С целью безопасности владельцы предпочитают делать заземление в частном доме еще на стадии проектирования здания. Такой метод защиты позволит избежать негативных последствий в результате резкого скачка напряжения в электрической сети на 220 вольт. В статье пойдет речь о том, как сделать заземление в частном доме, о его видах, последовательности монтажа и рекомендации к работе.

Для того чтобы сделать заземление в частном доме своими руками, нужно определиться с тем, какой вид защитного контура необходимо установить в конкретном случае. Контур заземления имеет два типа: рабочий и защитный.

Рабочий тип заземления позволяет обеспечить надежную и правильную работу мощного промышленного оборудования. В домашних условиях его применять не целесообразно, так как обычно в жилых помещениях нет такой техники. Чаще заземлители рабочего вида делаются для электрической сети с напряжением в 380 вольт.

При резких всплесках напряжения предотвращается поломка большинства электрических приборов и техники. Обычно такие скачки появляются при значительных повреждениях изоляции в трансформаторной обмотке. Также при ударе в дом молнии, весь заряд, который попадет на молниеприемник уйдет в землю, а вся домашняя электротехника продолжит работать стабильно.

Защитный тип заземления основывается на том, что электрическое оборудование, которые находится под воздействием переменного тока, целенаправленно подключается к «земле». Данный метод признан наиболее эффективным и самым распространенным. Если в доме проложен трехжильный кабель, тогда проблем с монтажом заземления не возникнет.

Схема сооружения заземления

Последний, защитный контур заземления, имеет множество различных схем по установке. Зачастую его применяют к электрической сети с напряжением 220в. Если установку и монтаж сделать правильно, но будет обеспечена эффективная защита дома от избыточного напряжения на длительный срок. Для этого достаточно сделать подключение «земли» в розетке, и надежную конструкцию с низким сопротивлением, которая размещается под землей.

Существует отдельный перечень бытовой техники и приборов, которые настоятельно рекомендуется заземлить любым из этих способов: бойлер, системный блок компьютера, микроволновая печь, стиральную машинку и электрическую духовку.

Контур заземления и молниеотвод

Заземляющий контур – это провод трехжильного кабеля, который соединяет электроприборы с землей. При таком подключении большинство негативных процессов в технике (отрытые фазы или короткие замыкания), которые создают блуждающий ток, будут направлены к заземляющей конструкции, а затем в землю. Схема заземляющего контура достаточно простая, и ее можно сделать своими руками, если придерживаться определенных правил.

Схема защитного контура заземления предусматривает подведение к каждой розетке провода «земли», который будет тянуться до заземляющей конструкции. При подключении бытовых приборов или электротехники к сети они будут также соединятся к заземляющей клеммой. Все провода должны подходить к распределительному щитку, а от него будет отведен отдельный кабель. С одной стороны к нему будут подсоединены заземляющие провода из жилого дома или помещения, а с другой – заземляющая конструкция, которая будет уходить на определенную глубину в землю.

Также к контуру заземления может быть присоединен молниеотвод. Молниеотвод позволит принять мощный заряд молнии и перевести его через токоотвод в землю. Если в доме уже сделаны заземляющие элементы, тогда дополнительная установка защитного устройства от молний будет проще. Эффективное устройства для приема заряда молнии обязательно должно состоять из такого комплекта: молниеприемник, токоотвод и заземляющая конструкция.

Если раньше в доме не было установлено защитного контура, тогда все эти элементы нужно устанавливать. Но когда уже готов токоотвод и элемент, соединяющий с землей всею домашнюю сеть, достаточно установить только молниеотвод. Данное устройство размещается значительно выше самой высокой точки дома, чтобы принять удар. Такую защитную систему можно сделать своими руками. Неважно как внешне будет выглядеть молниеотвод, но обязательно его сердцевина должна быть полой. Это необходимо для того, чтобы в нее был помещен проводник для подключения к заземляющему контуру.

Также молниеотвод может быть сделан на участке в виде отдельной вышки. Ее шпиль будет возвышаться на 2-3 метра над максимальной точкой жилого дома, обеспечивая надежную защиту от удара молнии. При этом заземляющий защитный контур может быть как совместным, так и раздельным (более затратный способ).

Видео “Монтаж заземления”

Этапы монтажа заземления

При желании сделать заземление дома самому, в первую очередь нужно обзавестись некоторыми знаниями из области электротехники. Также специалисты настоятельно рекомендуют использовать готовые схемы по монтажу заземления. Желательно перед началом работы ознакомиться с правилами устройства электроустановок (ПУЭ).
Затем для работы необходимо иметь заземляющую конструкцию, которая будет размещена под землей. Можно приобрести уже готовый надежный и сертифицированный комплект. Например, есть комплект EZ 15, EZ 38 или EZ 48 (маркировка определяет, какой комплект нужен для соответствующего типа грунта). При желании можно сделать похожую конструкцию самому, используя похожую схему.

Затем нужно определить, по какой системе будет устроен контур заземления в жилом доме. Самая распространенная система – ТТ. Маркировка системы ТТ означает, что нейтраль глухозаземлена, а ее открытые проводники заземлены в независимости от отношения к «земле» нейтрали источники питания или других точек питающей сети. Для системы ТТ характерно наличие заземления на сходе в помещение дома.

Сделать заземление по системе ТТ можно своими руками, если правильно следовать ее схеме. Система ТТ распространена в поселках, по ней подключают небольшие дома и строения, бытовки и сараи. Обычно система ТТ используется при питании электроустановки до 1000 вольт, и если нет возможности соблюдать условия системы TN. Для ТТ обязательно нужно подключать устройство защитного отключения. Один из самых главных недостатков системы ТТ является одновременный отказ УЗО и пробой фазы на корпус заземленного электрического прибора.

