Оглавление
Заземление
Заземление – предназначено для защиты человека от поражения электрическим током и соединяет прибор, оборудование, конструкцию и пр. с заземляющим устройством. В свою очередь заземляющее устройство – это система заземляющих проводников и заземлителей, соединяющие землю с электроустановками, приборами, конструкциями.
При строительстве любых объектов необходимо производить заземление, рассмотрим расценки в строительных и монтажных сборниках сметных программ.
Для того чтобы нам заземлить приборы, электроустановки, конструкции и пр. нам необходимо выполнить заземляющее устройство: оно состоит из контура заземления и заземляющих проводников.
Контур заземления выполняется в земле – для этого нам необходимо подготовить траншею под контур и соответственно применяем расценки из первого сборника на земляные работы, стандартная траншея для прокладки контура заземления имеет размеры сечением 200 мм х 700 мм. В зависимости от объемов и плана заземления, прилегающей территории разработка траншеи производится экскаватором (барой) либо вручную, установить вертикальные заземлители и горизонтальные, чаще всего для вертикальных заземлителей используется сталь угловая различных производителей размерами 50х50мм и 63х63 мм, сталь круглая диаметром от 12 мм до 20 мм, для горизонтального заземлителя (шина заземления) используется полоса 4х40 мм, 5х40 мм, 4х25 мм.
Согласно ПУЭ, глубина заложения горизонтального заземлителя (шина заземления) 0,5-0,7 метров и на расстоянии 0,8-1 метр от фундамента или основания оборудования. Вертикальные заземлители должны быть длиной от 3-5 метров.
Также внутри помещений, корпусов, производственных цехов и пр. зданий и сооружений производится заземление конструкций, оборудования, техники и пр. Заземлитель прокладывается по конструкциям. Для этого используется полоса 4х40 мм, 5х40 мм, 4х25 мм, медный провод различных сечений, либо 5-я жила кабеля. Заземление проводом используется для заземления конструкций, оборудования. Все данные должны прописываться в проектной документации, дефектной ведомости или ведомости объемов работ.
Здесь мы видим расценки в зависимости от прокладки заземления:
– вертикальное заземление; – горизонтальное заземление; – заземление конструкций.
По этим же расценкам рассчитывается и молниезащита зданий плюс молниезащитные стержни или стойки по ГЭСН 33.
В зависимости от вида работ и способа заземления есть расценки в строительном сборнике, для этого достаточно в поисковике набрать ключевое слово «заземлен…» и программа нам выдает следующие расценки:
Как видно табл. 2 заземление используется не только в электроснабжении, но и в заземлении строительных конструкций. В зависимости от выполняемых работ мы применяем расценки из соответствующих сборников.
Рассмотрим расценки для заземления по 8 сборнику электромонтажных работ:
Конструкции штыревых заземлителей
Штыревые заземлители устанавливаются на расстоянии 1 метра от фундамента дома. Общий принцип конструкции штыревых заземлителей следующий:
Общая конструкция штыревого заземлителя
В землю вбиваются металлические уголки или трубы. Их называют электроды. Электроды вбиваются в землю на три метра и соединяются между собой металлическим уголком. Соединение производится сваркой. Расстояние между электродами должно быть не менее 1,2 метра. Вся эта конструкция и является штыревым заземлителем. Соединяется заземлители с главной заземляющей шиной (ГЗШ) дома медным проводом ПВ3 (ПВ три). Соединение провода с заземлителем и ГЗШ болтовое при помощи кабельных медных наконечников.
Примечание: Провод ПВ3 это одножильный провод с медной многопроволочной жилой и изоляцией из ПВХ. Рабочее напряжение до 470 Вольт при переменном напряжении и 1000 вольт при постоянном напряжении. Провод устойчив к механическим изгибам, ударам и линейным растяжениям.
Различные конструкции штыревого заземлителя
Треугольник. Это конструкция штыревого заземлителя, при которой электроды вбиваются в землю по углам треугольника со сторонами от 1,3 метра. Расстояние от фундамента до ближайшей вершины треугольника заземлителя 1 метр.
