Контур заземления — его конструкция и выбор заземлителя. Как сделать заземление на даче: заземление с металлическими деталями своими руками Штыри для заземления технические характеристики

Заземление штырем

Как уже видно на рисунке - обустройство контура заземления собственными силами не составляет особых сложностей. На сегодня существует два основных метода устройства заземления. Первый, уже ставший традиционным, когда в землю забиваются три и более металлических штырей на глубину до 3 метров. И более современный метод, когда в землю вбивается один штырь на глубину до 30 м, т.е. на максимально возможную глубину первого водоносного слоя.

1. Заземление традиционным методом

Выберите место на участке, максимально близкое к вводному шкафу (силовой щит). Оптимальным считается расстояние не более 10 м.

Выкапываем траншею примерно 0,5 м шириной и не менее 0,8 м глубиной. Траншея копается в форме равностороннего треугольника (3 х 3 х 3 м) с отводом к силовому шкафу.

Затем по углам треугольника бурим 3 скважины глубиной по 3 метра и заколачиваем туда 3 уголка по 3 метра. Если грунт на участке мягкий, можно попробовать вбить кувалдой без бурения скважины. Конец уголка должен немного выступать из земли, чтобы к нему можно было приварить металлическую полосу.

К установленным в земле трём заземлителям (уголкам), привариваем по периметру стальную полосу. Один конец полосы ведем от контура заземления к силовому шкафу. Полосу приварить к корпусу шкафа.

Перед засыпкой траншеи проверяем сопротивление контура заземления. Для этого нужно вооружиться Омметром, например: марки ЭС 0212 или любым другим подобным. Сопротивление не должно быть выше 10 Ом (обычно получается 4-6 Ом). Это очень мало, для сравнения - сопротивление тела человека в среднем 7000 Ом. Если сопротивление контура выше 10 Ом, вбейте в землю еще один штырь и приварите его к контуру. Уменьшить сопротивление заземляющего контура хорошо помогут естественные заземлители (металлические столбы забора, опоры и т.п.), если их присоединить к контуру. Не забывайте - все соединения выполняются сваркой.

Правильно сделаный контур заземления позволит Вам в дальнейшем обустроить грозозащиту, т.е. защиту от молний.

2. Заземление одним штырем

Модульное заземление относится к передовым в техническом отношении способам электрического соединения проводящего материала с грунтом. Другое название технологии – модульно-штыревая система.

В данной статье будут рассмотрены преимущества и варианты установки такого вида заземления. Также будет уделено внимание вопросу контроля над сопротивлением контура.

Модульно-штыревая заземлительная система

Указанная система состоит из расположенных по вертикали стальных стержней и соединительных муфт (указаны на рисунках №1 и №2). Длина каждого стержня, покрытого медным слоем, – 1,5 метра. Для скрепления стержней друг с другом применяются латунные муфты.

Технические параметры:

• длина детали – 1500 миллиметров;
• стержневой диаметр – 14,2 миллиметра;
• резьба: 5/8” (двусторонняя, покрытая медью);
• длина резьбы – 30 миллиметров;
• масса – 1,85 килограмма.

Технические параметры:

• материал – латунь Л63 (возможно использование бронзы);
• длина – 70 миллиметров;
• диаметр – 22 миллиметра;
• внутренняя резьба – 5/8”;
• длина резьбы – 60 миллиметров;
• масса – 114 граммов.

Комплектация включает латунный зажим, с помощью которого скрепляются расположенные по вертикали и горизонтали элементы заземлительного контура. В качестве вертикального элемента выступает стальной стержень, а горизонтального – медный провод от распредщита или полоска из стали.

Как видно по рисунку №4, в комплекте оборудования имеется два вида стальных наконечников. Они накручиваются на стержень, устанавливаемый в грунт по вертикали. Наконечники предназначены для разных типов грунтов: для особо твердых грунтов и для обычных грунтов.

Технические параметры:

• длина наконечника – 42 миллиметра;
• диаметр наконечника из стали – 20 миллиметров;
• внутренняя резьба – 5/8”;
• длина резьбы – 20 миллиметров;
• масса – 45 граммов.

Помимо основного устройства, поставляется посадочная площадка (изображена на рисунке №5), а также специальная насадка (рисунок №6). Эти приспособления понадобятся для приложения и передачи движений вибромолота.

Технические детали:

• длина – 53 миллиметра;
• диаметр – 23,6 миллиметра;
• наружная резьба – 5/8”;
• длина резьбы – 35 миллиметров;
• масса – 110 граммов.

• длина – 265 миллиметров;
• диаметр основной части – 18 миллиметров;
• диаметр рабочей части – 11,7 миллиметров;
• длина рабочей части – 14,5 миллиметров.

Кроме того, к основному комплекту прилагается антикоррозийная токопроводящая жидкая паста (рисунок №7). Она предназначена для предотвращения коррозии. Также в комплектацию входит защитная лента (рисунок №8), которая используется для зажимного скрепления элементов системы по вертикали и по горизонтали.

Проводящая ток паста на основе графита позволяет добиться постоянной электроцепи вертикального электрода заземления. Данный пастообразный состав может применяться вне зависимости от сезонного фактора. Смазкой обрабатываются резьбы всех используемых соединений.

Антикоррозийная паста отличается хорошей адгезией и устойчивостью к высоким температурам. Иными словами: паста не течет при нагревании. Использование смазки позволяет снизить на 9-10% сопротивляемость стыка.

Лента применяется для предотвращения коррозии на трубах (вне зависимости от места их размещения), а также на любых других металлических элементах конструкции. Антикоррозийная лента отличается пластичностью даже при высоких температурах, а также кислотоустойчивостью, стойкостью к щелочным и соленым средам. Лента не боится вредных микроорганизмов и влаги.

Сборочные работы удобнее проводить с применением вибромолота (рисунок №9). Сопротивление растеканию контролируется за счет устройства измерения сопротивления (рисунок №10).