Далее для работы понадобится подходящий инструмент. Необходим комплект гаечных ключей, портативный сварочный аппарат, шлифовочная машинка, тяжелая кувалда, штыковая лопата, комплект отверток. Используя инструмент нужно сделать заземляющую конструкцию. Можно остановиться на варианте с формой треугольника.

На достаточном расстоянии от дома можно начертить равносторонний треугольник с расстоянием между вершинами 1,5 метра. На этом месте вырыть яму глубиной до 1 метра. В местах вершин забивается стальная арматура с круглым сечением длиною в 2-3 метра и толщиной не менее 35 мм. Затем верхние части арматуры нужно соединить металлической шиной шириной 4 см и толщиной 4 мм.

Для этого нужно нарезать комплект заготовок длиною 1,6-1,7 метра (с запасом). При правильной установке электродов длины шин хватит, чтобы соединить их между собой. При креплении используется сварка. Соединяющий провод, который будет подключен к проводам «земля» возле распределительного щитка, желательно выбрать с медным сечением. Затем траншея зарывается.

Затем можно приступить к подключению всех розеток в доме к «земле», которая находится в трехжильном силовом кабеле. Работать нужно с обесточенной проводкой. Когда вы убедились, что сделали подключение правильно, можно приступить к контрольной проверке.

Что запрещено согласно нормам

Очень важно, чтобы при монтаже заземления соблюдалась технология подключения и правила размещения электроустановок. При необходимости установки заземления своими руками в доме, который имеет электросеть с напряжение в 220 вольт, достаточно просто. Для этого нужно следовать существующим нормативам ПУЭ. Правила устройства электроустановок предусматривают, что при монтаже контура нельзя делать соединение или скручивание зачищенных контактов проводов снаружи. Если есть прямой доступ к таким контактам, то могут возникнуть негативные последствия. При высоких напряжениях в сети эта зона может представлять серьезную угрозу для жизни человека.

Запрещено использовать в заземляющей конструкции основных элементов, которые покрыты краской или другими покрытиями (кроме слоя окисленного металла), в том числе оксидную пленку. Нельзя делать заземление электрических бытовых приборов на газовые и отопительные трубы, а также и на водопровод. Запрещено делать при монтаже последовательное соединение. Нормами ПУЭ также предусмотрено, что в качестве заземляющих контуров не могут быть использованы железобетонные конструкции с металлическими деталями, которые находятся под напряжением. Также запрещено использовать трубы различного назначения с горючими и легко воспламеняющимися веществами.

Контрольная проверка

Чтобы убедиться, что контур заземления сделан правильно, нужно измерить значение сопротивления на расстоянии 12-15 метров. Обязательно нужно правильно распределить полярность между подключенными контактами к заземлителю («-») и комплектом измерительных электродов («+»). Между электродами расстояние 1,5 м. Если значение сопротивления меньше 4 Ом, то все сделано правильно. Если сопротивление выше, то нужно найти и исправить неполадку.

Видео “Делаем заземление в доме сами”

Данный видео-материал содержит наглядное пособие, которое позволит вам самостоятельно совершить такую операцию, как организация заземления. В комплект также входит руководство по сооружению контура.

5274 Views

Одним из условий подключения коттеджа к поселковой электросети является наличие у строения контура заземления. Его параметры электрики энергоснабжающей организации проверяют перед подсоединением вводного кабеля к домовому ВРУ. Энергетики заботятся о безопасности даже тех, кто считает подобную защиту излишней. При этом сделать заземление в частном доме можно самостоятельно. Надо лишь к монтажу всех его элементов внутри и снаружи здания подойти максимально внимательно.

Заземление в частном доме

Делать заземления требуется не только в частном доме, но и во всех постройках на участке. Оно во многом бессмысленно лишь в бане или веранде, где есть только освещение. В остальном – любой электрический инструмент или бытовой прибор (стиральная машинка, плита и т.п.) может стать источником поражения током. И провод «на землю» как раз предназначен для предотвращения этого.

Принцип работы заземления

Следует разделять защитное (PE) и функциональное рабочее (FE) заземление. По зданию проводами они идут раздельными контурами и нигде не соприкасаются между собой. Первое делается с целью повышения электробезопасности и является обязательным в частных домах. Второе предназначено для правильной работы электроустановок с трансформаторами или электродвигателями и в коттеджах обустраивается редко.

Варианты схем заземления

Домовая система заземления делится на две части

1. Внутренняя.
2. Наружная.

Первая представляет собой сеть дополнительных жил в электропроводке, которые посредством розеток подходят к каждому электрическому прибору в коттедже. Вторая делается в виде нескольких железных штырей забитых в землю на участке неподалеку от заземляемого здания.

Предназначенная для отвода опасного тока в грунт наружная составляющая заземления малоэтажного дома по форме может быть замкнутой либо линейной. В обеих конструкциях используется три-четыре штыря (электрода), которые заглубляются в почву. Но в первом случае они сверху соединяются по кругу, треугольником или прямоугольником, а во втором – одной линией.

Замкнутая

Замкнутый вариант контура заземления более надежен, но требует больше материала. Для его устройства на участке возле дома придется выделять много места под яму порядка 3х3 метра. Она будет хоть и неглубокой, но большой.

Замкнутая схема заземления

Линейная

Линейный аналог дешевле и проще. Однако к внутренней части системы заземления частного дома он подключается проводником только с одного края. Если в находящейся в земле линии произойдет разрыв, то часть внешнего контура просто выпадет из работы, а сопротивление оставшейся станет слишком высоким. В такой ситуации УЗО может и не сработать когда нужно.

