Делаем заземление частного дома своими руками: устройство и схемы

  Как защитить людей, проживающих в частном доме, от поражения электрическим током? Для этого существует мера безопасности, при которой главная электроустановка соединяется с землей посредством проводника. Обладая элементарными навыками, можно сделать заземление частного дома своими руками, существенно сэкономив на услугах специальных организаций. 

Зачем нужен контур защитного заземления

Сегодня мы используем в своих домах и квартирах все больше электрического оборудования и, несмотря на общее стремление технологий к экономичности и экологичности, некоторые из них обладают довольно большой потребляемой мощностью. К таким устройствам можно отнести стиральные машины, водонагревательные бойлеры, микроволновки, электрические плиты, полы с подогревом и др. По проводам, проложенным к этим устройствам, идет ток высокого напряжения и силы, поэтому нарушение изоляции может стать причиной самых серьезных последствий, вплоть до фатального исхода. Именно для предотвращения таких случаев необходимо правильно организовать защитное заземление.

Зачем нужен контур защитного заземления

Схема заземления в доме.

Итак, защитное заземление представляет собой преднамеренное соединение всех непроводящих ток частей и конструкций электрооборудования с землей. При этом важно, что на них при нормальном функционировании сети не подается напряжение. Это (подача нагрузки) может произойти в случае нарушения герметичности изоляции и контакта с токоведущими частями. Для более подробного описания обратимся к курсу физики, который все изучали в школе. Итак, одной из главных свойств электрического тока – способность течь в сторону меньшего сопротивления. Как раз это и происходит когда на проводах или токоведущих конструкциях оборудования нарушается изоляция. Таким образом, может появиться «пробой на корпус» — контакт кабеля с металлическим корпусом (поскольку его сопротивление (ну, практически) равно нулю). Человек или домашнее животное, прикоснувшееся к такому устройству, испытает на себе удар электрическим током.

Зачем нужен контур защитного заземления

Защитное заземление обеспечивает безопасность человека в данной ситуации. Его работа основывается на том же самом свойстве тока — течь к потребителю с более низким сопротивлением. Тело человека (и других существ) всегда обладает небольшим сопротивлением (эта величина непостоянна), а сопротивление Земли всегда равно нулю. Соответственно, «выбирая» между двумя этими объектами, ток будет течь в Землю. Однако на практике сопротивление монтируемого заземления не бывает нулевым – это связано с тем, что материалы, с помощью которых создается контур, имеют своё сопротивление. Отсюда вытекает одно из главных требований к создаваемому заземлению – его сопротивление должно быть настолько низким, чтобы при замыкании сети человеком, через него прошел ток с допустимыми параметрами, а остальная его часть ушла на контур.

Контур заземления – как работает и в чем отличие от зануления

В большинстве старых построек подача напряжения в дом осуществляется по двум проводам, из которых один фазный, а другой – нулевой. Между ними возникает разница потенциалов, которую именуют напряжением, и составляет оно обычно 220 Вольт. Все электроприборы подключаются к розетке двухконтактной вилкой. Но современные приборы на вилке имеют еще один контакт, который называется «земля».

В обычном доме с двухпроводной системой он бесполезен, а в современных квартирах служит для заземления приборов. С 1997 года во всех новостройках применяется трехпроводная система с дополнительным проводом заземления. В старых домах частного сектора остается по-прежнему два провода без заземления. Но смонтировать его своими силами совсем не трудно, и тогда можно быть уверенным в собственной безопасности.

Контур заземления – как работает и в чем отличие от зануления

В ряде случаев возникает ситуация, когда фазное напряжение замыкает на корпус, и бытовой прибор оказывается под напряжением, опасным человека. Причем не обязательно касаться поверхности, достаточно встать на мокрое место возле бойлера или стиральной машины. Особая опасность исходит со стороны бытовой техники, которая одновременно подключена к сети и водопроводу.

