Делаем заземление частного дома своими руками: устройство и схемы

При строительстве частного дома без электричества не обойтись. Прокладка сети – дело мастера, но не всегда вспоминают о защитном контуре. Однако при отсутствии правильного сооружения проводка начнет плавиться, система выйдет из строя. Рассмотрим, из чего и как сделать заземление в частном доме своими руками. Оценим достоинства готовых форм и виды сооружений.

Типы используемых заземлений

Основными выводами для питания электрической сети в квартире являются фаза и ноль. При этом существуют различные варианты подключения нулевого провода для защитного зануления или только в качестве обратного пути протекания тока. То же относится и к заземляющему PE проводу, который может либо иметь выделенную жилу в общей схеме, быть совмещенным или вообще отсутствовать.

Все отличия схем подключения оговариваются  п.1.7.3 правил ПУЭ, поэтому для начала рассмотрите вариант, которым подключен весь дом и конкретно ваша квартира. Всего их выделяют шесть, но конкретная схема, примененная в вашем доме, закладывался еще на этапе строительства и монтажа электропроводки. Рассмотрите наиболее актуальные схемы электроснабжения для бытовых потребителей.

Система TN-C.

Особенностью системы TN-C является электроснабжение при помощи четырехпроводной схемы, в которой три провода отводятся для фазы, а четвертый выполняет одновременно роль нуля и защиты. Четвертый провод  совмещает заземляющий проводник PE и нулевой N, из-за чего он получил название PEN проводника. При подключении заземления в квартире по такой схеме существует серьезная угроза человеческой жизни.

Рис. 1: пример аварийной ситуации в TN-C системе

Посмотрите на рисунок 1, как показано на примере, в случае обрыва совмещенного заземляющего проводника у всех владельцев квартир будет развиваться следующая ситуация:

  • Прекратят работать электроприборы – из-за отсутствия рабочего нуля прервется цепь протекания электротока (исключение составят лишь те приборы, которые питаются фазным напряжением без использования нуля);
  • Сами устройства будут находиться под потенциалом напряжения сети, так как цепь электрических приборов по-прежнему будет оставаться исправной;
  • На корпусе и металлических деталях приборов, заземляющих контактах розеток, в случае их соединения с совмещенной шиной заземления, будет находиться потенциал нулевого провода.

Как видите, применять такую систему для своей квартиры не только не эффективно, но и опасно для вашей жизни. Поэтому не стоит подключать заземление оборудования на один проводник с нулем. Следует отметить, что обеспечить защиту для квартиры посредством установки УЗО в такой системе невозможно, на что указывает п ПУЭ. Полноценное заземление можно обеспечить только за счет перевода схемы на более современные TN-C-S или TN-S системы.

Система TN-C-S.

На практике схема TN-C-S представляет собой современное развитие предыдущей TN-C системы. Как и предыдущий вариант, в ней от питающей подстанции к потребителю выдается четыре линии, из которых три отведены для фазных проводов, а четвертый под совмещенный PEN проводник. Но, на определенном участке цепи выполняется разрыв PEN жилы, а из нее отдельно выделяется нулевой провод и заземление. Для последнего устанавливается отдельный заземляющий контур в месте раздела, обеспечивающий необходимую величину электрического сопротивления току растекания.

Рис. 2. Принципиальная схема подключения TN-C-S

Посмотрите на рисунок, здесь приведена принципиальная схема TN-C-S. От подстанции к дому проведен совмещенный PEN провод. Далее, возле дома обустраивается собственный контур заземления, от которого в дом заведена шина PE, а совмещенная шина используется только в качестве нулевого вывода. При этом нулевой проводник несет угрозу для оборудования из-за его совмещения до места разделения. Поэтому, чтобы избежать негативных последствий, в него необходимо включать УЗО.

Система TT.

Такая система наиболее распространена в отечественных сетях питания бытовых потребителей. Она характеризуется четырехпроводным электроснабжением, в котором три провода отводятся под фазы, а четвертый под глухозаземленный ноль.

Рис. 3: принципиальная схема подключения TT

Как видите на рисунке, защитное заземление в такой системе отсутствует, поэтому контур организовывается индивидуально для каждого дома или квартиры. После установки такого заземления  от электрического щитка в квартире питание ведется трехжильным проводом (фаза, ноль и заземление).

В виду того, что для всех вышеприведенных вариантов отсутствует отдельный защитный проводник, оптимальным способом для каждого потребителя будет организация заземления в  квартире самостоятельно. Самым эффективным способом является заземляющий контур, хоть общий, хоть индивидуальный.

Читайте также:  Дизайн дома эконом-класса – рациональные решения

Материал для электродов

В качестве вертикальных элементов может выступать круглая сталь, уголок или труба.