Установочные работы

Монтаж своими руками состоит из нескольких последовательных этапов, о которых будет рассказано ниже.

Установка измерительного прибора

Устройство для замеров сопротивления ставим неподалеку от места, где будет устанавливаться заземлительный контур. В качестве места выбираем яму с высотой, шириной и глубиной по 200 миллиметров на каждый параметр. Яма должна располагаться в полутора метрах от стены здания, где находится горизонтальный элемент заземлительного контура. В качестве элемента может быть использован медный провод или полоска из стали.

Для проведения замеров понадобятся измерительные электроды, которые устанавливаем с отступом в 25 и 10 метров по разные стороны прибора. Забиваем электроды в землю и подключаем их к измерительному прибору.

Схема монтажа электродов

Установка первого штыря модуля

1. Навинчиваем наконечник на одну сторону стержня. До накручивания наконечник нужно обработать антикоррозийной смазкой.
2. На другой стержневой конец навинчиваем соединительную муфту. Ее также обрабатываем антикоррозийным составом.
3. Устанавливаем посадочную головку, предназначенную для приложения нажима вибромолота.
4. Собранный стержень (наконечником книзу) устанавливаем как можно глубже в грунт в яме.
5. Включаем вибромолот, направляем его на площадку стержня и примерно за 15-20 секунд забиваем стержень в землю. При этом 20 сантиметров оставляем на поверхности, чтобы можно было соединить друг с другом стержни.

Замер промежуточного сопротивления

Убираем посадочную площадку и замеряем сопротивление. Чтобы достигнуть необходимого сопротивления, нужно заглублять вертикальные штыри, устанавливая друг на друга заземлительные секции.

Установка других вертикальных штырей

1. После обработки муфты смазкой ввинчиваем в нее другой медный стержень.
2. На стержень надеваем еще одну муфту и снова ставим посадочную головку.
3. Повторяем операцию с вибромолотом.
4. Проверяем сопротивление растеканию.

Стержни наращиваем до той поры, пока сопротивление не опустится ниже 4 Ом.

Установка горизонтального заземлителя

1. Начинаем соединять вертикальный и горизонтальный проводящие элементы заземления. Чтобы подключить стальную ленту или медный провод к стержню, применяем латунный зажим. Одна сторона зажима приспособлена под штырь, другая – под медный провод или стальные полосы.
2. Фиксируем зажим болтами на стержне.
3. Прикручиваем горизонтальную часть заземления к зажиму. Горизонтальная составляющая отделена от штыря разделительной пластиной, которая позволяет избежать биметаллической коррозии.
4. Наносим на все болтовые соединения антикоррозийную ленту (рисунок №12).

Заземлительный контур, изготовленный по стандарту модульно-штыревой системы, может быть выполнен как в одноточечном, так и в многоточечном исполнении. Конкретный выбор зависит от поставленной задачи – необходимого сопротивления заземлителей.

Достоинства модульно-штыревого заземления

На рисунке №13 показана взаимозависимость между сопротивлением растеканию и глубиной стержня заземления. Введенная в строй заземлительная система позволила меньше чем за час добиться сопротивления растеканию на уровне примерно 4 Ом.

График зависимости сопротивления заземления от глубины, на которой находится стержень.

Разберемся, какие условия понадобились установленной системе. Чтобы установить заземлительный контур штыревым методом необходимы:

• вибромолот, который облегчит установщику процесс монтажа;
• измерительное устройство;
• еще один монтажник, который станет выполнять функцию помощника, удерживающего стержень при работе вибромолота.

Ниже перечислены преимущества, которыми отличается модульное заземление в сравнении с наиболее часто применяемым стандартным заземлительным контуром:

1. Площадь, на которой разместилась модульно-штыревая система, заняла не более одного квадратного метра, что указывает на возможность компактной установки.
2. Нет необходимости в трудоемких земляных работах благодаря применению вибромолота.
3. Не нужны сварочные работы, так как все соединения в модульно-штыревой системе осуществляются при помощи муфт.
4. Продолжительный срок эксплуатации системы (свыше 30 лет) за счет стойких к коррозийным процессам покрытиям (указывает на устойчивость к коррозии почвенного и электролитического происхождений).
5. Применение глубинной модульно-штыревой конструкции снимает зависимость от характеристик грунта.
6. В конструкции отсутствуют какие-либо сложные элементы, собрать ее может даже не слишком подготовленный человек.

Еще один вопрос, который стоит упомянуть, – себестоимость системы. В целом затраты приблизительно эквивалентны 500 долларам США. Стоимость установки добавит еще 120 долларов к затратам. При этом классическая заземлительная система обойдется примерно в 240 долларов вместе с установочными работами. Однако, несмотря на проигрыш в ценовом отношении, перечисленные выше достоинства модульно-штыревой системы однозначно свидетельствуют в ее пользу.

Когда контур заземления установлен, понадобится оформить на него соответствующую документацию, в том числе протокол измерений, паспорт заземления (с включенной в него схемой) и акт скрытых работ. Документы необходимо хранить на протяжении всего срока эксплуатации системы.

История про то как я заземление делал.

Изучив вопрос устройства заземления я решил потратить немного больше денег и сделать модное штыревое заземление. Рядом с домом. Никаких тебе масштабных земляных работ. Без сварки. Махания кувалдой. В общем ляпота и только.
Ранее по случаю для нужд разных был приобретен 25 дж перфоратор, который как нельзя лучше подходил для мероприятия по установке штыревого заземления. Дальше стал выбирать само заземление. Покупать сильно дорогое не хотелось. Решил немного обхитрить "жабу". Нашел заземление от tselectric. Комплект из 4-х штырей вроде как разумно стоит относительно известных конкурентов. Но как говорится, "не гнался бы ты за дешевизной". На вид все вполне прилично омедненные штыри. Насадка стартовая на первый штырь, муфты. Насадка для кувалды. И поскольку перфоратор в наличии, то конечно заказал направляющую для вибромолота (хорошо 2 шт) и саму вставку в перфоратор.
И зажим для подсоединения ленты или провода.

