Контур заземления в подвале частного дома

Ответы экспертов

Однозначно да ! Контур заземления в подвале размещать можно , а в некоторых случаях нужно ( когда возникают сложности с земляными работами ). Процесс его установки несколько отличается от стандартного . Согласно современным правилам , контур должен проходить на расстоянии минимум 1 метр от каждой стены , кроме того , важно учесть , что глубина подвала на 1 — 2 метра больше уровня земли , поэтому монтировать уголки необходимо на глубину 1 — 1 . 5 метра . Это делает процесс монтажа менее трудозатратным и более быстрым . Все остальные действия точно такие же , как и при установке контура в обычных условиях .

По завершении всех работ необходимо проверить установленную систему . Для этого необходимо открыть электрощиток и перевести все тумблеры в положение " отключено ". После этого нужно найти провод заземления ( желто — зеленый окрас ) и индикатором проверить напряжение — его быть не должно . Также следует подготовить какой — либо проводник и соединить ним ноль и землю . В итоге должно сработать устройство защитного отключения . Если этого не случилось , значит , контур установлен неправильно .

Современная электрическая система квартир и домов отличается оттого что было раньше. Если в советское время, кроме телевизора, утюга и, естественно, освещения больше, и не было электроприборов, то современное жилище насыщено различными по мощности и по назначению приборами, которые небезопасны. Безопасность жильцов или потребителей электроэнергии выходит теперь на первый план. В настоящее время очень часто можно увидеть на всех приборах кроме обычного фазного и нулевого вывода также заземляющий провод или же болтик, к которому необходимо подключить контур заземления. Даже розетки имеют заземляющий вывод, который как по правилам тоже должен быть задействован. Для чего нужен этот элемент и как организовать в частном доме этот вид защиты разберемся поподробнее.

Зачем нужно заземление в частном доме

Начнём с того что согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ) корпуса электрооборудования, которые выполнены из токопроводящего материала и вследствие пробоя изоляции могут оказаться под напряжением должны быть заземлены, а частный дом — это рассадник электроустановок. Электрический ток является очень опасным видом энергии, который невозможно услышать или увидеть, а также понюхать. Его только можно измерять с помощью специальных приборов прошедших поверку и рассчитанных на определенную величину напряжения. Во время аварийной ситуации, а именно пробоя изоляции электрического устройства, например, бойлера (водонагревателя), опасное напряжение окажется и на корпусе, и в воде, что может не только навредить здоровью человека, но и лишить его жизни. Вообще, заземление бойлера очень актуально, так как в нём соединены все особо опасные факторы электрической опасности.

Ток, как и вода, всегда будет течь по меньшему сопротивлению, поэтому если сопротивление человека колеблется от 2000 до 5000 Ом, то заземляющий провод и сама система заземления в частном доме должна быть не выше 4 Ом. Сила тока на участке человеческого прикосновения значительно ниже чем между точкой пробоя изоляции и заземлением. При переменном напряжении с частотой 50 Гц смертельная величина тока для человеческого организма составляет всего 0,1 А, потеря сосания или обморок может случиться уже при 0, 03 А.

Для того чтобы человек почувствовал ток он должен пройти по нему, а так как пол в многоэтажном или же частном доме, чаще всего, сделан из токопроводящего материала, то для этого необязательно даже прикасаться к какому-то металлическому предмету, который станет замыкающим элементом цепи. Напряжение обязательно поразит человека, а так как его величина 220 или же 380 Вольт (в зависимости от электроснабжения) то легко можно посчитать ток, который пройдёт через тело человека. Для этого нужно величину напряжения разделить на сопротивление тела. Во влажных помещениях, например, в подвальном помещении, а также в ванных, душевых комнатах оно будет ниже.

Как правильно сделать заземление

Для того чтобы выполнить правильное заземление загородного дома, недостаточно присоединить провод к трубам отопления или водоснабжения которые, как казалось бы тоже соединены надёжно с землёй. При неожиданном пробое в таком случае может пострадать уже не один человек, а несколько, то есть все те, кто во время появления напряжения на корпусе, а значит и на водопроводных трубах, прикоснуться к ним. Также это приводит к разрушению и самих металлических изделий. Главная задача заземления это обеспечение безопасности.

