Как забить заземление в землю: схемы устройства, конструкция контура, правила монтажа

Содержание

заземление и молниезащита для частного дома, дачи, коттеджа

Уважаемые читатели! Инструкция объёмная, поэтому специально для вашего удобства мы сделали навигацию по её разделам (см. ниже).


Быстрая навигация:


  • Введение — о роли заземления в частном доме
  • Необходимость заземления в частном доме
  • Система TN-S
  • Система TN-C-S
  • Система TT
  • Как сделать заземление в частном доме?
    • Этап 1.Установка защитного заземления
    • Этап 2. Заземление для газового котла
    • Этап 3. Заземление для молниезащиты
    • Этап 4. Внешняя молниезащита
    • Этап 5. Внутренняя молниезащита
    • Перечень оборудования (спецификация)
    • Этап 6. Измерение сопротивления заземления




Дом только что построен или куплен — перед вами именно то заветное жилище, которое вы ещё недавно видели на эскизе или фотографии в объявлении. А может быть вы живёте в собственном доме уже не первый год, и каждый уголок в нём стал родным. Обладать своим личным домом замечательно, но вместе с ощущением свободы, в довесок вы получаете и ряд обязанностей. И сейчас мы не будем говорить о домашних хлопотах, речь пойдёт о такой необходимости, как заземление для частного дома. Любой частный дом включает в себя следующие системы: электрическую сеть, водопровод и канализацию, газовую или электрическую систему обогрева. Дополнительно устанавливаются система охраны и сигнализации, вентиляции, система «умный дом» и др. Благодаря этим элементам, частный дом становится комфортной средой жизни современного человека. Но по-настоящему он оживает благодаря электрической энергии, которая приводит в работу оборудование всех указанных выше систем.

К сожалению, электричество имеет и обратную сторону. У всего оборудования есть срок службы, в каждый прибор заложена определенная надёжность, поэтому работать они будут не вечно. Кроме того, при проектировании или монтаже самого дома, электрики, коммуникаций или оборудования также могут быть допущены ошибки, которые способны сказаться на электробезопасности. В силу этих причин часть электрической сети может оказаться повреждённой. Характер аварий бывает разный: могут произойти короткие замыкания, которые отключаются автоматическими выключатели, а могут случиться пробои на корпус. Сложность в том, что проблема пробоя носит скрытый характер. Произошло повреждение проводки, поэтому корпус электрической плиты оказался под напряжением. При неправильных мерах заземления, повреждение никак себя не проявит, пока человек не прикоснется к плите и не получит удар током. Поражение электричеством случится из-за того, что ток ищет путь в землю, а единственным подходящим проводником послужит тело человека. Допускать этого нельзя.

Такие повреждения представляют наибольшую угрозу для безопасности людей, потому что для их раннего обнаружения, а, следовательно, чтобы защититься от них, обязательно нужно иметь заземление. В рамках данной статьи рассматривается, какие действия нужно предпринять по организации заземления для частного дома или дачи.

Необходимость установки заземления в частном доме определяется системой заземления, т. е. режимом нейтрали источника питания и способом прокладки нулевого защитного (PE) и нулевого рабочего (N) проводников. Также может быть важен тип питающей сети — воздушная линия или кабельная. Конструктивные различия систем заземления позволяют выделить три варианта электроснабжения частного дома:

Система TN-S


Основная система уравнивания потенциалов (ОСУП) объединяет все крупные токопроводящие части здания, в обычном состоянии не имеющие электрического потенциала, в единый контур с главной заземляющей шиной. Рассмотрим графический пример выполнения СУП в электроустановке жилого дома.

Вначале рассмотрим самый прогрессивный подход к электрическому питанию дома – систему TN-S. В этой системе PE и N проводники разделены на всем протяжении, и необходимости в установке заземления у потребителя нет. Нужно только завести PE-проводник на главную шину заземления, и далее развести с нее проводники заземления к электроприборам. Реализуется такая система как кабельной, так воздушной линией, в случае последней прокладывается ВЛИ (воздушная линия изолированная) с помощью самонесущих проводов (СИП).

Но такое счастье выпадает далеко не всем потому, что старые воздушные линии передачи используют старую систему заземления – TN-C. В чём же её особенность? В данном случае PE и N на всём протяжении линии прокладываются одним проводником, в котором совмещены функции и нулевого защитного и нулевого рабочего проводников — так называемый PEN-проводник. Если раньше использовать такую систему разрешалось, то с введением в 2002 году ПУЭ 7 изд., а именно пункта 1.7.80 применение УЗО в системе TN-C оказалось под запретом. Без использования УЗО ни о какой электробезопасности не может быть речи. Именно УЗО отключает питание при повреждении изоляции, как только оно произошло, а не в тот момент, когда человек прикоснется к аварийному прибору. Чтобы соблюсти все необходимые требования, систему TN-C необходимо модернизировать до TN-C-S.

 

Система TN-C-S


В системе TN-C-S по линии так же прокладывается PEN-проводник. Но, теперь уже, пункт 1.7.102 ПУЭ 7 изд. говорит, что на вводах ВЛ к электроустановкам должны быть выполнены повторные заземления PEN-проводника. Выполняются они, как правило, у электрического столба, с которого выполняется ввод. При повторном заземлении производится разделение PEN-проводника на отдельные PE и N, которые и заводятся в дом. Норма повторного заземления содержится в пункте 1.7.103 ПУЭ 7 изд. и составляет 30 Ом, либо 10 Ом (при наличии в доме газового котла). Если заземление у столба не выполнено, необходимо обратиться в Энергосбыт, в чьём ведомстве находится электрический столб, распределительный щит и ввод в дом потребителя, и указать на нарушение, которое должно быть исправлено. Если распределительный щит находится в доме, разделение PEN нужно выполнить в этом щите, а повторное заземление сделать возле дома.


 

В таком виде TN-C-S успешно эксплуатируется, но с некоторыми оговорками:

  • если состояние ВЛ вызывает серьезные опасения: старые провода находятся не в лучшем состоянии, из-за чего возникает риск обрыва или перегорания PEN-проводника. Это чревато тем, что на заземленных корпусах электроприборов окажется повышенное напряжение, т.к. путь тока в линию через рабочий ноль прервется, и ток вернется с шины, на которой выполнялось разделение, через нулевой защитный проводник на корпус прибора;
  • если на линии не выполнены повторные заземления, то есть опасность, что ток повреждения перетечёт в единственное повторное заземление, что также приведёт к повышению напряжения на корпусе.

В обоих случаях электробезопасность оставляет желать лучшего. Решением этих проблем является система ТТ.

Система ТТ

В системе ТТ PEN-проводник линии используется в качестве рабочего нуля, а отдельно выполняется индивидуальное заземление, которое можно установить возле дома. Пункт 1.7.59 ПУЭ 7 изд. оговаривает такой случай, когда невозможно обеспечить электробезопасность, и разрешает использовать систему ТТ. Обязательно должно быть установлено УЗО, а его правильная работа должна обеспечиваться условием Rа*Iа


 

Цель заземления для частного дома состоит в том, чтобы получить необходимое сопротивление заземления. Для этого используются вертикальные и горизонтальные электроды, которые в совокупности должны обеспечить необходимое растекание тока. Вертикальные заземлители подходят для монтажа в мягком грунте, тогда как в каменистом их заглубление связано с большими трудностями. В таком грунте подойдут горизонтальные электроды.

Защитное заземление и заземление молниезащиты выполняются общими, один заземлитель будет универсальным и выполнять оба назначения, об этом говорится в пункте 1.7.55 ПУЭ 7 изд. Поэтому полезно будет узнать, как унифицировать молниезащиту и заземление. Чтобы наглядно увидеть процесс монтажа этих систем, описание процесса заземления для частного дома будет разделено на этапы.

Этап 1. Установка защитного заземления

Отдельным пунктом следует выделить защитное заземление в системе TN-S. Исходной точкой для установки заземления будет тип системы питания. Различия систем питания были рассмотрены в предыдущем пункте, поэтому мы знаем, что для системы TN-S заземление монтировать не нужно, нулевой защитный (заземляющий) проводник приходит с линии – требуется только присоединить его к главной заземляющей шине, и в доме будет заземление. Но нельзя говорить, что дому не нужна молниезащита. Значит это лишь то, что мы, не обращая внимание на этапы 1 и 2, сразу можем перейти к этапам 3-5, см. ниже

Системы TN-C и TT всегда требуют установку заземления, поэтому перейдём к самому главному.

Защитное заземление устанавливается у столба, либо у стены дома, в зависимости от того в каком месте выполняется разделение PEN-проводника. Желательно располагать заземлитель в непосредственной близости от главной заземляющей шины. Отличия TN-C от TT лишь в том, что в TN-C место заземления привязано к месту разделения PEN. Сопротивление заземления в обоих случаях должно быть не более 30 Ом в грунте с удельным сопротивлением 100 Ом*м, например суглинке, и 300 Ом в грунте с удельным сопротивлением более 1000 Ом*м. Значения одинаковые, хоть и опираемся мы на разные нормативы: для системы TN-C 1.7.103 ПУЭ 7 изд., а для системы ТТ — на пункт 1.7.59 ПУЭ и 3.4.8. Инструкции И 1.03-08. Так как отличий в необходимых мероприятиях нет, будем рассматривать общие решения для этих двух систем.

Для заземления достаточно забить шестиметровый вертикальный электрод.




Такое заземление получается очень компактным, установить его можно даже в подвале, никакие нормативные документы этому не противоречат. Необходимые действия для заземления описаны для мягкого грунта с удельным сопротивлением 100 Ом*м. Если грунт имеет сопротивление выше, требуются дополнительные расчёты, обратитесь к техническим специалистам ZANDZ.com за помощью в расчётах и подборе материалов.

Этап 2. Заземление для газового котла

Если в доме установлен газовый котел, тогда, газовая служба может потребовать заземление с сопротивлением не более 10 Ом, руководствуясь пунктом 1.7.103 ПУЭ 7 изд. Данное требование должно быть отражено в проекте газификации.

Тогда для достижения нормы необходимо установить 15-ти метровый вертикальный заземлитель, который устанавливается в одну точку.




Установить можно и в несколько точек, например, в две или три, соединив затем горизонтальным электродом в виде полосы вдоль стены дома на расстоянии 1 м и на глубине 0,5-0,7 м. Установка заземлителя в несколько точек послужит также для цели молниезащиты, чтобы понять каким образом, перейдём к её рассмотрению.

Этап 3. Заземление для молниезащиты

Перед тем как монтировать заземление, нужно сразу решить, будет ли выполняться защита дома от молнии. Так, если конфигурация заземлителя для защитного заземления может быть любой, то заземление для молниезащиты должно быть определенного типа. Устанавливаются минимум 2 вертикальных электрода длиной 3 метра, объединённые горизонтальным электродом такой длины, чтобы между штырями было не менее 5 метров. Данное требование содержится в пункте 2.26 РД 34.21.122-87. Монтироваться такое заземление должно вдоль одной из стен дома, оно будет являться своего рода соединением в земле двух спущенных с крыши токоотводов. Если токоотводов несколько, правильным решением выглядит прокладка контура заземления для дома на расстоянии 1 м от стен на глубине 0,5-0,7 м, а в месте соединения с токоотводом установка вертикального электрода длиной 3 м.




Теперь настало время узнать, как сделать молниезащиту частного дома. Состоит она из двух частей: внешней и внутренней.

Этап 4. Внешняя молниезащита

Выполняется в соответствии СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций» (далее СО) и РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений» (далее РД).

Защита зданий от разрядов молнии осуществляется с помощью молниеотводов. Молниеотвод представляет собой возвышающееся над защищаемым объектом устройство, через которое ток молнии, минуя защищаемый объект, отводится в землю. Оно состоит из молниеприёмника, непосредственно воспринимающего на себя разряд молнии, токоотвода и заземлителя.

Молниеотводы устанавливаются на кровлю таким образом, чтобы обеспечивалась надёжность защиты более 0,9 по СО, т.е. вероятность прорыва через молниеприёмную систему должна быть не более 10%. Более подробно о том, что такое надёжность защиты читайте в статье «Молниезащита частного дома». Как правило, они устанавливаются по краям конька кровли, если крыша двускатная. Когда крыша мансардная, четырёхскатная или ещё боле сложной формы, молниеприёмники могут быть закреплены на дымовых трубах.

Все молниеприёмники соединяются между собой токоотводами, спуски токоотводов выполняются к заземляющему устройству, которое у нас уже имеется.




Установка всех этих элементов обеспечит защиту дома от молнии, а точнее от опасности, которую несёт её прямой удар.

Этап 5. Внутренняя молниезащита

Защита дома от перенапряжений выполняется с помощью УЗИП. Для их установки необходимо заземление, потому что ток отводится в землю с помощью нулевых защитных проводников, присоединяемых к контактам этих устройств. Варианты установки зависят от наличия или отсутствия внешней молниезащиты.

  1. Имеется внешняя молниезащита

    В таком случае устанавливается классический защитный каскад из расположенных последовательно устройств классов 1, 2 и 3. УЗИП класса 1 монтируется на вводе и ограничивает ток прямого удара молнии. УЗИП класса 2 устанавливается либо также в вводном щитке, либо в распределительном, если дом большой, и расстояние между щитами больше 10 м. Предназначен он для защиты от наведенных перенапряжений, их он ограничивает до уровня 2500 В. Если в доме есть чувствительная электроника, то желательно установить и УЗИП класса 3, ограничивающий перенапряжения до уровня 1500 В, такое напряжение может выдержать большинство устройств. Устанавливается УЗИП класса 3 непосредственно у таких приборов.
  2. Внешняя молниезащита отсутствует

    Прямое попадание молнии в дом не берётся в расчёт, поэтому необходимости в УЗИП класса 1 нет. Остальные УЗИП устанавливаются так же, как описано в пункте 1. Выбор УЗИП также зависит от системы заземления.

На рисунке показан дом с установленными защитным заземлением, системой внешней молниезащиты и и комбинированным УЗИП класса 1+2+3, предназначенным для установки в системе ТТ.





Перечень оборудования для заземления и молниезащиты:

























№ п/пРисАртикулИзделие Кол-во
Система молниезащиты
1ZZ-201-004ZANDZ Молниеприемник-мачта вертикальный 4 м (нерж. сталь)2
2GL-21202GALMAR Держатель для молниеприёмника — мачты ZZ-201-004 к дымоходу (нержавеющая сталь)2
3GL-20023GALMAR Зажим к молниеприёмнику — мачте GL-21105G для токоотводов (нержавеющая сталь)2
4GL-11149-50GALMAR Проволока омедненная стальная (D8 мм; бухта 50 метров)1
5GL-11149-10GALMAR Проволока омедненная стальная (D8 мм; бухта 10 метров)1
6GL-11514GALMAR Зажим на водосточную трубу для токоотвода (луженная медь + луженная латунь)18
7GL-11568AGALMAR Зажим на кровлю универсальный для токоотвода (высота до 15 мм; оцинк. сталь с покраской)38
8GL-11703AGALMAR Зажим к фасаду/стене для токоотвода с возвышением (высота 15 мм; оцинк. сталь с покраской)5
9GL-11551AGALMAR Зажим для соединения токоотводов (крашенная оцинкованная сталь)2
10GL-11562AGALMAR Зажим контрольный для соединения токоотводов проволока + полоса (крашенная оцинкованная сталь)2
Заземляющее устройство
11ZZ-005-064ZANDZ Зажим для подключения проводника (до 40 мм)3
12GL-11075-20GALMAR Полоса омеднённая (30*4 мм / S 120 мм²; бухта 20 метров)1
13ZZ-001-065ZANDZ Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м)6
14ZZ-002-061ZANDZ Муфта соединительная резьбовая4
15ZZ-003-061ZANDZ Наконечник стартовый3
16ZZ-004-060ZANDZ Головка направляющая для насадки на отбойный молоток2
17ZZ-006-000ZANDZ Смазка токопроводящая1
18ZZ-007-030ZANDZ Лента гидроизоляционная1
19ZZ-008-000ZANDZ Насадка на отбойный молоток (SDS max)1
20ZZ-500-103ZANDZ Проводник заземляющий (3м; S25; одножильный; с наконечником под болт D8)1
21LE-373-930LEUTRON Ограничитель перенапряжений

(УЗИП) PP BCD TT 25/100
1

В таблице учтено устройство защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП) комбинированного типа класса 1+2+3 для системы ТТ. Выбор подходящей модели УЗИП зависит от системы заземления и других факторов, которые были учтены в приведённом примере.

