В каких случаях нужен монтаж заземления. Контур заземления. ПУЭ, нормы

По требованиям Правил устройства электроустановок все вновь сооружаемые электропроводки имеют дополнительный проводник. Называется он защитным проводником (РЕ), маркируется чередованием полос желтого и зеленого цвета.

Защитные проводники подключаются к корпусам электроприборов и соединяют их с контуром заземления. Бытовая техника: компьютеры, стиральные машины, электроплиты, СВЧ-печи — соединяется с защитными проводниками через заземляющие контакты розеток.

При пробое изоляции бытовых приборов их корпуса оказываются под напряжением. При соприкосновении с корпусом поврежденного прибора человек будет поражен электротоком. Преднамеренное соединение корпусов с землей при пробое изоляции приводит к возникновению короткого замыкания, которое отключит аппарат защиты, и поврежденное оборудование своевременно обесточится.

Даже если ток будет незначительным и отключения не произойдет, при прикосновении человека к корпусу ток через его тело будет иметь величину, не опасную для его жизни. Тело человека имеет сопротивление от десятков до сотен тысяч Ом, а сопротивление заземляющих проводников не превышает нескольких Ом. Поэтому ток через тело человека будет значительно меньше тока, уходящего в землю через защитные проводники.

Помимо защиты людей заземление корпусов приборов экранирует электромагнитные поля, излучаемые ими в процессе работы. Это снижает уровень помех, мешающих работе других приборов.

Защитные проводники нельзя подключать к нулевой шине электрощита. Старые электропроводки подвержены обрывам в цепях нулевых проводников, результатом которых неизбежно будет появление на нулевом проводе некоторого потенциала относительно «земли». Величина потенциала может доходить до 220В и, если он окажется на корпусе прибора, вас ждет серьезная травма.

Запрещено использование в качестве защитных проводников газовых труб, труб отопления и канализации. Нельзя использовать для этой цели водопроводные трубы, так как они не везде выполняются металлическими.

Для подключения заземляющих проводников необходим контур заземления.

Что такое контур заземления?

Контур заземления – это группа электродов, забитых в землю и называемых вертикальными заземлителями. Между собой они связаны горизонтальным заземлителем при помощи сварки. Горизонтальный заземлитель выводится на стену здания или идет напрямую во вводное распределительное устройство.

Для изготовления вертикальных заземлителей используются стальные уголки или трубы, а горизонтальных – стальная полоса или круглый профиль. Их нельзя окрашивать, иначе электрический контакт с грунтом будет слабым, и контур потеряет эффективность.

Если здание имеет в составе конструкции, заглубленные в землю, то они тоже могут выполнять функции контура заземления. Они называются естественными заземлителями.

Как сделать заземление?

В изготовлении контура заземления нет ничего сложного, и его можно сделать самостоятельно.

Для этого потребуются:

• для вертикальных заземлителей : уголок или трубы со стенками толщиной не менее 4 мм или арматура диаметром не менее 14 мм;
• для горизонтальных заземлителей : стальная полоса сечением не менее 100мм 2 и толщиной стенки не менее 4 мм;
• для ввода в здание : жесткий или гибкий провод сечением не менее 10 мм 2 ;
• инструменты : лопата, болгарка, кувалда, сварочный аппарат.

Порядок работы при монтаже контура заземления

1. Выкапывается траншея глубиной около 0,5 м и шириной 0,5-0,3 м. Длина траншеи – около 5 м. Располагаться траншея должна так, чтобы начало ее совпадало с местом у стены здания, где контур будет выходить наружу.

2. Через 1-1,5 м в траншею кувалдой забиваются заземлители. Для облегчения процесса концы заземлителей нужно заострить болгаркой.

3. Заземлители соединяются между собой полосой при помощи сварки. Конец полосы выводится на стену здания или, если возможно, вводится в здание поближе к щитку. К полосе приваривается болт для подключения заземляющего проводника.

4. Места соединения в траншее лучше окрасить, так как сварочные швы в земле быстро разрушаются.