В электроснабжении различают два вида заземления:

1. Рабочее. Это когда проводник используется как нулевой провод и необходим для создания нужного напряжения, такого как стандартные 220 В, на которые и рассчитана основная масса электроприборов. При системе трёхфазного напряжения величина между одной фазой и землёй как раз и будет 220 Вольт. Сечение фазного и нулевого проводника стоит выбирать по мощности нагрузки которая будет подключена к сети. Розетки при таком электроснабжении могут не иметь дополнительного вывода;
2. Защитное. Это совершенно другой вид заземляющего устройства, который подключается только с целью защитить человека в случае пробоя изоляции.

Организовать защитное заземление в частном доме, на даче или в коттедже намного проще, чем в многоквартирном доме, тем более, когда вы живёте не на первом этаже.

Наиболее эффективной является так называемая система заземления тт, в которой защитный провод РЕ ни в коем случае не соединяется с нулевым рабочим проводником N. Это отчётливо видно из рисунка, приведённого ниже.

Итак, из чего же состоит контур заземление в частном доме?

Заземлитель

Это зарытые в землю штыри, которые должны находиться не меньше чем на глубине 0.5 метра, однако, как показывает практика при холодных зимах и низких температурах лучшее, а значит минимальное, сопротивление заземления получается если забить штыри заземляющего контура на глубину 2-3 м. Нужно отметить что здесь разделяет два типы контура:

• Замкнутый. Вбитые металлические штыри или колья на расстоянии друг от друга 1-2 м формируют треугольник. После чего они свариваются между собой полосой из металла. Такой вид контура является хорошим функциональным элементом, и даже если в течение эксплуатации под воздействием влаги и ржавчины произойдёт обрыв сторон треугольника то защитное заземление немного ухудшится, но не пропадёт, и будет всё так же защищать в неблагоприятных ситуациях.

• Линейный. В таком случае штыри забиваются или вкапываются в одну линию и соединяются между собой последовательным способом, размеры указаны ниже. Отрицательная сторона этого подключения составляет в том, что если произойдёт обрыв перемычки в начале первого штыря, то во всём частном доме заземление ухудшится, а значит станет больше чем 4 Ома. И не обеспечит надёжной защиты. Однако, иногда и такой способ применяется.

Вот ещё несколько способов установки штырей заземлителя, но подробно о них рассказывать нет смысла, так как они применяются крайне редко.

Соединительный заземляющий проводник

Металлическая конструкция, соединяющий верхний конец заземляющего контура и ввод шины, выполняется из полоски металла или же кругляка. Если необходимо изменить угол или же направление этой конструкции, то обязательно должно производится сваривание элементов, болтовое соединение здесь не допускается.

Внутренняя основная шина заземления

Выполняется из медной шины с набранными на ней болтовыми соединениями, к которым непосредственно и подключается заземляющий провод от какого-либо электрооборудования.

Если эта сеть рассчитана на напряжение до 1000 Вольт, что чаще всего встречается в бытовых условиях, то это должен быть медный многожильный провод сечением не меньше чем 10 мм2. Однако, если сэкономить и проложить алюминиевый, то сечение его уже должно быть больше 16 мм2, для металла эта величина составляет 75 мм2. Таких шин в доме может быть несколько и сечение у них одинаковое. Например, в каждой комнате, на каждом этаже, или же в подвале.

На рисунке приведён пример заземлителя, выполненного не по правилам ПУЭ, тут неправильно всё, и не только сечение провода.

В старых домах жилого назначения розетки и кабеля навряд ли имеют защитный ввод и жилу, поэтому нужно задуматься стоит ли переделать всю систему, или же просто установить УЗО. Такое устройство устанавливается на ввод, который может находиться даже в подвале.

Монтаж контура заземления

Для того чтобы сделать заземление в частном доме первоначально нужно определиться с местом где будет выполнен заземляющий контур. Это должно быть безлюдное место, так как в теории в случае пробоя или ухудшения изоляции электроприборов на данном участке появится опасный потенциал. Запрещается делать это в подвале. В реальности это может быть опасно только в случае неисправности этого защитного устройства. Чаще всего это место берётся любое, отступив около 1–1,5 метра от фундамента дачного дома. Если учесть теоретическую опасность, то можно это место оградить небольшим заборчиком или же бордюром.

Затем необходимо прокопать треугольник и ров для соединительного проводника. Каждая сторона треугольника должна быть около 1–2 м, а глубина от 0,5 до 0,7 м.