Этап 6. Измерение сопротивления заземления

После установки системы заземления необходимо произвести замеры и получить протокол измерения сопротивления. Право оформлять и выдавать протокол имеют специалисты зарегистрированной в Ростехнадзоре электротехнической лаборатории. Найти уполномоченных специалистов можно в нашем Клубе Экспертов, который работает на всей территории России.

Протокол нужен для приёма газового оборудования в эксплуатацию, для газовой службы это будет подтверждением, что заземление соответствует норме 10 Ом. Понадобится протокол и для того, чтобы быть уверенным, что обеспечивается электробезопасность частного дома. Соблюдение требований нормативов будет гарантией безопасной эксплуатации электрической системы.

Рассмотрев поэтапно необходимые мероприятия, вы уже знаете, что нужно делать, чтобы обеспечить частный дом надёжными заземлением и молниезащитой.

 


Смотрите также:

  • Заземление. Что это такое и как его сделать
  • Таблица удельного сопротивления грунтов
  • Омеднённая сталь
  • Молниезащита и заземление: требования и рекомендации
  • Заземление газового котла / газопровода

Смотрите также:

Заземление в частном доме: системы, схемы, фото, видео

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.

Содержание статьи

  • 1 Что оно дает
    • 1. 1 Нужно ли заземление на даче или в деревянном доме
  • 2 Системы заземления частного дома
  • 3 Устройство заземления частного дома
    • 3.1 Из чего делать заземлители
    • 3.2 Глубина забивания штырей
    • 3.3 Чего делать нельзя
  • 4 Как правильно сделать
    • 4.1 Порядок действий
    • 4.2 Почему нельзя делать отдельные заземления
  • 5 Модульная штырьевая система

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.

На дачах высока вероятность попадания 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.

Система заземления TN-S-C

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.

Система заземления частного дома TT

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.

Система заземления ТТ в более понятном изображении

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.

Устройство заземления в частном доме

Состоит система заземления частного дома из:

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

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.

В качестве стержней можно использовать трубы, уголок, металлический стержень

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.

Использовать только сварные соединения

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.

Самая популярная модель заземлителя

Порядок действий

От края отмостки 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.

Копают траншею

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 мм2). Полосу с созданным треугольником из металла тоже сваривают. Когда все готово, места сварки очищают от шлака, покрывают антикоррозионным составом (не краской).

Приваренная полоса

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 мм2.

Выход заземления у стены дома с приваренным на конце болтом

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

Набор модульной системы заземления

.

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.

Простой способ установки заземляющих стержней.

Простой способ установки заземляющих стержней.


Изображения Copyright Roger Halstead 2003

 Я думаю, что большинство радиолюбителей потратили гораздо больше времени, чем им хотелось бы, пытаясь воткнуть в землю заземляющий стержень длиной восемь футов. Может быть, поэтому так мало людей правильно заземлены.

Во всяком случае, некоторое время назад я думал: «Должен быть более простой способ». Этот вопрос пришел ко мне примерно на третий, нет… сделайте второй заземляющий стержень дня и многое другое. По сути, имея 100-футовую башню с верхним массивом на высоте 30 футов над вершиной башни и 80-футовым подземным кабелепроводом для прокладки кабелей в доме, я решил, что мне понадобится хорошая система заземления. Я рассчитывал по одному заземляющему стержню на каждую опору башни, а затем, по крайней мере, на 80 футов по прямой от башни. Я решил связать их в сеть, а также.

Почва здесь представляет собой смесь суглинка на поверхности, но на два фута ниже твердая глина. Это делает забивание заземляющих стержней большой работой, но, по крайней мере, в почве очень мало камней.

Я подумал об использовании перфоратора, но мой не выдержит хвостовик такого размера, как заземляющий стержень. Тогда я начал думать, что вода делает хорошую дрель, если обращаться с ней правильно. Я прикрепил шланг к куску трубопровода, и, хотя он сделал свою работу, его нужно было немного доработать.

В магазине Lowe’s

я наткнулся на цельный латунный фитинг для шланга.

   Я решил использовать старый добрый тонкостенный металлический кабелепровод (emt). Либо 1/2 дюйма, либо 3/4 дюйма будут работать, даже если заземляющий стержень 5/8 дюйма больше, чем 1/2 дюйма, отверстие будет больше, чем кабелепровод. Я выбрал 3/4 дюйма для прочности, если нет другой причины. Вы все еще можете согнуть материал, если попытаетесь заставить его работать, вместо того, чтобы позволить воде делать свою работу.