Насмотрелся кино как все весело вгоняют штыревое заземление. Настал день Х. Все приготовил, распаковал. Вырыл ямку глубиной см 50. Собрал первый штырь и давай его в землю забивать перфоратором. Нельзя сказать что без усилий, но пошел он в землю достаточно легко. Правда, обнаружил, что направляющая для перфоратора намертво приварилась к вставке в перфоратор. Нагревается все это хозяйство при забивании не кисло. Ну да ладно. Снял перфоратор с насадки. Газовым ключом открутил направляющую. Закрутил второй штырь. Продолжил упражнения по вперфорированию. Вот тут заметил, что при забивании все это хозяйство раскручивается, а из муфты сыпется стружка. Типа резьба срабатывается. Хоть я и постоянно подкручивал, подтягивал, но как-то это явно было не здорово. Загнал второй штырь. Прикрутил третий. Начал его забивать.
Процесс пошел сложнее. Иииииии, когда вторая муфта ушла в землю см на 30 от дна ямки, при очередной подтяжке муфты 3-й штырь оказался у меня в руках. Неприятное ощущение. Вытянув его я обнаружил, что резьбы с другой стороны муфты практически нет.
Стал лихорадочно думать что делать. Ну что делать. Во-первых решил откопать то что ушло в землю. И принял решение, дабы не потерять вторую часть 6м конструкции делать заземление 2 штыря по 3 м. 3 метра уже в земле. Как же мне не хотелось копать траншею, но пришлось. Отступил на 1.5 м и вторую часть штыря уже решил бить кувалдой. Забил. Но даже при забивании кувалдой стружка из муфты сыпалась, но уже не так активно. Забил большую часть кувалдой, углубил в ямку перфоратором. Вывод первый по данному производителю заземления. Слабые муфты. Забивать только кувалдой. И хорошо, что заказал пару направляющих для перфоратора. Первый, приварившийся, пришлось спилить болгаркой, потому как сбить с насадки его не удавалось. В его резьбу вварились части резьбы от муфты. Использовать его уже было нельзя. Но самое забавное, что даже обточив наконечник для перфоратора, типа чтобы он немного свободнее болтался насадке, то они при даже небольшом использовании, то что в конце догонял в ямку. Они снова приварились друг к другу.

На фото останки распиленной насадки. Насадка и направляющая ставшие единым целым, а ведь я думал еще докупить такой же комплект для второго дома. Видать не судьба.

Но как-то надо было выходить из создавшейся ситуации.
В итоге я тяпкой докопался до конца штыря, что сорвался с муфты. На грубине 80 см показался штырь. Помыл его водой. Сфотографировал, увеличил. Отметил, что резьба жива. И у меня оставалась еще одна целая муфта. Причем в хозяйстве нашелся прут катанки 14 мм с нарезанной резьбой с двух сторон M16х2 как у муфты и штыря из комплекта. Да еще с гайками. Чудо, да и только в этой ситуации. Хотя если бы его не оказалось, то поехал бы покупать такой прут с резьбой. Благо они продаются в ближайшем городе. Накрутил муфту, затянул её гайкой и с придыханием стал затягивать на торчащем стержне. И затянулось. Аллилуйя.
Вот что получилось.

Теперь надо думать как это соединить со вторым штырем. Копаем траншею.

Покупаем пару метров ленты 4х40. Но второго крепежа для ленты нет. Варить совсем не охота, для этого надо проводить совсем другие земляные работы. А разворотить все возле дома жена не разрешила из-за корней деревьев. Благо эта небольшая траншея мимо них прошла.
Нашел оригинальный выход.
Из оцинкованных железок при помощи болгарки и дрели собрал импровизированный крепеж.

Эксплуатация современной бытовой и компьютерной техники без заземления чревата ее выходом из строя. На значительной части нашей страны, особенно в сельской местности, системы электропередач старого образца. В них наличие защитного заземления не предусмотрено или они находятся в таком состоянии, что просто не удовлетворяют требованиям электробезопасности. Потому приходится владельцам делать самим заземление частного дома или дачи.

Что оно дает

Защитное заземление необходимо для обеспечения электробезопасности в доме. Правильно выполненное, появлении тока утечки оно ведет к немедленному срабатыванию УЗО (повреждение электроизоляции или при прикосновение к токоведущим частям). Это — главная и основная задача этой системы.

Вторая функция заземления — обеспечение нормальной работы электрооборудования. Для некоторых электроприборов наличия защитного провода в розетке (если он есть) недостаточно. Необходимо подключение к заземляющей шине напрямую. Для этого обычно есть специальные зажимы на корпусе. Если говорить о бытовой технике, то это микроволновая печь, духовка и стиральная машина.

Основная задача заземления — обеспечить электробезопасность частого дома

Мало кто знает, но микроволновка без прямого подключения к «земле» во время работы может существенно фонить, прием уровень излучения может быть опасным для жизни. В некоторых моделях на задней стенке можно увидеть специальную клемму, хотя в инструкции обычно только одна фраза: «необходимо заземление» без уточнения как именно его желательно сделать.

При прикосновении мокрыми руками к корпусу стиральной машины часто ощущается пощипывание. Оно неопасно, но неприятно. Избавиться можно подключив «землю» напрямую на корпус. В случае с духовкой ситуация аналогична. Даже если она не «щиплет», прямое подключение более безопасно, так как проводка внутри установки работает в очень тяжелых условиях.

С компьютерами дело обстоит еще интереснее. Подключив напрямую «земляной» провод к корпусу, вы можете разы поднять скорость работы Интернета и свести к минимуму количество «зависаний». Вот так просто из-за наличия прямого соединения с заземляющей шиной.