Линейное заземление

Системы заземления применяемые для домов

Для коттеджей существует несколько вариантов организации системы заземления. И выбор подходящего зависит не столько от схемы электропроводки в построенном частном доме, сколько от того, чем располагают энергетики в поселке.

TN-C

Самой простой и дешевой является схема TN-C. Защитный проводник в ней объединен с рабочим нулевым. Вся электропроводка в частном доме в этом случае делается двухжильной (фаза и N). Жил меньше, а соответственно стоимость монтажа внутридомовой электросети минимальна.

Однако при обгорании нуля защита в TN-C просто исчезает – если в данный момент с металлическим корпусом электроприбора соприкасается человек, то он обязательно получит удар током. Этот способ заземления дома считается устаревшим и сейчас не рекомендуется к применению.

Подключение по cхеме TN-C

TN-S

Гораздо более надежный вариант тот, что сделан по схеме TN-S. Здесь сразу от подстанции идут два раздельных проводника N и PE. Такое заземление частного дома наиболее совершенно с технической точки зрения, но встречается редко, так как является слишком дорогостоящим (в первую очередь для энергетиков).

Схема подключения TN-S

TN-C-S

Чаще всего сейчас применяется вариант TN-C-S. При нем от подстанции прокидывается совмещенный PEN проводник, который при вводе в дом уже разделяется на N и PE. Это более надежно и безопасно. Но в частном секторе зачастую используется его аналог со схемой ТТ. В этом случае от подстанции также идет одна защитно-нулевая жила, но сам коттедж дополнительно защищается отдельным контуром со штыревой конструкцией возле строения.

Схема подключения TN-C-S

Особенности схем заземления 220 В и 380 В

Независимо от того, двухфазные 220 В или трехфазные 380 В подведены к участку, заземление в частном доме можно выполнить по любой схеме. Вольтаж влияет только на количество фазных жил. PEN или N все равно идут в том или ином виде от подстанции, от них при выборе и надо отталкиваться.

Как правильно рассчитать

Находящееся в земле устройство заземления должно иметь сопротивление не более 4 Ом. Чтобы сделать его расчет правильно, необходимо обладать специфическими познаниями и разбираться в соответствующих довольно сложных формулах.
При вычислении должных размеров заземляющих штырей надо учесть:

• общее количество погружаемых электродов и их форму;
• удельное сопротивление грунтов на участке (причем на разной глубине);
• влажность почвы;
• применяемый в конструкции металл;
• расстояние между электродами и многое другое.

Таблица сопротивляемости грунтов

На фото подобное устройство не выглядит сложным. Но расчеты его сложны, самостоятельно выполнять их не рекомендуется. Однако простое заземляющее устройство из стальных уголков 40х40 для организации заземления в частном доме можно рассчитать и по упрощенной формуле.

Для одиночного вертикального электрода формула следующая:
R1=0,84*P/L
Если электродов в землю погружается несколько, то они считаются дополнительно по:
R=R1/0,9*N
Здесь R – общее сопротивление устройства, R1 – сопротивление одного электрода, L – длина штыря (глубина погружения в грунт), а P – удельное сопротивление почвы.

Как сделать контур заземления

Если есть проект с полностью рассчитанной схемой заземления, то смонтировать подобную защитную систему самостоятельно не сложно. Фактически это обычная электропроводка в деревянном доме или коттедже из иных материалов. Здесь важно лишь соблюдать стандартные меры безопасности и правила электромонтажа.

Выбираем место

Контур заземления следует устанавливать:

• вдали от газопроводов, а также электрических и слаботочных сетей в земле;
• в месте, где люди и животные будут находиться только изредка (в идеале этот участок следует огородить);
• с северной стороны от коттеджа (там почва всегда более влажная, что повышает токопроводимость);
• на удалении в 1,5–2 метра от отмостки дома.

Материалы и компоненты

Чаще всего для создания заземляющий контур в грунте делают из стальных уголков 40х40. Из них делают заостренные штыри, ими же потом эти электроды соединяют сваркой.

Материалы для заземления

Порядок действий

Монтаж классической треугольной заземляющей конструкции производится в шесть этапов:

1. Вырывается траншея глубиной 50–70 см со сторонами в 2,5 метра (ближе друг к другу штыри погружать в почву не стоит, толку от них будет ноль).
2. Кувалдой по углам забиваются электроды.
3. Три погруженных в землю штыря соединяются уголками сверху сваркой.
4. К созданному треугольнику приваривается стальная полоса шириной 40 мм и с болтом на конце для крепления проводника.
5. Полоса отводится до коттеджа и фиксируется на его стене.
6. Траншея закапывается грунтом без камней.

Когда я купил участок в 10 соток с коробкой дома из керамзитобетонных блоков на нем, то первое, о чем я подумал, было электричество. Без подключения электричества практически невозможно делать отделку дома и очень трудно вести строительство – генератор съедает немало топлива, питая бетономешалку, электроинструменты и зарядные устройства.

Обратившись в местные электросети, я подал заявление на подключение электричества на моем . Чтобы это подключение можно было осуществить, от меня требовалось выполнение нескольких условий – кабель по ТУ от столба до дома, щиток, счетчик электроэнергии, пломбируемый автомат защиты линии и грамотно сделанное заземление.

Причем все это должно было быть готово до момента визита электрика из местных электросетей, без этого никто не подписал бы со мной договор и не выдал бы лицевой счет потребителя .

Четырехжильный кабель на 10 квадратов – 380 вольт 3 фазы – я купил с хорошей скидкой через знакомых в кабельной компании – всего мне потребовалось 32 метра кабеля, я взял с небольшим запасом 35 метров.