Штуцер для шланга чуть больше размера, но достаточно мал, чтобы его конец упирался в трубку. Я использовал резиновый молоток «Dead Blow», чтобы вбить заусенец шланга в трубку. Если вы внимательно посмотрите, то увидите, что канал немного расширился на первый дюйм. Я вырезал кусок листовой стали 18 калибра, чтобы он поместился внутри трубы. Он входит в трубку примерно на полдюйма. Он выступает вперед примерно на четверть дюйма и выходит примерно на 1/16 дюйма за пределы трубопровода.

Другой вид припаянной стальной вставки. Я обмотал красной лентой отрезок трубопровода длиной 10 футов в точках на семи и восьми футах.

 

Дрель готова к работе. Это помогает иметь стремянку, на которой можно стоять, когда вы начинаете отверстие. Вы должны держать шланг, чтобы он не перегибался вверху, перекрывая воду.

Использование дрели похоже на имитацию одной из старых скважинных машин. Вы начинаете с того, что включаете воду на полную мощность, поднимаетесь по лестнице с дрелью, а затем кладете наконечник дрели на землю, удерживая трубу вертикально. Если почва не очень твердая и сухая, сеялка сразу начнет тонуть. Затем вы просто продолжаете поднимать и опускать дрель от нескольких дюймов до фута, а также немного поворачивать. Применение силы может привести к закупорке конца или, в некоторых случаях, к изгибу канала. Чтобы освоиться, требуется всего две минуты. С этого момента вы можете пробурить восьмифутовую скважину примерно за одну-две минуты. Вытащите бур и просто вставьте заземляющий стержень. Стержень просто упадет вместе с водой.
рвутся в воздух. Если глубина правильная, верхняя часть стержня будет примерно на три дюйма ниже поверхности. Лучше слишком мелко, чем слишком глубоко. После всего сверления штангу можно продвинуть еще на дюйм или два одним или двумя касаниями салазок 10#.

В основании башни есть три заземляющих стержня, на каждом из которых выходит оголенная медь не менее чем на 80 футов. Между каждыми 8-16 футами к кабелю привариваются восьмифутовые заземляющие стержни Cad. Укладка на юг параллельна задней части дома и кабелепроводу, который несет коаксиальные кабели от башни к подвалу. Старая башня, которая несколько лет использовалась для ретранслятора Мидленда, находилась примерно в 30 футах к югу и в 10 футах к востоку от нынешней башни. у него тоже была довольно сложная система заземления, которая была связана с кабелем, идущим параллельно задней части дома.

Пару лет назад нам поставили новый септик, и они подключили наземную систему, пока выкапывали старый резервуар. В результате этого потребуется в значительной степени заменить западную стену подвала.

Заземляющий стержень с канавкой для кабеля

Обрезка кабеля непосредственно над заземляющим стержнем.

Картридж CadWeld One Shot

Содержимое картриджа

Содержимое

Форма, нижнее уплотнение, заряд и верхняя крышка с отверстием для воспламенителя.

Форма на чистом конце заземляющего стержня.

Концы троса соединяются встык в центре формы. Песок набивается вокруг формы, чтобы удерживать ее и расплавленную загрузку на месте.

 

Обрезка кабеля по размеру.

Заливка заряда и CadWeld делает свою работу!

Предупреждение: Не смотрите прямо на процесс сварки! Яркий, как дуговая сварка

Охлаждающая заправка

Сварной шов после снятия формы. Трос стал частью стержня. Я сделал это 30 раз для всей системы.

Существует также цепь заземления вокруг магазина с заземлением станции на южной стороне, двумя заземляющими стержнями в основании 32-футовой башни, и все это связано вместе медью № 2. Есть еще один заземляющий стержень, который нужно добавить к основанию мачты для вертикали 144/440 на северной стороне магазина, и он будет привязан к заземляющему стержню на северной опоре 32-футовой башни.

Хотя это и не очень удачная фотография, на ней показан один из трех заземляющих проводов, прикрепленных к одной из опор башни ROHN 45G. Кабель заземления, прикрепленный к юго-западной опоре 32-футовой башни в западной части магазина. На вершине башни есть вертикаль высотой 27 футов. Кабель изгибается в сторону камеры и немного вправо. Заземляющий стержень находится примерно в 6 дюймах перед краем ландшафта и в футе справа от опоры башни.