“Воронья лапа”. Это конструкция штыревого заземлителя, при которой электроды вбиваются в землю по углу дома. Расстояние между электродами 3 метра. Расстояние от углового электрода до фундамента 1 метр. Количество заземлителей «воронья лапа» должно соответствовать количеству устроенных молниеотводов для дома.
Рядный заземлитель. Эта конструкция штыревого заземлителя предусматривает расположение штырей-электродов в ряд через 1.2-1,3 метра.
Повторюсь, все уголки (штыри,электроды) вбиваются в землю на глубину 3 метра, соединяются между собой уголками 40х40х4 мм или металлической полосой 40х4 мм. Соединение при помощи сворки. Сам штыревой заземлитель соединяется с главной заземляющей шиной (ГЗШ) дома,установленной в водно-распределительное устройство(ВРУ) или рядом с ним, проводом ПВ 3.Соединение осуществляется при помощи кабельных наконечников.
Как же правильно вбить электрод в землю?
Контурное заземление своими руками 380 и 220В
Под контурным подразумевает размещение одиночных заземлителей по периметру площадки. Последняя используется в свою очередь для размещения необходимого заземляющего оборудования. Таким образом, элементы подобной конструкции могут быть расположены вокруг частного дома равномерно.
Это достигается за счет того, что выравнивается потенциал основания. Некоторые его значения при этом могут быть повышены. Такая особенность связано с тем, что подобным образом можно уравнять эти характеристики с параметрами непосредственно самого оборудования.
Треугольник – замкнутый контур
Чаще всего контурное заземление в жилых домах собственноручно создают при помощи контура в виде треугольника, имеющего равные стороны. Это обусловлено тем, что таким образом на относительно небольшой площади можно обеспечить максимальный участок рассеивания тока. При этом с обеспечением всех необходимых параметров затраты на такую систему минимальны.
Для монтажа контурного заземления нужно учитывать то, что глубина забивания стержней треугольника должна быть примерно в два раза меньше расстояния между ними. Таким образом можно получить необходимые характеристики сопротивления.
Если штыри забиваются на глубину 2,5 метра, их следует расставлять на расстоянии от 2,5 до 5 метров между собой. Если вследствие особенностей почвы не удается создать треугольник с равными сторонами, можно немного отойти от этой формы.
Линейный контур
Вместо треугольного контура в некоторых ситуациях используется контур в виде половины круга или же цепочки штырей. Они должны быть находиться на одной линии. В такой ситуации следует обеспечить равное расстояние между стержнями. Оно должно равняться или же быть больше, чем их высота.
Для оптимального уровня рассеивания тока важно обеспечить использование большого количества вертикальных стержней. В ином случае система будет неэффективной
Это возможно только в случае применения достаточно существенного количества электродов. Именно поэтому при наличии места на площадке вокруг частного дома специалисты рекомендуют все же использовать контур в виде треугольника.
Из чего состоит заземление
- Внешний контур заземления. Располагается за пределами помещений, непосредственно в грунте. Представляет собой пространственную конструкцию из электродов (заземлителей), соединенных между собой неразделимым проводником.
- Внутренний контур заземления. Токопроводящая шина, размещенная внутри здания. Охватывает периметр каждого помещения. К этому устройству подсоединяются все электроустановки. Вместо внутреннего контура может быть установлен щиток заземления.
- Заземляющие проводники. Соединительные линии, предназначенные для подключения электроустановок непосредственно к заземлителю, или внутреннему контуру заземления.
Рассмотри эти компоненты подробнее.
Внешний, или наружный контур
Монтаж контура заземления зависит от внешних условий. Прежде чем начать расчет, и выполнить проектный чертеж, необходимо знать параметры грунта, в котором будут установлены заземлители. Если вы сами строили дом, эти характеристики известны. В противном случае лучше вызвать геодезистов, для получения заключения по грунту.
Какие бывают грунты, и как они влияют на качество заземления? Примерное удельное сопротивление каждого типа грунта. Чем оно ниже, тем лучше проводимость.
