Заземление внутри частного дома. Как сделать заземление в частном доме — выбираем наиболее эффективную систему

Человек XXI века настолько свыкся с электричеством, что совершенно забывает об опасности, которая в нем таится. Современные электроприборы повышают ее многократно. Чтобы всегда чувствовать себя в безопасности, следует заземлить бытовую технику.

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.

Элементы заземления – используемые материалы

Контур заземления в частном доме состоит из проводника и заземлителя, который располагается в самой земле. Для проводника заземления используется токопроводящая жила, которая соединяет шину на щитке с заземлителем. Ее сечение зависит от фазного провода. Если он на вводе имеет сечение до 16 мм 2 , то заземляющий должен быть с таким же сечением или большим. При больших размерах фазного провода, сечение идущего на контур заземления может составлять половину. Материалы обоих проводников должны совпадать.

От верхней части заземлителей к щитку идет металлосвязь, которая заземляет его корпус. Образуется прочная металлическая конструкция, которая на щите крепится через болт, а на стержне сваркой.

Сам заземлитель имеет чрезвычайно простую конструкцию: горизонтальные проводники, проложенные в земле и вертикальные заземляющие электроды. Российские и международные требования допускают использовать в качестве материала для них сталь, черную или с различным покрытием, медь – луженую, оцинкованную или без покрытия. Стержни должны не менее чем на полметра входить в почву, которая никогда не промерзает и не пересыхает. Чтобы они гарантированно находились в постоянно увлажненной земле, их длина должна составлять 2–3 м.

Допускается различная форма элементов: полоска, пруток, уголок, труба. Для каждого из материалов существуют ограничения в отношении минимального размера. Например, стальная полоса не может быть тоньше 4 мм, независимо от ее ширины. Такие условия диктуются необходимостью противостояния коррозии. Монтаж стальных деталей производится сваркой, болты быстро разрушаются.

Стальные материалы должны соответствовать следующим требованиям:

прутки для стержней иметь диаметр от 16 мм и выше:
горизонтальные – не менее 10 мм;
стальные трубы диаметром 32 мм и больше.

Для надежного заземления сечение материала должно постоянно увеличиваться вдвое. Например, если пруток от шины к горизонтальным полосам 5 мм 2 , то они уже должны быть 10 мм 2 , а стержни – 20 мм 2 .

Ошибки в устройстве – чего нельзя делать

Вертикальных стержней должно быть несколько, одного, вбитого в грунт, недостаточно. Сопротивление земли находится в сильной зависимости от площади заземлителя, которая контактирует с ней. У одного заземлителя она недостаточна для обеспечения надежной защиты. Если разнести два и больше стержня на 1–2 м, между ними возникает потенциал, площадь эффективного контакта возрастает в сотни раз. Слишком далеко разносить тоже нельзя: разорвется потенциальная поверхность, останутся просто отдельные заземлители.

Если ВЩ расположен в доме, и нет возможности подвести к нему стальную шину, используется соединение медным проводником. Существует ошибочное мнение, что достаточно закрепить опрессованный наконечник болтом, покрыв защитной токопроводящей смазкой. Она способна предохранить от коррозии только в сухом помещении. Следует обеспечить защиту шины от влаги, расположив ее на стене и закрыв в металлическом ящике.

Увлажнение способствует образованию гальванической пары и электрокоррозии, которая распространяется и под изоляцию. В аварийной ситуации происходит мгновенное перегорание контакта, тем более нельзя крепить заземляющий проводник непосредственно к заземлителю и засыпать грунтом.

Также недопустимо последовательное заземление приборов и подключение нескольких заземляющих проводников к одному контакту заземляющей шины. Это грозит тем, что авария одной установки вызовет цепную реакцию, потянет за собой другие.

Не следует использовать в качестве материала металлоизделия с упрочненной поверхностью вроде арматуры, рельс, швеллера. Повышенная плотность их поверхности препятствует созданию хорошего контакта с грунтом. Также нельзя окрашивать металл, надеясь противостоять коррозии. Ее, может, и не будет, но утрачивается всякий смысл в таком заземлении. Краска препятствует надежному контакту металла с землей.

Самый большой враг заземления – коррозия, которая иногда через несколько лет способна свести его эффективность к нулю. Поэтому перед вкапыванием стальные изделия следует покрывать специальным защитным токопроводящим покрытием.

Установка заземлительных частей – определение схемы и сборка

Перед началом работ определяемся со схемой. Их существует достаточно много, но наиболее распространенных – две: замкнутая и линейная. Каждый вариант требует примерно одинакового расхода материалов, все дело в надежности.

Замкнутая схема выполняется чаще всего как треугольник, хотя может иметь и другой вид. Она надежна в своем функционировании. При повреждении одной перемычки между штырями она продолжает работать. Для частного дома рекомендуется использовать замкнутую схему – треугольник.

При линейном способе все стержни располагаются по линии, соединяясь последовательно. Недостаток в том, что повреждение одной перемычки снижает эффективность, а если она первая, то полностью пропадает работоспособность.

Для создания контура заземления требуется вбить в грунт вертикально три штыря и соединить их заземлителями, расположенными горизонтально. Кроме того, от заземлителя следует подвести металлический прут или ленту для соединения с электрощитом. Вертикальные заземлители выполняем из стальных уголков 50×50×5 мм, горизонтальные – из стальных полос 40×4 мм. Контур и вводной щит соединяем прутком не менее 8 мм 2 . Можно использовать и другие материалы, о которых рассказано выше, но мы покажем изготовление на примере этих материалов.

