диаметр сечения и ребристая поверхность быстро приводят к проржавению конструкции и потере заземляющих свойств.

Между собой заземлители можно соединять любыми из указанных проводников, но стоит учесть, что уголки и металлические ленты довольно сложно сгибать на поворотах.

Поэтому при выборе металлосвязи нужно заранее определиться со схемой контура и способом ввода заземляющего проводника в дом.

Схемы заземляющего контура – их преимущества и недостатки

От выбранной схемы будет зависеть надежность и долговечность всей конструкции. Так, условно контуры делятся на:

  • линейные – когда заземлители уложены в ряд и соединяются друг с другом последовательно;
  • с замкнутым контуром (треугольные, квадратные, овальные) – когда все заземлители соединены в замкнутый круг.

Линейная схема немного проще в исполнении – нужно на одно соединение меньше и не требуется много места. Монтаж уложенных в ряд заземлителей можно производить даже вдоль отмостки фундамента (но не ближе 1,2 м от края). Зато замкнутый контур надежнее – даже при выходе из строя одного соединения контур будет работать, ведь цепь не разомкнется.

Типы подключения заземления к распределительному щитку

Подключение к линии электропередач, в основной своей массе, происходит воздушными линиями. Заземление линий в этом случае выполнено по системе TN-C, когда в дом подводятся два провода – фаза (L) и ноль (совмещенный защитный и рабочий провод PEN), а нейтраль самого источник питания заземлена.

Чтобы в этом случае подключить контур заземления дома или дачи к электрическому щиту, необходимо самостоятельно переделать систему заземления:

  • с TN-C на TN-C-S – в этом случае провод PEN подключается к рабочему нулю N и защитному проводу PE;
  • с TN-C на ТТ – провод PEN подключается напрямую к нулю N, а PE выводится на шину заземления.
Читайте также:  Как вырастить идеальный газон на своем участке?

В первом варианте провод PEN разделяется и подключается на две отдельные шины N и PE, которые обязательно маркируются. Ноль – синей изолентой, заземление – желтым знаком заземления. Шина N должна крепиться в щитке специальными изоляторами, чтобы не контактировать с коррусом. А шина заземления PE крепится прямо на корпус. Обе шины соединяются с собой токопроводящей перемычкой.

При разделении PEN проводника ни в коем случае в дальнейшем нельзя соединять провода N и PE – это приведет к короткому замыканию!

Во втором варианте провод PEN не разделяется, а крепится к шине N и в дальнейшем считается нулем. К шине PE будут крепиться только провода заземления электроприборов. Этот способ предпочтительнее, так как при отгорании PEN-проводника все пользователи линии электропередач будут подключены на шины заземления в домах. И если заземление есть не у всех жителей, то это может привести к поломке техники у тех пользователей, кто всё же озаботился его устройством.

Единственный недостаток системы ТТ – необходимость установки УЗО или реле напряжения, что ведет за собой увеличение затрат на организацию электропроводки.

Типы используемых заземлений

Основными выводами для питания электрической сети в квартире являются фаза и ноль. При этом существуют различные варианты подключения нулевого провода для защитного зануления или только в качестве обратного пути протекания тока. То же относится и к заземляющему PE проводу, который может либо иметь выделенную жилу в общей схеме, быть совмещенным или вообще отсутствовать.

Все отличия схем подключения оговариваются  п.1.7.3 правил ПУЭ, поэтому для начала рассмотрите вариант, которым подключен весь дом и конкретно ваша квартира. Всего их выделяют шесть, но конкретная схема, примененная в вашем доме, закладывался еще на этапе строительства и монтажа электропроводки. Рассмотрите наиболее актуальные схемы электроснабжения для бытовых потребителей.

Система TN-C.

Особенностью системы TN-C является электроснабжение при помощи четырехпроводной схемы, в которой три провода отводятся для фазы, а четвертый выполняет одновременно роль нуля и защиты. Четвертый провод  совмещает заземляющий проводник PE и нулевой N, из-за чего он получил название PEN проводника. При подключении заземления в квартире по такой схеме существует серьезная угроза человеческой жизни.

Рис. 1: пример аварийной ситуации в TN-C системе

Посмотрите на рисунок 1, как показано на примере, в случае обрыва совмещенного заземляющего проводника у всех владельцев квартир будет развиваться следующая ситуация:

  • Прекратят работать электроприборы – из-за отсутствия рабочего нуля прервется цепь протекания электротока (исключение составят лишь те приборы, которые питаются фазным напряжением без использования нуля);
  • Сами устройства будут находиться под потенциалом напряжения сети, так как цепь электрических приборов по-прежнему будет оставаться исправной;
  • На корпусе и металлических деталях приборов, заземляющих контактах розеток, в случае их соединения с совмещенной шиной заземления, будет находиться потенциал нулевого провода.

