Контур заземлення в приватному будинку: пристрій, монтаж

Технології розвиваються різноманітні електроприлади заповнюють наші будинки, квартири і дачі, і заземлення стає страховкою, яка гарантує безпеку і будовою, і всім проживаючим. Якщо все зробити правильно, то холодильники, пральні печі, хлібопічки і праска можуть працювати паралельно, не становлячи загрозу загоряння. Не створивши заземлення будинку, електроприлади стануть небезпечними (не виключено пробій на корпус). Тому проводити цей процес треба з почуттям, тактом і знаннями в усіх відношеннях.

Для чого потрібно заземлення?

Щоб забезпечити заземлення, варто розібратися, як воно влаштоване. Такий пристрій необхідно з метою забезпечення електроз'єднання з «землею». Туди входять різні частини що заземлюються обладнання.

Системи заземлення бувають різними. Тому і вимоги до нього будуть відрізнятися. Опір заземлювального пристрою (ЗП) у кожному з видів (TN-C, TN-C-S, TT, TN-S, IT) — своє.

Слід пам'ятати, що на ЗУ впливають:

• грунтовий тип;
• його структурність;
• його стан;
• глибина прокладки електропроводи;
• кількість використовуваних проводів електросистеми;
• властивості електродів.

тобто, кожна електроустановка має нетоковедущую частина. Саме її слід з'єднувати з землею. Виконується це дії умисно і має за мету «взяти» на нетоковедущие частини проведення струму в екстрених ситуаціях. Причиною можуть виявитися різні факапи, в тому числі, порушення ізоляції.

Виходячи з того, що струм тече в бік мінімального опору, він завжди буде «шукати слабке місце». Значить, якщо є пробій та порушення ізоляції, то низький опір стане точкою або напрямком, куди «піде струм». У цьому випадку рятують контури заземлення. Вони дозволяють перерозподілити струм. Наприклад, між людиною і ЗУ в обернено пропорційній порядку. Тобто опір тіла більше, ніж у контуру. А отже, через нього може пройти гранично допустима кількість струму. Решта ж попрямує в грунт. З цієї причини опір контуру завжди повинна бути мінімальною. По суті, пристрій заземлення базується на використанні вертикальних і горизонтальних електродів, закладених на глибині ґрунтової суміші на ділянці.

А це значить, що важливий і склад землі навколо будинку.

Для монтажу контуру заземлення найкраще підходить:

• торф;
• суглинок;
• глинисті грунти з підвищеною вологістю.

Монтаж контуру заземлення не ведуть на таких грунтах як:

• скелі;
• камені.

В залежності від того, яке позначення заземлення нанесено, всі розуміють, з'єднаний прилад з грунтом. Це може бути стандартний символ або вказує на заземлення на корпус/масу.

Способи заземлення

Враховуючи, що заземлення будинку проводять у вигляді з'єднання певної частини обладнання або електроланцюга з грунтом, для цього використовуються штирі. Вони повинні бути металевими, з необхідною довжиною та діаметром. Їх забивають у грунт і з'єднують разом.

Є кілька способів проведення заземлення своїми руками:

1. Традиційний. Складається з чернометаллических смуг, труб і куточка. В цьому випадку слід вбити в грунт 3 металевих електроду у вигляді трикутника. Глибина «введення» — 3 м. Тут є кілька мінусів — трудомісткість і роз'їдання металу коорозией.

2. Модульно-штирьовий. Створюється за допомогою спеціальних стрижнів. Вони покриваються міддю, а всередині — металеві. Щоб з'єднати частини конструкції з металу, задіюються смуги з латунними затискачами. Якщо їх немає — підходить і мідний провід. Іноді з'єднують контур заземлення і щиток-розподільник.  

3. Природні заземлюючі елементи. Придатні для заземлення електроустаткування. Сюди відносяться фундаменти підстанцій і будівель, а також лінії електропередач.

Часом, для забезпечення природності заземлень, підключають частково підземні комунікації. Все, що складається з металу — підходить. Це може бути броня кабелів, трубопроводи, а також наземні конструкції.

Зазвичай конструкційне рішення з'єднується з кабелем. Останній, у свою чергу, підключається до заземлювального пристрою.