Отступив от фундамента около одного метра, размечаем треугольник, имеющий стороны 1,2 м. По линиям разметки выкапываем траншею на глубину до 1 м. Ширину делаем достаточной для того, чтобы заниматься сварочными работами. Это траншея для горизонтальных линий заземления.

Концы угольников обрезаем болгаркой под острым углом, чтобы легче было забивать. Устанавливаем их по вершинам треугольника и бьем кувалдой. Идут они довольно легко, и через несколько минут первый готов, то же самое проделываем и с остальными двумя. Если есть бур, можно просверлить колодец, чтобы меньше забивать. Над нижним уровнем траншеи стержни должны выступать сантиметров на 30.

Когда они все окажутся в земле, приступаем к соединению горизонтальными полосами, чтобы создать замкнутый контур. Применяя обычную сварку, привариваем полосы к уголкам. Используем именно сварку, потому что болтовое соединение в земле быстро разрушится. Потеря контакта приведет к утрате заземлением своей функциональности.

Если нет никакой возможности применить сварку, можно использовать болты, но только над поверхностью грунта. Их обрабатывают токопроводящей смазкой, периодически подтягивают и опять смазывают.

Собранный контур соединяем со щитком. Привариваем к уголку проволоку из стали, прокладываем по дну траншеи к электрощитку. На другом конце привариваем шайбу для создания надежного контакта в месте соединения с ВЩ. Если нет прута подходящего сечения, используем такую же полосу, что и для горизонтальных перемычек. Она даже предпочтительнее, с землей у нее большая площадь контакта, но с ней труднее работать. В крайнем случае, если не удается изогнуть полосу под нужным углом, разрезаем ее на части и свариваем из отдельных элементов.

Готовый контур заземления обрабатываем антикоррозийным составом, после чего можно засыпать землей. Изготовленная таким способом конструкция прослужит десятки лет.

Подключение потребителей – изменения в схеме проводки

Одним монтажом внешнего заземляющего устройства дело не ограничивается. Если в доме имеются три провода, то проблем никаких не возникает. Но со старой двухпроводной схемой придется повозиться. Ведь она не предусмотрена для подключения заземления.

Существует несколько вариантов, из которых можно выбрать наиболее подходящий:

1. Устанавливаем новые евророзетки, проводим от них к щитку отдельные заземляющие провода. Через электрощит подключаем их на шину заземления.
2. Полностью отключаем старую проводку. Отсоединяем ее от электрощита и оставляем в стене, а новую прокладываем поверх нее в пластиковых кожухах. Для розеток и выключателей используем старые гнезда.
3. Меняем двухпроводную схему на трехпроводную. Старую можно не удалять, а оставить для освещения и подключения маломощных приборов. Трехпроводную монтируем отдельно после установки нового щита.

Но на вводе у нас осталось два провода, с подключением по системе TN-C. На трансформаторной подстанции нейтраль заземлена, по воздуху подходит фаза L и другая жила, которая совмещает в себе нулевую защиту с рабочим проводом, помечается на схемах PEN. Собственный контур заземления теперь следует подключить к домашней сети. Для этого существует два способа:

переделать систему с TN-C на TN-C-S;
подключить по системе ТТ.

В двухпроводной системе TN-C нет отдельного защитного проводника. Чтобы переделать ее на TN-C-S, применяем разделение совмещенного PEN провода на два отдельных: защитный РЕ и рабочий N. Для его определения воспользуемся индикатором: на фазном он будет светиться, а на нужном нам PEN свечение отсутствует.

В электрическом вводном щите устанавливаем шину, металлически связанную с его корпусом. Она будет служить шиной заземления РЕ, подключаем к ней провод PEN, который идет с улицы. Устанавливаем в щите еще две шины, изолированные от корпуса. К одной из них делаем перемычку, это будет шина нулевого рабочего провода N. На вторую изолированную шину подключаем фазу L.

Применение системы ТТ не требует разделения PEN провода. При такой схеме между контуром заземления и PEN проводником отсутствует электрическая связь. Два провода входят в дом через шины, изолированные от корпуса ВЩ. Заземляется сам электрощит.

ТТ имеет преимущества перед TN-C-S системой, которая требует разделения PEN провода. Если отгорит ноль со стороны входа в системе TN-C-S, все приборы окажутся заземленными на контур, что при некоторых обстоятельствах может вызвать негативные последствия. При системе ТТ у провода PEN отсутствует всякая связь с домашним заземлением, на корпусах приборов гарантированно не будет напряжения.

Применение схемы ТТ требует обязательного наличия УЗО – устройств защитного отключения. Нелишними они будут и в системе TN-C-S. Особенно полезными окажутся в ситуации, когда наблюдается неравномерная нагрузка фаз, и на нулевом проводнике появляется небольшое напряжение. Когда сеть электрически связана с защитным проводником, оно может появиться и на корпусе прибора. Именно тогда должна сработать защита.

Из рассмотренного выше делаем вывод, что для дома со старой проводкой лучшим вариантом является применение схемы ТТ, а внутри лучше смонтировать отдельные подводы для заземления мощных приборов.

Заземление – обязательный элемент организации электропроводки частного дома. Ведь при непредвиденном пробое электричества именно заземление защищает от удара током. Да и те, кто пробовал взяться за включенную в сеть стиральную машинку сзади, знают, как ощутимо «щипаются» её открытые металлические части.

