Заземление частного дома

Заземление частного дома.

Проводить заземление частного дома требуется при выполнении монтажа новой или реконструкции старой электропроводки, чтобы создать все условия для электробезопасности. Проведение монтажа заземления не составит особых затруднений в частном доме, по сравнению с проведением монтажа заземления в многоэтажных домах.

В частном доме контур заземления состоит из вертикальных заземлителей, вбитых в почву и соединяющихся между собой горизонтальными заземлителями, а также заземляющего проводника, соединяющего с электрощитом контур заземления.

Для расчёта сопротивления проводника вы можете воспользоваться калькулятором расчета сопротивления проводника.

Обычно вертикальные заземлители применяют в виде стального уголка, который имеет размеры 50×50х5 мм. Полосовая сталь размером 40×4 мм, подойдет для горизонтальных заземлителей. Для заземляющего проводника материалом служит круглая сталь с сечением 8-10 мм2. Материал для заземлителей и заземляющих проводников, а также их более точные размеры, можно найти ПУЭ-7, раздел 1.7.

В качестве заземлителей или заземляющих проводников запрещается использование арматуры. Объясняется это тем, что в арматуре каленый наружный слой, из-за чего происходит нарушение распределения тока по сечению и процессы окисления (быстрее ржавеет) проходят по другому.

Выполняется заземление частного дома в виде треугольника (равностороннего), во дворе дома для этого делается разметка в виде равностороннего треугольника. