Для чего нужно заземление

Как работает заземление

Для чего необходимо заземление и принцип его действия, необходимо знать, даже домашнему мастеру. Заземление выполняет функцию защиты от возможного поражения током, в случае пробоя изоляции, после которого напряжение поступает на корпус металлических бытовых устройств. Если заземление сконструировано правильно, то ток направится в грунт и при касании не ударит пользователя.

Если в систему подачи электроэнергии встроено специальное устройство, которое отключает работу сети, то при подобной утечке напряжения оно выключит подачу тока.

Недостаточно знаний, как правильно сделать заземление на даче и в частном доме, еще нужно при конструировании соблюдать все параметры. В иной ситуации контур будет иметь большее сопротивление и не сможет выполнять функцию защиты.

Контуром заземления является конструкция из металлических штырей и шин, которая располагается в земле и в случае пробоя изоляции отводит напряжение в грунт. Не любой тип грунта, принимает ток. Поэтому обустройство заземления, желательно проводить на определенных типах почвы.

Идеально подходят для заземления:

• чернозем;
• суглинистая и глинистая почва;

Отметим, что заземление должно быть обустроено ниже отметки промерзания грунта. В обратном случае, зимой, устройство будет выполнять свои функции, только частично. При конструировании следует учесть, что контур заземления, должен располагаться на расстоянии 1-10 метров от жилой постройки, для отвода на определенное расстояние, необходимо прокопать траншею и проложить контур.

Контур бывает:

• треугольным;
• прямоугольным;
• овальным;
• линейным и дуговым.

Для конструирования заземления, лучше выбирать треугольную разновидность контура, но есть и другие варианты.

Треугольник

Зная, как сделать заземление в частном доме и на даче, домашние специалисты, отдают предпочтения треугольным вариантам. Заключается выбор именно этого варианта, в том, что при маленьких размерах изделия ток рассеивается по разным сторонам, также отметим, что затраты на конструирование минимальные и контур соответствует всем нормам.

Во время конструирования равнобедренного треугольного контура, минимальная длина сторон равняется длине отрезков, а максимальная может достигаться соединением нескольких отрезком металла.

Не всегда получается выкопать яму, чтобы получился равносторонний треугольник, так как могут попасться камни или тяжело обрабатываться почва. В таких ситуациях стороны, необходимо сместить, принцип действия и эффективность не изменится.

Линейный

Некоторым гораздо легче организовать линейный контур заземления. Конструирование подобной схемы заключается в линейном соединение штырей, с помощью электродов. Промежуток между штырями в этом случае также приравнивается к длине электродов. При организации подобной схемы понадобится больше штырей, так как необходимо добиться большего рассеивания напряжения. Но так как горизонтальные электроды, нужно долго забивать и их много, при возможности отдают предпочтение треугольным контурам.

Устройство

Изготавливается из гибкого, медного кабеля, без оплетки, с устройствами для крепления типа струбцины с изолирующими ручками для перемыкания фаз и подключения к заземляющей шине. Бывают как для трехфазных устройств, конструктивно объединение четырех заземлителей в одно устройство, так и раздельно к шине земли и фазе.

Выглядит переносное заземление так, как на фото:

Конструкция зажимов позволяет их установку с помощью специальной изолирующей штанги. Объединение жил в трехфазном заземлителе производится опрессовкой или сваркой, допускается болтовое соединение, но жилы должны быть лужены тугоплавким припоем в месте обжима. Просто крепление пайкой не допускается, поскольку токи короткого замыкания могут разогреть место соединения и разрушить целостность устройства.

Наглядно увидеть, что собой представляет переносное заземление и как его правильно использовать, вы можете на видеоуроке ниже:

Зануление и заземление

7.3.132. На взрывоопасные зоны любого класса в помещениях и на наружные взрывоопасные установки распространяются приведенные в 1.7.38 требования о допустимости применения в электроустановках до 1 кВ глухозаземленной или изолированной нейтрали. При изолированной нейтрали должен быть обеспечен автоматический контроль изоляции сети с действием на сигнал и контроль исправности пробивного предохранителя.

7.3.133. Во взрывоопасных зонах классов B-I, B-Iа и B-II рекомендуется применять защитное отключение (см. гл. 1.7). Во взрывоопасных зонах любого класса должно быть выполнено уравнивание потенциалов согласно 1.7.47.