Кроме стиральной машинки напрямую, а не через евророзетку, желательно заземлять:

микроволновые печи – при плохом контакте с розеткой она способна довольно ощутимо биться током, поэтому практически у всех моделей сзади есть винтовая клемма отдельного заземления;
электроплиты (духовки и варочные поверхности) – из-за высокой мощности очень велика вероятность пробоя, поэтому заземления через розетку недостаточно;
персональные компьютеры – заземляются за любой крепежный винт сзади на корпусе, что позволяет убрать плавающие потенциалы и улучшить скорость работы беспроводного интернета.

Кроме того, на один заземляющий контур можно подсоединять электроприборы и молниезащиту (при наличии УЗИП), что сэкономит время и силы при строительстве.

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.

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

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:

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.

Как сделать заземление – детальная инструкция с фото

Устройство заземления делится на два этапа – монтаж заземлителей и подключение контура к щитку. Учитывая трудоемкость процесса, всю работу можно разделить на два дня. Главное, дождаться сухой погоды.

Устройство заземляющего контура

Единственное требование к работнику – физическая сила, так как придется хорошенько помахать кувалдой.

Очень важно выбрать место для контура – в случае пробоя электричества над ним не должны находиться люди и животные. Идеальный вариант – спрятать заземление под огражденной клумбой или заасфальтированной дорожкой.
Размечается место под контур. Самой популярной схемой является треугольник, так как для улучшения токопроводящих свойств минимальное количество заземлителей в контуре – три. Оптимальное расстояние между ними – 1,2 м, но может варьироваться от 1 м до 1,5 м. Важно соблюдать одинаковый шаг между заземлителями.

Хотя размещать контур нужно не ближе 1 м от дома, максимальное расстояние не должно превышать 10 м.
По разметке равнобедренного треугольника и по направлению к дому выкапывается траншея глубиной 50-70 см. В вершинах мощными ударами кувалды вбиваются металлические уголки или трубы на глубину ниже промерзания грунта (в среднем 2-3 м). Чем тяжелее кувалда – тем быстрее идет работа. А заземлители из медных труб очень удобно забивать обычным перфоратором.

Верхние концы заземлителей не забивают до конца, но с таким расчетом, чтобы после засыпания траншеи над ними было еще 50 см земли.
Соединяются вершины треугольника металлическими полосами или прутами. Очень важно места соединения сваривать – это позволит избежать регулярного подкручивания болтов при использовании крепежей. Если же контакта заземлителя с металлосвязью не будет, то вся работа по устройству контура бессмысленна. (13)

Заземляющий проводник, идущий к дому, также приваривается к контуру. На конце, расположенном на стене дома, приваривается болт, к которому и будет идти заземляющий провод от шины в щитке.

Все сварочные стыки после остывания замазываются битумной мастикой в несколько слоев. Это предотвратит коррозию и, как результат, потерю контакта.
Траншея засыпается землей, а часть заземляющего проводника, находящегося на поверхности («земляная» шина), красится – для защиты металла от влаги. Традиционная краска для проводника заземления – красного цвета. Но ни в коем случае нельзя красить весь проводник – он должен контактировать с землей для рассеивания напряжения.

Работы по подключению заземления к щитку можно отложить на любой другой день – если всё сделано правильно, контур прослужит без ремонта 50-70 лет, поэтому спешить с подключением нужно только при наличии уже подключенных к сети электроприборов.

Правильное подключение заземления – залог безопасности и долгой службы техники

Очень важно правильно подключить «земляную» шину к щитку. Для этого используются медные, алюминиевые или стальные проводники. Для медных изделий сечение не должно быть меньше 10 кв.мм, для алюминиевых – 16 кв.мм, а для стальных – 75 кв.мм. Использоваться могут как металлические полосы, так и витые провода.

Для крепления металлических полос делается отверстие по диаметру болта и фиксируется гайкой с шайбой. Провода к болтам должны крепиться специальными клеммами, а ни в коем случае не накручиваться на них.

Место соединения должно быть зачищено до блеска и покрыто консистентной смазкой – она защищает металл от окисления и электрокоррозии.
К щиту заземляющий проводник крепится на корпус также винтовым соединением. Если дверца щита не заземлена, необходимо заземлить и её – еще одним проводником. Важно заранее подобрать шины заземления в щитке с достаточным количеством отверстий для разных приборов – крепить два провода в одну точку категорически запрещается.

Существует распространенное заблуждение, что электроприборы лучше заземлять «чисто», а не через общий контур заземления. Но в этом случае большое количество «индивидуальных» заземлителей создают свой контур, при этом при пробое электричества на одном приборе вполне вероятно появление напряжения на другом.

Проверка заземления

Очень важно не пренебрегать проверкой заземления. В идеале, проводить её нужно раз в несколько лет, чтобы удостовериться, что контакты в месте сварки не отошли. Проверка проводится специальными измерительными приборами, которые для одноразового пользования покупать нецелесообразно. Без специального же омметра проверять сопротивление контура бесполезно и даже опасно.

Так, при подключении обыкновенной лампочки к фазе и контуру она будет гореть, даже если вместо контура воткнуть в землю лом – из-за маленького электропотребления. Если же использовать мощный прибор, например, обогреватель, это может быть опасно для здоровья. К тому же нужно точно измерить сопротивление контура – оно не должно превышать 4 Ом.

Можно использовать трехэлектродный метод с амперметром и вольтметром, а в качестве источника тока взять понижающий трансформатор на 12-16 вольт, но ведь и эти приборы есть не у каждого. Поэтому лучше пригласить один раз электрика и быть уверенным в качественно выполненной работе!