Нужно ли заземление на даче или в деревянном доме

В дачных поселках делать заземление надо обязательно. Особенно, если дом построен из горючего материала — деревянный или каркасный. Дело в грозах. На дачах очень много элементов, притягивающих молнии. Это колодцы, скважины, трубопроводы, лежащие на поверхности или закопанные на минимальную глубину. Все эти объекты притягивают молнии.

Если громоотвода и заземления нет, попадание молнии почти равнозначно пожару. Пожарной части поблизости нет, так что огонь распространится очень быстро. Потому в паре с заземлением делайте еще и молниеотвод — хоть пару стержней метровой длины, прикрепленных к коньку и соединенных при помощи стальной проволоки с заземлением.

Системы заземления частного дома

Всего систем шесть, но в индивидуальной застройке применяется, в основном, только две: TN-S-C и TT. В последние годы рекомендована система TN-S-C. В этой схеме нейтраль на подстанции глухозаземлена, а оборудование имеет непосредственный контакт с землей. К потребителю земля (PE) и нейтраль/ноль (N) ведется одним проводником (PEN), а на входе в дом снова разделяется на два отдельных.

При такой системе достаточная степень защиты обеспечивается автоматами (УЗО не обязательны). Недостаток — при отгорании или повреждении провода PEN на участке между домом и подстанцией на земляной шине в доме появляется фазное напряжение, которое ничем не отключается. Потому ПУЭ предъявляет жесткие требования к такой линии: должна быть обязательная механическая защита провода PEN, а также периодическое резервное заземление на столбах через 200 м или 100 м.

Тем не менее, многие линии электропередачи в сельской местности этим условиям не удовлетворяют. В этом случае рекомендована к использованию система TT. Также эта схема должна использоваться в отдельно стоящих открытых хозяйственных пристройках с земляным полом. В них есть риск прикоснуться одновременно к заземлению и грунту, что может быть опасным при системе TN-S-C.

Разница в том, что «земляной» провод на щиток идет от индивидуального контура заземления, а не от трансформаторной подстанции, как в предыдущей схеме. Такая система устойчива к повреждениям защитного провода, но требует обязательной установки УЗО. Без них защиты от поражения электрическим током нет. Поэтому ПУЭ определяет ее только как резервную, если имеющаяся линия не удовлетворяет требованиям системы TN-S-C.

Устройство заземления частного дома

Некоторые старые линии электропередачи вообще не имеют защитного заземления. Все они должны меняться, но когда это произойдет — вопрос открытый. Если у вас именно такой случай, необходимо сделать отдельный контур. Варианта два — сделать заземление в частном доме или на даче самостоятельно, своими руками или доверить исполнение кампании. Услуги кампаний дороги, но имеется важный плюс: если в процессе эксплуатации возникнут проблемы, вызванные неправильным функционированием системы заземления, возмещает ущерб кампания, которая производила монтаж (должно быть прописано в договоре, внимательно читайте). В случае самостоятельного исполнения все на вас.

Состоит система заземления частного дома из:

• заземлителей-штырей,
• металлических полос, их объединяющих в одну систему;
• линии от контура заземления до .

Из чего делать заземлители

В качестве штырей можно использовать металлический прут диаметром 16 мм и больше. Причем брать арматуру нельзя: поверхность у нее каленая, что меняет распределение тока. Также каленый слой в земле быстрее разрушается. Второй вариант — металлический уголок с полочками 50 мм. Эти материалы хороши тем, что в мягкий грунт их можно забить кувалдой. Чтобы это было легче делать, один конец заостряют, на второй приваривают площадку, по которой проще бить.

Иногда используют металлические трубы, один край которых сплющен (заварен) в конус. В нижней их части (около полуметра от края) сверлятся отверстия. При пересыхании грунтов распределение тока утечки значительно ухудшается, а в такие стержни можно заливать соляной раствор, восстанавливая работу заземления. Минус этого способа — приходится под каждый стержень копать/бурить скважины — забить их кувалдой на нужную глубину не получится.

Глубина забивания штырей

Штыри-заземлители должны уходить в грунт ниже глубины промерзания как минимум на 60-100 см. В регионах с засушливым летом желательно чтобы штыри находились хотя бы частично во влажном грунте. Потому используются в основном уголки или прут длиной 2-3 м. Такие размеры обеспечивают достаточную площадь соприкосновения с грунтом, создающую нормальные условия для рассеивания токов утечки.

Чего делать нельзя

Работа защитного заземления состоит в том, чтобы рассеивать по большой площади токи утечки. Происходит это за счет плотного контакта металлических заземлителей — штырей и полос — с грунтом. Поэтому элементы заземления никогда не красят. Это очень сильно снижает токопроводимость между металлом и землей, защита становится неэффективной. Предотвратить коррозию в местах сварки можно антикоррозионными составами но не краской.

Второй важный момент: заземление должно иметь маленькое сопротивление, а для этого очень важен хороший контакт. Он обеспечивается сваркой. Все соединения провариваются, причем качество шва должно быть высоким, без трещин, каверн и других дефектов. Еще раз обращаем внимание: заземление в частном доме нельзя делать на резьбовых соединениях. Со временем металл окисляется, разрушается, сопротивление многократно возрастает, защита ухудшается или вообще не работает.

Очень неразумно использовать в качестве заземлителя трубопроводы или других металлические конструкции, находящиеся в земле. Какое-то время такое заземление в частном доме работает. Но со временем стыки труб из-за электрохимической коррозии, активизированной токами утечки, окисляются и разрушаются, заземление оказывается нерабочим, как и трубопровод. Потому такие виды заземлителей лучше не использовать.

Как правильно сделать

Сначала разберемся с формой заземлителя. Наиболее популярный — в виде равностороннего треугольника, в вершинах которого забиты штыри. Есть еще линейное расположение (те же три штуки, только в линию) и в виде контура — штыри забиваются вокруг дома с шагом около 1 метр (для домов площадью более 100 кв. м). Штыри между собой соединены металлическими полосами — металлосвязью.