После чего вбиваются электроды или же штыри в грунт на глубину 1,5–2 м, таким образом, чтобы остались места для сварки их в треугольник. Ни в коем случаи не надо их бетонировать, это ухудшит в несколько раз контакт с землёй. Чтобы штыри легче входили в землю один их край стоит сделать острым. Если на участке много песочной почвы, то токопроводимость можно увеличить соляным раствором (только не из поваренной соли) в тех местах где вбиваются электроды. Сваренный треугольник соединяется с общей заземляющей шиной в районе распределительного щитка, даже если он находится в подвале. Штыри можно вбить в грунт, использовав отбойный молоток как показано на рисунке ниже.

Защита крыши и дома от попадания молнии

Если хозяин решил также произвести установку громоотвода, то для этого желательно выполнить ещё один контур заземления, расположенный на расстоянии от крыши. Для того чтобы во время попадания молнии на крыше не произошёл всплеск энергии и там не появился опасный потенциал. Контура заземления в частном доме лучше разъединить по назначению. Устанавливать на крыши дома штыри, в которые будет попадать молния, конечно же, можно, но лучше отдельной конструкцией выполнить громоотвод и установить его рядом со строением, тем более, если это выполняется в деревянном доме. Температура при ударе молнии огромна, это может привести к пожару. То есть лучше разделить защитное заземление дома (куда подключены розетки) и систему для улавливания молний. Это очень важно если кровля выполнена из металла и имеет острые окончания. Естественно, что можно установить и несколько громоотводов вокруг дома это уменьшит шансы попадания молнии в крыши домов, однако, это уже не совсем оправданное мероприятие, которые делается только на взрывоопасных предприятиях и АЭС. Лучше приобрести и установить дополнительную электронную аппаратуру, спасающую электроприборы от резких всплесков напряжения, во время грозы, тем более, если дом построен из дерева.

Комплект для заземления частного дома

Монтаж и установка заземления в загородном доме весьма трудоемкий процесс, однако, на что не пойдёшь ради безопасности. В настоящее время есть возможность упростить себе этот процесс путём покупки уже готового комплекта. Здесь уже, конечно, чем выше качество, тем выше и стоимость комплекта. Если решили провести заземление дома, то это нужно сделать правильно и качественно.

Зато не нужно будет искать материал и выдумывать, что-то из подручных средств. Цена на такой комплект заземления для дома вирирует в очень широких пределах от 6000 до 42000 рублей. Набор и упаковка такого заземления для частного дома должна быть не порвана, и иметь инструкцию.

Как проверить величину сопротивления заземляющего устройства

Последним этапом реализации защитного или же рабочего заземления, а также ввод в работу, будет его проверка. Некоторые специалисты предлагают проверить его подключением к лампочке или же мегомметром. Проверка лампочкой сопротивления заземляющего контура покажет только наличие соединения с землёй (то есть нулевым потенциалом), величину самого сопротивления так не проверишь.

Проверка мегомметром это, вообще, неправильный подход, так как этот прибор рассчитан на замеры сопротивления изоляции которая составляет несколько десятков или сотен тысяч Ом, а тут нужно точно измерить всего лишь несколько таких единиц.

Для таких целей применяется профессиональный прибор М416.

Именно он предназначен для измерения удельного и активного сопротивления заземления. Принцип его работы основан на компенсационном методе измерения при помощи вспомогательного заземлителя и специального потенциального электрода (зонда).

Другие более современные устройства измерения пока крайне редко встречаются даже на производстве. На предприятии существует график проверки такого сопротивления, ну а в домашних условиях достаточно проверки один раз перед введением в эксплуатацию, и потом через 5–8 лет. Если такая работа делается в своем домике самостоятельно, то ввод в работу и эксплуатация ляжет на плечи хозяина. Если она сделана специализирующимися на этом фирмами (желательно имеющими лицензию на данную услугу) или же самим поставщиком электроэнергии, то и проверку они обязаны сделать самостоятельно, с предоставлением соответствующих документов. Таким образом, сделать заземление в частном доме мало, нужно его проверить и, возможно, даже узаконить.

Собственный контур заземления — отличительный признак действительно продуманной и качественной системы электроснабжения. Его устройство весьма примитивно, практическая же польза — неоценима. Монтаж своими руками не займёт много времени, а правильное исполнение контура гарантирует его многолетнюю исправную работу.