7.3.134. Во взрывоопасных зонах любого класса подлежат занулению (заземлению) также:

а) во изменение 1.7.33 — электроустановки при всех напряжениях переменного и постоянного тока;

б) электрооборудование, установленное на зануленных (заземленных) металлических конструкциях, которые в соответствии с 1.7.48, п. 1 в невзрывоопасных зонах разрешается не занулять (не заземлять). Это требование не относится к электрооборудованию, установленному внутри зануленных (заземленных) корпусов шкафов и пультов.

В качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников должны быть использованы проводники, специально предназначенные для этой цели.

7.3.135. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью зануление электрооборудования должно осуществляться:

а) в силовых сетях во взрывоопасных зонах любого класса отдельной жилой кабеля или провода;

б) в осветительных сетях во взрывоопасных зонах любого класса, кроме класса B-I, — на участке от светильника до ближайшей ответвительной коробки — отдельным проводником, присоединенным к нулевому рабочему проводнику в ответвительной коробке;

в) в осветительных сетях во взрывоопасной зоне класса B-I — отдельным проводником, проложенным от светильника до ближайшего группового щитка;

г) на участке сети от РУ и ТП, находящихся вне взрывоопасной зоны, до щита, сборки, распределительного пункта и т. п., также находящихся вне взрывоопасной зоны, от которых осуществляется питание электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах любого класса, допускается в качестве нулевого защитного проводника использовать алюминиевую оболочку питающих кабелей.

7.3.136. Нулевые защитные проводники во всех звеньях сети должны быть проложены в общих оболочках, трубах, коробах, пучках с фазными проводниками.

7.3.137. В электроустановках до 1 кВ и выше с изолированной нейтралью заземляющие проводники допускается прокладывать как в общей оболочке с фазными, так и отдельно от них.

Магистрали заземления должны быть присоединены к заземлителям в двух или более разных местах и по возможности с противоположных концов помещения.

7.3.138. Использование металлических конструкций зданий, конструкций производственного назначения, стальных труб электропроводки, металлических оболочек кабелей и т. п. в качестве нулевых защитных (заземляющих) проводников допускается только как дополнительное мероприятие.

7.3.139. В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью в целях обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или нулевой защитный проводник возникал ток КЗ, превышающий не менее чем в 4 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя и не менее чем в 6 раз ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику.

При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель (без выдержки времени), следует руководствоваться требованиями, касающимися кратности тока КЗ и приведенными в 1.7.79.

7.3.140. Расчетная проверка полного сопротивления петли фаза-нуль в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью должна предусматриваться для всех электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах классов B-I и B-II, и выборочно (но не менее 10% общего количества) для электроприемников, расположенных во взрывоопасных зонах классов B-Iа, B-Iб, B-Iг и ВIIа и имеющих наибольшее сопротивление петли фаза-нуль.

7.3.141. Проходы специально проложенных нулевых защитных (заземляющих) проводников через стены помещений со взрывоопасными зонами должны производиться в отрезках труб или в проемах. Отверстия труб и проемов должны быть уплотнены несгораемыми материалами. Соединение нулевых защитных (заземляющих) проводников в местах проходов не допускается.

Порядок установки и снятия

Установка производится на обесточенный участок токоведущих шин со стороны, с которой возможна подача напряжения. Перед установкой указателем проверяют наличие на токоведущих шинах напряжения, удостоверившись в его отсутствии, производится установка переносного заземления. Первым делом крепятся зажимы на нулевую шину или заземленную конструкцию, а после поочередно на фазные. Установка зажимов производится с помощью изолированной штанги, применив защитные средства, одев боты и рукавицы, как показано на картинке:

Если участок, на котором производится работы, делится коммутационными аппаратами, или производятся с разборкой шин, заземление накладывается с двух сторон от места проведения работ, чтобы исключить наводку напряжения от рядом пролегающих токоведущих шин.

Установка переносного заземления производится с пола или земли, подъем на еще не заземление оборудование запрещен без повторной проверки напряжения. Снятие переносного заземления производится в обратном порядке. Сначала снимаются зажимы с токоведущих шин, потом снимается проводник с заземленного элемента или нулевой шины. Снимать переносное заземление необходимо с помощью изолированной штанги и защитных средств. После снятия перемычек запрещено дотрагиваться к шинам без защитных средств, поскольку на них может наводиться напряжение.

На видео примерах ниже наглядно демонстрируется, как установить переносное заземление:

Помните, производство работ в электроустановках производится по наряд-допуску, в сопровождении наблюдающего, с инструктажем перед началом работ, согласно действующим инструкциям по ТБ и правилам технической эксплуатации.

Вот и все, что хотелось рассказать вам о том, что такое переносное заземление, как установить его и какие требования предъявляются к сечению проводника. Надеемся, информация была для вас полезной и понятной.

Будет интересно прочитать:

• Что такое шаговое напряжение
• Как выбрать автоматический выключатель
• Как пользоваться токоизмерительными клещами

Искусственное заземление

Главным элементом такой системы является специально сконструированный и изготовленный контур. Он состоит из помещенных в грунт нескольких металлических проводников. Как правило, для этой цели используют стержни, уголки, трубы или другие изделия из металла. Длина их должна быть не меньше 2,5 м. Главным предназначением такой конструкции является рассеивание тока внутри грунта, чтобы избежать поражения человека. Материал, из которого изготавливается заземляющий контур, должен соответствовать сопротивлению грунта, в который он устанавливается, а также учитывать характеристики климата (в первую очередь, влажность и уровень осадков). Покрывать контур антикоррозийными составами категорически запрещается, поскольку это может ухудшить его проводимость, а, значит, снизит эффективность устройства.

К заземлителю подсоединяется проводник, который обеспечивает передачу тока от электроустановки до заземляющего контура, создавая замкнутую электрическую цепь и защищая людей от травм. Единственным требованием к проводнику является устойчивость к внешнему воздействию и прочность. Как правило, его изготавливают из стали.

Проводник соединяется со щитком, который обеспечивает распределение тока по проводке в помещении. Современные стандарты предусматривают прокладку проводки в помещениях, где находятся люди, трехжильными проводами. Одна из жил является фазой (по ней подается электричество к электроустановке), вторая – ноль (находится без напряжения и соединяет фазу с заземляющим проводом), а третья – замыкает цепь, направляя ток в землю. При подключении прибора в розетку автоматически начинает действовать и заземляющий провод, обеспечивающий защиту.

Устройство защитного заземления

Если вдруг из-за износа изоляции ток вместо фазы начинает попадать на корпус прибора, защитный провод уводит его в землю, что исключает возможность травмы. В случае возникновения короткого замыкания из-за проблем с изоляцией сработает защитный автомат, который отключит подачу электрического тока. В любом случае ток будет проходить через защитный проводник и рассеиваться в грунте.

Итак, отвечая на вопрос, зачем нужно заземление, следует отметить, что его основной функцией является защита от травм при функционировании электроприборов и оборудования. Достигается это благодаря установке специального контура в земле и прокладке проводки из трехжильных проводов.

Как работает заземление

Для начала разберемся, почему на корпусе стиральной машинки или другого электрооборудования появилось опасное напряжение. Всё достаточно просто – изоляция проводников по какой-то причине испортилась или повредилась и поврежденный участок касается металлического корпуса какой-то из деталей оборудования.

Если у вас нет заземления или зануления корпус поврежденного устройства для электрической цепи ничего собой не представляет, пока вы его не коснетесь, конечно. Вы подходите к прибору, стоите на полу, пол имеет хоть и слабый, но какой-то контакт с землей. При прикосновении к корпусу ток начинает протекать через вас в землю. Для протекания тока нужна разность потенциалов, а потенциал фазного провода всегда больше потенциала земли. Получается, что вы замыкаете фазный провод на землю своим телом.

Для человека опасны даже такие маленькие значения как 50 мА – такой ток может привести к фибрилляции желудочков сердца и смерти.

Готовые комплекты заземления для частного дома

Несмотря на то, что самостоятельная покупка и монтаж контура заземления обходится дешевле, домашние мастера все чаще приобретают готовые комплекты заземления для дачи или частного дома. Их монтаж проще, а значит быстрее.

Однако купить заземление для частного дома, цена которого выше, чем на материал, из которого оно изготавливается, не для всех приемлемо. Попробуем обобщить средние цены на такие комплекты по России по состоянию на январь 2018 года:

Примерно так распределяются цены на изделия на российском рынке. Однако, купить готовые комплекты – это полдела. Нужно еще и смонтировать контур. В среднем стоимость монтажных работ по заземлению частного дома варьируется от 10 000 до 20 000 руб. в зависимости от региона.