- Глина пластичная, торф = 20–30 Ωм·м
- Суглинок пластичный, зольные грунты, пепел, классическая садовая земля = 30–40 Ом·м
- Чернозем, глинистые сланцы, полутвердая глина = 50–60 Ом·м
Это лучшая среда для того, чтобы установить наружный контур заземления. Сопротивление растекания тока будет достаточно низким даже при малом содержании влаги. А в этих грунтах естественная влажность обычно выше среднего.
Полутвердый суглинок, смесь глины и песка, влажная супесь — 100–150 Ом·м
Сопротивление немного выше, но при нормальной влажности параметры заземления не выйдут за нормативы. Если в регионе установки установится продолжительная сухая погода, необходимо принимать меры к принудительному увлажнению мест установки заземлителей.
Глинистый гравий, супесок, влажный (постоянно) песок = 300–500 Ом·м
Гравий, скала, сухой песок – даже при высокой общей влажности, заземление в такой почве будет неэффективным. Для соблюдения нормативов, придется устанавливать глубинные заземлители.
Многие владельцы объектов, экономя «на спичках», просто не понимают, для чего нужен контур заземления. Его задача при соединении фазы с землей обеспечить максимальную величину тока короткого замыкания. Только в этом случае быстро сработают устройства защитного отключения. Этого невозможно достичь, если сопротивление растекания тока будет высоким.
Определившись с грунтом, вы сможете выбрать тип, и самое главное — размер заземлителей. Предварительный расчет параметров можно выполнить по формуле:
Расчет приведен для вертикально установленных заземлителей.
Расшифровка величин формулы:
- R0 — полученное после вычисления сопротивление одного заземлителя (электрода) в омах.
- Рэкв — удельное сопротивление грунта, см. информацию выше.
- L — общая длина каждого электрода в контуре.
- d — диаметр электрода (если сечение круглое).
- Т — вычисленное расстояние от центра электрода до поверхности земли.
Задавая известные данные, а также меняя соотношение величин, вы должны добиться значения для одного электрода порядка 30 Ом.
Если установка вертикальных заземлителей невозможна (по причине качества грунта), можно рассчитать величину сопротивления горизонтальных заземлителей.
Поэтому лучше потратить больше времени на забивание вертикальных стержней, чем следить за барометром и влажностью воздуха.
И все же приводим формулу расчета горизонтальных заземлителей.
Соответственно, расшифровка дополнительных величин:
- Rв — полученное после вычисления сопротивление одного заземлителя (электрода) в омах.
- b — ширина электрода — заземлителя.
- ψ — коэффициент, зависящий от погодного сезона. Данные можно взять в таблице:
ɳГ — так называемый коэффициент спроса горизонтально расположенных электродов. Не вдаваясь в подробности, получаем цифры из таблицы на иллюстрации:
Предварительный расчет сопротивления необходим не только для правильного планирования закупок материала: хотя будет обидно, если вам не хватит для завершения работ, пары метров электрода, а до магазина несколько десятков километров. Более-менее аккуратно оформленный план, расчеты и чертежи, пригодятся для решения бюрократических вопросов: при подписании документов о приемке объекта, или составлении ТУ с компанией энергосбыта.
Разумеется, никакой инженер не подпишет бумаги только на основании пусть и красиво исполненных чертежей. Будут произведены замеры сопротивления растекания.
Далее расскажем о том, как добиться правильных характеристик внешнего контура заземления.
Схемы заземления: какую лучше сделать
Принципиально выбор схемы заземления в частном домостроении зависит от способа подключения. В подавляющем большинстве это TN-C, и это значит, что в цепь подключают двужильный шнур. При этом «воздушка» тоже состоит из двух проводов под напряжением 220 Вольт. Если же подключение предполагает 380 Вольт, тогда применяют провод из четырех металлических жил. Стандартная схема состоит из одной фазы L и одного «нуля» PEN. Современные цепи – это один L и два PEN: нулевая рабочая жила N и защитная PE.