Выбор места для размещения контура

Чтобы определить место, подходящее для забивки электродов заземления, нужно пройти процедуру, именуемую согласованием трасс инженерных коммуникаций. Поскольку длина электродов, как правило, больше глубины залегания линий электропередач, связи и трубопроводов, риск их повреждения абсолютно реален при работе в черте города. Поэтому сначала ознакомьтесь с планами прокладки трасс коммуникаций, запрос можно оставить в местной городской администрации.

Это может быть связано с небольшими денежными издержками, однако получать ордер на земляные работы почти никогда не требуется. С согласованием связан один интересный момент: вы снимаете с себя ответственность за повреждение линии, если её нет в реестре подземных коммуникаций. При этом даже если в идеально подходящем месте уже проложены подземные трассы, вы сможете легко их обойти, пользуясь указанными значениями защитных зон и точками привязки. Для предприятий рекомендуется хранить в архиве заверенные копии планов.

Располагая контур, обратите внимание на параметры грунта. Обладателям отчёта по геоморфологии местности рекомендуется располагать основные заземлители в как можно более низкой точке верхнего водоупора, насыщенной влагой. Также предпочтительны места затенённые, вблизи сливных ям или дренажных колодцев, в мелиорационных канавах. Вода с растворёнными ионами солей (в умеренном количестве) придаёт хорошую проводимость грунтам даже тех категорий, в которых она начисто отсутствует при иссушенном их состоянии.

Ещё один критерий оценки местности — отношение уровня грунтовых вод к глубине погружения основных заземлителей. Если есть возможность устроить контур на дне подвала или смотровой ямы — лучше ей воспользоваться. Исключение составляют участки, насыщенные агрессивными жидкостями: септики, сливные и компостные ямы. Также следует избегать близости с деревьями, активно поглощающими воду, например, берёзой или ивой.

Удельное сопротивление грунта и расчёт электродов

Передача электрического потенциала литосфере происходит со всей поверхности металлических электродов через металлизированные частицы почвы и содержащуюся в грунте влагу. Учитываться должно всё: от шероховатости поверхности металла до пористости грунта и плотности посадки в нём стальных заземлителей.

Геоморфологический профиль и таблица удельных сопротивлений грунтов — вот что берётся за основу расчёта сопротивления распространению тока через основные заземлители. Рекомендуется пользоваться пособием «Нормы устройства сетей заземления» за авторством Р.Н. Карякина, где есть исчерпывающая информация для вычисления нужных параметров, а также описана техника использования естественных заземлителей (обсадок скважин, свай или трубопроводов).

В реальности подробный расчёт выполняется редко, обычно исходные данные принимаются худшими из возможных для конкретных условий размещения. Требуемые характеристики достигаются увеличением либо длины электродов (что более предпочтительно), либо их числа. Запасом прочности обеспечивается длительный срок эксплуатации контура: покрываясь ржавчиной, электроды сильно теряют в проводимости, поэтому к ним периодически добивают новые.

Расчёт начинают с допустимого сечения элементов системы заземления, их проводимость должна соответствовать мощности электрического подключения заземляемой системы. В большинстве случаев используется профили из углеродистой стали, их сечение не должно быть меньше 80 мм 2 . Для нержавеющей стали этот показатель составляет 60–70 мм 2 . Сечение принято заведомо завышать для компенсации коррозионного воздействия почвы.

Второй вопрос — общая площадь поверхности. В качестве основных заземлителей следует использовать угловую сталь, тавр или двутавр — изделия с сечением незамкнутой формы, контактирующие с грунтом всеми сторонами. Сопротивление одиночного заземлителя или его участка определяется как удельное сопротивление грунта, его окружающего, делённое на π — кратное значение основного линейного размера (для вертикально стержня это его длина).

Результат нужно умножить на безразмерный коэффициент формы (для вертикального стержня это половина натурального логарифма от четырёхкратной длины, поделённая на периметр сечения). Для примера, вертикальный электрод длиной 2,5 метра из угловой стали 50х50 мм коэффициент составит почти 1,25, сопротивление растеканию (при залегании заземлителей целиком в суглинке) составит 8,3 Ом.

Общее сопротивление вертикальных заземлителей описывается как сумма их обратных значений:

• 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + . + 1 / Rn

Таким образом, для достижения нормативного значения в 4–6 Ом потребуется не менее двух электродов по 2,5 метра, по аналогии можно рассчитать варианты с другим подходящим числом или длиной заземлителей.

Как быстро забить основные заземлители

Когда требуемые расчёты выполнены, наступает очередь монтажа. Тривиальная, на первый взгляд, задача забить электроды в землю может обернуться испорченным металлопрокатом просто из-за незнания механики процесса.

