Как самому сделать заземление в частном доме?

Устройство заземления

Схемы контура заземления

Домашний контур заземления является устройством с внутренней и наружной подсистемами. Две из его трасс соединяются в распредщитке, остальная часть находится на улице. Она представляет собой электроды, скрепленные пластинами из металла и вкопанные в грунт. На главный щиток от конструкции протягивается металлическая шина. Устройство работает по принципу отвода электротока в локальный грунт при касании человека к технике.

Из чего делать заземление

Металлический уголок для заземления

Своими руками можно выполнить заземление из металлических прутов 16 мм в диаметре. Один конец элемента затачивают до острого состояния, а на второй прикрепляют сваркой плоскую площадку.

Также используют металлический уголок с выступами в виде полочек длиной 50 мм, которые быстро забиваются кувалдой в мягкую почву.

Трубы со сплющенным или заваренным в конус краем также подойдут для обустройства защиты. Понадобится проделать отверстия с отступом 50 см от края, чтобы система функционировала в условиях пересохшего грунта. Для восстановления работы в элементы заливают раствор соли с водой. Недостаток технологии – необходимость выкапывания или бурения скважины.

Модульно-штыревое заземление

Конструкция представляет собой стальные штыри длиной 1,5 м с медным покрытием. Готовый комплект модульно-штыревого заземления для дома и дачи соединяется муфтами. Вертикальные и горизонтальные элементы скрепляются латунным зажимом.

Сборка и монтаж осуществляются последовательно:

1. Штырь обрабатывается антикоррозийным средством.
2. На верхнюю часть устанавливается насадка-наконечник для удобства работы с вибромолотком.
3. На второй конец прута надевается заостренный наконечник и покрывается антикоррозийным средством.
4. Наверх штыря надевается плоская площадка.
5. Выкапывается углубление в грунте.
6. Набор для заземления в сборке помещается в яму и ввинчивается на максимальную глубину.
7. Вибромолотом конструкцию погружают в почву, оставляя 20 см для присоединения другого стержня.

Готовый модульный прибор занимает небольшую территорию, не требует проведения сварочных работ. Все части конструкции изготавливаются заводским способом, поэтому собираются без усилий.

Контур из черного металла

Заземляющим электродом являются любые стержни из черного металлопроката – стальные уголки, трубы, гладкая арматура, двутавры. Оптимальное сечение металла для эксплуатации на протяжении 20-30 лет – не меньше 1,5 см2.

Популярный вариант, по которому может делаться защитный контур – в виде треугольника, где электроды являются вершинами. Штыри соединяются полосами из металла, аналогичный элемент протягивается на распределительный щит. В зависимости от сопротивления почвы стержни устанавливаются на расстоянии 1,2 – 3 м.

Глубина забивания штырей

Схема контура заземления

Допускается забивание металлических стержней на глубину:

• от 80 до 100 см, но не менее 60 см ниже уровня промерзания почвы;
• от 100 до 200 см при наличии пластичных, подвижных грунтов на участке;
• с выступом на 1/3 во влажных почвах.

Чего делать нельзя

Неправильное соединение заземляющего провода

Чтобы безопасно заземлять участок и дом, стоит обращать внимание на запреты ПУЭ. Согласно документу нельзя:

• применять металл с корродированием – существуют риски коротких замыканий;
• использовать арматуру в качестве заземлителя и проводника – ток разрушает каленый слой и прут быстро ржавеет;
• прокладывать контур на расстоянии от жилого здания не более 1 м – система будет неэффективной;
• использовать в качестве контура трубы отопления или подачи воды – система не будет целостной;
• объединять РЕ-проводник с рабочим нулем за участком разделения – защитный автомат начнет срабатывать постоянно;
• ставить перемычку на ноль и РЕ-проводник розетки – при разрыве нуля на корпус бытовой техники будет подаваться фаза.