В последнем случае, если заземляющий контур устанавливается в частном доме, подключенном к 380В, то прокладывается провод из пяти жил, тогда как при 220В достаточно трех. По этому признаку и различают две стандартные схемы подключения заземлителя к цепи электроснабжения. Кстати, придется использовать специальные розетки евростандарта. А штекеры также должны иметь контакты для заземления. Современная бытовая техника по умолчанию комплектуется именно такими разъемами, так как международный стандарт требует, чтобы каждый жилой дом был максимально безопасным.
Система TN-C-S
Главная характерная черта – разделение ПЭН-ввода на две жилы, подключенные параллельно. Во вводной распределительной коробке будет 3 контакта: «нейтраль», «земля», а также «расщепитель». Последний в свою очередь имеет 4 точки подключения. При таком заземлении частного дома схема предусматривает соединение шины PE с металлическим корпусом разделительного ящика. А провод N устанавливают на изоляторы. Контур заземлителя подводят к расщепителю. Тогда как проводник N с помощью перемычки также соединяют с ним. Если она медная, сечение не может быть меньше 10 кв.мм. такая система работает эффективно при наличии УЗО и автоматических дифференциальных выключателей.
Система TT
В данном случае расщепления не предусматривается. Для нейтрального и заземляющего проводника есть другие требования. Они подводятся уже разделенными. Главное в щитовом ящике правильно соединить их в единую систему. Это значит, что при заземлении для частного дома своими руками придется соединять заземляющий контур с проводом РЕ. При сравнении этой схемы с той, что описана ранее, нельзя односложно ответить, что лучше. ТТ – система, которую отличает простота монтажа. Никаких дополнительных устройств покупать не потребуется.
Однако для нее требуется, чтобы проводка в доме и устройство электроприборов было изначально предназначено для этого. Когда по зданию разведены обычные двужильные провода, а потребители не имеют заземляющего разъема, придется пользоваться съемой TN-C-S, которая является более надежной. Как подключить заземление ТТ? Полностью поменять проводку, уложив трехжильный кабель. Тогда одна жила будет подведена к заземляющему контуру – обязательному элементу. Но и тогда приборы, не имеющие специальных штекеров, становятся опасными при замыкании на корпус.
ТОП-10 ошибок монтажа Заземляющего устройства (контура заземления)
Мы будем говорить об искусственных заземлителях в системе ТN. Первое – подключение контура не в ту точку электроустановки, куда он должен быть подключен. Например, контур заземления подключают непосредственно к стиральной машине или к какому- то станку.
На самом деле контур должен подключаться к главной заземляющей шине.
Второе – использование вместо контура труб водоснабжения, газоснабжения, отопления или еще какие-то непонятные металлоконструкции, которые люди считают, что они могли бы быть контуром заземления. Такие конструкции контуром заземления могут быть не всегда.
Третье – отсутствие связи 0 проводника с заземляющим устройством. Еще сюда можно отнести установку отдельных автоматических выключателей в 0 проводнике, которые могут отключиться и связь между заземляющим устройством и нулевым проводником потеряется и защитного заземления уже не будет.
Четвертое – использование в качестве заземляющих устройств всяческих закопанных в землю предметов; ведер, арматуры, металлических заборов. Использование в качестве заземления рабочего 0. Металлический забор вокруг дома не может быть хорошим контуром.
Пятое – использование верткальных и горизонтальных заземлителей заземляющего устройства малого сечения. Такие элементы быстро ржавеют и превращаются в труху за очень короткий срок.
Далее – сварные соединения швов контура должны быть не менее 10 см. Например, если вы электрод забили в землю, то приварочный шов полосы к электроду, должен быть не менее указанного размера.
Многие считают, что сварные соединения после сварки не обязательно защищать от коррозии (битумная мастика, водоотталкивапющая краска и т. д.) Это тоже неверно.
Полосу контура, которая выходит из земли не окрашивают, а она должна быть обязательно окрашена черной краской или желто-зеленой. И на стене дома должен быть значок «заземление», где полоса выходит из земли.