5. Полоса снаружи и внутри здания окрашивается чередующимися полосами желтого и зеленого цветов.

6. Перед тем, как засыпать траншею, неплохо бы измерить сопротивления полученного контура. Делается это специальными приборами. Если сопротивление будет недостаточным, забиваются дополнительные электроды и присоединяются то же полосой. И так до получения нужного значения (не более 4 Ом).

Если приборы Вам не доступны, при определении количества электродов руководствуйтесь своими возможностями и здравым смыслом. Электродов нужно много, если грунт песчаный и еще больше, если вместо грунта – сплошные камни. На черноземе хватает 5-7 электродов для получения приемлемых результатов. Не посыпайте солью контур заземления. Проводимость его улучшится, но и сгниет он быстрее.

7. Засыпаем траншею грунтом без строительного мусора.

8. В щитке устанавливается дополнительная шина – РЕ. Она соединяется проводником желто-зеленого цвета с выводом контура заземления. Теперь можно соединить с шиной РЕ все корпуса электроприборов.

Внутреннего и наружного электроснабжения, встаёт вопрос о монтаже контура заземления, так как дальнейшая безопасная эксплуатация электрооборудования напрямую зависит от качества электромонтажа очага заземления. Перед потребителем электроэнергии, коим является владелец электроустановки (собственник домовладения), встает выбор, какую же конструкцию заземления ему смонтировать на участке. Одни говорят вколотить уголки в землю, другие советуют закопать металлолом (вёдра, кастрюльки, утюги), третьи уговаривают выполнить электромонтаж модульного штыревого заземления . В этой статье мы постараемся рассказать о том, как не запутаться во всех этих советах и выбрать единственно приемлемое и верное решение.

Статьи цикла

1. Электромонтаж ввода в деревянный дом кабелем ВВГнг в земле. Продолжение
2. Электромонтаж внутренней открытой электропроводки в деревянном доме
3. Электромонтаж внутренней скрытой электропроводки в деревянном доме. Продолжение
4. Как выполнить разделение PEN-проводника в электроустановке (ВРУ, ГРЩ). Начало
5. Как выполнить разделение PEN-проводника в электроустановке (ВРУ, ГРЩ). Продолжение

Контур заземления изготовленный из стальных уголков и обваренный стальной полосой

Традиционный контур заземления считается экономным вариантом (запрещён с 01.01.2013 на основании ГОСТ Р 50571.5.54-2011), так как не требует использования дорогостоящих материалов и выполняется обычно из стальных уголков размером 50 х 50 х 5 мм и стальной полосы 40 х 4 мм. Стальные уголки называются электродами (вертикальные заземлители), их забивают в землю вертикально в виде треугольника на расстоянии не менее 2,5 м друг от друга. Стальную полосу называют горизонтальным заземлителем.

Электроды (вертикальные заземлители) соединяют между собой стальной полосой 40 х 4 мм (горизонтальный заземлитель) при помощи сварки. Стальную полосу выводят на стену дома и устанавливают распаечную коробку, от которой прокладывают заземляющий проводник до главной заземляющей шины (ГЗШ) в вводно-распределительном устройстве (ВРУ). В качестве заземляющего проводника обычно применяют провод ПВ-1 сечением не менее 1О мм2 или неизолированный медный провод того же сечения. Для присоединения заземляющего проводника в горизонтальном заземлителе (стальная полоса) в распаечной коробке высверливают два отверстия и производят соединение при помощи болтов диаметром не менее 6 мм, то есть обеспечивают надёжное соединение в соответствии с ПУЭ.

После электромонтажа контура заземления проводится замер сопротивления заземляющих устройств . Если сопротивление заземляющего устройства не соответствует требуемым нормам, то необходимо установить дополнительно один или два электрода и присоединить их к конструкции контура заземления, после чего необходимо выполнить повторно электроизмерение .