В статье будет затронут вопрос устройства заземления в частном доме, даче или на небольшом производстве своими руками. Многие ошибочно полагают, что заземление — это ненужная, дополнительная вещь, которую из вредности, требует энергоснабжающая организация или проверяющие инспектора.

Самое главное, что должен понять любой потребитель электроэнергии — заземление это неотъемлемая часть любого электроснабжения. Это такая же необходимость, как установка автоматических выключателей в распредщитке, прибора учета и другой аппаратуры.

Чтобы качественно выполнить заземление, необходимо произвести большой объем земляных работ. Грубо рассчитывайте, что минимум, Вам придется вручную вырыть один кубометр земли. Также необходим будет сварочный аппарат и умения сварочных работ.

Самый оптимальный вариант выполнить заземление собственными руками, так как не все электрики любят это делать, да и те кто берется, в большинстве своем делают это не качественно.

И так, как же правильно делается контур заземления?

Существует два самых распространеных варианта контура заземления — треугольником и линейный, в виде сплошной полосы вдоль дома.

Оба правильные. Какой выбрать, решать Вам самим, исходя из свободного пространства возле дома.

Материал для контура заземления

Контур заземления состоит из вертикальных и горизонтальных заземлителей.
Материал из которого не рекомендуется делать вертикальные заземлители:

Из чего можно делать:

Конец уголка или круглой стали срезают на угол в 30 градусов. Это наиболее оптимальный угол для вхождения стали в землю.

Горизонтальный заземлитель делают из стальной полосы 40*4.

Размеры и расстояния для заземляющих электродов

Обязательные условия которые необходимо соблюдать при устройстве заземления в частном доме:

- ⚡ длина электрода, который забивается в землю. Он должен быть минимум 2,5-3 метра

Изначально лучше брать электрод длиной 3м. Так как в процессе забивания его кувалдой, будет расплющиваться та часть, по которой наносится удар. В конце Вам придется болгаркой несколько сантиметров такого расплющенного электрода срезать.

- ⚡ расстояние между электродами. Оно также должно быть 2,5-3 метра

Вне зависимости от того, какого вида у Вас контур — в виде треугольника или прямой линии. Это связано с явлением растекания тока от заземлителей. Если электроды будут забиты ближе чем 2,5м то получается нет никакой разницы, сколько электродов Вы забили.

Работать они будут почти как один электрод.

- ⚡ заглубление траншеи от планировочной отметки земли — 0,7-0,8м

Траншея — это место для укладки полосы, связывающей электроды. При меньшем углублении траншеи, полоса будет подвержена воздействию осадков и быстрому процессу коррозии. При большем углублении — опять возникает риск воздействия сырости от грунтовых вод.

⚡ расстояние контура заземления от фундамента дома — не менее 1м
⚡ после раскопки траншеи ее подсыпают песком для лучшего отвода воды от горизонтального заземлителя.

Заглубление электродов

Когда весь материал и траншеи готовы приступают к процессу забивания электрода. Для облегчения процесса в яму подливают немного воды. Вертикальный электрод можно забивать двумя способами:

Первоначально верхний конец электрода будет на большой высоте. Поэтому потребуется стремянка.

Забивать до конца весь электрод в землю не надо. Минимум 20см оставляйте на поверхности, так как в этом месте нужно будет приварить полосу. Длина сварочного шва — не менее 6-10см. Сам шов прокрашивается.

Ни в коем случае не красьте горизонтальные и вертикальные заземлители.

Тем самым Вы увеличите сопротивление заземления и ухудшите связь с землей.

Чтобы улучшить контур заземления, можно его соединить с уже существующими металлическими конструкциями заглубленными в земле — например с забором.

Соединение заземления с электрощитом

Когда контур сделан, его необходимо соединить с электрощитом. Здесь уже можно использовать не полосу, а проволоку диаметром 10мм. С горизонтальным заземлителем ее связывают сваркой, а с корпусом щита при помощи болтового соединения.

Также Вы можете вывести полосу горизонтального заземлителя на поверхность возле щита, и приварив к полосе болт, медным проводником сечением 10мм2 соединить контур с щитовой. Болтовое соединение должно быть на поверхности и доступно для ревизии.

Проверив надежность соединения сварочных швов, траншею засыпают землей. На этом монтаж контура заземления окончен.

Современные электроприборы становятся все мощней, и, соответственно, возрастают и риски поражения ими. Устройство заземления гарантирует не только безопасность людей, но и сохранность оборудования.

Принцип действия заземляющего устройства

Электрический ток, подобно жидкости, течет от места наибольшего сопротивления (фаза L «+») к наименьшему (N нуль «–»). В случае повреждения изоляции электроды устремляются к любому из ближайших проводников электрического тока, обладающему наименьшим сопротивлением. Чаще всего ими становятся металлические детали корпуса, прикосновение к которым становится крайне опасным.

Прикосновение к неисправным электроприборам опасно!

Даже при наличии установленных автоматов в щитке ПЭУ вероятность поражения током сохраняется: ведь они рассчитаны на определенную величину силы тока. При заземлении же любой, даже небольшой заряд, попавший на корпус, мгновенно стекает в землю.

В роли отводящих проводников тока (PE) выступает заземляющий контур : несколько металлических стержней, выполняющих роль электродов. закопанных в землю на определенную глубину и соединенных в единую цепь. При этом сопротивление заземляющего контура подбирается таким образом, чтобы оно было меньше электрического сопротивления тела человека (меньше 4 Ом).