При цьому, електроустановки бувають різні:

• напругу більше 1кВ, нейтраль — ефективна або наглухо заземлена;
• напругу більше 1кВ, нейтраль заземлена ефективно або глухо;
• напруга менше 1кВ, нейтраль глухо заземлена;
• напруга менше 1кВ, нейтраль ізольована.

Класифікація систем заземлення

На сьогодні види заземлень класифікуються за єдиної систематизації для всіх країн і діляться на 3 системам:

1. IT. I — це «ізольованість». T — «заземленность». У цьому різновиді нейтраль ізолюють від грунту. Або ж зануляют. Для цього використовують пристрій, що має значний опір. Треба зазначити, що в домашніх умовах дана різновид «не знайшла свого місця». Зате відмінно підходить для забезпечення стабільної роботи в лабораторіях і навчальних установах.

2. TT. Вище написано поняття символіки, використаної в абревіатурі. Даний вид TT використовується при облаштуванні приватних будівель, а також господарських будівель. Тут задіяні 2 заземлювача. Кожен з них працює з «своїм напрямком». Один — з джерелом електроструму. Другий — з незахищеними металевими елементами. У такої системи — кращий результат в працездатності нульового проводу. Особливо це стосується проміжку між обладнанням і місцем подачі напруги. Але підбирати діаметр власного заземлювача буде важкувато.

3. TN. N — «подключенность до нейтралі». Унікальні тим, що тут нейтраль наглухо заземлена. До неї приєднуються всі здатні проводити електроенергію частини і деталі мережі. Нульові провідники забезпечують підключення до нейтралі. Електрошафи, щити і корпусу стають робітниками. Коли підключені до провідника PEN. Така система створює коротке замикання. У цьому випадку. Якщо відбувається пробивання на корпус, захисні автомати забезпечують знеструмлення мережі. При цьому, тут є різновид, про яку неможливо не згадати — система TN-S. Вона обладнується одразу двома проводами, кожен з яких відіграє важливу роль. Один — нульовий провід, нейтральний провідник. Саме він підключається до наглухо заземленої нейтралі. Інше — захисний. Ось ця конструкція TN-S є з усіх самої сучасної і безпечною. Це — краще заземлення в приватному будинку. Також є різновид TN-C-S. Її використовують для безперебійності роботи. Після місця роздвоєння вона оснащується додатковим заземлювачем. У даної системи відразу кілька плюсів: допомагає під час ремонту старих будинків, перемикання на неї відбувається швидко і ефективно; захищена від удару блискавкою; створює захист проводки за рахунок простих автоматів від замикання.

Види заземлення

Серед усіх видів заземлень зупинимося на кількох (хоча і не всі вони підходять для використання в приватних будинках):

Анодні. Призначаються як частина установок катодного захисту. Виявлені анодні заземлювачі дозволяють захищати від ґрунтової корозії зовнішні поверхні. Зазвичай використовуються на сталевих трубопроводах і спорудах, розміщених в землі з визначенням електролітичної середовища. Тобто поблизу може бути річкова або морська води.

Найчастіше використовуються для:

• підводних переходів однониточных і многониточных трубопроводів;
• технічних резервуарів;
• споруд у портах і на причалах;
• розгалужених комунікацій різних станцій і майданчиків (промислові, теплоелектростанції, компресорні, нафтоперекачувальні, газорозподільні);
• трубопроводів в неординарних грунтах (пустелі, мерзлі, посушливі, скельні).

Можуть укладатися як відкритим, так і глибинним способом, а також ГНБ (з допомогою горизонтально-направленого буріння).

Глибинні. Даний вид — досить давній. Вперше був розроблений ще в 1958 році. Особливістю пристрою стали:

• відсутність муфт, які забезпечували б з'єднання електродів;
• нова конструкція, де на верхню частину електрода надівається кожен наступний, у якого є порожнина в нижній частині.

По суті, тут виробляється заземлення одним штирем зі спеціальною структурою.

Штирьові. На відміну від попереднього виду, штирьовий заземлювач має:

• стандартний набір елементів (металеві куточки по 3 метри в кількості 6 штук, 3 куточка 40х40 мм, а також 3 куточка 50х50 мм зі стінкою в 3 мм або замінити останні на трубу з металу, у якій діаметр дорівнює 16 мм, а стінка — 3 мм);
• традиційний монтаж при відстані 1 м від будови;
• варіативність конструкцій (трикутна, вороняча лапа, рядний заземлювач).