Следует заземлить следующую технику:

  1. 1. Стиральную машину, которая обладает большой собственной электрической емкостью и во влажном помещении даже заземленная через евророзетку может щипаться. Подключенная к водопроводу из металлических труб она представляет повышенную опасность. То же самое относится к бойлеру.
  2. 2. Микроволновую печь, в которой используются сверхвысокие частоты. Если в розетке плохие контакты, она начинает испускать лучи на уровне, опасном для здоровья. На многих изделиях сзади есть специальное место для заземления.
  3. 3. Варочные панели, электроплиты, электродуховки. Имеют большую мощность, условия работы внутренней проводки крайне тяжелые, высока вероятность пробоя.
  4. 4. Персональный компьютер, блок питания которого дает большую утечку. От этого снижается производительность.
Читайте также:  Как очистить или оттереть монтажную пену с одежды?

Когда прибор заземлен, то в момент касания к нему человека, он не ощутит удара. Назначение заземления – отвести ток, который пробивает на корпус, в землю. Именно поэтому при касании к неисправному, но заземленному электроприбору  напряжение на корпусе не опасно для человека. Он не становится единственным проводником тока, через который тот начинает стекать в слой земли.

Контур заземления – как работает и в чем отличие от зануления

Зануление тоже предназначено для предотвращения поражения человека. Но подключается и работает оно по другому принципу. Если прибор оказывается под напряжением, он отключается. Многое зависит от приборов отключения, которые применяются. Это могут быть плавкие предохранители или автоматическое устройство. В любом случае они защитят человека.

Для лиц, имеющих поверхностное представление об электротехнике, проще сделать контур заземления, поскольку для его монтажа требуется больше навыков слесаря и сварщика, чем электрика.

Обустройство защитного заземления

Расположение контура заземления

Система защитного заземления состоит из нескольких составляющих, причём от качества монтажа каждой из них зависит то, насколько эффективно будет осуществляться эта защита.

В систему заземления входят:

  • главная заземляющая шина (ГЗШ);
  • система заземляющих проводников;
  • заземляющее устройство.

Рассмотрим каждую из этих составляющих по отдельности.

Для реализации рассматриваемых нами защитных мер ещё до ввода в дом питающего кабеля вам необходимо будет организовать так называемую трехпроводную схему подключения, основными составляющими которой являются следующие проводники:

  • «фазовый» – L;
  • «нулевой» (рабочий) – N;
  • «нулевой» (защитный) – PE.

Первые два провода используются для подводки питающего напряжения 220 вольт, а последний – для подключения защищаемого оборудования (контакт под этот провод размещается обычно в вилке питающего шнура прибора).

Поскольку ответвление от воздушной линии (ВЛ) к вашему дому делается обычно при помощи двухжильного кабеля (имеющего лишь две жилы – L и PEN) – вам необходимо будет организовать упомянутую трёхпроводную систему питания на вводе в дом.

Делается это обычно по методу «расщепления» подходящего от линии PEN проводника на отдельный проводник N и защитный проводник PE. Такое расщепление делается, как правило, в шкафу ввода питания (на ГЗШ). К этой шине подключаем не только подходящий от ВЛ объединённый PEN-проводник, но также подводим и специальный заземляющий проводник, идущий от заземлителя т.е. организуем так называемое повторное заземление.

И уже от этой шины (ГЗШ) делается разводка на отдельную нулевую защитную шину PЕ и на рабочую – N. Взятые вместе с фазной шиной L эти последние и образуют нужную нам трёхпроводную сеть, которая затем разводится по всему вашему дому.

Популярные системы заземления

Существует несколько вариантов обустройства системы заземления. Нормы и требования, предъявляемые к ним перечислены в ПУЭ — правила устройства электроустановок. Все существующие системы определенным образом маркируют. Например, TN-C – система заземления, распространенная в домах старого жилого фонда.