Заземление строения

Расчет контура заземления

Точно рассчитать размеры контура и глубину его погружения в землю достаточно сложно. Для этого необходимо знать:
способность грунта препятствовать свободному прохождению тока (его электрическое сопротивление);
сопротивление металла, из которого изготовлены заземлители;
их количество и точную глубину их закладки в землю.

Во избежание сложных расчетов, которые под силу только специалисту, можно вначале изготовить контур заземления по усредненным размерам, а затем с помощью омметра измерить величину его сопротивления. В случае, если она выше 4 Ом, длину контура следует увеличить за счет наращивания количества металлических стержней, углубленных в землю.

Контур заземления

Совет. Так как омметр – достаточно дорогой прибор, для измерения сопротивления можно пригласить специалиста из электросети или подобной организации. В том случае, если глубина промерзания грунта известна точно (эти данные можно уточнить в геологии), измерение сопротивления цепи можно не производить или подстраховаться и увеличить длину контура.

Монтаж контура заземления

В качестве заземлителей для изготовления контура можно выбрать любой металл с сечением от 1,5 см2. Чаще всего используют уголок 50×50, один конец которого для лучшего вхождения в землю срезается наискось болгаркой.
1. Форма контура может быть любой, при этом минимальное количество стержней, заглубленных в землю – три. Именно поэтому наиболее распространенным является контур в виде треугольника , стороны которого равны 1,2-1,5 м и более.

Контур заземления

2. Для обустройства контура в земле на расстоянии 3-10 м от здания ближе к распределительному шкафу выкапывается треугольная траншея с равными сторонами глубиной от 0,7 и шириной 0,5 м. Дополнительно прокладывается и траншея, ведущая к силовому шкафу.

Подготовка траншеи

3. По углам контура вбиваются вертикальные заземлители, которые будут выполнять роль электродов. Стержни забиваются на глубину промерзания грунта (но не менее 1,5 и не более 3 м) так, чтобы их верхняя часть выступала над землей на 20-25 см. Для лучшего вхождения в землю их концы заостряются . При этом существует правило: чем больше влаги содержится в грунте, тем меньшим может быть шаг электродов и меньшей глубина их погружения.

Забивание металлических стержней

4. Значение имеет и его сопротивление силе тока . Так, если сопротивление глины и чернозема составляет 25, торфа – 20, то песка – аж 500 Ом*м и выше. Очень высоким является и сопротивление каменистой почвы. В скалистой местности глубина погружения штырей перестает иметь решающее значение (ведь добраться до влажной земли, имеющей минимальное сопротивление, нереально). В таких случаях следует монтировать контуры заземления с большей площадью рамки, расположенной горизонтально или в форме расходящихся лучей.

Удельное сопротивление грунта

5. Если плотность грунта слишком высока, и забить стержни в него сложно, можно предварительно пробурить отверстия в земле .

6. Для соединения цепи к их концам по всему периметру треугольника привариваются полосы из стали 40*4 мм или гладкой арматуры 14 мм. Место сварки для уменьшения коррозии следует обработать битумом или иным антикоррозийным составом .

Сваривание цепи контура

Важно! Использовать рифленую арматуру для связывания контура не рекомендуется. В противном случае пустоты могут нарушить контакт с грунтом.

7. К проводу заземления такая цепь приваривается с помощью болта 10 мм . Использование скрутки для соединения недопустимо.

Скрутка для соединения цепи не допустима

После проверки данных сопротивления контура с помощью омметра траншея засыпается грунтом.

Естественно, вся внутренняя проводка в доме монтируется по трехпроводной схеме , где третьими является провода заземления. Они выводятся на электрощит, а затем подсоединяется к общему контуру заземления. В качестве дополнительной защиты система оборудуется УЗО или дифавтоматами .

Трехпроводная схема

Устройство молниезащиты

Напряжение грозовых разрядов, возникающих между наэлектризованными облаками, может достигать миллиардов вольт. Природным молниеприемником являются деревья, глубоко уходящими корнями в землю (ведь сырая земля обладает минимальным сопротивлением). Иногда молния может ударить и по самым высоким частям зданий. Именно поэтому молниезащиту устанавливают чаще всего именно на крыше.

Молниеприемник представляет из себя проводник из металла 1,5 м диаметром от 12 мм, установленной на самом высоком месте строения. На слишком больших зданиях их может быть несколько. Чем выше они расположены, тем больше защищаемая ими территория. При этом их максимальная высота может составлять 15 м (при большей высоте их эффективность снижается).

Устройство молниеприемника

Важно! Металл, покрытий лаком или краской, не может служить в качестве молниеприемника.

Если трубка металлоприемника полая, она обязательно заваривается. В качестве заземлителя выбирается алюминиевый или медный провод, который крепится к такому приемнику муфтами или клеммами. Другой его конец уходит к заземлителю, устроенному по такому же принципу, что и контур, предназначенный для заземления строений, описанный выше.

Важно! Для усиления защиты заземление молниеотвода обязательно соединяется с помощью стальной полосы, проходящей под землей, с контуром заземления здания.

Жизнь насыщается электроприборами. «Хрущевская» норма энергопотребления в 1,3 кВт на квартиру (220 В; пробки – 6 А) ныне вызывает смех. Электроприборы дают комфорт и экономят немало денег, но есть оборотная сторона медали: возрастает опасность электрошока. Поэтому без защитного заземления (а для стиральной машины – и рабочего) теперь не обойтись. Но в старых домах его нет, а частнику нужно делать самому; цены же в специализированных организациях соответствуют объему работы. Чем платить такие деньги, проще сделать заземление в доме своими руками – работа не легкая, но и не сложная.