Відрізняється дешевизною виконання. Також для його установки фактично не потрібен ніякий інструмент.

Переносні. Призначення мобільних заземлювачів зрозуміло майже кожного, хто був пов'язаний з електрифікацією. Персонал, що виконує профілактичні або аварійно-монтажні роботи повинен бути захищений. Тому потрібні переносні заземлювачі.

Вони дозволяють «заблокувати» ті частини електроустановок, які теоретично відключені і не можуть бути токопроводными. Тобто не дають поширюватися небезпечному для життя напруги.

Застосовні до цих пір глибинні заземлювачі мають свинцевим кулькою. Він стає контактом. А сам заземлювач створює якийсь надійний вогнище заземлення.

Схема заземлення

Знаючи принцип роботи захисного заземлення, слід:

• вибрати місце для монтажу заземлювального пристрою (найкраще — неподалік від складання/ввідного розподільчого пристрою будови);
• визначитися з фігурою, в яку розташовують електроди;
• підібрати складові за складом і довжині.

Часто вертикальними і горизонтальними заземлювачами виступають наступні фігури (розміри в мм):

• сталевий куточок 50х50х5 (поперечний переріз 480 мм²);
• сталева смуга 40х4 (поперечний переріз 160 мм²).

Нерідко виробляють заземлення своїми руками за допомогою електродів (це металеві стрижні). Їх заглиблюють в грунт, з'єднуючи між собою прутом або стрічкою. Потім — під'єднують до придомовому щитка, смузі з металу або кабелю. У електродів повинна бути площа перерізу не менше 1,5 см².

Стрижні можуть замінюватися на такі вироби:

• двотаври;
• арматуру з гладкою структурою;
• трубу;
• сталеві куточки.

Вибір глибини установки в грунт електродів залежить від насиченості ґрунту водою. Висока перебування ґрунтових вод веде до меншої глибині занурення.

Зазвичай відстань від будови варіюється від 1 до 10 м.

Допустимі фігури, які створюються з стрижнів:

• трикутна (найпоширеніша);
• квадратна;
• прямокутна (остання може бути створена як контур по периметру будови).

На вибір форми впливає комфортність установки.

Важливо! Продумуючи схему і як зробити заземлення, не забувайте враховувати глибину промерзання грунту в холодний період. Інакше функціональність конструкції може бути порушена.

Якщо хочеться заощадити час, але не гроші — можна не мучитися, створюючи правильне заземлення. А придбати його у вигляді комплекту спеціальних будівельних магазинах.

Його складовими будуть сталеві стрижні-електроди з покриттям з міді. Їх довжина — 1 м. З'єднання — різьбове. Зібрати таку конструкцію не складе труднощів навіть початківцю.

Улаштування заземлення

Щоб створена схема заземлення була функціональною, можна і навіть потрібно почати з досвідченого шляху.

Отже, знадобиться дізнатися:

• глибину залягання води;
• виміри відступів від будови, щоб забезпечить трикутний контур.

Після цього треба:

1. Провести необхідні розрахунки. Знання з фізики вам в допомогу або дані-підказки з інтернету.

2. Виявити точне число вертикальних заземлювачів. А також показники довжини з'єднувальної смуги, виходячи з опору грунту.

3. Зварити електроди. Виміряти опір.

4. При наявності великого опору — заглибити додаткові електроди. Після приєднань останніх, ще раз провести заміри. Такий процес можна повторювати до тих пір, поки результат не буде дорівнює необхідному.

Проводячи розрахунки, знадобиться обчислити:

• опір у вертикального заземлювача;
• питомий опір, якщо грунт неоднорідний;
• кількість електродів, якщо не брати до уваги опір горизонтального заземлювача;
• опір, що створює струм розтікання у горизонтального заземлювача;
• заземлювач горизонтальний у довжину;
• опір, яким мають вертикальні заземлювачі;
• кількість необхідних для облаштування заземлення вертикальних заземлювачів.