В целом получается не столь высокая стоимость за безопасность родных, проживающих в доме. А потому, экономить на заземлении не стоит. Если же приобрести лишь материал (уголок, шины), цена за работу по заземлению частного дома может значительно возрасти и об этом забывать не стоит.

1. Монтаж заземления своими силами – это достаточно трудоемкий процесс, поэтому, если у вас нет времени, желания или навыков, то гораздо проще заказать уже готовые комплекты популярных производителей:
2. 10Ом – популярный отечественный производитель, который предлагает комплекты заземления для монтажа на различную глубину. Глубина установки варьируется в пределах от 6 до 30 м, а цены – от 6000 до 25000 рублей;
3. ZandZ – универсальные заземлители в виде одного или нескольких электродов сборного типа из нержавеющей стали. Монтируются на глубину до 10 м, цена зависит от количества электродов, глубины монтажа и других параметров. Средняя стоимость комплекта для монтажа на 5 м – 23000 рублей;
4. Galmar – еще один популярный производитель сборных электродов для заземления. Монтаж возможен на глубину до 30 м, обойдется такой комплект в 42000 рублей;
5. Elmast – комплекты заземления от отечественного производителя. Изготавливаются из нержавеющей стали, поставляются в разобранном виде, могут монтироваться на различную глубину. Характеризуются длительным сроком эксплуатации. Отличительная черта данных заземлителей – высокая устойчивость к агрессивным химическим средам и неблагоприятным природным воздействиям. Средняя цена за комплект для монтажа на 6-метровую глубину – 9000 рублей;
6. Ezetek – относительно недорогие комплекты со средними эксплуатационными характеристиками. Выгодное преимущество комплекта для монтажа на глубину в 6 м – цена в 6000 рублей.

Существует множество других производителей, предлагающих как уже полностью готовые комплекты для заземления частного дома, так и отдельные комплектующие. Доверять в этом вопросе стоит только проверенным компаниям.

Также имеет смысл прислушиваться к рекомендациям знакомых или хотя бы читать отзывы на тематических форумах. Если вы хотите точно знать, как сделать заземление в частных домах, в интернете можно найти огромное количество видео роликов и фото инструкций на данную тему.

Устройство заземления своими руками: поэтапная инструкция

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

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

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

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

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

Выбор места для монтажа контура заземления

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

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

Выполнение земляных работ

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

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

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

Забивание заземлителей

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

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

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

Сварные работы

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

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

Обратная засыпка

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

После полученную почву необходимо хорошо утрамбовать.

Проверка контура заземления

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

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

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

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

Принцип работы заземления

После того как приборы будут заземлены пробой внутренней изоляции нам не страшен. Если по каким-то причинам корпус прибора окажется под напряжением, возникнет короткое замыкание между фазой и заземлением. В результате чего сработает автоматический выключатель. Благодаря правильно установленному заземлению и срабатыванию автомата, человека не ударит током.

Однако здесь есть некоторые нюансы электротехники. Не всегда при пробое напряжения на корпус может выбить автомат и в таких случаях прекрасным помощником станет устройство защитного отключения.

Также хочется отметить тот факт, что при качественном монтаже заземляющего контура его сопротивление должно составлять 4 Ом, и если по каким-то причинам произойдет задержка в отключении автомата или он вовсе не отключится, потенциал на корпусе поврежденного прибора будет равен потенциалу заземлителя. В этом случае человека при касании током не ударит, так как разность потенциалов отсутствует.

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.

Что такое УЗО?

Если вас не устраивают такие способы обеспечения электробезопасности, а установить заземление не представляется возможным, то есть еще одно мощное средство способное надежно обезопасить вас от травмирующего действия электрического тока. Это устройство защитного отключения, больше известное под аббревиатурой УЗО. Оно сравнивает ток фазы с током нуля. Если ток в фазном проводе, хотя бы чуть-чуть больше тока в нулевом проводе, значит, существует утечка и часть тока возвращается на подстанцию через землю. В этом случае УЗО мгновенно отключит линию и если причиной утечки будет попавший под напряжение человек, через которого ток утекает в землю, то с ним не произойдет ничего страшного. УЗО успеет отключить ток до того как он успеет навредить человеку. Хотя несчастные случаи с участием электрического тока в домашних условиях очень редки, не стоит экономить на подобных устройствах. Ведь жизнь человека слишком дорога, чтобы пренебрегать подобной опасностью.