Она характеризуется низким уровнем безопасности. При организации этого варианта защитный провод соединяют с рабочим. Отдельно заземляющий проводник в схеме отсутствует. Также существуют системы TN-S, TN-C-S, TT, IT. В новостройках используют варианты: ТN-S и ТN-С-S. В этом случае проводку прокладывают трехжильным кабелем, обеспечивая выделенное заземление. Подробнее о системах заземления.

Популярные системы заземления

Как сделать заземление в квартире, если его нет?

Самым оптимальным решением проблемы является наличие готовой клеммы в распределительном щитке. Тогда достаточно предусмотреть заземляющий провод на этапе монтажа проводки и подключить его к уже существующему собственному контуру здания или к заземлению от линии.

Как сделать заземление в квартире, если его нет?

1. Установка УЗО.

Если в электропроводке стояка на этапе строительства не предусмотрели  заземление для квартир, то для защиты от попадания потенциала на корпус электроприборов можно подключить защитное устройство. В квартире УЗО актуально для мощных устройств с металлическим корпусом (водогрейных котлов, стиральных машин, посудомоечных машин и т.д), поэтому его можно подключать выборочно. Тем не мене, если отсутствует индивидуальный провод заземления, УЗО конечно будет срабатывать при токах утечки, но полноценную защиту отстроить вам не получится. Из-за чего данный  способ может подойти в качестве временного решения до установки контура заземления для всего дома или квартиры.

Как сделать заземление в квартире, если его нет?

Рис. 4: пример подключения бойлера через УЗО

2. Монтаж собственного контура заземления

Как сделать заземление в квартире, если его нет?

Обустройство индивидуального контура заземления актуально как для всего многоэтажного дома, так и для отдельных его единиц – подъездов и квартир. При этом этажность квартиры значения не имеет, спуск вы можете сделать с любой высоты. Для обустройства заземления важно соблюсти величину переходного сопротивления контура, которое для сети 220 В составляет 10 Ом. Весь процесс установки заземления для квартир подразделяется на такие этапы:

  • Планирование места – в связи с большими объемами земляных работ и необходимостью забивки вертикальных заземлителей, вам нужно подобрать место с оптимальным типом грунта. Следует исключить каменистые почвы, места выгрузки строительных материалов, мусора и т.д.
  • Составление схемы и выбор материалов – определите способ установки заземлителей (горизонтальные или вертикальные), их тип и размеры (уголок, штырь, труба), количество и материал (медь или сталь). Рис. 5: пример схемы контура заземления
  • Разработка траншеи под заземление –для горизонтальных проводников выбирается глубина залегания от 20 до 50 см. В точках расположения вертикальных штырей сделайте углубление еще на 50 см. Рис. 6: расположение электродов в земле
  • Установка и соединение заземлителей – вертикальные штыри необходимо вбить на глубину от 1 до 1,5м. От глубины зависит величина переходного сопротивления заземления, поэтому, чем глубже войдет штырь, тем меньше их понадобиться для полноценного контура. После размещения всех элементов их соединяют между собой сваркой (для стальных конструкций) или болтами (для медных).
  • Подключение к общему шлейфу – весь контур соединяется с заземляющим контактом на щитке посредством шлейфа. Место подключения контура должно возвышаться над уровнем грунта не мене, чем на 2 см.
  • Измерение переходного сопротивления заземления – для этого используется специальный мост, но при его отсутствии можно воспользоваться и обычным мультиметром. Если величина сопротивления удовлетворяет норме, можете засыпать траншею.
  • Подключение всех металлических конструкций – к проводу заземления необходимо подключить корпусы всех приборов, заземляющие контакты розеток, корпус щитка в квартире. Рис. 7: пример подключения заземления к розетке
Как сделать заземление в квартире, если его нет?

Следует отметить, что устройство защитного заземления в квартире должно сопровождаться уведомлением энергоснабжающей организации о изменениях в схеме питания. Иначе при выявлении самовольных внедрениях к вам могут применить штрафные санкции.

