Устройство заземления в частном доме своими руками

Некоторые домовладельцы имеют предвзятое мнение о том, что нельзя использовать для заземления водопроводные или отопительные трубы. Это крайне опасно и совершенно ненадежно. Во-первых, нельзя гарантировать эффективное рассеивание напряжения – трубы могут быть сильно окислены и не иметь достаточно хорошего контакта с землей, к тому же на них часто имеются пластиковые детали. Прикосновение к ним в случае замыкания на корпус может также представлять опасность поражения током – в том числе и для соседей.

Содержание

Как выполнить заземление в отдельно стоящем или дачном доме

Эксплуатация современной бытовой и компьютерной техники без заземления чревата выходом из строя. На большей части территории нашей страны, особенно в сельской местности, системы электроснабжения старого типа. Они не имеют системы защитного заземления или находятся в таком состоянии, что просто не отвечают требованиям электробезопасности. Поэтому владельцы должны самостоятельно выполнить заземление своего частного дома или дачи.

Защитное заземление необходимо для обеспечения электробезопасности в доме. При правильном выполнении ток утечки вызывает немедленное срабатывание автоматического выключателя УЗО (повреждение электрической изоляции или прикосновение к токоведущей части). Это основная и главная функция данной системы.

Вторая функция заземления – обеспечение нормальной работы электрооборудования. Для некоторого оборудования наличие защитного проводника в розетке (если он есть) недостаточно. Необходимо прямое соединение с заземляющей шиной. Для этого на корпусе обычно имеются специальные клеммы. Для бытовых приборов к ним относятся микроволновая печь, духовка и стиральная машина.

Мало кто знает, но микроволновая печь без прямого соединения с "землей" может излучать значительное количество фонового излучения во время работы, получая уровни радиации, которые могут быть опасны для жизни. На некоторых моделях вы можете увидеть специальную клемму на задней стенке, хотя в инструкции обычно содержится лишь единственная фраза "требуется заземление", без указания, как именно это следует сделать.

При прикосновении к корпусу стиральной машины мокрыми руками часто возникает ощущение покалывания. Оно не опасно, но неприятно. Избавиться от него можно, подключив "землю" непосредственно к корпусу. В случае с духовкой ситуация аналогичная. Даже если она не "щиплет", прямое соединение безопаснее, поскольку проводка внутри установки работает в очень сложных условиях.

Системы заземления частного дома

Всего существует шесть систем, но в частных домах используются только две: TN-S-C и TT. В последние годы рекомендуется система TN-S-C. В этой схеме нейтральный проводник на подстанции заземлен, а оборудование находится в непосредственном контакте с землей. Заземляющий (PE) и нейтральный/нулевой (N) проводники к потребителю проходят через один проводник (PEN) и снова разделяются на два отдельных проводника на входе в дом.

В этой системе достаточная степень защиты обеспечивается автоматическими выключателями (УЗО не являются обязательными). Недостатком является то, что если провод PEN между домом и подстанцией перегорит или будет поврежден, то на заземляющей шине дома появится фазное напряжение, которое невозможно отключить никаким способом. Поэтому ПУЭ предъявляет жесткие требования к такой линии: механическая защита PEN-проводника должна быть обязательной, а также периодическое резервное заземление на столбах с интервалом 200 м или 100 м.

Однако многие линии электропередачи в сельской местности не отвечают этим условиям. В этом случае рекомендуется использовать систему TT. Эта схема также должна использоваться в отдельно стоящих хозяйственных постройках с заземленным полом. Существует риск одновременного прикосновения к земле и заземлению, что может быть опасно в системе TN-S-C.

Разница заключается в том, что заземляющий проводник к панели идет от индивидуального контура заземления, а не от трансформаторной подстанции, как в предыдущей системе. Эта система невосприимчива к повреждениям защитного проводника, но требует установки автоматического выключателя остаточного тока. Без них нет защиты от поражения электрическим током. Поэтому ПУЭ определяет ее только как резервную систему, если существующая линия не отвечает требованиям системы TN-S-C.

Почему контур заземления необходим

Для понимания важности контура заземления достаточно базовых знаний физики.