Можно ли делать заземление самому?

Но не будет ли проблем с электриками? Штрафовать они любят.

Если заземление сделано правильно, а измерения показали сопротивление растекания тока не более 4 Ом, формального повода для придирок не возникнет. Устройство заземления дома подробно регламентируется следующими нормативными документами:

ПТБЭ – Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.
ПУЭ – Правила устройства электроустановок потребителей.
ПТЭЭ – Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей.

Однако ни в одной из этих книжек ни сном, ни духом, ни прямым текстом не сказано, что заземление должна делать специализированная организация. Сделано по правилам, нормам соответствует – защищайтесь на здоровье, претензий быть не может. В настоящей статье описывается, как правильно сделать заземление частного дома и устроить заземление в квартире, если дом не заземлен.

Но! Если заземление сделано специализированной организацией по проекту, проверено и принято энергослужбой, и все-таки случилась авария, вы имеете полное право требовать возмещения ущерба. При самодельном заземлении такая возможность, разумеется, исключается. Можно заказать у энергетиков проект, оплатить приемку готового, получить на руки акт ввода в эксплуатацию. Однако практика показывает, что, если «шарахнуло», судиться с энергетиками бесполезно. А в договоре с коммерческой фирмой возмещение ущерба прописывается. Но и работа выходит очень дорогая.

Защитное и рабочее заземления

Защитное заземление спасает людей от электрошока, а включенную в сеть аппаратуру от выхода из строя при пробое какого-либо электроприбора на корпус. При наличии молниеотвода – также при ударе молнии.

Рабочее заземление при электрическом ЧП выполняет роль защитного, но оно же обеспечивает нормальную работу электрооборудования. Постоянное рабочее заземление применяется только в промышленном оборудовании. Для бытовой техники считается достаточным заземление через евророзетку. Но в реальных условиях кое-что из «бытовухи» полезно все же заземлить наглухо:

Стиральную машину. У нее большая собственная электрическая емкость, и во влажном помещении вполне исправная машина, даже включенная в надежно заземленную евророзетку, может безвредно, но ощутимо «щипаться».
Микроволновая печь. В ней, как известно, работает источник СВЧ – магнетрон большой мощности. При плохом контакте в розетке микроволновка может «сифонить» на опасном для здоровья уровне. На многих микроволновках сзади можно увидеть винтовую клемму под отдельный заземлитель, причем инструкция об этом стыдливо умалчивает: наличие такой клеммы переводит устройство из разряда бытовой техники в промышленное оборудование. А так – ну, это такой декоративный элемент.
Электродуховка и индукционная плита (варочная поверхность). Внутренняя проводка в них работает в тяжелых условиях, мощность же велика, так что высока и вероятность пробоя.
Настольный компьютер. Его импульсный блок питания (ИБП) компактности ради устроен так, что нормальную рабочую утечку дает побольше стиралки. От таких плавающих потенциалов на корпусе и производительность снижается, и «глюков» добавляется, и скорость интернета падает. Наглухо заземлить компьютер можно за любой крепежный винт сзади.

Части заземления

Заземлители – вбитые или врытые в землю металлические проводники. Не менее полуметра заземлителя должно находиться ниже максимального горизонта промерзания; в местах с плюсовой зимой – ниже горизонта просыхания, т.е. в слое почвы со стабильной влажностью. Чаще всего это обеспечивается при длине заземлителя в 2-3 м. Точные данные о необходимой длине и количестве заземлителей можно получить в местной энергослужбе.

Металлосвязь – сварная металлическая конструкция, соединяющая между собой верхние концы заземлителей и заведенная в дом в виде шины заземления. Вводов шин заземления в доме может быть несколько, но одна непременно должна заземлять вводный щит (ВЩ, или вводно-распределительное устройство – ВРУ). Заземлители с металлосвязью образуют жесткий цельный контур заземления.

Заземляющие проводники соединяют заземлительные клеммы электроустановок с шиной заземления. Они могут быть как голыми жесткими, так и гибкими многожильными в изоляции. В последнем случае их сечение должно быть не менее 4 кв.мм, а расцветка оболочки – желтая с продольной зеленой полосой. Допустим перенос заземляющего проводника с шины на шину заземления.

К шине заземления заземляющие проводники подключаются на специальные контактные площадки: зачищенные до блеска и смазанные консистентной смазкой ее участки с резьбовыми отверстиями не менее М4 под болты. Смазка, помимо защиты от окисления, нужна для предотвращение электрокоррозии (см. след. разд).

Ряд контактных площадок обозначается с одной или с двух сторон, если он на транзитном участке шины, парами косых, под углом 45 градусов, черными полосами. Сплошное окрашивание шины заземления недопустимо, но допустимо ее замоноличивание, кроме контактных рядов, в стену.

Электрическое сопротивление металлосвязи измеряется от ЗАЗЕМЛИТЕЛЬНОЙ КЛЕММЫ электроустановки до наиболее удаленной от нее наземной части контура заземления. То есть, заземляющий проводник электрически считается частью металлосвязи. Сопротивление любой металлосвязи не должно превышать 0,1 Ом.

Зачем несколько заземлителей?