Подробные рекомендации указаны в Правилах устройства электроустановок.

Схемы заземления

Сначала необходимом определиться с схемой заземления. В нашем случае применимы две из них, это замкнутая (треугольная) и линейная.

Замкнутая схема.

Представляет из себя три вбитых в землю штыря расположенных в углах равностороннего треугольника (если смотреть сверху).

Штыри в верхней части соединяются между собой горизонтальными заземлителями, их тоже три.

Плюс данной системы в том, что при выходе из строя одного из горизонтальных заземлителей вся система будет продолжать работать.

Линейная схема.

Представляет из себя три кола заземления, которые вбиваются в землю на одной линии и соединяются между собой двумя горизонтальными металлическими полосами (заземлителями).

ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ: Как заземлить стиральную машину в частном доме.

Такая схема хотя и проще первой, но работает менее надежно, так как в случае выхода из строя хотя бы одной горизонтальной перемычки вся система перестает работать.

Какую схему использовать решать вам, но мы рекомендуем схему треугольник, так как она прослужит не одно десятилетие.

Но это еще не все. Схемы заземления можно усовершенствовать.

К примеру, не будет ошибкой вбить колья заземления в землю в виде прямоугольника или овала.

Или улучшить линейную схему добавив в нее пару кольев и пару горизонтальных заземлителей.

А также установить линейный контур с двумя и более группами заземлителей. На рисунке в центре.

Не рекомендуется вбивать менее трех кольев, если предусмотрена только одна группа заземлителей.

Также многое будет зависеть от возможностей участка местности, где будет монтироваться заземление, но об этом дальше.

Все про провод для заземления: цвет, марки, сечение, как подключить и где лучше использовать

Что называется защитным заземлением, а что рабочим?

Заземление как мера обеспечения безопасности при использовании различных видов электроприборов делится на защитное и рабочее, кроме того, особняком стоит и молниезащита, подключать которую с землей необходимо с помощью отдельного контура. Использование общего заземления не рекомендуется, так как в этом случае при попадании молнии на громоотвод электричество будет вынужденно пройти через дом.

Чаще всего это происходит незаметно, но при возникновении внештатной ситуации возможен пожар и другие негативные последствия. Учитывая основную функцию заземления – обеспечение безопасности, теряется смысл таких мероприятий.

Основным отличием защитного заземления от рабочего является то, что оно представляет собой преднамеренное обеспечение электрического соединения с землей (или иными нетоковедущими элементами). И, как уже указывалось выше, его основная функция состоит в защите от возможного поражения человека током.

А вот то, что называется рабочим заземлением, имеет принципиальное отличие, заключающееся в том, что преднамеренно с землей соединяется не прибор в целом, а его отдельные элементы, например, обмотки трансформатора или генератора и других приборов.

То есть соединяются несколько точек одновременно. Исходя из этого определяется и основное значение рабочего заземления – гарантия нормальной и безопасной работы оборудования, особенно точного, для которого любые критические моменты могут стать фатальными.

Непосредственно соединение производится между заземляемыми точками и заземлителем, допускает использование вспомогательных монтажных элементов: резисторов, предохранителей и т. д.

Конечно, выбор защиты – вопрос весьма ответственный, и его вид определяется исходя из особенностей электросети дома, разнообразия используемых приборов, конструктивных особенностей строения и т. д. Для большинства бытовых приборов в доме достаточным оказывается заземление с помощью евророзетки, один кабель которой имеет соединение с землей.

Но для стиральной или посудомоечной машины, микроволновой или конвекционной печи, а тем более для бойлера следует предусмотреть возможность использования рабочего типа заземления.

ТОП-10 ошибок монтажа заземляющего устройства, видео:

В каких случаях обязательно требуется проведение мероприятий по заземлению?