Для черной стали размер уголка 50х50х5 мм, диаметр трубы не менее 32 мм со стенкой больше 3,5 мм, а диаметр круглой стали должен быть более 16 мм. Горизонтальные соединительные элементы: полоса 40х4 мм или пруток диаметром от 10 мм.

Более дорогим вариантом будет применение оцинкованной стали или меди. Для меди диаметр круглого профиля от 12 мм, а диаметр трубы 20 мм со стенкой 2 мм. Нельзя использовать арматуру! Ее поверхность прошла закалку, она менее электропроводна и сильнее подвержена коррозии.

Защитное зануление

Некоторые люди для экономии или по незнанию вместо защитного заземления используют в частном доме зануление. Схема последнего применяется на предприятиях при использовании промышленного оборудования. Основное назначение зануления — это защита оборудования от короткого замыкания. Поэтому применение его в частном доме нецелесообразно, и оно никак не может заменить защитное заземление.

Не стоит экономить на своей безопасности. Сделать заземление для 220 В в частном доме своими руками несложно. Все необходимые инструменты есть в наличии у каждого хозяина.

Если проводка в вашем доме выполнена двухжильными проводами, то провода для подключения заземляющего проводника нет. Решить эту проблему можно без замены проводки следующим способом. Розетки в доме заменяются с обычных на розетки с заземлением, а заземляющий провод ведут по наружной поверхности стены, можно его спрятать под плинтусом или в декоративный пластмассовый короб.

Для безопасной эксплуатации мощных электроприборов, особенно расположенных во влажных помещениях (бойлер, стиральная машина), применения заземляющего контакта в розетке недостаточно. Корпусы таких приборов нужно соединить медными жилами напрямую с заземляющей шиной. Для этого на корпусе есть специальный болт, помеченный значком заземления.

Элементы заземлителя выполнены из чёрного металла, который под действием коррозии будет постепенно разрушаться, и в какой-то момент заземление перестанет выполнять свои функции. Чтобы не пропустить этот момент, необходимо периодически проверять работоспособность контура и при необходимости восстанавливать его. Поэтому нелишним будет зарисовать план расположения всех элементов.

Заземление в частном доме. Схема контура заземления

Заземление в частном доме можно осуществить двумя способами – замкнутым и линейным. Оба варианта пользуются успехом, на окончательный выбор влияют площадь участка, финансовые возможности человека и время. Определять схему контура заземления лучше, предварительно проконсультировавшись с профессионалом.

Замкнутая цепь в виде треугольника. Это более простой вариант, который менее энергозатратен. Потребуется вырыть одну яму, где и разместиться такой вариант заземления.

Его преимуществом будут надежность и стабильная работа, в том числе и при больших нагрузках. Даже в случае повреждения металлической перемычки система все равно останется стабильной.

Второй вариант – линейная схема. При ней штыри располагаются в ряд, последовательно друг за другом. Однако есть один существенный недостаток: если повредится первое звено, то вся система полностью выйдет из строя. Несмотря на это, линейная схема пользуется не меньшей популярностью среди пользователей.

Подробнее об этом можно узнать в статье «Заземление зданий. Устройство контура заземления в доме».

Кроме того, можно попробовать создать специфический вариант оформления в виде овала или квадрата. Они также популярны среди пользователей, но при их обустройстве необходимо учитывать специфику участка. Например, если околодомовая площадь небольшая, такие варианты не подойдут, ведь Вы просто не сможете их вместить на территории маленького участка.

Расположение защиты по всему периметру обойдется гораздо дороже. Заземлять таким образом более эффективно, поскольку удается обеспечить безопасность всей площади возле дома. Если у вас недостаточно для этого средств, можно установить линейный контур и со временем наращивать его.

Требования к заземлению: и 380в

Важным параметром при монтаже является сопротивление растекания. Данное значение определяет, с какой скоростью ток будет преодолевать расстояние до земли от поверхности электрического прибора.

Выполнение монтажных работ потребует использования специального инструмента

Процесс заземления требует соблюдения определенных условий:

  • Длина вертикальных деталей должна быть не менее 16 мм.
  • Горизонтальных – 10 мм.
  • Толщина металла не менее 4 мм.
  • Минимальное сечение для труб – 32 мм.

Полезная информация! В электрощитке контур подсоединяется к специальной шине, которая покрывается специальной смазкой и начищается до блеска.

Читайте также:  Проекты бань из бревна 6х8: подборка идей на фото

Подключение заземления к электроприборам

Для заземления бытовых приборов (при условии, что есть внешний контур заземления) потребуется кабель с тремя проводами, промаркированными разным цветом (нулевой – синий (N), фазный – коричневый (или белый, черный, цвет фазы в целом не нормирован) (L) и заземляющий (PE) – желто-зеленый). Эти провода протягиваются от электрощита к трехконтактным розеткам или напрямую к электроприборам. При этом провод заземления прикрепляется к соответствующей шиной в щите.