Счетчик, щиток и автомат мне поставил мой приятель – электрик, ничего не взял с меня за работу, только за комплектующие.

А вот заземление мне пришлось делать самому. Оказалось, что сделать заземление в частном доме – целый процесс. Ведь раньше, когда я жил в квартире в многоэтажном доме, я над этим даже не задумывался. Есть третий контакт в розетке – и хорошо. Куда ведет провод заземления, что там дальше с ним происходит, мне было неведомо.

Окунувшись с головой в темы на строительных форумах, я начал читать, как сделать заземление в частном доме с тем прицелом, чтобы , но тем не менее, по уму.

Как может быть устроено заземление в частном доме

Основная задача заземления в доме – отвести от человека опасный потенциал, который может возникнуть на корпусе прибора при неисправной изоляции (пробое) в землю. Это значит, что любые потенциально опасные для человека электрические приборы – телевизор, электродрель, стиральная машина, компьютер, миксер, микроволновая печь – должны быть заземлены.

Для этого в каждой розетке предусмотрен третий контакт, к которому через вилку подключается заземление корпуса электроприбора. И при нештатной ситуации, когда происходит пробой на корпус, человек будет защищен. Но только в том случае, если этот третий контакт в розетке соединен с заземлением, которое правильно организовано.

Чтобы заземление в частном доме работало, оно должно иметь хороший контакт с грунтом. Для этой цели в грунт закапывается заземляющий контур – металлическая конструкция с площадью токопроводящих поверхностей, согласно нормативам.

Какой сделать контур заземления? Ответ прост – достаточный. Что это значит на практике? Опишу собственную ситуацию. Три фазы, 380 вольт. Разводка по дому сделана в три хвоста по 220 вольт на каждый этаж и в подвал.

Все розетки в доме – с третьим заземляющим контактом. Все провода заземления сходятся в щиток на клеммную колодку, к которой идет основной заземляющий провод от контура.

Контур представляет собой три металлических уголка с полкой 50 мм и длиной по 2 метра каждый. Уголки закопаны на глубину в 70 см. То есть, нижняя часть уголком находится на глубине 270 см. Между собой уголки соединены в замкнутый контур – треугольник со сторонами по 2 метра. Соединение осуществлено металлической полосой 40х3 мм. Все соединений .

Так выглядит замкнутый контур заземления сверху — простая схема.

Если смотреть со стороны, то весь контур заземления похож на трехногую табуретку с двухметровыми ножками, закопанную в землю и без сиденья. От контура все той же полосой 40х3 мм сделана токопроводящая шина до дома, где на стене на уровне цоколя к ней приварен болт на 12.

Вот так выглядит замкнутый контур со стороны — «трехногая табуретка» в земле без сиденья.

Проводом вести шину до дома нельзя – провод быстро сгниет в земле, и соединение заземления в доме с контуром будет нарушено, а значит, не будет работать.

К этому болту шайбой и гайкой прикручен провод на 10 квадратов, который идет до щитка, на клеммную колодку, к которой сходятся провода от заземляющих контактов розеток со всего дома.

Заземление в частном доме – земляные работы

Самый большой вопрос в теме, как сделать заземление в частном доме, это где закопать контур заземления? Заземляющий контур должен располагаться в таком месте, где точно не будут передвигаться люди и домашние животные. Потому что в случае утечки тока и подачи напряжения на заземляющий контур на земле, в месте, где контур закопан, будет потенциал.

А значит, если человек пойдет через то место, где, закопан контур заземления, может возникнуть шаговое напряжение и человек будет поражен электрическим током. То же самое случится и с собакой, и с кошкой. Только для них, в силу меньшей массы тела и меньшего сопротивления, а также из-за того, что ток пойдет через лапы и поразит, например, сердце, последствия будут более печальными.

То есть, закапывать контур заземления надо там, где никто не будет ходить. Можно закопать контур заземления вдоль и огородить это место. Можно над заземляющим контуром воздвигнуть в виде глыб камней, по которым никто не будет ползать или сидеть на этом месте.

Я для соединения вертикальных штырей заземления копал сначала ямки по 70 см, а между ними – канавы на такую же глубину. Затем кувалдой вбивал уголки на глубину в 2 метра от дна ямки. Затем брал металлические полосы и приваривал их к верхушкам вертикальных штырей. А уже затем к крайнему от дома штырю варил конец металлической шины, которая идет к дому. Ее тоже закопал в канаву глубиной в 70 см.

Небольшое замечание: перед тем, как забивать уголки в грунт, срежьте их нижние концы болгаркой. Получится острие, которое в разы легче заходит в грунт, чем тупой конец уголка.

После всего этого я засыпал всю конструкцию тем же грунтом, что выкопал. . Это лучший грунт для функционирования заземляющего контура, электропроводность глины высока.

Если у вас на участке, например, песок, то можно проливать места закапывания штырей соленым раствором. Это увеличит токопроводимость грунта. Но, при этом, ускорит время коррозии заземляющего контура.

И последнее замечание. Контур заземления может быть замкнутым, а может располагаться в одну линию. Если контур в линию, то при коррозии и отгнивании соединяющей штыри полосы, контур будет выходить из работы.

В случае с замкнутым контуром, ток будет идти по второй полосе, с другой стороны контура. Такая конструкция в два раза продляет срок службы заземляющего контура. Поэтому я себе сделал замкнутый контур заземления.

Подавляющее большинство домашних электроприборов питается от общей домовой сети 220 Вольт, а значит, потенциально опасна для здоровья человека. Чтобы исключить или максимально снизить вероятность получения электротравм, применяется заземление в частном доме – схема, отводящая в землю ток, который может возникнуть на корпусах электроприборов вследствие неисправности электропроводки.