После того, как стало понятно, для чего нужно заземление, следует выяснить, когда и где оно применяется:

• в однофазных сетях с переменным током и напряжением до 1 кВт и имеющих естественную изоляцию от земли;
• с постоянным током в двухпроводных сетях, у которых имеется изоляция источника тока и средней точки обмотки;
• в трехфазной сети с переменным током, с нейтралью и напряжением до 1 кВт;
• при напряжении свыше 1 кВт – для сетей переменного и постоянного тока, с различными видами и режимами функционирования обмоток.

Для монтажа защитной или рабочей системы заземления используются специальные элементы – «заземлители», которые представлены в двух видах:

• естественные – то есть любые токопроводящие элементы конструкции дома, коммуникаций, но обязательно имеющие непосредственное соприкосновение с землей. Но не допускается использовать в роли естественного заземлителя магистральные конструкции, представляющие опасность возгорания или взрыва, например, газовую трубу с этой целью использовать категорически нельзя.
• искусственные – представляют собой конструкции, изготовленные из неокрашенного металла. В некоторых случаях для обеспечения антикоррозийной защиты можно использовать защитные составы, не снижающие их токопроводящую способность. Как вариант искусственного заземлителя можно считать специальный токопроводящий бетон.

При использовании искусственных заземлителей следует учитывать, что потребуется использовать металлические пластины или прутья для создания так называемой металлосвязи.

Она представляет собой соединение верхних концов заземлителей с помощью сварки в единый конструктивный элемент, который заводится непосредственно в дом, для чего и используется шина заземления, являющаяся завершающим элементом, необходимым для обеспечения цельности и жесткости контура.

Что лучше – самодельные контуры или покупной комплект

Для обустройства заземления загородного дома можно купить уже готовый комплект устройства. Это позволит быстро установить конструкцию, часто даже без использования сварочного оборудования. Для соединения отдельных элементов производители изготавливают специальные крепежи.

Заводские конструкции считаются более надежными, т.к. все детали изготавливаются из нержавеющего металла, дополнительно обрабатываются защитными составами. Но они дорого стоят – от 7000 до 10000 руб.

Система заземления, собранная своими руками из имеющихся дома материалов, позволяет хозяевам частного коттеджа существенно сэкономить. А если правильно рассчитать схему и качественно выполнить монтажные работы, самодельная конструкция прослужит не меньше, чем заводская.

Схемы заземления частных домов своими руками: 380 В и 220 В

При монтаже контуров заземления значительной разницы между схемой частного дома на 3 фазы (380 вольт) и однофазной (220 вольт) нет. А вот в разводке кабелей она присутствует. Разберемся, в чем она заключается.

Правильно выполненный ввод в дом. Именно так он должен выглядеть в идеале

При однофазной сети для питания электроприборов используется трехжильный кабель (фаза, ноль и земля). Трехфазная сеть требует пятижильного электропровода (та же земля и ноль, но фазы три)

Особое внимание нужно обратить на расключение – заземление не должно соприкасаться с нулем

Рассмотрим ситуацию. С подстанции приходит 4 жилы (ноль и 3 фазы), заведенные в распределительный щит. Обустроив правильное заземление на участке, заводим его в щиток и «сажаем» на отдельную шину. Фазные и нулевая жила проходят через всю автоматику (УЗО), после чего идут к электроприборам. От заземляющей шины жила идет непосредственно на розетки и оборудование. Если нулевой контакт заземлить, устройства защитного отключения будут срабатывать без причины, а такой монтаж электропроводки в доме совершенно ни к чему.

Схема заземления на даче своими руками несложна, но требует внимательного и аккуратного подхода при выполнении. Несложно выполнить ее только для одного котла или иного электроприбора. Ниже мы обязательно на этом остановимся.

Корпус газового котла, как и металлические трубы, требуют качественного заземления во избежание возникновения искры

Что такое контур заземления в частном доме: определение и устройство

Контуром заземления называют конструкцию из штырей и шин, находящуюся в грунте, обеспечивающую отвод тока при необходимости. Однако не любой грунт подойдет для устройства заземлителя. Удачным для этого считают торф, суглинок или глинистую почву, а вот камень или скала не подходят.