Как видите, применять такую систему для своей квартиры не только не эффективно, но и опасно для вашей жизни. Поэтому не стоит подключать заземление оборудования на один проводник с нулем. Следует отметить, что обеспечить защиту для квартиры посредством установки УЗО в такой системе невозможно, на что указывает п ПУЭ. Полноценное заземление можно обеспечить только за счет перевода схемы на более современные TN-C-S или TN-S системы.

Система TN-C-S.

На практике схема TN-C-S представляет собой современное развитие предыдущей TN-C системы. Как и предыдущий вариант, в ней от питающей подстанции к потребителю выдается четыре линии, из которых три отведены для фазных проводов, а четвертый под совмещенный PEN проводник. Но, на определенном участке цепи выполняется разрыв PEN жилы, а из нее отдельно выделяется нулевой провод и заземление. Для последнего устанавливается отдельный заземляющий контур в месте раздела, обеспечивающий необходимую величину электрического сопротивления току растекания.

Рис. 2. Принципиальная схема подключения TN-C-S

Посмотрите на рисунок, здесь приведена принципиальная схема TN-C-S. От подстанции к дому проведен совмещенный PEN провод. Далее, возле дома обустраивается собственный контур заземления, от которого в дом заведена шина PE, а совмещенная шина используется только в качестве нулевого вывода. При этом нулевой проводник несет угрозу для оборудования из-за его совмещения до места разделения. Поэтому, чтобы избежать негативных последствий, в него необходимо включать УЗО.

Система TT.

Такая система наиболее распространена в отечественных сетях питания бытовых потребителей. Она характеризуется четырехпроводным электроснабжением, в котором три провода отводятся под фазы, а четвертый под глухозаземленный ноль.

Рис. 3: принципиальная схема подключения TT

Как видите на рисунке, защитное заземление в такой системе отсутствует, поэтому контур организовывается индивидуально для каждого дома или квартиры. После установки такого заземления  от электрического щитка в квартире питание ведется трехжильным проводом (фаза, ноль и заземление).

В виду того, что для всех вышеприведенных вариантов отсутствует отдельный защитный проводник, оптимальным способом для каждого потребителя будет организация заземления в  квартире самостоятельно. Самым эффективным способом является заземляющий контур, хоть общий, хоть индивидуальный.

Как измерить контур заземления?

Наиболее оптимальное место, где располагается контур – это северная сторона частного дома. Как правило, именно там чаще всего наблюдается наиболее высокая влажность, что способствует минимальному сопротивлению растекания. Правильно измерить контур заземления, как того хотят многие, довольно сложно, поэтому потребуется внимательность. Применяйте точные современные измерители, поскольку даже небольшие погрешности способны отразиться на общей безопасности здания.

Читайте также:  Как осуществить планировку загородного участка: от чертежа до практики

Не следует выносить контур слишком далеко. Это не только помешает прокладке коммуникаций в будущем, но и увеличит площадь проводимых работ сейчас.

Предпочтительно, чтобы точный расчет проводился профессионалами. Сделать это неспециалисту весьма проблематично, ведь необходимо учитывать коэффициенты, получаемые с помощью предварительных расчетов, проведенных с учетом всех необходимых параметров. Лучше обратиться к опытным специалистам компании «Алеф-Эм», которые грамотно все рассчитают и обеспечат максимальную эффективность конструкции. Поэтому если вы не знаете, как измерить сопротивление контура заземления, то лучшим выходом будет обращение к грамотным специалистам, которые эффективно и быстро выполнят весь комплекс работ.

Защитное зануление

Некоторые люди для экономии или по незнанию вместо защитного заземления используют в частном доме зануление. Схема последнего применяется на предприятиях при использовании промышленного оборудования. Основное назначение зануления — это защита оборудования от короткого замыкания. Поэтому применение его в частном доме нецелесообразно, и оно никак не может заменить защитное заземление.

Не стоит экономить на своей безопасности. Сделать заземление для 220 В в частном доме своими руками несложно. Все необходимые инструменты есть в наличии у каждого хозяина.

Если проводка в вашем доме выполнена двухжильными проводами, то провода для подключения заземляющего проводника нет. Решить эту проблему можно без замены проводки следующим способом. Розетки в доме заменяются с обычных на розетки с заземлением, а заземляющий провод ведут по наружной поверхности стены, можно его спрятать под плинтусом или в декоративный пластмассовый короб.

Для безопасной эксплуатации мощных электроприборов, особенно расположенных во влажных помещениях (бойлер, стиральная машина), применения заземляющего контакта в розетке недостаточно. Корпусы таких приборов нужно соединить медными жилами напрямую с заземляющей шиной. Для этого на корпусе есть специальный болт, помеченный значком заземления.