Одним заземлителем нельзя обойтись, потому что земля – проводник нелинейный. Ее сопротивление сильно зависит от приложенного напряжения и площади контакта с заземлителем. У одного заземлителя площадь поверхности слишком мала, чтобы обеспечить надежную защиту. Между двумя заземлителями, разнесенными на 1-2 м, возникает потенциальная поверхность, и эффективная площадь контакта с землей возрастает в сотни раз. Но разносить заземлители слишко далеко нельзя: потенциальная поверхность разорвется, и останется просто два заземлителя. Оптимальное расстояние между заземлителями в рыхлом грунте вне зоны вечной мерзлоты – 1,2 м.

Как нельзя заземлять

П. 1.7.110 ПУЭ категорически запрещает заземлять электроустановки на любые трубопроводы. «Радиолюбительское» заземление на водяную трубу теперь также недопустимо: любой кусок пластиковой трубы в домовой разводке многократно увеличивает поражающее действие тока пробоя. А что будет, и по закону и по-свойски, если пробой у вас убьет принимающую душ жену соседа, объяснять не нужно.

Также запрещено выводить наружу заземляющие проводники и подключать их к шине заземления на неподготовленные контактные площадки. На рисунке справа – дважды непригодное к использованию заземление.

Дело тут в том, что каждый металл имеет свой электрохимический потенциал. При неизбежном снаружи увлажнении образуется гальваническая пара и начинается электрокоррозия; смазка спасает от нее только в сухом помещении. Коррозионный процесс распространяется под оболочку заземляющего проводника. Хозяин пребывает в полной уверенности, что «его заземление его бережет», но при аварии заземляющий проводник мгновенно отгорает.

Также запрещено заземлять электроустановки последовательно, друг через друга, и подключать более одного заземляющего проводника на одну контактную площадку шины заземления (рис. ниже). В первом случае одна аварийная установка «потянет» за собой другие, и все они будут создавать помехи друг другу; это называется – электромагнитная несовместимость. В обоих случаях работы по устранению аварии связаны с риском для жизни.

О молниеотводах

По ПУЭ объект, снабженный контуром заземления, обязательно должен оборудоваться и молниеотводом. Особенно необходим молниеотвод на даче. Дачные поселки и так места, предпочтительные для ударов молний: ведь дачники, стараясь снабдить себя водой, копают , забивают , прокладывают водопроводные трубы неглубоко или вообще по поверхности почвы. Дачные же строения большей частью возводятся из горючих материалов, а пожарная охрана далеко, и грозу всегда сопровождает сильный ветер.

Известны случаи, когда целые дачные поселки выгорали от удара молнии. И если на пожарище обнаружится контур заземления, но не найдется остатков молниеотвода, и властям, и соседям виновника долго искать не нужно.

Простейший молниеотвод – две заостренных арматурины, торчащие вверх от концов конька крыши на 1,2–1,5 м. С контуром они соединяются стальной проволокой не менее 6 мм, или стальной же шиной 15х3 мм, или полосой из нескольких слоев оцинковки, набранной до нужного сечения – 45 кв.мм.

Шина молниеовода не должна быть шире 60 мм, иначе при ударе молнии произойдет разбрызгивание плазмы, последствия которого разрушительны. Попросту говоря, слишком широкая шина сработает как своего рода антенна, не отводящая молнию в землю, а распространяющая ее в стороны.

Все детали молниеотвода соединяются только сваркой. Слоеную шину нужно по краям проварить прихватами с шагом 50-60 см с захватом всех слоев.

Заземление частного дома

Контур заземления частного дома может быть выполнен различными способами в зависимости от особенностей строения и свойств грунта. Три наиболее распространенных показаны на рисунке. Во всех случаях заземлители лучше делать из труб со сплющенным в острие концом. На нижнем полуметре трубы насверливают вразброс десяток-полтора отверстий 5-8 мм. Летом, в жару и сушь, в такой заземлитель можно заливать раствор соли (полпачки на ведро воды), чтобы сопротивление растекания держалось в норме.

Также во всех случаях шина заземления такая же, как для молниеотвода. Но использовать для металлосвязи «слойку» из оцинковки нельзя: быстро проржавеет.

Различные виды контуров заземления

Для дачного дома или аналогичного ему жилья, а также в качестве рабочего заземления при наличии защитного зануления строят простейший контур (на рисунке – справа). В постоянно влажном грунте или для рабочего заземления можно обойтись двумя заземлителями; для защитного заземления нужны три, расположенные в ряд или, лучше, треугольником. Размещают заземлители не ближе 1,2 м от края отмостки.

Линейный контур с двумя группами заземлителей (средний рисунок) нужно делать если присутствует хотя бы один из следующих факторов:

Электроввод – подземный через ВЩ.
В дом заведены коммуникации: вода, канализация, газ, связь, в любом сочетании или хотя бы одна из них.
Долговременно (свыше 20 мин.) потребляемая мощность превышает 1 кВт.

И, наконец, полный контур заземления (левый рисунок) необходим при наличии любого из следующего:

Электроввод – 220/380 В через ВРУ или ЩВС (щит вводный силовой).
Общая площадь помещения – свыше 100 кв. м.
Долговременно потребляемая мощность – свыше 3 кВт.
Наличие стационарных электроустановок промышленного типа (с клеммой заземления; напр. – сверлильный станок, циркулярка и т.п.).
Наличие ДГУ резервного электропитания.