Подавляющее большинство частных домов питается однофазным переменным током напряжением 220 В. Электрическая цепь, необходимая для работы всех приборов или оборудования, имеет два провода – фазный и нулевой.

Конструкция всех электроприборов, инструментов, бытовой техники и другого оборудования включает в себя изоляционные компоненты и защитные устройства, которые должны предотвращать попадание напряжения на токопроводящие корпуса или крышки. Тем не менее, никогда не исключено, что такое явление все же произойдет – изоляция может быть повреждена разрядами, ожоги могут быть вызваны неисправными контактами в кабельных соединениях, могут быть повреждены компоненты цепи и т.д. В таком случае фазное напряжение может достичь корпуса оборудования, прикосновение к которому крайне опасно.

Особенно опасны ситуации, когда вблизи такого поврежденного прибора находятся металлические предметы, которые имеют так называемое "фазное напряжение". естественное заземление – стояки отопления, водопроводные или газовые трубы, открытая арматура строительных конструкций и т.д. При малейшем прикосновении может произойти короткое замыкание и смертельный ток потечет через тело к более низкому потенциалу. Не менее опасны такие ситуации, если человек стоит босиком или в мокрой обуви на мокром полу или на земле – здесь также велика вероятность короткого замыкания цепи переменного тока через корпус оборудования.

Одним из характерных свойств электрического тока является то, что он всегда выбирает проводник с минимальным сопротивлением. Поэтому необходимо заранее создать линию с минимальным сопротивлением и нулевым потенциалом, которая безопасно снимет напряжение в случае неисправности на корпусе.

Как выглядят системы заземления в частных домах?

Таким образом, хорошо спроектированная система заземления должна обеспечивать надежный контакт с нейтральным потенциалом земли и минимально возможное сопротивление создаваемой цепи. Но заземление не одинаково – разные типы заземления серьезно отличаются по своему удельному сопротивлению:

Тип грунтаСопротивление грунта (Ом х м)

Песок (при уровне грунтовых вод ниже 5 м)	1000
Песок (при уровне грунтовых вод выше 5 м)	500
Плодородная почва (чернозем)	200
Влажный песчаный суглинок	150
Полужесткая или лессовидная глина	100
Меловой слой или полутвердая глина	60
Графитовый сланец, глинистый мергель	50
Пластичная глина	30
Пластичная глина или торфяная глина	20
Водоносные горизонты грунтовых вод	от 5 до 50

Очевидно, что слои с самым низким удельным сопротивлением обычно располагаются на значительной глубине. Однако даже при заглублении электрода полученные результаты могут оказаться недостаточными. Эта проблема может быть решена различными способами, от увеличения глубины залегания полюсных электродов до увеличения их количества, расстояния между ними или общей площади контакта. На практике чаще всего используется несколько основных схем:

Схема "а" – установка заглубленного металлического замкнутого контура по периметру дома. Альтернативный вариант – неглубоко забитые штыри, соединенные в кольцо шиной.

Не часто используется в дачном строительстве из-за объема земляных работ или расположения зданий на участке.

Типы заземления для частных домов

При возведении нового здания или замене старой проводки владельцам приходится решать проблему, какую систему заземления для частного дома выбрать в конкретном случае. Для современных зданий больше всего подходят системы TT и TN-C-S. Каждая из них имеет свои особенности, а также положительные и отрицательные стороны. Рассмотрение этих вопросов поможет вам определить, какую систему заземления выбрать.

Читайте также:
Внешняя электропроводка

Обратите внимание, что для электроснабжения используются трансформаторные подстанции с глухозаземленным нулевым проводом и линии электропередач с четырьмя проводами. Это особенно важно, если заземление дома 380 В с тремя фазными проводами и одним PEN-проводом, соединяющим землю и нейтраль, выполняется вручную.

Если для заземления частного дома используется система TN-C-S, то на входе предусматривается повторное заземление PEN-проводника. Если используется система TN, то этот общий провод делится на PE и N. В этом случае используется трехжильный или пятижильный кабель. Категорически запрещается соединять вместе провода PE и PEN. По этой причине точка распределения должна находиться перед распределительным устройством.