Пластина заземления для PolyPhasers (TM). Обратите внимание на медный кабель № 2 справа сзади. Этот кабель крепится к одной из опор башни. вместе с пяти-, восьмифутовыми заземляющими стержнями. Я бы предпочел расположить переборку снаружи, прямо перед входом кабелей в подвал, но это был не вариант.

В конце концов я вставлю сюда рисунок, чтобы показать схему заземления для обеих систем.


говорит, что ты звонишь


Назад на домашнюю страницу Роджера Холстеда

Если у вас есть комментарии или предложения по Содержимому или правописанию, (Подтверждение
читатели приветствуются) напишите мне по адресу [email protected]

Какой заземляющий стержень или заземляющий стержень следует использовать для моего участка?

от E&S Grounding Solutions | 13 мая 2020 г.

Стержни заземления (электроды) обычно изготавливаются из стали с тонким покрытием из меди или цинка (оцинкованным) для защиты стали от чрезмерной коррозии. Омедненные заземляющие стержни покрыты медью толщиной от 1,5 до 10 мил (от 0,0015 до 0,010 дюйма). Оцинкованные заземляющие стержни обычно покрываются цинком толщиной около 3,9 мил или 0,0039 дюйма.

Когда устанавливаются стандартные заземляющие стержни из углеродистой стали с медным покрытием, их обычно забивают в землю с помощью молотка или какого-либо другого механического ударного устройства. Прочность на растяжение стандартных заземляющих стержней варьируется от 58 000 фунтов на квадратный дюйм до 90,000+ фунтов на квадратный дюйм, что важно для предотвращения «грибовидности» головки стержня при забивании его в землю. Некоторые люди называют это «управляемостью» заземляющего стержня. Заземляющие стержни из нержавеющей стали могут иметь прочность на растяжение до 85 000 фунтов на квадратный дюйм и обычно могут быть забиты в землю так же, как стандартный заземляющий стержень. Твердые медные стержни часто конструктивно слишком слабы, чтобы их можно было забить в землю с помощью ударной системы, поэтому требуется предварительное бурение. Ударное действие соскабливает очень тонкое медное покрытие, подвергая сталь воздействию агрессивной почвы. Таким образом, можно ожидать, что типичный заземляющий стержень с тонким покрытием, плакированный медью и оцинкованный, прослужит от 10 до 13 лет, в зависимости от условий почвы. Утверждается, что стальной заземляющий стержень с медным покрытием и медным покрытием толщиной 10 мил (0,010 дюйма) прослужит до 30 лет. Стержни из нержавеющей стали и твердой меди не требуют таких покрытий и, как таковые, имеют более длительный срок службы, легко превышающий 50+ лет.

Примечание:   Оцинкованные заземляющие стержни, как правило, имеют меньший срок службы в условиях почвы, где присутствует соль (медное покрытие служит дольше, когда соль находится в почве).

Диаметры заземляющих стержней

Диаметр заземляющего стержня не только улучшает «управляемость» заземляющего стержня, но также является основным фактором в определении токопропускной способности заземляющего стержня, или «силовой нагрузки». ” электрода. Если мы посмотрим на IEEE Std.-142-2007 Chapter 4.1.6, мы увидим, что токовая нагрузка заземляющего стержня может быть рассчитана по следующей формуле:

Затем это можно приравнять, чтобы показать ток различных электродов в данной почве, как показано в таблице ниже:


Токи электродов в различных грунтах.

Хорошее практическое правило гласит, что один заземляющий стержень может выдерживать ток силой от 100 до 200 ампер.

Расстояние между заземляющими стержнями:
Заземляющие стержни не должны устанавливаться слишком близко друг к другу. Природа сопротивления заземления «теории сферы влияния» (IEEE Std.-142-2007, глава 4.1.2) говорит нам, что данный электрод будет использовать объем почвы вокруг электрода, который примерно равен длине стержня.


Характер сопротивления заземления

Это означает, что заземляющие стержни должны располагаться вне сферы влияния друг друга, чтобы максимизировать преимущества электродов.

Как забить заземление в землю: схемы устройства, конструкция контура, правила монтажа