Читайте также:  Проект бани из бревна 6х8: подборка фото

Варианты самостоятельного изготовления

Для частного дома металлическую сварную конструкцию заземления (заземлитель) удобнее всего изготовить из обрезков стальных труб или металлических профилей. При их отсутствии могут применяться металлические штыри диметром порядка 16-ти миллиметров.

Использование для заземления специальных арматурных прутьев с калёной поверхностью не допускается действующими нормативами, поскольку имеющееся на них покрытие влияет на распределение стекающих в землю токов.

К тому же калёный слой арматуры в условиях повышенной влажности способствует быстрому разрушению металла в почве и нарушению режима стекания.

Еще один вариант устройства в частном доме заземления предполагает использование металлического уголка с полочками или схожего с ним профиля. Для их погружения в мягкий грунт достаточно воспользоваться обычной кувалдой, предварительно срезав под углом один из концов заготовки.

Варианты самостоятельного изготовления

Нередко, делая заземления своими руками, в качестве размещаемых в земле элементов используют металлические трубы, один конец которых сплющен или заварен «под конус».

В нижней части трубных заготовок для заземления рекомендуется просверлить несколько отверстий, через которые можно будет насыщать грунт соляным раствором.

Необходимость в этом возникает в случае пересыхания грунта и заметного ухудшения распределения тока стекания в почву. При увлажнении почвы посредством соляного раствора требуемый режим распределения обычно восстанавливается.

Недостаток такого заземлителя в деревянном доме – большие трудовые издержки на его изготовление, связанные с необходимостью подготовки отдельного приямка для каждого элемента. Забить их кувалдой на требуемую глубину не всегда представляется возможным.

Способы создания заземления

Все электрические компоненты заземлены таким образом, что они физически связаны с землей (почвой). Сразу предупредим, что выводить заземляющий провод из дома и втыкать прямо на землю не является хорошим и эффективным решением. Провод заземления должен быть соединен с чем-то, что будет иметь гораздо большую площадь контакта с землей и устойчиво к изменениям влажности и температуры на протяжении десятилетий. Этот элемент называется электрод заземления.

Способы создания заземления

Поверхность контакта с грунтом важна когда дело доходит до сопротивления заземления. Чем ниже сопротивление — тем лучше (быстрее электрический потенциал при проблемах будет равен нулю).

В настоящее время существует несколько популярных решений для изготовления земляных электродов, упомянем несколько из них:

Способы создания заземления
  • Железный стержень на несколько метровый засунутый в землю, оканчивающийся сверху соединением для подключения заземляющего проводника. Длина стержня зависит от типа почвы. Чем ниже электрическое сопротивление земли, тем короче может быть стержень. Во многих случаях использование такого типа заземляющего электрода может быть недостаточным из-за слишком малой поверхности контакта с землей и, как следствие, высокого электрического сопротивления.
  • Использование ленты из стали. Оберните вокруг дома около 80-100 см под землей. В одном месте она соединяется с основным заземляющим проводником, выведенным из электрической системы с помощью разъема.
  • Подключение заземляющего проводника к стержню, который выходит от железобетонного основания здания. То есть соединение земли с фундаментом, который имеет большую площадь контакта с землей и, кроме того, не требует дополнительных затрат на установку. Просто нужно подумать об этом на стадии постройки дома.
Читайте также:  Обустройство финских саун для дома своими руками (18 фото)

Схемы заземления для частного дома

Различают схемы или типы заземления по литерам – TN, TT, IT. В частных домах применяют разновидности первой схемы TN-C, TN-S, TN-C-S. Буквенные обозначения расшифровывают так: первая литера – это способ заземления источника питания, вторая – потребителя. Подвиды системы различают по виду подключения проводников.

Схема TN-C

Удобный вариант, при котором проводник выполняет рабочие и защитные функции. Система популярна в домах старого типа, проста в исполнении, экономична в расходах. Но при аварийной ситуации отсутствие отдельного защитного контура приводит к короткому замыканию. В нормативах для современных домов вид защиты не допускают. При проведении капитального ремонта в старых строениях схему разрешают оставлять без необходимости модернизации.