Элементы заземлителя выполнены из чёрного металла, который под действием коррозии будет постепенно разрушаться, и в какой-то момент заземление перестанет выполнять свои функции. Чтобы не пропустить этот момент, необходимо периодически проверять работоспособность контура и при необходимости восстанавливать его. Поэтому нелишним будет зарисовать план расположения всех элементов.

Выбор конструкции

Выбор конструкции зависит от многих факторов:

  • тип грунта;
  • наличие свободной площади;
  • доступность материалов;
  • трудоемкость изготовления;
  • финансовые возможности.

Сопротивление между элементами защитного заземления и грунтом определяется состоянием почвы, количеством и свойствами электродов, глубиной их залегания. Наиболее подходящими являются суглинок, торф, влажная глина. Трудными считаются сухие песчаные и каменистые грунты. Чем глубже залегание элементов, тем лучше контакт с грунтом и ниже сопротивление.

Для нормальных почв дешевым вариантом будет классическая конструкция заземления, когда вертикальные электроды вбиваются в землю по прямой линии или в виде треугольника и соединяются между собой горизонтальными полосками с помощью сварки.

Недостатком линейного расположения является резкое ухудшение электрических свойств сооружения при повреждении любой из горизонталей. Треугольник в этом случае более надежен.

Для начала надо выбрать место для заземления. Оно должно быть недалеко от вводного щитка, но не ближе 1,5 метра от отмостки. Вертикальные элементы заземления забиваются в землю на глубину 2,5 – 3 метра. В случае треугольного размещения стороны треугольника равны такой же величине.

При линейном расположении расстояние между вертикалями делают меньше, но не ближе, чем 1,2 метра друг от друга. Слишком близкое расположение не приносит пользы, потому что ухудшаются условия для растекания тока по земле, а стоимость и трудоемкость увеличиваются.

Горизонтальные элементы располагаются на глубине 0,5 метра от поверхности и соединяются с вертикальными при помощи сварки. Никакое другое соединение не допускается действующими правилами. От ближайшего к вводному щитку угла конструкции делается отвод к дому с помощью полоски. К концу полоски приваривается болт М10, к которому подсоединяется провод или шина для ввода в щиток.

  • медь — не менее 10 кв. мм;
  • сталь — не менее 75 кв. мм;
  • алюминий — не менее 16 кв. мм.

На месте защитного заземления нельзя сажать кусты, деревья или разбивать грядки. Будет правильнее сделать в этом месте декоративное украшение, чтобы люди там не ходили и дети не играли.

Схема конструкции заземления

Проверка электрических характеристик заземления

Для их осуществления нужны специальные приборы с мощными источниками электрической энергии и высокоточными измерителями. Такими дорогостоящими устройствами работают подготовленные специалисты измерительных лабораторий.

Принцип замера сопротивления между грунтом и контактной поверхностью заземления здания изображен на картинке.

На удалении от электродов контура порядка 5-10 метров заглубляются последовательно два контрольных электродных штыря электролаборатории.

На приборе устанавливают режим холостого хода и калибруют на нем напряжение, которое потом поочередно прикладывается к контрольным электродам лаборатории, а затем всеми возможными сочетаниями оно подключается к замеряемому контуру с фиксацией величин падения напряжения на каждом новом участке.

По полученным результатам осуществляют математические вычисления, позволяющие проанализировать состояние сопротивления контура заземления, сделать вывод о его пригодности или необходимости доработки.

Когда электрические характеристики контура ухудшились ниже нормы, то придется устанавливать дополнительные электроды и повторять замеры. А вот выполнить их самостоятельно своими руками на базе обычных тестеров и мегаомметра не получится: нужны приборы высокого класса точности, использующие микропроцессорные технологии. Придется обращаться в измерительную лабораторию.

Читайте также:  Варианты мебели в стиле модерн, как выглядит и из чего делается

Итак, сделать заземление дачи, частного дома своими руками можно. Для хорошего домашнего мастера этот процесс не должен вызвать больших затруднений. Общий порядок действий следующий:

  • уясняются функции, которые должно решать заземление (смотри начало статьи);
  • уточняются электрические параметры грунта в период неблагоприятного протекания токов в нем;
  • выбирается оптимальная конструкция заземлителя;
  • выполняется правильный монтаж;
  • оценивается завершенная работа электрическими замерами специалистами электротехнической лаборатории.

Последовательное выполнение этих пунктов обеспечит надёжную работу контура заземления при возникновении аварийных ситуаций в электропроводке дачи, частного дома.

По сложившейся традиции предлагаем к просмотру видеоролик Сергея Смирнова “Как делать контур заземления в частном доме на даче”.

Он показывает установку заводского заземлителя своими руками.