Среди различных возможностей сделать жилье безопасным, особое место занимает заземление в частном доме: схема электросети любого современного дома не будет утверждена, если в ней не будет предусмотрено подключения к заземляющему контуру.

Схема устройства заземления частного дома

Существует несколько вариантов и схем заземления частного дома, плюс четкие требования ПУЭ (правила устройства электроустановок) – все это надо знать и понимать, чтобы электричество в доме было безопасным.

Зачем нужно заземление в частном доме: принцип действия

Заземление в частном доме считается важной частью системы электроснабжения. Его монтируют с такими целями:

Защита обитателей дома от поражения электротоком (при касании прибора с нарушенной изоляцией электропроводки);

Корректная работа современных электрических устройств;

Безопасная эксплуатация газового оборудования;

Эффективная работа молниезащиты.

Принцип действия системы основан на элементарных законах физики, которые говорят, что электрический ток всегда движется в сторону наименьшего сопротивления.

При повреждении изоляции прибора ток выходит (замыкается) на корпус. Такая ситуация чревата сбоями в функционировании и поломкой, не говоря об опасности для человека получить чувствительный разряд, случайно дотронувшись рукой до поверхности.

Видео описание

Ёмко и наглядно схема заземления частного дома, зачем она нужна и какой должна быть – показаны в следующем видео:

При наличии заземления ток распределяется с учетом величины сопротивления тела и заземляющего контура дома (в обратно пропорциональной зависимости).

Тщательно продуманное защитное заземление образует электрическую цепь с сопротивлением, значительно меньшим, чем сопротивление человеческого тела. Ток, проходящий через человека, не окажет опасного воздействия, а основной заряд уйдёт в грунт.

Прохождение электрического тока через тело человека в системе без заземления и с заземлением

Главным элементом заземления частного дома служит контур заземления – ПУЭ определяет его как металлические проводники и электроды-заземлители (стержни или трубы), заглубленные в грунт.

Внутренняя электропроводка по современным стандартам выполняется трехжильным проводом (фаза + ноль + заземление). Провода защитного заземления соединяют контур с электроустройствами.

Чтобы обеспечить безопасность при грозах, используют предназначенные для этого устройства - разрядники, рассчитанные на большие величины токов и напряжений.

В настоящее время существуют три системы заземления электросети, TN, TT и IT. Преимущественно в быту используется одна из разновидностей первой из них – TN-C, TN-S, TN-C-S.

Видео описание

Про разницу между системами TN и TT – на видео:

Расшифровка аббревиатур

Первая буква говорит о способе заземления источника питания, вторая характеризует заземление потребителя.

T – источник (потребитель) заземлен;

I – токоведущие части источника изолированы от земли;

N – потребитель присоединен к точке заземления источника (занулен).

С – проводники N (нулевой рабочий) и РЕ (нулевой защитный) объединены в один общий проводник PEN;

S – функции проводников N и РЕ разделены.

Подвиды системы TN (TN-C, TN-S, TN-C-S) различаются по способу подключения проводников N и PE.

Системы заземления в сетях переменного тока

Система TN-C

В этом случае один проводник (N и PE объединены на всем протяжении электросети) исполняет как рабочие, так и защитные функции.

Такой способ организации системы повсеместно встречается в старом жилом фонде, он прост в исполнении и экономичен. Но отсутствие отдельного защитного заземления часто приводит к короткому замыканию при аварийной ситуации (скачках напряжения). По современным нормам, отраженным в требованиях ПУЭ, система заземления TN-C запрещена для новых построек. При этом нет обязательного требования модернизировать старые (если не делается капитальный ремонт).

Система TN-S

Здесь проводники N и PE разделены, напряжения на корпусах электроприборов не появляется. Система безопасна и хорошо защищает человека, домашнее электрооборудование и здание. Основной недостаток – высокая себестоимость обустройства.

Система TN-C-S

Комбинированная система. На выходе от источника питания проводники N и PE объединены в одном проводнике. На входе в здание добавляется защитный проводник PE.

При решении вопроса, какое заземление лучше для частного дома, следует обратиться к своду ПУЭ. Он рекомендует подсистему TN-C-S как основную для большинства потребителей; она проста в организации и надежнее других защищает от пожара вследствие короткого замыкания.

На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают . Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».

Отличия системы TN-C-S

Элементы контура, варианты заземления и необходимые материалы

Системы защитного заземления (заземляющие устройства) принято делить на следующие элементы:

заземлитель (контур заземления); встречается естественный и искусственный вариант;

заземляющие проводники.

Согласно ПУЭ предпочтительным будет использование естественного заземлителя (металлический забор или трубопровод), если его сопротивление соответствует установленным нормам. В противном случае разрешено использовать искусственный заземлитель. Для его сооружения необходимы:

Металл для заземлителя (труба, гладкая арматура, стальной уголок, прут, лента).

Провод из стали, меди или алюминия достаточного сечения.

Крепежный материал (металлические уголки, хомуты, муфты).

Крепления и изоляция из пластика.

Из чего состоит модульно-штыревое заземление

Контур заземления загородного дома можно организовать на основе модульно-штыревого способа. Система крайне устойчива к коррозии, при монтаже не используется сварка. Штыревое заземление собирается из стальных стержней длиной до 1,5 м с резьбовым соединением. Омеднённые (или с верхним слоем из нержавеющей стали) штыри забиваются в грунт вибромолотом (перфоратором) со специальной насадкой. Электроды (штыри) монтируются на большую глубину, поэтому параметры контура не зависят от сезонных изменений. Комплект обычно приобретается в готовом виде у организации, которая занимается установкой. Высокая стоимость такого контура оправдана его долговечностью: срок эксплуатации омеднённых стержней достигает 30 лет, из нержавеющей стали – 50 лет.