Седьмое – уменьшение длины вертикальных и горизонтальных заземлителей, т.е. уменьшение размеров самих штырей и уменьшение расстояния между ними. Хочу сказать, что есть типовой расчет заземляющего устройства из которого понятно, что длина вертикального заземлителя должна быть не менее 2,5 м, а горизонтального должна быть не менее длины вертикального заземлителя. Многие забивают штыри очень часто и считают, что чем больше штырей тем лучше. Чем чаще мы забили штыри тем больше они экранируют друг на друга.
Я бы посоветовал некое типовое устройство, которое можно использовать для жилого дома. Это 3 электрода из круглой стали (не арматура) диаметром 16 – 20 мм, длиной 2,5 – 3,0м или уголок 4х40 мм той же длины
Электроды(штыри) можно забить в ряд, можно забить в треугольник это в принципе не важно. От уголка эффект заземления лучше
Все вертикальные штыри должны быть обвязаны металлической полосой 4х40мм. Такую же полосу мы выводим на дом.
Какие еще бывают ошибки при изготовлении заземления. Многие считают, что связывающие полосы заземлителя могут быть у поверхности земли или заглубляться совсем немного в землю. Это ошибочное мнение. Полоса должна быть заглублена в землю на 0,5 м.
Восьмое – самовольное изменение режима нейтраль. У нас везде применяется система ТN – с глухо заземленной нейтралью, т.е. мы ноль еще раз бьем об землю, – повторно его заземляем. Все становится ясно мы делаем контур без автоматов, без всего – на вводе должны его соединить с 0.
Девятое – изготовление заземляющего устройства без выполнения основной системы выравнивания потенциалов. Как чаще всего бывает? Сдедали контур, у нас его не было, теперь у нас все хорошо, теперь мы защищены. А выравнивание потенциалов не было сделано. Что такое основная система выравнивания потенциалолв? Это заземление всех металлоконстукций – трубы с водой и все металлические коммуникации.
Десятое – выполнение заземляющего устройства и не составления паспорта заземляющего устройства. Если мы смонтировали заземляющее устройство мы должны составить документ, где будет написано, что это жилой дом, его адрес, нарисовать чертеж заземляющего устройства с привязкой к дому, из какого материала сделаны элементы контура заземляющего устройства и т.д. После монтировки заземляющего устройства мы должны измерить сопротивление растекания тока этого устройства. Это надо делать по утвержденной методике.
Последнее о чем хотел бы сказать, многие уменьшают размер вертикальных заземлителей и добавляют в траншею соль. Но соль постепенно вымывается из земли и сопротивление растекания тока увеличивается
от: ruv1, –
Основные функциональные узлы системы заземления
Полноценная система заземления состоит из:
- Контура заземления.
- Полосового металла.
- Медных заземляющих проводников.
Контур заземления
Контур заземления — это группа соединенных между собой проводников или электродов (в большинстве случаев нержавеющая или обычная сталь) которые располагаются вертикально в земле и располагаются вблизи защищаемого объекта.
В зависимости от характеристик защищаемого объекта, для устройства контура заземления применяют уголки 50х50х5 мм (заземление для газового котла в частном доме), либо круглую сталь (ᴓ16–18) которые вбивают в землю на глубину 3 м. После чего данные электроды сваривают между собой с помощью полосы (4х40 мм) и выводят вышеуказанную полосу к месту подключения общей системы заземления дома.
На сегодняшний день существует 2 основных типа контура заземления:
- Замкнутый в виде равностороннего треугольника.
- Линейный.
Поскольку линейный контур заземления имеет существенный недостаток — при сильной коррозии соединителя между электродами часть контура будет попросту не способна отводить потенциал от электрооборудования и тем самым основное функциональное предназначение контура не будет выполнятся. По этой причине монтаж данного контура не будет рассмотрен в данной статье.
Конструктивно контур заземления своими руками выполняется в виде равностороннего треугольника с длинной стороны 3 м. Оптимальное расстояние от контура заземления до фундамента составляет 1 м.
После забивания на необходимую глубину электродов, по контуру полученного треугольника необходимо снять слой грунта в 30–50 см. Это необходимо для того, чтоб в дальнейшем упростить сваривание электродов между собой. Сваривание заземлителей между собой выполняется с помощью обычной полосы 40х4 мм.
