Контур заземления имеет очень простое устройство, что не мешает ему выполнять большое количество различных функций.
Наиболее важными из них, являются:
- Защита от поражения электротоком в случае соприкосновения человека с неисправным электрическим прибором.
- Магнитные помехи высокой частоты, излучаемые электрическими сетями и приборами, снижаются до нормального уровня.
- Обеспечивается безопасная эксплуатация бытовых приборов, функционирующих при повышенной влажности. Это относится к стиральным и посудомоечным машинам, различным видам бойлеров и водонагревателей.
- Ликвидация шумовых помех в электрических сетях.
Общее устройство заземления
Основной частью заземления является заземляющий контур, совершенно несложный в изготовлении. В частном доме он устраивается в соответствии с правилами, определенными в ПУЭ.
В состав контура входят три заземляющих электрода, которые вкапываются в землю. Его составной частью, также является сварная конструкция из металла, играющая роль шины, для отвода электричества.
С помощью одного электрода невозможно создать нужную площадь, обеспечивающую полноценную защиту. Поэтому, в конструкцию входит несколько электродов заземления, которые связаны друг с другом. Расположенные на определенном расстоянии между собой, они полностью компенсируют недостаток площади.
При монтаже конструкции контура следует помнить, что не должно быть слишком большого расстояния между электродами. В противном случае, произойдет нарушение поверхности оптимальной площади. Из-за этого может произойти многократное уменьшение эффективности контура заземления.
Материалом для контура заземления могут быть различные виды стальных металлов, а также медь, оцинкованная или луженая.
Выполнение подготовительных работ
Перед тем, как выполнять подготовительные работы, необходимо более подробно рассмотреть конструкцию контура заземления. В его состав входят вертикальные заземлители, вбиваемые в грунт. Их соединение между собой осуществляется с помощью горизонтальных заземлителей. Вся конструкция представляет собой одно целое с заземляющим проводником, соединяющим контур и электрический щит.
Вертикальные заземлители изготавливаются, чаще всего, из стального уголка, с размерами полок 50х50 мм и толщиной 5 мм. Горизонтальные заземлители можно сделать из полосовой стали 40х4 мм. Для заземляющих проводников лучше всего подходит сталь круглая, сечение которой составляет от 8 до 10 кв. мм. Для данных элементов нельзя применять арматуру, поскольку она имеет каленый наружный слой. В связи с этим, ток по сечению распределяется неправильно. Кроме того, арматура намного быстрее ржавеет.
Вся конструкция заземляющего контура представляет собой треугольник с равными сторонами. Точно такая же разметка делается на земле во дворе дома. Рекомендуемое расстояние от фундамента до контура не должно превышать одного метра. После того, как выполнена разметка, по всему периметру разметки отрывается траншея на глубину до 1 метра. Ширина траншеи должна быть удобной для производства сварочных работ, для этого вполне достаточно около 70 сантиметров. Данная траншея предназначена для прокладки горизонтальных заземлителей.
Забивание в землю вертикальных заземлителей производится в каждой вершине треугольника, на глубину от 2 до 3 метров. Для забивания используется обычная кувалда. Чтобы уголки лучше входили в землю, их концы необходимо заострить. В местах забивания можно заранее пробурить шурфы, чтобы уголки входили в более тонкий слой твердого грунта.
Монтаж заземляющего контура
После выполнения всех подготовительных работ, можно осуществлять непосредственный монтаж заземляющего контура. В вершины треугольника уголки забиваются не полностью, их края должны выступать из грунта примерно на 25 см.
После вбивания в землю вертикальных заземлителей, производится их соединение друг с другом при помощи горизонтальных заземлителей. После всех соединений происходит образование замкнутого контура.
Для соединения используется обыкновенная сварка, с помощью которой к концам уголков привариваются стальные полосы. Соединение уголка и полосы должно быть именно сварочным. Не допускается применение болтовых соединений, так как постепенно такие места окислятся, и будет утерян контакт. В результате, функционирование заземляющего контура станет неэффективным.