Контур готов. Остается проложить шину до стены дома

Контур заземления располагают на расстоянии 1÷10 м от здания. Для этого прокапывается траншея, заканчивающаяся треугольником. Оптимальными размерами являются длины сторон 3 м. По углам равностороннего треугольника вбиваются штыри-электроды, соединяемые стальной шиной или уголком при помощи сварки. От вершины треугольника шина идет к дому. Подробно мы рассмотрим алгоритм действий в пошаговой инструкции ниже.

Разобравшись, что является заземляющим контуром можно переходить к расчетам материала и размеров.

Расчет заземления для частного дома: формулы и примеры

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) и ГОСТ устанавливают точные рамки, сколько Ом должно быть заземление. Для 220 В – это 8 Ом, для 380 – 4 Ом. Но не стоит забывать, что для общего результата учитывается и сопротивление грунта, в котором устраивается заземляющий контур. Эти сведения можно узнать из таблицы.

Вид грунта	Максимальное сопротивление, Ом	Минимальное сопротивление, Ом
Глинозем	65	55
Гумус	55	45
Лёсовые отложения	25	15
Песчаник, залегание грунтовой воды глубже 5 м	1000	–
Песчаник, грунтовые воды не глубже 5 м	500	–
Песчано-глинистая почва	160	140
Суглинок	65	55
Торфяник	25	15
Чернозём	55	45

Зная данные можно использовать формулу:

Формула расчета сопротивления стержня

где:

• R_o – сопротивление стержня, Ом;
• L – длина электрода, м;
• d – диаметр электрода, м;
• T – расстояние от середины электрода до поверхности, м;
• Р_экв – сопротивление грунта, Ом;
• Т – расстояние от верха стержня до поверхности, м;
• l_n – расстояние между штырями, м.

Но пользоваться такой формулой сложно. Для простоты предлагаем воспользоваться онлайн-калькулятором, в который нужно только внести данные в соответствующие поля и нажать кнопку рассчитать. Это исключит возможность ошибки в вычислениях.

Для расчета количества штырей воспользуемся формулой

Формула расчета количества стержней в контуре

где R_n – нормируемое сопротивление для заземляющего устройства, а ψ – климатический коэффициент сопротивления грунта. В России за него принимают 1.7.

Рассмотрим пример заземления для частного дома, стоящего на черноземе. Если контур выполняется из стальной трубы, длиной 160 см и диаметром – 32 см. Подставив данные в формулу получим n_o = 25.63 х 1.7/4 = 10.89. Округлив результат в большую сторону, получается нужное количество заземлителей – 11.

Устройство заземления своими руками: поэтапная инструкция

Если Вы задаетесь вопросом: «как сделать заземление на даче?», то для выполнения данного процесса потребуется следующий инструмент:

• сварочный аппарат или инвертер для сварки металлопроката и вывода контура на фундамент здания;
• угловая шлифмашинка (болгарка) для разрезания металла на заданные куски;
• гаечные глючи для болтов с гайками М12 или М14;
• штыковая и подборная лопаты для рытья и закапывания траншей;
• кувалда для вбивания электродов в землю;
• перфоратор для разбивания камней, которые могут встречаться при рытье траншей.

Чтоб правильно и согласно нормативным требованиям выполнить контур заземления в частном доме нам потребуются следующие материалы:

1. Уголок 50х50х5 — 9 м (3 отрезка по 3 метра).
2. Сталь полосовая 40х4 (толщина металла 4 мм и ширина изделия 40 мм) — 12 м в случае вывода одной точки заземлителя на фундамент здания. Если же Вы хотите выполнить контур заземления по всему фундаменту к указанному количеству добавьте общий периметр здания и еще возьмите запас для подрезки.
3. Болт М12 (М14) с 2 шайбами и 2-я гайками.
4. Медный заземлитель. Может быть использована заземляющая жила 3-х жильного кабеля либо провод ПВ-3 с сечением 6–10 мм².