После сваривание электродов, на фундамент здания в одном или нескольких местах выводится полоса 40х4 с приваренным болтом М12 или М14 с гайками и шайбами к которой затем производится подключение заземляющего проводника (в большинстве случаев желто-зеленого цвета) который является одной жилой вводного кабеля ВВГнг (ПВСнг) 3х6, ВВГнг (ПВСнг) 3х10.
При вводе объекта в эксплуатацию, очень часто возникают случаи, когда при проверке полученного контура заземления специализированной электротехнической лабораторией значение сопротивления выше 4 Ом. Это может быть вызвано высоким сопротивлением грунта или несоблюдением требований запроектированного заземления.
В таком случае можно развести в ведре воды 2–3 пачки соли и залить полученный раствор в места залегания электродов. Благодаря такой простой манипуляции можно уменьшить значение сопротивления контура заземления до 1–3 Ом.
После ознакомления с теорией рассмотрим практический ответ на вопрос: «как сделать заземление в частном доме своими руками»?
Если Вы не знаете, как правильно сделать заземление в частном доме и какие технические характеристики его должны быть, рекомендуем ознакомится с ПУЭ в котором Глава 1.7. под названием «Заземление и защитные меры электробезопасности» регламентирует основные технические характеристики контура заземления для оборудования до 1000 В.
Согласно данному нормативному документы сопротивление контура заземления должно быть:
- Не более 4 Ом для электроустановок до 1000 В (к данному классу электроустановок как раз и относится электрооборудование дачи, дома или коттеджа).
- Не более 10 Ом в случае если суммарная мощность генераторов или трансформаторов менее 100 кВА.
- Не более 0.5 Ом для электроустановок выше 1000 В с большими токами замыкания на землю (свыше 500 А).
- Не более 10 Ом для электроустановок свыше 1000 В с маленьким током замыкания на землю.
Практически доказано, что сопротивление заземляющего устройства в значительной степени определяется состоянием грунта в месте расположения заземлителя. В свою очередь, характеристики почвы в зоне проведения защитных работ зависят от следующих факторов:
Влажность почвы на участке проведения работ;
- Наличие в почве каменистых составляющих, в которых обустроить заземление попросту невозможно (в этом случае приходится выбирать другое место);
- Возможность искусственного увлажнения грунта в особо засушливые летние периоды;
- Химический состав почвы (наличие в ней солевых составляющих).
Различные виды почвы
Исходя из особенностей формирования сопротивления заземлителя, предполагающих его снижение при увлажнении и повышении солевой концентрации, в случае крайней необходимости в грунт искусственно вводятся порции влажного химиката NaCl.
Хорошие грунты с точки зрения обустройства заземления – это суглинистые почвы с высоким содержанием торфяных составляющих и солей.
Выводы
Необходимость устройства заземления не вызывает сомнения. Это требование техники безопасности и нормативных документов (ПУЭ). Оно защищает потребителей от поражения электрическим током и позволяет предотвратить трагедию.
Но следует обратить внимание на следующие ошибки при самостоятельном устройстве заземления:
- Нельзя применять болтовое соединение штырей с металлосвязью. Коррозия металла приводит к нарушению контакта, что ведёт к увеличению сопротивления.
- Красить электроды для защиты их от коррозии, что также ведёт к увеличению сопротивления контура.
- Применять электроды с маленькой площадью поперечного сечения.
- Далеко удалять сам контур заземления от дома, это сильно увеличивает сопротивление всей системы.
- Соединять между собой алюминиевые и медные проводники. Контактная коррозия ведёт к ухудшению соединения.
Если в процессе устройства и эксплуатации контура заземления обнаруживаются недостатки, устранить их необходимо незамедлительно. Обрыв цепи или увеличение электрического сопротивления ведёт к нарушению надёжной работы заземляющего устройства. В таком случае контур не сможет обеспечить безопасность.
Следует внимательно подходить к устройству заземления, его эффективность и гарантированная работа зависит от выбора схемы, правильных расчётов и монтажа. Если вы не уверены в своих силах и умении, лучше воспользоваться предложением профессионалов.