После полной сборки контура, его нужно соединить с электрическим щитом. Заземляющий проводник приваривается одним концом к контуру и, далее, прокладывается в траншее, в направлении электрощита. На конец проводника приваривается болт, диаметром 6 или 8 миллиметров для того, чтобы закрепить провод в щите. Если стальная проволока отсутствует, то можно воспользоваться такой же стальной полосой, как и в горизонтальном заземлителе. Полоса будет даже более эффективной, чем проволока, поскольку она обладает большей площадью соприкосновения с землей. Единственная проблема заключается в сгибании полосы, поскольку она гораздо жестче, по сравнению с проволокой.
После того, как закончены все сварочные работы, свариваемые места обрабатываются специальными составами, защищающими металл от коррозии. Ни в коем случае нельзя использовать для этих целей обычные лакокрасочные материалы. Контур перестанет работать, поскольку будет потеряна связь с землей из-за высокого сопротивления, создаваемого краской.
После засыпки выкопанных траншей, можно выполнять подключение контура заземления к электрощиту.
Способы подключения контура заземления
В большинстве случаев, электрический ток к частному дому подводится с помощью воздушных линий. Заземление нейтрального провода в этих линиях осуществляется по системе TN-C, а к самому дому подходит провод фазы L и провод PEN, соединяющий в себе функции нулевого и рабочего провода. Поэтому, когда в частном доме установлен собственный заземляющий контур, его необходимо правильно подключить ко всем приборам и электроустановкам. Для такого подключения существует два основных способа.
Подключение домашнего оборудования к заземляющему контуру по системе TN-C-S
В системе заземления по варианту TN-C конструктивно не предусматривается отдельный защитный провод. Поэтому, необходимо сделать изменения и переделать существующую систему на TN-C-S. Для этого, в электрическом щите необходимо разделить совмещенный PEN проводник. Получится два раздельных провода: N рабочий, РЕ защитный.
К дому от ЛЭП подведено всего два провода, а в дом должна заходить уже трехжильная проводка, в которой отдельно имеется фаза, ноль и защита. Для того, чтобы правильно разделить старую систему, в электрощит устанавливается шина, имеющая с ним металлическую связь. Она будет играть роль шины заземления РЕ, и сюда необходимо подключить проводник PEN, идущий со стороны ЛЭП.
Шина РЕ соединяется с нулевым рабочим проводом N при помощи перемычки. Сама шина N не должна соединяться с электрощитом. Подключение фазного провода осуществляется также на отдельную шину, изолированную от щита.
После того, как выполнены все необходимые подключения, необходимо соединить электрический щит и заземляющий контур. Для этого используется многожильный медный провод, один конец которого соединяется со щитом, а другой, с помощью болта, соединяется с заземляющим проводником.
Соединение дома с контуром заземления с помощью системы ТТ
Данный вид подключения может производиться без разделения PEN проводника. Подключение фазного провода осуществляется к шине, изолированной от электрощита. Сам PEN проводник также подключается к изолированной шине и в дальнейшем играет роль нулевого провода. После этого, корпус щита соединяется с заземляющим контуром.
Таким образом, схема заземления частного дома этим способом показывает полное отсутствие связи PEN проводника и контура заземления. Данный способ имеет свои преимущества, по сравнению с первым вариантом. Однако, он и значительно дороже, поскольку предполагает установку дополнительных защитных устройств в виде УЗО и реле напряжения.
Что касается самого заземляющего контура, то его вовсе необязательно располагать в форме треугольника. Учитывая внешние условия, заземлители могут располагаться как угодно, в том количестве, которое способно обеспечить минимальное сопротивление заземления.
Проверка готовой системы заземления
Перед началом эксплуатации, готовая система заземления должна пройти проверку на способность выполнять свои функции. Для того, чтобы протестировать работоспособность системы, применяется электрический тестер (Омметр), с помощью которого измеряется сопротивление. Если к частному дому подключена электрическая сеть, напряжением 220 вольт, то сопротивление заземления должно быть не более 30 Ом.
В идеальном варианте сопротивление должно иметь нулевую величину, означающую, что электричество полностью поглощается землей. Однако, на практике, это совершенно невозможно, поэтому, были созданы специальные нормативы для электрической части бытовых приборов. Расчет ведется по удельному сопротивлению и составляет от 0,5 до 60 Ом, учитывая особенности того или иного контура заземления.