После того как все необходимые материалы и инструменты есть в наличии можно переходить непосредственно к монтажным работам, которые детально расписаны в следующих главах.

Выбор места для монтажа контура заземления

В большинстве случаев рекомендуется монтировать контур заземления на расстоянии в 1 м от фундамента здания в месте где оно будет скрыто от человеческого глаза и к которому будет сложно добраться как людям, так и животным.

Такие меры необходимы для того, что при повреждении изоляции в электропроводке потенциал будет идти на контур заземления и может возникнуть шаговое напряжение, которое может привести к электротравме.

Выполнение земляных работ

После того как было выбрано место, выполнена разметка (под треугольник со сторонами 3 м), определено место вывода полосы с болтами на фундамент здания можно приступать к земляным работам.

Для этого необходимо с помощью штыковой лопаты по периметру размеченного треугольника со сторонами по 3 м снять слой земли в 30–50 см. Это необходимо для того, чтоб в дальнейшем без особых трудностей к заземлителям приварить полосовой металл.

Также стоит дополнительно прокопать траншею такой же глубины для подвода полосы к зданию и выводу ее на фасад.

Забивание заземлителей

После подготовки траншеи можно приступать к монтажу электродов контура заземления. Для этого предварительно с помощью болгарки необходимо заточить края уголка 50х50х5 или круглой стали диаметром 16 (18) мм².

Далее выставить их в вершины полученного треугольника и с помощью кувалды забить в землю на глубину 3 м

Также важно чтоб верхние части заземлителей (электродов) находились на уровне выкопанной траншеи чтоб к ним можно было приварить полосу

Сварные работы

После того как электроды будут забиты на необходимую глубину с помощью стальной полосы 40х4 мм необходимо сварить между собой заземлители и вывести данную полосу на фундамент здания где будет подключен заземляющий проводник дома, дачи или коттеджа.

Там, где полоса будет выходить на фундамент на высоте 0.3–1 мот земли, необходимо приварить болт М12 (М14) к которому в дальнейшем будет подключено заземления дома.

Обратная засыпка

После выполнения всех сварных работ полученную траншею можно засыпать. Однако перед этим рекомендуется залить траншею соляным раствором в пропорции 2–3 пачки соли на ведро воды.

После полученную почву необходимо хорошо утрамбовать.

Проверка контура заземления

После выполнения всех монтажных работ возникает вопрос «как проверить заземление в частном доме?». Для этих целей конечно обычный мультиметр не подойдет, поскольку у него очень большая погрешность.

Для выполнения данного мероприятия подойдут приборы Ф4103-М1, Клещи Fluke 1630, 1620 ER и так далее.

Однако эти приборы очень дорогие, и если Вы выполняете заземление на даче своими руками, то для проверки контура Вам будет достаточно обычной лампочки на 150–200 Вт. Для данной проверки Вам необходимо один вывод патрона с лампочкой подключить к фазному проводу (обычно коричневого цвета) а второй — к контуру заземления.

Если лампочка будет ярко светить — все отлично и контур заземления полноценно функционирует, если же лампочка будет тускло светить или вообще не испускать световой поток — значит контур смонтирован неверно и нужно либо проверять сварные стыки или монтировать дополнительные электроды (что бывает при низкой электропроводимости почвы).

Требования и технология заземления

Заземление в частном доме срабатывает в исключительных случаях, когда авария в сети обрывает нулевую фазу. Без заземляющего контура ток идёт на корпус бытовой техники и других подключённых приборов. В результате они выходят из строя или даже возгораются, а прикосновение к ним становится смертельно опасным. Риску подвергаются не только сами подключённые к сети устройства, а и расположенные рядом металлические коммуникации: трубы отопления, водопровод и т.п. Заземление отводит и «гасит» электричество в земле.