Порядок действий

От края дома до места установки штыре должно быть не менее 1,5 метров. На выбранном участке копают траншею в виде равностороннего треугольника со стороной 3 м. Глубина траншеи 70 см, ширина — 50-60 см — чтобы было удобно варить. Одну из вершин, как правило, расположенную ближе к дому, соединяют с домом траншеей имеющей глубину не менее 50 см.

В вершинах треугольника забивают штыри (круглый пруток или уголок длиной по 3 м). Над дном котлована оставляют около 10 см. Обратите внимание, заземлитель на выводят на поверхность земли. Он находится ниже уровня грунта на 50-60 см.

К выступающим частям стержней/уголков приваривают металлосвязь — полосу 40*4 мм. Созданный заземлитель с домом соединяют металлической полосой (40*4 мм) или круглым проводником (сечением 10-16 мм 2). Полосу с созданным треугольником из металла тоже сваривают. Когда все готово, места сварки очищают от шлака, покрывают антикоррозионным составом (не краской).

После проверки сопротивления заземления (в общем случае оно не должно превышать 4 Ом), траншеи засыпают землей. В грунте не должно быть крупных камней или строительного мусора, земля послойно утрамбовывается.

На входе в дом к металлической полосе от заземлителя приваривают болт, к которому крепится медный проводник в изоляции (традиционно окраска заземляющих проводов — желтая с зеленой полосой) сечением жилы не менее 4 мм 2 .

Выход заземления у стены дома с приваренным на конце болтом

В электрощитке заземление подключается к специальной шине. Причем, только на специальную площадку, начищенную до блеска и смазанную консистентной смазкой. От этой шины «земля» подключается к каждой линии, которая разводится по дому. Причем разводка «земли» отдельным проводником по ПУЭ недопустима — только в составе общего кабеля. Это значит, что если у вас проводка разведена двухжильными проводами, вам придется ее полностью менять.

Почему нельзя делать отдельные заземления

Переделывать проводку во всем доме, конечно долго и дорого, но если вы хотите без проблем эксплуатировать современные электроприборы и бытовую технику, это необходимо. Отдельное заземление определенных розеток неэффективно и даже опасно. И вот почему. Наличие двух или более таких устройств рано или поздно приводит к выходу включенного в эти розетки оборудования. Все дело в том, что сопротивление контуров зависит от состояния почвы в каждом конкретном месте. В какой-то ситуации между двумя устройствами заземления возникает разница потенциалов, которая приводит к поломке оборудования или электротравме.

Модульная штырьевая система

Все описываемые ранее устройства — из забиваемых уголков, труб и стрежней — называют традиционными. Их недостаток — большой объем земельных работ и большая площадь, которая требуется при устройстве заземлителя. Все потому, что необходима определенная площадь контакта штырей с грунтом, достаточная для того чтобы обеспечить нормальное «растекание» тока. Сложность может вызвать и необходимость сварки — по другому соединять элементы заземления нельзя. Зато плюс этой системы — относительно небольшие затраты. Если делать традиционное заземление в частном доме своими руками, оно по-максимуму обойдется в 100$. Это если покупать весь металл и платить за сварку, а остальные работы проводить самостоятельно

Несколько лет назад появились модульные штыревые (штырьевые) системы. Это комплект штырей, которые забиваются на глубину до 40 м. То есть получается очень длинный заземлитель, который уходит на глубину. Фрагменты штыря соединяются друг с другом при помощи специальных хомутов, которые не только фиксируют их, но и обеспечивают качественное электрическое соединение.

Плюс модульного заземления — малая площадь и меньший объем работ, которые необходимы. Требуется небольшой приямок со сторонами 60*60 см и глубиной 70 см, траншея, соединяющая заземлитель с домом. Штыри длинные и тонкие, забивать их в подходящий грунт несложно. Вот тут и подошли к основному минусу: глубина большая, и если на пути встретиться, например, камень, придется начинать сначала. А вынуть стержни — это проблема. Они не сварены, а выдержит или нет хомут — вопрос.

Второй минус — высокая цена. Вместе с установкой обойдется вам такое заземление в 300-500$. Самостоятельная установка проблематична, так как забивать эти стержни кувалдой не получится. Нужен специальный пневматический инструмент, который научились заменять перфоратором с ударным режимом. Еще необходима проверка сопротивления после каждого забитого стержня. Но если вы не хотите связываться со сваркой и земельными работами, модульное штыревое заземление — неплохой вариант.

Или загородной дачи всегда сопряжено с большим объемом электротехнических работ. В этом диапазоне задач, наряду с подводкой электропитания к дому, установке распределительного и защитного оборудования, прокладке внутренних линий, не меньшую значимость имеет и грамотно спланированная и исполненная система заземления. К сожалению, при проведении «самостроя » неопытные хозяева про этот момент достаточно часто забывают или же даже намеренно его игнорируют, пытаясь достичь какой-то ложной экономии денежных средств и трудозатрат.

А между тем система заземления имеет чрезвычайную важность – она способна предупредить многие неприятности, которые могут привести к весьма печальным или даже трагическим последствиям. Согласно существующим правилам, специалисты электросетей не произведут подключение дома к линии электропередач, если этой системы в доме нет или же она не отвечает необходимым требованиям. И владельцу, так или иначе, придется решать вопрос, как сделать заземление на даче.

В современных домах городской застройки контур заземления обязательно предусматривается еще на стадии проектирования здания и его внутренних коммуникаций. Хозяину частного жилья этот вопрос придется решать самому – приглашать специалистов или постараться все сделать своими руками. Пугаться не надо – все это является вполне выполнимой задачей.

Для чего необходим контур заземления

Для того чтобы понять важность заземления, достаточно базовых понятий из школьного курса физики.