По материалам статьи и видео задавайте возникшие вопросы. Сейчас самое удобное время, чтобы поделиться информацией со своими друзьями в социальных сетях. Просто нажмите на их кнопки.

Полезные товары

  • Спальный мешок
  • Термометр для бариста
  • Лазерный нивелир на 3 режима работы

Полезные сервисы и программы

  • Курсы по дизайну
  • Онлайн изучение английского языка с репетитором или самостоятельно

Реклама

Подключение к вводному щитку

Провод, поступающий от защитного заземления в щиток, присоединяется к главной защитной шине с помощью болта. ГЗШ представляет собой медную или стальную полоску (алюминий не разрешен!), которая крепится прямо к корпусу щитка. На полоске расположены болты М10 с гайками и шайбами, к которым присоединяются провода заземления.

Подключение к вводному щитку

Заземляющий провод от каждого прибора должен крепиться к своему болту. Рядом на изоляторах закрепляется нулевая шина такой же конструкции. Обе шины соединяются между собой толстым проводом.

Подключение к вводному щитку
Подключение к вводному щитку

В дальнейшем никакого соединения нейтральных проводов с защитными не допускается! Нейтральный провод от линии также соединяется с ГЗШ. Автоматы, переключатели и УЗО (устройства защитного подключения) подключаются к шинам в соответствии с проектной схемой.

Подключение к вводному щитку
Подключение к вводному щитку

Внутри дома вся разводка проводится трехжильным проводом. Чтобы не перепутать провода между собой, фазовый провод обозначается красным или коричневым цветом, нулевой — синим или голубым, а заземляющий — желто-зеленым или белым.

Подключение к вводному щитку
Подключение к вводному щитку

Подключение к вводному щитку
Подключение к вводному щитку

Подключение к вводному щитку
Подключение к вводному щитку

Требования к заземлению

Заземление – это соединение частей электрических приборов с контуром заземления. Оно монтируется для того, чтобы напряжение, которое может возникнуть на корпусе устройства, уходило в землю. Различают следующие части заземления:

  • Заземлитель – это совокупность всех проводников, которые находятся в состоянии электрического контакта с грунтом.
  • Заземляющее устройства – заземлитель плюс заземляющие проводники.
  • Проводник – соединение электроприбора, который может оказаться под напряжением, с заземлителем.

Подключение электроприборов по системе ТТ: заземление не зависит от источника электропитания

К слову, оптимальное место для того, чтобы закапывать контуры заземления в частном доме своими руками – это северная сторона дома, так как там влажность грунта обычно максимальная. Соответственно, сопротивление растекания будет наименьшим.

К заземлению предъявляются следующие требования:

  • длина вертикальных прутков должна быть не меньше 16 мм;
  • горизонтальных – от 10 мм;
  • минимальная толщина стали – 4 мм;
  • минимальный диаметр стальных труб – 32 мм.
  • Зависимость схемы подключения заземления от контура заземления

    Если у столба линии электропередач выполнено повторное заземление, то схема подключения заземления в загородном доме выполняется по системам TN-C-S или TT. Когда состояние сетей не вызывает опасений, в качестве заземляющего устройства дома следует использовать повторное заземление линии и подключать дом в соответствии с системой заземления TN-C-S. Если воздушная линия старая, либо качество выполнения повторных заземлений подлежит сомнению, лучше выбрать систему ТТ и оборудовать индивидуальное заземляющее устройство на придомовом участке.

    Для заземляющего устройства в первую очередь следует использовать естественные заземлители – сторонние проводящие части, имеющие непосредственный контакт с грунтом (водопроводы, трубы скважин, металлические и железобетонные конструкции загородного дома и прочее). (см. , ПУЭ 7-го издания).

    При отсутствии таковых, выполняем искусственное заземляющее устройство, используя вертикальные или горизонтальные электроды, которые вкапываем в землю. Выбор конфигурации заземлителя главным образом от требуемого сопротивления и особенностей придомового участка.

    При отсутствии таковых, выполняем искусственное заземляющее устройство, используя вертикальные или горизонтальные электроды, которые вкапываем в землю. Выбор конфигурации заземлителя главным образом от требуемого сопротивления и особенностей придомового участка.

    Наиболее эффективен в использовании, если на вашем участке почва представлена суглинком, торфом, насыщенным водой песком, обводненной глиной. Стандартная длина стержней составляет от 1,5‑х до 3‑х м. Выбирая длину вертикальных электродов, исходим из водонасыщенности вмещающих пород на участке. Заглубленные грунт вертикальные заземлители объединяются горизонтальным электродом, например, полосой, а для минимизации экранирования располагаются на расстоянии, соразмерном длине самих штырей.

    Конструкцию заземляющего устройства рекомендуют располагать на расстоянии одного метра от фундамента строения (см. п. ПУЭ 7-го издания).