Комплект модульного заземления

Контур из черного металла

Такая конструкция имеет ограниченный срок службы (5-10 лет, из-за коррозии); с течением времени сопротивление контура значительно ухудшается. Допускается использование черного металлопроката с антикоррозионным покрытием, но надо обращать внимание, чтобы такое покрытие не было диэлектриком.

Требования к сопротивлению заземляющего устройства.

Заземление для частного дома имеет смысл, если сопротивление контура минимально. В таком случае (когда сопротивление человека намного превышает сопротивление контура) через тело пройдет неощутимый заряд, а оставшийся потенциал уйдет в землю.

Сопротивление определяется типом, количеством и глубиной заложения заземляющих элементов, а также свойствами грунта. Оптимальными считается суглинистые и глинистые почвы с влажностью 20-40%.

Чтобы убедиться, что заземляющее устройство выполняет свои функции, проводится измерение сопротивления.

Видео описание

Как проводятся измерения – на видео:

Что делать при замене старой проводки с заземлением TN-C

В большинстве домов старого жилого фонда устанавливалась двухпроводная система электроснабжения. Даже если устанавливалось заземление, то оно выполнялось по схеме TN-C, которая использует один-единственный «нулевой» проводник для исполнения двух задач – рабочей (для функционирования электроприборов и устройств) и защитной (для сохранения оборудования электрических сетей).

По сути, такая система надежно оберегает электрическую цепь в целом, но оставляет практически без защиты запитываемые бытовые электроприборы и их владельцев. Кроме того, в сырую погоду такое подключение может приводить к проскакиванию напряжений даже при защитном отключении – по подобным причинам известны случаи летальных исходов.

Схема разделения проводника PEN

При возведении новых домов эта система не допускается; там, где она сохранилась, рекомендуется по возможности переходить систему TN-C-S (на входе в здание провод PEN повторно заземляется с последующим разделением на PE и N). При аварийной ситуации проводник N отсоединяется от сети, уберегая бытовые электроприборы и их хозяев от проблем.

Переход на систему TN-C-S в домах с изношенной электропроводкой оправдан соображениями безопасности.

Зачем при наличии заземления нужно УЗО

УЗО (устройство защитного отключения) представляет собой быстродействующий выключатель, работающий в паре с контуром заземления и реагирующий на утечку тока разрывом цепи.

Схема без заземления и УЗО

Когда изоляция проводника нарушается, фаза появляется на металлическом корпусе электрического прибора. Если току некуда уйти дальше, то при контакте человека с корпусом электроприбора, разряд пойдет через тело. Последствия будут зависеть от множества факторов и результаты могут быть разные – от испуга до перебоев в работе сердца.

Без наличия заземления фаза на поверхности прибора с поврежденной проводкой будет оставаться, пока не выключится вводной автомат .

УЗО в схеме без защитного проводника (TN-C)

В такой системе при нарушении изоляции проводника УЗО сразу не сработает, так как не возникнет ток утечки. Но как только человек прикоснется к поврежденному прибору, то часть тока уйдет в тело и УЗО сработает.

Даже без наличия заземления ток будет течь через тело человека только в течение времени, необходимого для срабатывания УЗО – обычно это десятые доли секунды. Как итог – возможны болезненные ощущения, но фатального исхода скорее всего удастся избежать.

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

Если электроприбор контактирует с контуром заземления и подключен через УЗО, то в случае замыкания фазного проводника на металлический корпус электроприбора, сразу же появляется утечка тока (который уходит в землю). УЗО срабатывает и разрывает цепь.

Газовый котел и УЗО

В первую очередь надо понимать, что заземление газового котла в частном доме должно выполняться в обязательном порядке - исключений не существует.

Заземление газового котла и установка УЗО выполняются одновременно. Это необходимое условие при подключении газа к жилому дому, так как на корпусе газового котла во время работы образуется поверхностное напряжение.

Заземление газового котла в частном доме позволит избежать поломки дорогостоящего электронного оборудования и предотвратить возгорание, причиненное статическим электричеством. Эта мера, учитывая высокую взрывоопасность газа, служит дополнительной защитой от пожара.

Все детали газового котла заземлены в обязательном порядке

Какие проводятся работы при монтаже заземления

Весь процесс создания заземляющего контура делится на следующие этапы:

После определения безопасной глубины конструкции (там, где грунт всегда влажный) выкапывается траншея.

Металлические стержни (заземляющие электроды) заглубляются в грунт.

Собирается контур заземления: стержни, расположенные в ряд или в форме фигуры (обычно треугольник), соединяют лентой или трубами, свариваются последовательно.

Контур дополнительно приваривается к токоотводу стальной лентой.

Готовый заземлитель подключается к электрощиту, траншея засыпается.

При монтаже, грамотные специалисты учитывают некоторые важные нюансы:

Контур должен располагаться ниже линии промерзания грунта. В противном случае, когда вода в земле превратится в лед, то грунт перестанет проводить ток и заземление не будет работать.

Заземляющие электроды нельзя окрашивать, так как слой краски это диэлектрик и контакта контура с землей не будет.

Заземление в частном доме, схема контура

Заключение

Все, что стало привычным в повседневной жизни – холодильник, СВЧ-печь, гидромассажная кабина – не должно нести опасность. Грамотно спроектированное заземление в загородном доме, когда контур системы и корпуса приборов являются одним целым, должно обеспечивать безопасное электроснабжение, без риска для людей и их окружения.