Подавляющее большинство частных домов запитываются от однофазной сети переменного тока 220 вольт . Электрическая цепь, необходимая для работы всех приборов или установок обеспечивается наличием двух проводников – собственно, фазой и нулевым проводом.

Конструкция всех электрических приборов, инструментов , бытовой и иной техники предусматривает элементы изоляции и защитные приспособления, которые должны предотвратить попадание напряжения на токопроводящие корпуса или кожухи. Тем не менее , вероятность такого явления никогда не исключается – изоляция может быть разрядом, прогореть от ненадежных , искрящих контактов в соединениях проводов, могут выйти из строя элементы схемы и т.п .В этом случае фазное напряжение может попасть на корпус прибора, прикосновение к которому становится чрезвычайно опасным для человека.

Особую опасность представляют ситуации, если рядом с таким неисправным прибором находятся металлические предметы, имеющие так называемое естественное заземление – стояки отопления, водопроводные или газовые трубы, открытые элементы армирования строительных конструкций и т.п . При малейшем касании к ним цепь может замкнуться, и смертельно опасный ток пройдет через тело человека в сторону меньшего потенциала. Не менее опасны подобные ситуации и в том случае, если человек стоит босой или в мокрой обуви на влажном полу или земле – тоже есть все предпосылки к замыканию цепи переменного тока от корпуса прибора.

Одно из выраженных свойств электрического тока в том, что он обязательно выберет проводник с минимальным сопротивлением. Значит, необходимо заранее создать линию с минимальным сопротивлением и нулевым потенциалом, по которой в случае пробоя на корпус напряжение будет безопасно отводиться.

Сопротивление человеческого тела – величина непостоянная, зависящая и от индивидуальных особенностей, и даже от временного состояния человека. В электротехнической практике эту величину обычно принимают за 1000 Ом (1 кОм ). Стало быть, сопротивление заземляющего контура должно быть многократно ниже. Существует сложная система расчетов , но обычно оперируют величинами в 30 Ом для бытовой электросети частного дома и 10 Ом в том случае, если заземление используется еще и в качестве защиты от молнии.

Могут возразить, что все проблемы вполне решаемы установкой специальных защитных устройств (УЗО). Но для корректной работы заземление также является необходимостью. При появлении даже малейшей утечки тока цепь практически мгновенно замкнется и устройство сработает, отключив опасный участок домашней электросети.

Некоторые хозяева пребывают в предубеждении, что для заземления достаточно использовать трубы водопровода или отопления. Это – чрезвычайно опасно и абсолютно ненадежно . Во-первых , гарантировать эффективный отвод напряжения невозможно – трубы могут быть сильно окислены и не иметь достаточно хорошего контакта с землей , а кроме того , на них нередко бывают пластиковые участки. Не исключается и поражение током при при косновении к ним в случае пробоя электропитания на корпус, причем такой опасности могут быть подвержены в том числе и соседи.

Большинство современных электроприборов сразу оснащаются кабелем питания с трехконтактной вилкой. Соответствующие розетки должны устанавливаться и при проведении работ по монтажу проводки в доме. (Некоторые электроприборы старых моделей имеют вместо этого контактную клемму на корпусе для подключения заземления).

Есть строго определённая цветовая «распиновка » проводов : синий провод однозначно является «нулевым», фаза может иметь различную расцветку, от белой до черной , а заземляющий – всегда желто-зеленый .

И вот, зная это, некоторые «мудрые» хозяева, желая сэкономить на обновлении проводки и организации полноценного заземления, просто делают в розетках перемычки между нулевым контактом и заземляющим. Однако, этим они не решают проблемы, а, скорее, усугубляют ее . При определенных условиях, например, при перегорании или плохом контакте рабочего нуля в каком-то участке цепи, или при случайной перефазовке , на корпусе приборов появится фазный потенциал, причем это может случиться в самом неожиданном месте дома. Опасность поражения током возрастает в такой ситуации многократно.

Вывод из всего сказанного – заземление является обязательным конструктивным элементом домашней электрической сети. Оно выполняет сразу функций:

• Эффективный отвод утечки напряжения с токопроводящих деталей, прикосновение к которым может вызвать поражение током.
• Выравнивание потенциалов в сех объектов в доме, например, заземленных приборов и труб отопления, водопровода, подачи газа.
• Обеспечение корректной работы всех установленных систем и устройств безопасности – плавких предохранителей, .
• Немаловажное значение имеет заземление и в предотвращении накопления на корпусах бытовых приборах статического заряда.
• Особую важность приобретает оно для современной электроники, особенно – вычислительной техники. Например, работа импульсных блоков питания компьютеров очень часто сопровождается наведением напряжения на корпуса системных блоков. Любой разряд может привести к выходу из строя электронных элементов, сбоям в работе, потере информации.

Теперь, когда важность системы заземления разъяснена, можно перейти к вопросу, как ее сделать условиях частного дома самостоятельно.

Цены на защитную автоматику

Защитная автоматика

Какими бывают системы заземления в частных домах

Итак, грамотно исполненная система заземления должна обеспечивать надежный контакт с нулевым потенциалом земли и с минимально возможным сопротивлением созданного контура. Однако, гру нт — гр унт у рознь – разные его типы серьезно отличаются друг от друга удельным сопротивлением:

Очевидно, что те слои, которые обладают наименьшим удельным сопротивлением, располагаются, как правило, на значительной глубине. Но и при заглублении электрода получаемых результатов может быть недостаточно. Проблема эта решается несколькими способами – от увеличения глубины установки штыревых электродов, до увеличения их числа, расстояния между ними или общей площади контакта с грунтом. На практике чаще всего применяются несколько основных схем:

• Схема «а» — установка заглубленного металлического замкнутого контура по периметру дома. Как вариант – неглубоко забитые штыри, соединённые по кольцу шиной.