Правила виконання заземлення

Для створення повноцінних умов електробезпеки в одноповерховому приватному будову, слід при монтажі електропроводки або заміні старої не забувати про монтаж заземлення.

Вибираючи штучні заземлювачі, слід пам'ятати, що це — всього лише заміна природних. Тобто вибирати їх треба, коли не працюють останні.

Що таке природні заземлювачі? Зазвичай ними стають:

• елементи будівель, що складаються з металу, і сполучені з грунтом;
• труби зі сталі, вкопані в землю;
• артезіанські свердловини.

Важливо! Вибираючи природні заземлювачі, заборонено підключатися до таких трубах з наступних систем:

• бензопроводной;
• нафтопровідної;
• газопровідної.

Створюючи схему, слід пам'ятати, що коли електроустановки мають до 1000 В опору, у контуру він повинен бути не більше 4 Ом. Коли опір установок більше, то показник підвищується до 0,5 Ом.

Необхідні матеріали та інструменти

Створюючи робоче заземлення, необхідно підготувати:

• контур, що складається з багатьох частин (стандартний набір   кутник металевий 50х50х5 з довжиною до 3 м, який виступить електродом; металева стрічка або куточок в розрізі не менше 44 мм; сталевий дрот з діаметром 8-10 мм);
• апарат для зварювання;
• кувалда (для забивання заземлювачів);
• лопата;
• бур;
• болгарка.

Важливо! Якщо в конструкції можна використовувати труби різних діаметрів, то ніяк не арматуру.

Також слід пам'ятати, що без досвіду зварника не обійтися. Якщо такі відсутні навички, краще відразу звернутися за послугами до фахівця.

Монтажні роботи

Враховуючи, що зазвичай форма конструкції — це рівносторонній трикутник, створюючи заземлювач вертикальний, дії будуть такими:

1. Нанести розмітку на подвір'ї приватної будівлі з відповідною формою. При цьому враховуйте, що прокладання контуру можливо на відстані 1 м.

2. Викопати траншею. Обов'язково використовувати в процесі периметр наміченого трикутника. Глибина — не менше 0,8 м, ширина — до 0,7 м. Якщо вважаєте за необхідне — іноді варто по вершинах умовного трикутника створити колодцеподобные поглиблення. У цьому випадку знадобиться бур. Глибина таких «колодязів» повинна бути дорівнює від 1,2 до 1,5 м. Найчастіше копають траншеї зі стандартними розмірами 3х3х3 м.

3. Вбити з вершин трикутника вертикальні елементи-заземлювачі. Їх глибина монтажу — 2-3 м. Щоб вбити потужно і надійно, знадобиться використання кувалди. Забивати куточки слід не повністю, залишаючи край на 20-25 див. Теж саме роблять, якщо траншея створена як пряма лінія. У цьому випадку установка електродів можлива з відстанню в 1 м. Зазвичай використовується 4-5 штук.

4. Вбивши всі вертикальні елементи, їх треба поєднати. Так створюється заземлювач горизонтальний. Він же був раніше названий нами контуром. З'єднання відбувається шляхом зварювання.

5. З'єднати заземлювальний пристрій з відповідною частиною електроустановки за допомогою провідника. Найбільш «улюбленим» став елемент у вигляді сталевої смуги з розмірами 40х4 мм

6. Місця зварювання обробити антикорозійним засобом. Найчастіше, коли ведеться монтаж заземлення своїми силами, використовується бітум.

Важливо! Щоб монтаж конструкції заземлення відбувався швидше, кінці деталей або готового куточка слід загострити. Найчастіше найкращим помічником для даного процесу виступає болгарка.

Іноді монтажні роботи, зазначені в пункті 5 проводяться інакше: виводячи з грунту заземлюючий горизонтальний провідник, до цієї сталевої смузі підключається ще один провідник, прокладений до шини PE. Він може бути з різних матеріалів і з різним перетином:

• мідний (10 мм²);
• алюмінієвий (16 мм²);
• сталевий (75 мм²).

Зробивши монтаж, слід заміряти рівень опору.

Після цього треба запросити співробітників енергокерування. Вони повинні підписати і видати всю документацію на контур заземлення. Як бачите, ця система — одна з найпростіших у процесі забезпечення електрифікації приватного будинку.