Еще совсем недавно защитное заземление оборудовалось только на промышленных предприятиях и других объектах, где используют мощные электроустановки. Чтобы защитить своих работников от случайного пробоя на корпус, в обязательном порядке каждая установка и прибор заземлялись. Но время не стоит на месте. Сегодня наши дома напичканы мощной бытовой техникой: холодильники, морозильные камеры, микроволновые печи, индукционные плиты, системы «теплый пол» и многое другое. А ведь все это является источником повышенной опасности. В случае нарушения их изоляции «тесное общение» с мощными приборами может стать фатальным. Именно поэтому, чтобы обезопасить всех обитателей жилища, в загородных домах обязательно необходимо оборудовать электрическое заземление. Его обустройство можно доверить профессионалам, а можно выполнить самостоятельно.

Для чего необходимо защитное заземление

В профессиональной литературе указано, что защитное заземление - это соединение нетоковедущих частей электроустановок с землей (грунтом), которое выполняют преднамеренно. При этом в нормальном состоянии данные части электроприборов и установок не находятся под напряжением. Но если вдруг произойдет частичное разрушение изоляционного слоя, металлический корпус прибора может оказаться под напряжением.

Если объяснять более доступным языком, то придется вспомнить школьный курс физики. Как нам известно из оного, ток имеет свойство течь в ту сторону, где наименьшее сопротивление. Когда на токоведущих частях электроприборов нарушается изоляция, ток начинает искать место, где сопротивление самое низкое. Так он доходит до корпуса прибора, в результате чего корпус оказывается под напряжением. Эту ситуацию называют «пробоем на корпус». Помимо того, что ток на корпусе может нанести вред самому прибору или нарушить его функциональность, если в такой момент человек или животное дотронутся до корпуса прибора, они получат удар током. Это может повлечь печальные последствия.

Защитное заземление выполняется для того, чтобы отвести ток в землю (грунт). При этом крайне важно сделать контур заземления с таким низким сопротивлением, чтобы ток, который распределяется в обратно пропорциональной зависимости между человеком и заземляющим устройством, прошел через человека в предельно допустимых нормах, а большая часть была перенаправлена в землю.

Что собой представляет контур заземления

Самый распространенный вариант контура заземления - заглубленные в грунт электроды, соединенные между собой в какой-либо контур, который может представлять собой любую геометрическую фигуру - треугольник, квадрат или другую, но также соединение может производиться в один ряд. Вариант обустройства зависит от того, насколько он удобен для монтажа, и от размеров территории, которую можно использовать под контур. Иногда контур заземления выполняют по периметру здания. Полученная конструкция присоединяется к щитку, для чего используется кабель заземления.

Расстояние от заземляющего контура до дома не должно быть слишком большим, оптимальным считается 4 - 6 м. Нельзя располагать контур ближе 1 м к дому, нежелательно дальше 10 м.

Важно! Контур заземления в обязательном порядке обустраивается ниже уровня промерзания грунта, т.е. на глубине не менее 0,8 м.

Глубина, на которую необходимо заглублять электроды, зависит от структуры грунта и насыщенности его водой и может составлять от 1,5 м до 3 м и более. Если грунтовые воды находятся близко к поверхности почвы, грунт насыщен водой, то глубина будет небольшой. В противном случае придется забивать стержни глубоко в грунт либо обустраивать другой вариант системы заземления.

Контур заземления из черного металлопроката

В качестве заземляющих электродов можно использовать любые стержни из черного металла. Это может быть стальной уголок (чаще всего используется), труба, двутавр, арматура с гладкой структурой. Принцип выбора прост - удобство забивания в грунт. Т.е. можно выбрать любую форму, главное, чтобы сечение металла было не менее 1,5 см2.

Количество стержней - электродов можно определить опытным путем или произвести расчеты, но самым распространенным является треугольный контур заземления с электродами в вершинах треугольника. Между собой стержни соединены металлическими полосами, такая же полоса ведет и к распределительному щитку.

Расстояние между стержнями может быть от 1,2 м до 3 м и более. Это зависит от сопротивления грунта.

Важно! Перед тем как делать заземление в своем доме, посоветуйтесь с обычными электриками в вашем районе. Спросите у них, какие чаще всего конструкции, и с какими характеристиками обустраивают в вашем регионе. На какую глубину ставить электроды, как далеко выносить от дома, какое расстояние между стержнями делать. Это значительно облегчит вашу задачу.

Помимо того, что можно оборудовать контур заземления из подручного материала, на рынке появились готовые модульные системы заземления.

В комплект входят стержни из высококачественной стали, сверху они покрыты медью. Диаметр стержней около 14 мм, длина до 1,5 м. С обеих сторон на стержне есть нарезка омедненной резьбы. Элементы соединяются между собой с помощью латунных муфт. Для заглубления стержней в грунт есть наконечники, которые навинчиваются на резьбовое соединение. Таких наконечников несколько видов для разных грунтов. Еще в комплекте есть зажимы для соединения вертикальных (стержней) и горизонтальных (полос) элементов. Для защиты конструкции от коррозии используется специальная паста, которой обрабатываются все элементы системы.

У готовых модульных систем заземления есть несколько существенных преимуществ:

• Путем соединения вертикальных элементов можно осуществить заглубление на 50 м;
• Стержни не сильно поддаются коррозии благодаря медному напылению и нержавеющей стали;
• Не требуются сварочные работы;
• Обустройство может сэкономить площадь, т.к. всю систему можно оборудовать на 1 м2;
• Для монтажа не требуется специальное оборудование;
• Долговечные.