Измерение заземления

Сделали вы себе контур, и вам, разумеется, хочется убедиться, надежно ли он вас защитит. Для этого нужно измерить сопротивление растекания тока в почве и сопротивление металлосвязи. Профессионалы для этого пользуются специальными приборами, как старыми советскими ПКП-3, так и современными электронными.

Вам же измерить заземление бытовым тестером нельзя: данные будут достоверными при подаче измерительного напряжения в 600 В. Вспомним: земля – нелинейный проводник. Поэтому одолжите или возьмите напрокат электронный измеритель заземлений или старый, но надежный электроиндукционный ручной мегомметр – меггер. Меггеры до сих пор в употреблении: в них нет никакой электроники, они не требуют элктропитания, нечувствительны к наводкам в измерительных проводах и не создают шумов в измеряемой цепи. Правда, металлосвязь меггером не промеряешь, но у сварного контура и правильно подключенных заземляющих проводниках она десятилетиями держится в норме.

Сопротивление же растекания меггером, включенным на омы, измеряют по схеме на рисунке. Расстояние пары измерительных электродов (они справа) до угла или края металлосвязи – 12-15 м. Электроды должны быть голыми и зачищенными до блеска; металл – любой. Электроды погружают в грунт на 0,6-1 м на расстоянии 1,2-1,5 м друг от друга.

Полярность подключения меггера нужно соблюдать: защитное заземление должно выдерживать удар молнии. Обычные молнии – отрицательные, т.е. представляют собой поток электронов. Отмечены единичные случаи положительных молний: из земли прямо в небо бьет толстенный столб огня. Но разрушительная сила такой природной катастрофы примерно равна взрыву тактического ядерного заряда, только без проникающей радиации и радиоактивного загрязнения местности, так что заземление от положительной молнии не спасает.

Собственно же процедура измерения элементарна: крутят ручку меггера и смотрят, сколько показала стрелка на шкале.

Предупреждение: использовать для измерения заземления сетевое напряжение, гасящий резистор и миллиамперметр смертельно опасно!

Видео: пример монтажа комплекта заземления

Квартирное заземление

В СССР и РФ до 1997 г. электроснабжение многоквартирных домов осуществлялось по схеме с глухозаземленной нейтралью (схема TN–C). В этой схеме домовый проводник защитного заземления (PE) совмещен в нейтралью трехфазного ввода (N). Эта схема дает большую экономию металла, и в огромном СССР, при необходимости интенсивного жилищного строительства и жестком централизованном управлении энергослужбами, во времена слабой насыщенности жилья электроприборами была вполне оправдана. Но у нее есть два существенных недостатка, «во всей красе» проявивших себя в рыночном обществе века электроники:

Схема TN–C мало пригодна в качестве рабочего заземления: ток в нейтрали – сам по себе электропомеха.
В случае отгорания нуля на подстанции происходит тяжелая авария: в розетках дома оказывается фазное напряжение 380 В; электроприборы взрываются и возгораются; в доме возникает пожар. На металлических же корпусах электроустановок появляется линейное напряжение 220 В; отсюда – массовый электротравматизм со смертельными случаями.

Энергетики, нужно отдать им должное, прекрасно, как профессионалы, понимая ситуацию, даже во время ельцинской «демократии» насколько могли, ноль держали. Ныне энергоснабжающие предприятия в достаточной степени обеспечены финансами на зарплату специалистам и материалы для ремонта. Случаев отгорания нуля не отмечено уже несколько лет.

Но проблема электромагнитной совместимости из-за отсутствия рабочего заземления остается. Поэтому с 1997 г. новыми СНиП и ПУЭ предусматривается запитка многоквартирных домов по схеме TN–C–S. При этом каждый дом снабжается контуром заземления, а защитный проводник PE разводится по квартирным евророзеткам.

Как узнать, есть ли заземление в доме? Для этого нужно открыть домовый ЩВС. Этого на полном законном основании может потребовать любой владелец приватизированной квартиры, но открывать должен ДЭЗовский электрик; вы можете только смотреть в его присутствии. Даже если у вас группа допуска к электроустановкам IV или V, дающая право единоличного их осмотра.

Осмотра достаточно: если от подстанции приходят пять жил кабеля, у вас система TN–C–S, и вам эта статья вообще не нужна. Если же жил четыре – у вас TN–C, и нужно думать, как заземлиться.

Скажем сразу: сделать контур заземления для многоэтажки своими силами нереально: нужно разрешение ДЭЗа, нужен утвержденный проект, нужен большой объем земляных работ с применением спецтехники на придомовой территории (а если там детская площадка?) Если вопрос решается поквартирно, то единственный выход: защитное зануление и .

Защитное зануление

В качестве рабочего заземления защитное зануление пригодно лишь для стиральной машины. Микроволновка от него только больше «засифонит», а компьютер – заглючит. Но при нуле, соответствующем ПТБ и ПУЭ, защиту оно даст надежную.

Устройство защитного зануления сводится к подведению заземляющего проводника от этажного щитка к заземляющим контактам евророзеток. Самому заниматься этим нет смысла: за такую работу охотно и за небольшую плату берутся ДЭЗовские или РЭСовские электрики (РЭС – район электросетей; районное энергоснабжающее предприятие). Но если ноль (нейтраль) слабоват, нужно еще и ставить УЗО.

Как узнать, хороша ли у вас нейтраль? Верный признак плохого нуля – бессистемные колебания напряжения в сети при стабильной погоде. Или внезапное повышение напряжения сети вечером, при максимальной нагрузке. Если это наблюдается сразу во всем доме – ноль плохой, и нужны УЗО.