Основные недостатки традиционного контура заземления:
1. Для установки конструкции требуется большая площадка рядом с домом.
2. Монтаж вертикальных заземлителей осуществляется при помощи бура и кувалды, что является очень трудоёмким процессом.
3. Конструкция заземлителей и соединений подвержены коррозии и их срок службы, в зависимости от типа грунта, составляет от 7 до 12 лет.

4. На основании ГОСТ Р 50571.5.54-2011, таблица 54.1, материал не обладает коррозионной стойкостью и запрещён к применению с 01.01.2013.

Более подробно о монтаже контура заземления можно прочитать в статье «Электромонтаж контура заземления «.

Контур заземления изготовленный из подручного металлолома

Теперь давайте рассмотрим монтаж контура заземления с использованием арматуры, кастрюлек и прочего металлолома. Обычно такой способ монтажа повторного заземления выбирают лентяи, лоботрясы и прочая нечисть с аула мастеров и электрик-хаус. Эти аферисты выкапывают небольшие ямки, сваливают в них металлолом, обвязывают его проволокой и закапывают, не забывая при этом вывести на стену дома кусок старой алюминиевой проволоки.

Для пущей убедительности они вбивают пару железяк в землю рядом с домом и весь этот хлам соединяют на скрутки, а заказчикам пудрят мозги, что это «холодная пайка». Более подробно об этих самодурах можно прочитать . Замеры сопротивления заземляющих устройств при этом способе монтажа не проводят в связи с тем, что они не знают как это делается и у них нет необходимого электроизмерительного оборудования. Проверку работоспособности контура заземления они выполняют обычной лампой накаливания, подключая один конец к фазе, а другой к конструкции из груды металлолома.

Если лампочка не загорается, то они поливают своё ноу-хау солевым раствором.

Основные недостатки:
Данная конструкция не имеет право на существование!

Статьи цикла «Вся правда о электромонтажных работах в деревянном доме»:

1. Электромонтаж ввода в деревянный дом кабелем ВВГнг в земле
2. Электромонтаж ввода в деревянный дом кабелем ВВГнг в земле. Продолжение

Благодаря развитию технологий многомощные электрические приборы заполонили наши дома. Уже тяжело представить себе жизнь без холодильника, стиральной машины, микроволновой печи, индукционной плиты – ведь все это мы используем каждый день. Не стоит забывать, что электрические приборы представляют опасность для нас в случае нарушения их изоляции. Поэтому необходимо обязательно обустроить контур заземления для всего дома, обезопасив тем самым себя и приборы от пробоя на корпус.

Изъясняясь сухим техничным языком, заземление подразумевает электрическое соединение с землей (грунтом) нетоковедущих частей электроустановок, выполненное преднамеренно. При этом данные части электроприборов не находятся под напряжением в нормальном состоянии, но могут оказаться под ним. Причиной может стать нарушение изоляции в том числе.

Чтобы объяснить более простым доступным языком, придется вспомнить школьный курс физики. Как мы помним, ток имеет свойство течь в сторону наименьшего сопротивления. Если изоляция токоведущих частей приборов нарушена, ток будет искать место, в котором сопротивление самое низкое. Так происходит пробой на корпус электроприбора. Другими словами металлический корпус будет находиться под напряжением. Помимо того, что это может нарушить работу самого прибора или даже поломать его, если в данный момент человек дотронется к поверхности корпуса, он получит удар током.

Контур заземления необходим для того, чтобы ток распределился между человеком и заземляющим устройством обратно пропорционально их сопротивлениям. Учитывая, что сопротивление тела человека во много раз будет превышать сопротивление заземляющего контура, через него пройдет предельно допустимый ток, а остальной уйдет в землю. Мы подошли к очень важному моменту: выполняя контур заземления своими руками, необходимо сделать его таким, чтобы его сопротивление было минимально допустимым.

Контур заземления выполняется с помощью стальных стержней, забиваемых на глубину, и планок, содиняющих их

Чаще всего заземление выполняется с помощью металлических стержней – электродов, заглубленных в грунт и соединенных между собой вверху полосой или прутом. Данная конструкция соединяется с придомовым щитком кабелем или такой же металлической полосой.