В частном доме в зависимости от системы заземления электросеть, как правило, имеет собственный внешний контур заземления –приспособление, состоящее из группы электродов, соединенных друг с другом и смонтированных вокруг здания по его контуру. Если же такого контура нет, то необходимо пригласить специалистов для его монтажа.

Обратите внимание! Самостоятельный монтаж внешнего контура заземления требует знания принципов его проектирования и правил изготовления. Кроме того, под землей могут находиться скрытые объекты (канализация, электрокабель, газопровод), которые при монтаже контура заземления можно случайно повредить. Поэтому, если вы не обладаете информацией, лучше данную работу доверить профессионалам!

Как говорилось выше, все современные электроприборы I класса защиты, у которых возможен пробой тока на внешнюю часть корпуса, (например, водонагреватели, электроплиты, духовки и стиральные машины) имеют евровилки с контактом заземления, которые должны подключаться к трехконтактной розетке. Если провод необходимо подключить к прибору от электрощита напрямую, например, к стабилизатору напряжения или ИБП, то для этого на их корпусе предусмотрена специальная колодка с клеммой заземления.

Производители бытовой техники предполагают, что их изделия, имеющие евровилки с тремя контактами, пользователи будут подключать именно к трехпроводной сети. Однако сегодня в нашей стране еще во многих домах и на дачных участках встречаются системы с двухпроводными сетями. Как быть в таких случаях?

В таких случаях для создания надежной защитной системы, например, в дачном доме, лучше смонтировать собственный контур заземления и прокладывать в помещениях отдельный заземляющий провод PE с последующим его подключением к розеткам и нагрузке.

При отсутствии клеммы заземления в многоквартирном доме самостоятельный монтаж контура не допускается, так как в земле рядом с объектом, как правило, будет находиться большое количество коммуникаций.

Некоторые пользователи полагают, что можно обойтись без заземления и просто установить УЗО. Однако защитное устройство хоть и позволит бороться с токами утечки, но не сможет обеспечить полноценную защиту электроприборов во всем доме.

Обратите внимание! Установка УЗО необходима в любом случае, даже если в доме есть система заземления. Вся мощная электротехника обязательно должна подключаться через УЗО.

О молниеотводах

По ПУЭ объект, снабженный контуром заземления, обязательно должен оборудоваться и молниеотводом. Особенно необходим молниеотвод на даче. Дачные поселки и так места, предпочтительные для ударов молний: ведь дачники, стараясь снабдить себя водой, копают колодцы, забивают скважины на воду, прокладывают водопроводные трубы неглубоко или вообще по поверхности почвы. Дачные же строения большей частью возводятся из горючих материалов, а пожарная охрана далеко, и грозу всегда сопровождает сильный ветер.

Известны случаи, когда целые дачные поселки выгорали от удара молнии. И если на пожарище обнаружится контур заземления, но не найдется остатков молниеотвода, и властям, и соседям виновника долго искать не нужно.

Простейший молниеотвод – две заостренных арматурины, торчащие вверх от концов конька крыши на 1,2–1,5 м. С контуром они соединяются стальной проволокой не менее 6 мм, или стальной же шиной 15х3 мм, или полосой из нескольких слоев оцинковки, набранной до нужного сечения – 45

Шина молниеовода не должна быть шире 60 мм, иначе при ударе молнии произойдет разбрызгивание плазмы, последствия которого разрушительны. Попросту говоря, слишком широкая шина сработает как своего рода антенна, не отводящая молнию в землю, а распространяющая ее в стороны.

Все детали молниеотвода соединяются только сваркой. Слоеную шину нужно по краям проварить прихватами с шагом 50-60 см с захватом всех слоев.

Подключение к вводному щитку

Провод, поступающий от защитного заземления в щиток, присоединяется к главной защитной шине с помощью болта. ГЗШ представляет собой медную или стальную полоску (алюминий не разрешен!), которая крепится прямо к корпусу щитка. На полоске расположены болты М10 с гайками и шайбами, к которым присоединяются провода заземления.

Подключение к вводному щитку
Подключение к вводному щитку

Заземляющий провод от каждого прибора должен крепиться к своему болту. Рядом на изоляторах закрепляется нулевая шина такой же конструкции. Обе шины соединяются между собой толстым проводом.

Подключение к вводному щитку
Подключение к вводному щитку

В дальнейшем никакого соединения нейтральных проводов с защитными не допускается! Нейтральный провод от линии также соединяется с ГЗШ. Автоматы, переключатели и УЗО (устройства защитного подключения) подключаются к шинам в соответствии с проектной схемой.