Выбор системы заземления, самодельная или готовая модульная, зависит только от финансового бюджета и личных предпочтений. Но в любом случае перед обустройством необходимо произвести расчеты заземления.

Как произвести расчет заземления

Для тех, кто не любит лишних сложностей, существует вариант выполнения заземления опытным путем. Можно обустроить треугольный контур на оптимальном расстоянии от дома, использовать металлические стержни длиной 3 м, расстояние между стержнями сделать от 1,5 до 2 м, соединить их между собой и произвести замер сопротивления контура. Требования к заземлению таковы: сопротивление заземляющего контура должно быть в диапазоне от 4 до 10 Ом. А общее правило - чем меньше значение сопротивления, тем лучше. Если результат замеров нашего контура не удовлетворяет требованиям, то добавляем еще электроды и соединяем с уже установленными. Снова производим замеры. И так повторяем до тех пор, пока наш контур не будет иметь сопротивление 4 Ом.

Более правильным решением будет все же произвести все необходимые расчеты до начала монтажа контура. Самое главное - определить количество требуемых электродов и длину горизонтального заземлителя (полосы). Все это напрямую зависит от свойств грунта, а точнее его сопротивления.

Первым делом определяем сопротивление одного стержня.

Значение удельного сопротивления грунта для расчетов можно брать из таблицы.

Если же грунт неоднородный, тогда его сопротивление рассчитывается по формуле:

Значение сезонного климатического коэффициента можно брать из таблицы:

Если не брать в расчет сопротивление горизонтального заземлителя (полосы), то количество электродов можно найти по формуле:

Находим сопротивление растекания горизонт. заземлителя:

Длину заземлителя находим по таким формулам:

Окончательное количество электродов:

Коэффициент спроса можно узнать из таблицы:

Показатель коэффициента использования обозначает влияние токов друг на друга, которое зависит от расположения вертикальных заземлителей. При параллельном соединении электродов токи, проходящие по ним, влияют друг на друга. Чем меньше делается расстояние между вертикальными электродами, тем больше сопротивление всего контура. Именно поэтому иногда советуют разносить стержни друг от друга на расстояние, равное их длине, например, 3м.

Полученное в ходе расчетов значение количества электродов округляется до целого числа в большую сторону. Расчеты готовы, можно приступать к монтажу.

Как сделать заземление в частном доме своими руками

Монтаж заземления рекомендуется начинать в теплое время года. Во-первых, так легче производить земляные работы. Во-вторых, более точным и максимальным будет значение сопротивления грунта. Для качественного заземления это очень важно. А то можно сделать заземление, когда грунт временно насыщен водой, и его сопротивление будет 4 Ом, а потом наступит засуха и его сопротивление увеличится до 20 Ом. Лучше сразу учесть максимальное значение.

Мы будем рассматривать обустройство контура заземления из металлопроката в виде треугольника:

• Первым делом выбираем удобное место. Копаем траншею в виде треугольника. Оптимальная глубина от 0,7 до 1 м, ширина 0,5 - 0,7 м. Длина каждой линии такая, как мы определили в ходе расчетов (длина горизонтального заземлителя).
• От одного из углов (любого) копаем траншею, ведущую к силовому щитку возле дома.
• Вертикальные заземлители - электроды вбиваем в вершины треугольника. Можно использовать стальной уголок 50*50 или любой другой стержневой металлопрокат. Для удобства забивания в грунт конец стержня заостряем болгаркой. Если грунт слишком твердый, чтобы забивать в него электроды, тогда бурим скважины.
• Стержни заглубляем так, чтобы их верхушка торчала из земли. Если нам пришлось бурить скважины, то вставляя в них электроды, засыпаем их грунтом вперемешку с солью.
• Стальную полосу (минимум 40*5 мм) привариваем к стержням таким образом, чтобы образовался треугольник. Одну полосу ведем по траншее к силовому шкафу.
• В частный дом заземление заводим через щиток. Для этого полосу присоединяем к проводу заземления или непосредственно силовому щитку болтом 10 мм. Болт в обязательном порядке привариваем к полосе.

• Следующий этап - проверка заземления. Для этого потребуется прибор «Омметр», стоит он немало. Ради того, чтобы раз - два за всю жизнь проверить сопротивление, покупать его накладно. Поэтому приглашаем для проверки сопротивления контура специалистов из энергоуправления. Помимо того, что они произведут замеры, также заполнят паспорт контура заземления. Если показатели сопротивления соответствуют норме, тогда можно закапывать контур. Если же нет - тогда вбиваем дополнительные электроды.
• Засыпаем траншею. Используем для этого однородный грунт без примесей щебня или строительного мусора.

Важно! В засушливую погоду контур заземления рекомендуют поливать водой со шланга, так его сопротивление уменьшается.

Для более качественного срабатывания автомата отключения выполняют еще и заземление нейтрали. На входе в здание нейтраль соединяют с повторным заземлением. Дело в том, что в частные дома электричество приходит по воздуху. Для опор ЛЭП 6 - 10 кВт выполняется повторное заземление нейтрали, а вот для ЛЭП 0,4 кВт - практически никогда энергокомпании этого не делают. Чтобы нагрузка распределилась правильно, необходимо повторно заземлить опору возле дома (желательно, чтобы все соседские тоже были заземлены). И это заземление не объединять с контуром.

Если Вы не уверены, что все сделаете правильно, можете обратиться в специализированные организации, которые выполнят и все необходимые расчеты, и монтаж со знанием дела. Если же Вы ярый хозяйственник, который привык все делать собственноручно, что ж, дерзайте. Только помните - Ваше творение призвано защищать всю семью.