Помимо этого заземление помогает в следующем:

• Делает безопасным функционирование техники в условиях высокой влажности. Например, стиральных машин, водонагревателей в ванной комнате.
• Снижает интенсивность высокочастотных помех магнитного поля, которые генерирует бытовая техника.
• Сокращает шумовые помехи.

Схема: заземление в дачном доме

Заземление делят на две категории:

1. Защитное. Подключенную к сети технику соединяют с грунтом, чтобы её оградить от утечки тока. Кроме бытовых приборов из ванной также советуют заземлять электроплиту и персональный компьютер.
2. Рабочее. Защищает не от утечки электричества, а от разрушения изоляции при скачке напряжения. Это как раз и бывает при попадании в здание молнии.

В идеале напряжение нужно снимать со всех металлических приспособлений в доме (труб, ванной, открытой арматуры ж/б плит и пр.), а также с розеток. Современная техника может выпускаться с вилкой, которая имеет 3 жилы. Одна из них рассчитана на заземление. Установка подходящих розеток частично автоматизирует решение проблемы.

Зачем при наличии заземления нужно УЗО

Принцип действия УЗО

Устройство защитного отключения необходимо для выравнивания фазного и нулевого тока. При вероятности утечки УЗО обесточит линию и даже при касании к корпусу прибора электричество уйдет в грунт.

Схема без заземления и УЗО

Если в доме нет заземления, монтаж защитного устройства осуществляется двумя способами.

На входе. Прибор является единственным средством защиты для всей домашней проводки. Напряжение будет подаваться через кабель ввода на распределительный щит, потом – на двухполюсный автомат, а после – на УЗО. После этого можно подключать автоматы к отходящим линиям.

Схема практически не требует финансовых затрат, обеспечивает компактное расположение всех приборов. Ее минус – срабатывание устройства в режиме токовой утечки и обесточивание всего здания.

На входе и линиях отвода. Вводное приспособление монтируется на входе, а вспомогательные – около автоматов линий отвода. Количество УЗО определяется разветвлением электросети. К защите допускается подсоединять бойлеры, стиралки, электрические плиты и посудомоечные машинки. По такому принципу удобно подключать гараж, погреб или подсобные постройки.

В момент утечки тока срабатывает конкретный прибор, останавливается один вид техники, остальные работают в стандартном режиме. Недостаток системы – заземление долго устанавливается в габаритном щитке, который стоит недешево.

УЗО в системе без защитного проводника TN-C

Подключение УЗО и дифавтомата в однофазной системе TN-C

Система включает трехфазный (4 шт.) или однофазный (2 шт.) провод. Первые состоят из 3-х фаз и одного нуля, вторые – из 2-х фаз и одного нуля. В случаях повреждения изоляционного слоя аппарат не сразу реагирует, поскольку ток утечки не появляется.

При касании к поврежденной технике часть напряжения поступит в тело человека. Только тогда УЗО начнет срабатывать. За 1/10 секунду может произойти многое – от неприятных покалываний до электроожогов.

Схема с защитным проводником (TN-S и TN-C-S) и УЗО

При контакте оборудования, подключенного через УЗО с заземляющим контуром, сразу возникает утечка тока. Она происходит при замыкании фазы на корпусе техники. Автомат активируется, разрывает соединение, ток отводится в грунт.

Газовый котел и УЗО

Заземлять газовый котел следует обязательно, одновременно с установкой УЗО. Необходимость работ обусловлена образованием поверхностного напряжения на корпусе котла при работе. Заземление в данном случае предотвратит выход оборудования из строя, устранит риски воспламенения от статического электричества. Обустройство линии также обеспечит дополнительную пожарозащиту, поскольку газ взрывоопасен.

https://youtube.com/watch?v=6MIOsXp7Tso