Основным недостатком таких схем является возникновение опасных напряжений на корпусах электрооборудования при обрыве PEN-проводника. Поэтому данная схема используется только на современных линиях электропередачи, оснащенных проводниками LV-ABC с низкой вероятностью разрыва.

В системах CT отсутствует соединение между заземлением здания и PEN-проводником. В этом заключается отличие данного контура заземления в частном доме от предыдущей системы. Основным недостатком этой системы является опасный потенциал на корпусе электроприбора в случае короткого замыкания фазы на землю. Ток короткого замыкания недостаточен для срабатывания автоматического выключателя, поэтому для обеспечения отключения электропитания дополнительно подключаются УЗО. Такая схема подходит не только для отдельно стоящего дома, но и для бунгало.

Заземление в частных домах со старой проводкой

Многие владельцы дач и частных домов сталкиваются с проблемой индивидуального заземления при наличии старых электрических цепей, которые зачастую находятся в ветхом или даже неисправном состоянии. В таких случаях наиболее приемлемым вариантом является полная замена домашней сети с заменой всех проводов и кабелей.

Этот вариант считается дорогостоящим, и не у всех есть на это финансовые возможности. Поэтому используйте уже имеющиеся ресурсы и решайте проблему путем их улучшения и модернизации.

Рекомендуется начать с установки новых распределительных коробок, розеток и выключателей. Места их установки и сами входы можно оставить без изменений, обратив внимание лишь на наличие или отсутствие заземляющих проводов. Их следует подключить к заземляющей планке в распределительном щите через распределительную коробку до выполнения заземляющего соединения.

В качестве альтернативы старая сеть может быть полностью отключена и оставлена внутри стены. Вместо этого проводка прокладывается снаружи в пластиковых кабель-каналах. Для установки новых розеток и выключателей можно использовать старые отверстия или просверлить новые в более удобных местах. Распределительные коробки также должны быть освобождены от старой проводки.

При желании старую проводку можно оставить на месте и использовать для подключения маломощных бытовых приборов. Новая заземленная линия потребует установки более современного распределительного щита. Если вы не хотите заменять всю проводку, можно сделать заземление, просто проложив провод заземления в пластиковом кабельном канале.

Читайте также:
Проводка в квартире – схема

Особенности схем заземления 220 В и 380 В

Схемы заземления сетевых вводов 220 и 380 В имеют некоторые отличия. Внешняя схема этих систем абсолютно одинакова. Разница заключается в проводке и подключении к дому. В случае сети 220 В вводится двухпроводная линия. Один провод делится на нейтраль и землю, а второй устанавливается на изоляторах.

Для сети 380 В обычно подходит четырехпроводная линия. Один провод делится так же, как и в предыдущем случае, а остальные 3 провода устанавливаются на изоляторах и изолируются друг от друга. Фазный и "нейтральный" провода проходят через УЗО и прерыватель цепи замыкания на землю.

Типичные ошибки при монтаже

По мнению экспертов, при несанкционированном монтаже чаще всего допускаются следующие ошибки:

Попытка защитить электроды от коррозии путем покраски. Этот метод недопустим, так как он предотвращает перелив воды в землю.
Соединение стальных металлических стяжек со штырями с помощью шурупов. Коррозия быстро нарушает контакт между компонентами.
Чрезмерное удаление контура от дома, что значительно увеличивает сопротивление системы.
Использование слишком тонкого профиля электрода. Через короткий промежуток времени коррозия вызывает резкое увеличение сопротивления металла.
Контакт между медными и алюминиевыми проводами. В этом случае соединение ухудшается из-за контактной коррозии.

Если в конструкции обнаружены дефекты, их необходимо немедленно устранить. Чрезмерное увеличение электрического сопротивления или нарушение непрерывности цепи нарушает функцию заземления. Контур не может гарантировать безопасность.

Контур заземления необходим в частном доме. Такая конструкция обеспечит электробезопасность жильцов и предотвратит трагические несчастные случаи. Однако важно помнить, что эффективность заземления зависит от правильности расчетов, выбора контура и качества монтажа. Если есть сомнения в собственных навыках, лучше воспользоваться готовым набором.