В дачном строительстве применяется она нечасто из-за большого объема земляных работ или в связи с особенностями расположения построек на участке.

• Схема «б», пожалуй, самая популярная у владельцев загородного жилья. Три или больше умеренно заглубленных штыревых электрода, связанных одной шиной – такую конструкцию несложно выполнить самостоятельно даже на ограниченном пространстве.
• На схеме «в» показано заземление с одним электродом, установленным на большую глубину. Иногда подобную систему устраивают даже в подвале здания. Схема удобная, но не всегда исполнимая – ее практически невозможно реализовать на каменистых грунтах. Кроме того, для такой системы заземления нужно использовать специальные электроды – речь о ней пойдет чуть ниже.
• Схема «г» — достаточно удобная, но лишь в том случае, если она была продумана еще на стадии проектирования дома, а выполнена во время заливки фундамента. Воплощать ее в жизнь на готовом здании будет крайне нерентабельно.

Итак, проще всего реализовать с минимальными затратами схемы «б» или, по возможности , «в».

Заземление с использованием самодельных металлических деталей

Чтобы сделать систему заземления такого типа , потребуются металлические профили, сварочный аппарат, инструменты для земляных работ, кувалда. В ряде случаев, при сложных плотных грунтах, может понадобится ручной бур.

Схематично эта система выглядит подобным образом:

Место расположения заглубленных электродов выбирается с тем расчетом , чтобы было максимально удобно подвести заземляющую шину к распределительному щитку. Оптимальное расстояние от дома – 3— 6 метров. Допустимые пределы – не ближе одного метра и не далее десяти.

Размеры, указанные на схеме, отнюдь не являются какой-то догмой. Так, сторона треугольника может быть и до трех метров в длину, а глубина забивки штыря может быть несколько меньшей — 2,0 ÷ 2,5 м . Количество электродов тоже может меняться – если грунт пл отный и на большую глубину забить штыри не удается , можно увеличить их количество.

Здравый совет – заранее обратиться в местную службу энергоснабжения за получением рекомендаций по выполнению заземляющего контура. У этих специалистов наверняка есть продуманные и опробованные в данном регионе схемы. Кроме того, они смогут помочь просчитать размеры и исходя из планируемой нагрузки домашней электросети – это тоже имеет значение.

Что может послужить электродами? Для этих целей чаще всего используют стальной уголок с полкой 50 × 50 мм и толщиной не менее 4 ÷ 5 мм. Могут применяться трубы, лучше – оцинкованные с толщиной стенок не менее 3,5 мм. Можно взять стальную полосу с площадью поперечного сечения порядка 48 мм² (12 × 4), но ее сложнее вбить вертикально в грунт. Если решено использовать стальной прут, то то же лучше брать оцинкованный, диаметром не менее 10 мм.

Чтобы связать штыри в один контур, используют полосу 40 × 4 мм или катанку 12 – 14 мм. Этот же материал подойдёт для прокладки шины заземления к точке ввода ее внутрь дома.

• Итак, первоначально на выбранном месте делается разметка.

• Затем целесообразно отрыть небольшой котлован намеченной формы на глубину до 1 метра. Минимальная глубина – 0,5 м . Одновременно роется траншея на ту же глубину – по ней от контура к цоколю дома пойдет шина заземления.

• Задачу можно несколько упростить, выкапывая не сплошной котлован, а лишь траншеи по периметру создаваемого контура. Главное, чтобы их ширина позволяла свободно проводить забивку электродов и сварочные работы.

• Готовятся электроды нужной длины. Край, которыми они будут вбиваться в землю, необходимо заострить шлифмашинкой , обрезав его под углом. Металл должен быть чистым, неокрашенным.

• В намеченных местах электроды вбиваются в землю с помощью кувалды или электромолота . Их заглубляют так, чтобы в котловане (траншее) они выступали над уровнем поверхности примерно на 200 мм.

• После того, как все электроды забиты, из связывают общей шиной (горизонтальным заземлителем) из металлической полосы 40 × 4 мм. Здесь применима только сварка, хотя можно встретить рекомендации обойтись болтовым соединением. Нет, чтобы обеспечить надежное и долговечное заземление эту обвязку обязательно приваривают – резьбовой контакт, размещенный под землей , быстро окислится, сопротивление контура резко возрастет .

• Теперь можно проложить шину из той же полосы к фундаменту дома. Шина приваривается в одному из забитых электродов и укладывается в траншею затем она заходит на цоколь здания.
• Шина крепится к цоколю. На рисунке не показано, но целесообразно перед точкой крепления предусмотреть небольшой изгиб, так называемый «компенсационный горб» , чтобы компенсировать линейные расширения металла при перепадах температур. На конце полосы приваривается болт с резьбой М10. К нему будет крепиться медная клемма с проводом заземления, который уйдет на распределительный щиток.

• Для прохождения провода через стену или через цоколь сверлится отверстие и в него вставляется пластиковая гильза. Провод используется медный, сечением 16 или 25 мм² (этот параметр лучше заранее уточнить у специалистов). Гайку и шайбы для соединения тоже лучше использовать медные.

• Иногда поступают и иначе – к шине приваривают длинную стальную шпильку, так чтобы она проходила насквозь через стенку дома, также через гильзу. В этом случае клеммная часть окажется в помещении и меньше будет подвержена окислению под действием повышенной влажности воздуха.

• Заземляющий провод заводится к электрическому распределительному щитку. Для дальнейшей «раздачи» лучше всего применять специальную пластину из электротехнической бронзы – к ней будут крепится все провода заземления, уходящие к точкам потребления.

Не следует торопиться сразу же засыпать смонтированный контур грунтом.

— Рекомендуется, во-первых, запечатлеть его на фотографии с привязкой к окружающим стационарным наземным объектам – это может потребоваться для внесения изменений в проектную документацию, а также для проведения контрольно-проверочных мероприятий в будущем.