При этом глубина расположения электродов зависит от насыщенности грунта водой. Чем выше находятся грунтовые воды, тем меньше потребуется глубина.

Расстояние от дома должно составлять не менее 1 м, но не более 10 м.

Минимальные допустимые размеры арматуры, применяемые для монтажа заземляющих устройств

Контур заземления частного дома выполняется с помощью стержней, в качестве которых могут выступать стальной уголок, арматура с гладкой структурой, труба, двутавр. Площадь сечения электродов должна быть больше 1,5 см 2 , а форма должна быть удобной для забивания в землю.

Стержни располагаются в ряд или в виде геометрической фигуры: треугольник, квадрат, прямоугольник. Это зависит от удобства монтажа конструкции и площади, которую можно использовать. Также возможен вариант оборудования контура по периметру здания. Но самым распространенным по-прежнему остается треугольный контур заземления. В вершинах фигуры вбиты электроды, которые соединены между собой стальной полосой.

Важно! Контур заземления должен располагаться обязательно ниже промерзания грунта.

Другими словами, заземление можно сделать, используя подручный материал. Но есть возможность приобрести готовый комплект для обустройства контура заземления. В него входят стержни – электроды из омедненной стали, длиной 1 м, соединяются резьбовым соединением. Такие комплекты стоят недешево, но значительно облегчают задачу и долговечны в использовании.

Как сделать расчет

Безусловно, заземление можно выполнить опытным путем. Например, определить глубину залегания воды, отступить от дома на оптимальное расстояние и обустроить треугольный контур. Сварить электроды между собой и измерить сопротивление получившейся конструкции. Если оно окажется слишком большим, заглубить еще дополнительные электроды, присоединить их к предыдущим и снова произвести замеры. И так пока результат измерений не будет соответствовать требованиям.

Специалисты же настоятельно рекомендуют перед тем, как сделать контур заземления, произвести все необходимые расчеты. Определить число вертикальных заземлителей – электродов, которое понадобится, и длину соединительной полосы в зависимости от сопротивления грунта.

Для начала потребуется определить сопротивление одного вертикального заземлителя – электрода.

Формула 1. Сопротивление одного вертикального заземлителя

R 0 – сопротивление одного электрода, Ом;

ρ экв – эквивалентное удельное сопротивление грунта, Ом*м;

L – длина электрода, м;

d – диаметр электрода, мм;

T – расстояние от середины электрода до поверхности земли, м.

Таблица 1. Удельное сопротивление грунта

Таблица 2. Значение сезонного климатического коэффициента сопротивления грунта

Значение сопротивления грунта можно брать из таблицы, но если грунт неоднородный, тогда

Формула 2. Эквивалетное удельное сопротивление неоднородного грунта

Ψ – сезонный климатический коэффициент;

ρ 1 , ρ 2 – удельное сопротивлении грунта (1 – верхнего слоя, 2 – нижнего слоя), Ом*м;

H – толщина верхнего слоя грунта, м;

t – глубина, на которую забивается электрод, м (глубина траншеи);

Если не учитывать сопротивление горизонтального заземлителя, то количество электродов можно найти по формуле:

Формула 3. Количество электродов без учета сопротивления горизонтального заземлителя

n 0 – количество электродов;

R н – нормируемое сопротивление заземления, исходя из ПТЭЭП.

Таблица 3. Наибольшее допустимое значение сопротивления заземляющих устройств (ПТЭЭП)

Определяем сопротивление тока горизонтального заземлителя по формуле:

Формула 4. Сопротивление тока растекания горизонтального заземлителя

L Г – длина заземлителя;

b – ширина заземлителя;

ψ – коэффициент сезонности горизонтального заземлителя;

ɳ Г – коэффициент спроса горизонтальных заземлителей.

Длина заземлителя находится так:

Формула 5. Длина горизонтального заземлителя

a — расстояние между электродами.