Подключение к вводному щитку
Подключение к вводному щитку

Внутри дома вся разводка проводится трехжильным проводом. Чтобы не перепутать провода между собой, фазовый провод обозначается красным или коричневым цветом, нулевой — синим или голубым, а заземляющий — желто-зеленым или белым.

Подключение к вводному щитку
Подключение к вводному щитку

Подключение к вводному щитку
Подключение к вводному щитку

Подключение к вводному щитку
Подключение к вводному щитку

Частые ошибки при монтаже заземления

Даже опытные мастера допускают оплошности, вот некоторые самые популярные ошибки:

  • Перед забиванием электрода его ставят строго вертикально. Если установить с отклонением, элемент не будет работать на всю длину.
  • При сложностях прохождения в грунт, меняют место. В сложных тяжелых почвах с вкраплением скальных пород заказывают буры и берут трубы, а не электроды. Под трубы выкапывают канавы – это практичнее, чем пробивать валуны.
  • Если штырь забили неправильно, вытаскивают его домкратом. При попытках расшатать и выдернуть, деталь сгибается. Кривой электрод не вбивают.
  • Перед тем как делать линейное заземление, просчитывают все размеры, подготавливают инструменты и материалы. Доработки по месту приводят к нарушению геометрии, неплотной стыковке элементов.
  • Используют оцинкованные заготовки. Обычая сталь быстро ржавеет, штыри с покрытием прослужат от 10 лет.
  • От дома до контура должно быть не менее 1 м. Близость конструкции к строению приводит к тому, что током бьется даже сырой подвал.
  • При обустройстве сети на 380 вольт сопротивление делают не менее 5 Ом.
  • Для сооружения контуров используют только сварку. Это нужно для повышения коэффициента надежности системы. Резьбовые соединения не применяют. Исключение – подсоединение медной шины, чтобы соорудить правильное зануление. В этом случае болт тоже выбирают из меди.

Работать удобнее вдвоем, поскольку вбивание стержня – это сложная физическая работа. На заглубление 3-4 элементов уходит до 4 дней, если длина штырей более 2,5 м, продолжительность работ увеличивается.

Как осуществить заземление 220в в частном доме своими руками?

Необходимость заземления в частном доме неоспорима. Защита родных и близких от возможного получения различных электротравм — это гарантия безопасного проживания в своем доме. Но что делать, если частный дом уже построен и в нем нет заземления?

Тогда приходится выполнять его самостоятельно или нанимать электриков, для выполнения всех работ. Но на самом деле, в его устройстве нет ничего сложного, выполнить работы по созданию заземляющего контура способен любой хозяин, умеющий обращаться с болгаркой и сварочным аппаратом. Поэтому разберем вопрос подробно, по пунктам.

В процессе эксплуатации электроприборов, на них оказывают влияние множество различных факторов:

Соответственно, с течением времени растет вероятность, что будет нарушена изоляция проводов или других токопроводников и произойдет короткое замыкание на корпус прибора. Это опасная ситуация и последствия могут быть самые разные.

Как осуществить заземление 220в в частном доме своими руками?

Рассмотрим 4 основных варианта:

  1. Заземление не произведено, защитный автомат отсутствует. Это самая опасная ситуация, в таком случае о пробое тока на корпус можно узнать, когда человек получит электротравму. Степень поражения организма зависит от многих факторов и может привести к смерти.
  2. Заземление произведено, защитный автомат отсутствует. Так как предохранитель срабатывает при превышении утечки тока определенных пределов, то не всегда при пробое тока на корпус электроприбора происходит отключение электропитания. Поэтому, возможен электрический удар с напряжением до 100 вольт. Это может нанести серьезное повреждение, и является смертельно опасным для людей имеющие кардиостимуляторы.
  3. Заземление отсутствует, защитный автомат установлен. В этом случае, автомат не сработает, если произошел пробой тока на корпус. Выключение питания будет, лишь когда человек дотронется до корпуса, и будет иметь контакт с другим проводником. То есть тело человека замыкает цепь и происходит утечка тока. В этом случае, сработает УЗО в течение 0,1 – 0.3 сек. и выключит питание. Удар будет слабым, но неприятным.
  4. Произведено заземление и установлен защитный автомат. Только в этом случае гарантируется полная безопасность. При пробое тока на корпус произойдет утечка тока через заземление. В течение 0,1 – 0,3 сек. сработает УЗО и отключит питание. Если же утечка будет слишком большая, то может сработать и предохранитель, надежно защищая людей от поражения электрическим током.

Только установка всех систем защиты позволит обезопасить проживающих в доме людей, поэтому не стоит пренебрегать техникой безопасности.