Схема TN-S

Проводники N, PE разделены. При возникновении ЧП, выходе тока напряжение на корпусе электрического прибора не появляется. Вариант безопасный, с высокой защитой от поражения электротоком, но обустройство схемы требует значительных вложений.

Схема TN-C-S

Система комбинированного типа. На выходе от источника питания два проводника объединяются в один. На входе в строение систему дополняют еще одним защитным проводником типа PE.

Продумывая, как правильно сделать заземление в частном доме, обращаются к своду ПЭУ. В нем система TN-C-S рекомендована как основная для всех видов строений. Плюсы – простота монтажа, организации и высокая надежность. Схема с дополнительным проводником снижает вероятность возникновения пожара из-за короткого замыкания.

Контроль качества заземления

Нет смысла делать заземление, если вы не будете уверенными в его эффективности. Для полной гарантии рекомендуется вызывать специалистов, они должны составить акт проверки. Ответственность за выполненные работы несет только исполнитель.

В случае самостоятельного изготовления, соответственно, за результаты работ отвечаете лично вы. Обыкновенными бытовыми приборами замерить эффективность заземления невозможно, надо иметь старые мегомметры или современные электронные устройства, технические возможности которых дают возможность замерять такие данные.

Контроль качества заземления

Мегомметр

Надо помнить, что грунт не является линейным проводником, это значит, что параметры сопротивления могут значительно отличаться по длине при равных всех остальных условиях. Кроме этого фактора, существенное влияние оказывает скорость окисления поверхности штырей. Со временем окислы увеличиваются по толщине, а это влияет на показатели проводимости, во время расчетов учитываются эти особенности в исходных данных.

Защитное заземление

Заземление делается с большим запасом, что покрывает как риски значительных колебаний нелинейной проводимости, так и ухудшения проводимости тока штырями. Сопротивление токам растекания измеряется по регламентной схеме, в качестве противоположных электродов используются металлические штыри, вбиваемые на расстоянии до 1,5 метров на глубину до одного метра. Для частных домов сопротивление тока не может превышать 4 Ом. Сопротивление шины соединения проводки в доме с металлическими штырями не может превышать 0,1 Ом. Есть методы проверки без приборов, они носят ориентировочный характер и не могут отражаться в официальных протоколах. О способе примерного определения эффективности заземления мы расскажем в этой статье немного ниже.

Контроль качества заземления

Как правильно подключить устройство защитного отключения (УЗО)? Где в схеме они должны устанавливаться? Как подключить УЗО так,чтобы устройства работали корректно? Ответы на эти и други вопросы вы найдете на нашем сайте!

Подключение контура по схеме TN-C-S

Система заземления частного дома своими руками по схеме TN-C – это, как правило, двухпроводная разводка, в которой один провод является фазой, второй нулевой выполняет сразу две функции: рабочего проводника N и защитного PE. Чтобы перевести на схему TN-C-S, необходимо внутри распределительного щитка установить дополнительную шину. Она должна иметь металлический контакт с корпусом электрощита. К ней будут присоединены нулевой провод питающей сети и проводник от нового заземляющего контура, собранного своими руками.

Новую шину нужно соединить с шиной, к которой был соединен нулевой провод N, выходящий из дома. При этом контакта шины N с щитком не должно быть. По сути, так и получится, потому что в щитке на шине устанавливается диэлектрический клеммник, через который и проводится соединение. Кстати, фазный провод также изолирован от элементов распределительного щита и его корпуса.

Последний этап, как правильно сделать заземление в частном доме по системе TN-C-S, это соединить между собой новую шину и заземлительный контур. Обычно для этого используется медный многожильный кабель сечением не меньше 4 мм², один конец которого крепится к щитку, второй к болту, приваренному на конец заземляющего проводника на вводе в дом.