Формула 6. Сопротивление вертикальных заземлителей — электродов с учетом сопротивления горизонтального заземлителя

Итоговое количество вертикальных заземлителей – электродов равно:

Формула 7. Окончательное количество вертикальных заземлителей

ɳ в – коэффициент спроса вертикальных заземлителей.

Таблица 4. Коэффициент использования заземлителей

Показатель под названием «коэффициент использования» показывает влияние друг на друга токов в зависимости от расположения вертикальных электродов. Если электроды соединены параллельно, то токи, протекающие по ним, влияют друг на друга. Чем меньше расстояние между электродами, тем общее сопротивление контура больше.

Если число заземлителей, полученное по последней формуле, оказывается не целым, округляем его до целого в большую сторону.

Контур заземления: схема

После того, как все расчеты произведены, выбираем удобное место для расположения контура заземления. Определяемся, какой фигурой будут располагаться электроды. Затем рисуем схему контура заземления с учетом типа используемых материалов. Обязательно указываем, что использовали для электродов и для соединительной полосы, их длину и диаметр, глубину расположения.

Контур заземления: схема на паспорте (снаружи здания) — пример

Контур заземления: схема на паспорте (внутри здания) — пример

Все это нам пригодится не только для удобства монтажа и на будущее, но и для того, чтобы получить паспорт контура заземления. Когда монтажные работы будут завершены и сопротивление контура измерено, сотрудники энергоуправления, которых необходимо будет пригласить, выдадут и завизируют всю необходимую документацию на контур заземления. Конечно, это в том случае, если все сделано верно.

Сооружение контура заземления

Монтаж контура заземления лучше начинать в теплое время года. Так будет легче производить земляные работы и измерить сопротивление заземления. Тогда же будет более достоверно видно, на какой глубине залегают грунтовые воды.

Рассмотрим вариант обустройства контура заземления в виде треугольника:

Для обустройства контура заземления необходимо вырыть траншею на глубину промерзания грунта

1. Место мы уже выбрали. Поэтому копаем траншею глубиной от 0,7 м до 1 м (ниже промерзания грунта), шириной 0,5 – 0,7 м. Линии должны образовывать треугольник со стороной, длина которой была определена в ходе расчетов.
2. От одного из углов треугольника копаем траншею в сторону силового щитка.
3. В вершинах треугольника вбиваем заземлители – электроды. Что именно будем для этого использовать, необходимо решить на этапе расчетов. Пусть в качестве примера это будет стальной уголок 50*50 мм. Если плотность грунта не позволяет просто забить стержни, придется бурить скважины.
4. Заглубляем стержни так, чтобы они выступали над уровнем грунта. Если нам все же пришлось бурить скважины, устанавливаем в них уголки и засыпаем грунтом, перемешанным с солью.
5. Берем стальную полосу 40*5 мм и привариваем к электродам, образуя контур в виде треугольника. Затем от одного из них ведем полосу до силового шкафа.
6. Полосу закрепляем к проводу заземления или силовому щитку с помощью болта диаметром 10 мм. При этом болт обязательно привариваем к полосе.
7. На этом этапе проверяем сопротивление контура заземления Омметром. Прибор этот недешевый, покупать его нет смысла. Лучше пригласить сотрудников из энергоуправления, чтобы они сняли замеры и заполнили паспорт контура заземления. Показатель сопротивления должен быть меньше требуемого. Если нет, тогда необходимо вбивать дополнительные электроды.
8. Если сопротивление оказалось достаточным, засыпаем траншею однородным грунтом без строительного мусора и щебня.

Важно! Во время дальнейшей эксплуатации в аномально засушливую погоду контур заземления желательно поливать со шланга водой, чтобы снизить его сопротивление.

Все работы, связанные с расчетами и монтажом контура заземления, можно доверить профессионалам, у которых больше опыта. Это поможет сэкономить время и нервы. Но если Вы склонны все делать своими руками, дерзайте. Ваше творение будет служить защитой Вам и Вашей семье.