— Во-вторых, необходимо проверить сопротивление получившегося контура. Для этих целей лучше пригласить специалистов энергоснабжающей организации, тем более что их вызов, так или иначе, будет необходим для получения разрешительных документов.

Если результаты проверки показывают, что сопротивление велико, необходимо будет добавить еще один или даже несколько вертикальных электродов. Иногда перед проверкой идут и на хитрости, обильно поливая места около заколоченных в грунт уголков насыщенным раствором обычной поваренной соли. Это безусловно, улучшит показатели, однако, не стоит забывать и о том, что соль активизирует коррозию металла.

Кстати, если забить уголки не получается, то прибегают к бурению скважин на нужную глубину. После установки электродов их с максимально возможной плотностью заполняют глиняным грунтом, в который также перемешивают с солью.

После того как работоспособность контура заземления проверена, необходимо обработать сварные швы антикоррозийным составом. Это же можно проделать и с шиной, идущей к зданию. Затем, после высыхания мастики, котлован и траншеи засыпаются грунтом. Он должен быть однородным, не замусоренным и без щебеночных включений. Затем место засыпки тщательно утрамбовывается.

Видео: монтаж заземляющего контура с применением металлического уголка

Использование готовых заводских комплектов

Весьма удобны для организации заземления на даче готовые комплекты заводского изготовления. Они представляют собой набор штырей с соединительными муфтами, позволяющими наращивать глубину погружения в грунт по мере забивки.

Эта система заземления предусматривает монтаж одного штыревого электрода, но на большую глубину, от 6и даже до 15 метров.

В комплект обычно входят:

• Штыри стальные длиной 1500 мм с оцинкованной или омеднённой поверхностью, или же сделанные из нержавеющей стали. Диаметр шт ырей может в разных комплектах отличаться – от 14 до 18 мм.

• Для их соединения они оснащаются резьбовыми муфтами, а для удобства проходки через грунт в комплект вх одит стальной наконечник.

В некоторых комплектах муфты являются не резьбовыми, а запрессовочными . В этом случае один конец заземляющего штыря суженс помощью ковки и имеет ребристую поверхность. При ударном воздействии происходит прочное соединение и достигается надежный электрический контакт между стержнями.

• Для передачи ударного воздействия предусматривается специальная насадка (нагель) из высокопрочной стали, которая не будет деформироваться от воздействия молота.

• В некоторых комплектах предусмотрено наличие специального переходника, который позволяет использовать в качестве забивного инструмента мощный перфоратор.

Для установки такой системы заземления также целесообразно вырыть небольшой котлован глубиной до метра и такой же в диаметре, хотя некоторые предпочитают даже наружное размещение.

Штыри последовательно вбиваются с наращиванием на нужную глубину.

Затем на оставленный на поверхности участок (порядка 200 мм) надевается латунный контактный зажим.

В него вставляется или токопроводящая шина из металлической полосы, или же сразу кабель заземления сечением 25 кв. мм. Для соединения со стальной полосой предусмотрена специальная прокладка, которая не даёт возможности для электрохимического контакта между мелью стержня и сталью (цинком). В дальнейшем шина или кабель заводятся в дом и подключаются к распределительному щитку точно так же, как это было описано выше.

Видео: забивка штыревых электродов вручную

Цены на комплектующие для молниезащиты и заземления

Комплектующие для молниезащиты и заземления

Какой тип покрытия стержней выбрать – оцинкованный или омедненный?

• С точки зрения экономичности, оцинковка с тонким слоем (от 5 до 30 мкм) выгоднее. Эти штыри не боятся механических повреждений при монтаже, даже оставленные глубокие царапины не влияют на степень защищенности железа. Тем не менее , цинк является довольно активным металлом, и, защищая железо, окисляется сам. Со временем, когда весь слой цинка прореагировал, железо остается без защиты и быстро «съедается» коррозией. Срок службы подобных элементов обычно не превышает 15 лет. А делать цинковое покрытие более толстым – это стоит немалых денег.

• Медь же, наоборот, не вступая в реакции, защищает закрываемое ею железо, которое более активно с точки зрения химии. Такие электроды могут без ущерба эффективности служить очень долго, например, производитель гарантирует их сохранность в суглинистой почве вплоть до 100 лет. Но при монтаже следует проявлять осторожность – в местах повреждения слоя омеднения наверняка возникнет участок коррозии. Чтобы снизить вероятность этого, слой омеднения делают достаточно толстым, до 200 мкм, поэтому такие штыри значительно дороже обычных оцинкованных.

Каковы общие достоинства такого комплекта системы заземления с одним глубоко размещённым электродом:

• Монтаж не представляет особой сложности. Не требуется объемных земляных работ, не нужен сварочный аппарат – все производится обычным инструментом, который есть в каждом доме.
• Система очень компактна, ее можно разместить на крошечном «пятачке» или даже в подвале дома.
• Если используется омедненные электроды, то срок службы такого заземления будет исчисляться несколькими десятками лет.
• Благодаря хорошему контакту с грунтом достигается минимальное электрическое сопротивление. Кроме того, на эффективность системы практически не влияют сезонные условия. На уровень промерзания грунта приходится не более 10% длины электрода, и зимние температуры никак не могут отрицательно сказаться на проводимости.

Есть, конечно, и свои недостатки:

• Такой тип заземления не может быть реализован на каменистых грунтах – скорее всего, забить электроды на требуемую глубину не удастся.
• Возможно, кого-то отпугнет и цена комплекта. Однако это – вопро с с порный, так как качественный металлический прокат для обычной схемы заземления тоже стоит недешево . Если еще присовокупить длительность эксплуатации, простоту и быстроту монтажа, отсутствие необходимости в специализированном инструменте, то, вполне возможно, такой подход к решению проблемы заземления может показаться даже более перспективным с точки зрения экономичности.

Видео: как сделать заземление не даче с помощью модульной штыревой системы