Грунт на глубине более метра достаточно плотный и находится под давлением. Почва плотно обжимает стальной стержень, при этом силы трения препятствуют погружению и растут вместе с площадью соприкосновения при каждом ударе. Мороки добавляют встречающиеся на пути обломки твёрдой породы, иногда электрод разумнее выдернуть и вбить в новом месте.

Заземлители нужно правильно заточить перед забивкой. Общий угол скоса острия должен быть порядка 30–35º. От края острия нужно отступить около 40 мм и свести спуск под более тупым углом, около 45–50º. Тавр, двутавр и швеллер могут иметь несколько спусков, прутья до 24 мм рекомендуется острить ковкой с медленным отпуском.

Перед забивкой электродов их нужно удалить друг от друга не менее чем на 230 см, более двух (N) вертикальных заземлителей располагают на вершинах равностороннего N-угольника. Под каждый электрод нужно выкопать или пробурить лунку глубиной 35–50 см чтобы основное тело проводника находилось как можно глубже. Бурить лунки в полную глубину не рекомендуется. Откопанные приямки соединяются между собой траншеями, по которым будет скрыто проложена обвязка электродов.

Забивать стальные стержни лучше всего вручную, кувалдой около 7–10 кг. Да, вибрационное погружение работает лучше, но соответствующее оборудование не так просто достать и допускается его использовать не везде. Основная проблема при забивании — деформация хвостовика от частых ударов, поэтому бить нужно через бабку специальной формы, надевающуюся сверху на электрод и не позволяющую ему согнуться или расплескаться сверх меры. Также можно периодически обрезать УШМ край электрода по мере сплющивания или подливать в приямок воду небольшими порциями.

Обвязка контура, вывод шины

Вертикальные электроды должны полностью находиться под слоем почвы не менее 20–30 см, на этом же уровне располагаются все горизонтальные заземлители. Для связки используется стальная полоса 4х40 мм или выше, поставленная на ребро. С электродами она соединяется дуговой сваркой, суммарная длина шва должна составлять не менее половины периметра сечения.

От контура остаток полосы прокладывается под грунтом до стены здания с ВРУ. Чтобы не разрушать отмостку фундамента, полосу можно проложить поверх неё, закрепив дюбелями быстрого монтажа, либо устроить подкоп и проход через огильзованное отверстие. Шину заземления нужно закрепить к стационарной конструкции как минимум в двух точках, к концу приваривается болт М10 с двумя шайбами и гайкой.

Монтаж контура завершается нанесением защитного покрытия на места сварки, это может быть краска или обычный битум. После заземлители засыпают грунтом, тщательно его трамбуя.

Проверка нормативных параметров, обслуживание контура

Под болт на выводе шины зажимают медный однопроволочный провод (ПВ-1) сечением не ниже 6 мм 2 . Он следует как основной защитный проводник к ВРУ и далее разделяется по всей системе заземления к каждому потребителю электроэнергии, который нуждается в уравнивании потенциалов.

Обычно сопротивление линий системы заземления считается удовлетворяющим нормативному при использовании на ответвлениях медного провода от 2,5 мм 2 , а также стального прутка или полосы сечением от 50 мм 2 . Система заземления обычно не предусматривает разрывов при ветвлении, общее сопротивление между ВРУ и самой удалённой точкой должно находиться в районе 4–6 Ом.

Растекание тока по основным заземлителям проверяется с помощью грунтового мегаомметра: он меряет сопротивление между металлическими частями системы заземления и временными электродами, забитыми в почву на 50 см в 15 и 20 метрах от контура. Результаты измерений служат основанием для подписания технических условий и допуска электросети к эксплуатации.

Замер сопротивления заземления: 1 — измеритель сопротивления заземления; 2 — контур заземления; 3 — временные электроды

Обслуживания, как такового, контур заземления не требует. Достаточно исключить ведение земляных работ в месте его расположения и следить, чтобы грунт не пересыхал. Также следует исключить попадание агрессивных жидкостей на почву. Это замечание связано с тем, что часто перед периодическими (и нормируемые ПУЭ и ПБЭЭ) замерами сопротивления почву поливают, например, раствором поваренной соли. Это временно улучшает проводимость почвы и, как следствие, сопротивление растеканию снижается. Но в таких условиях контур просуществует физически всего 1,5–2 года.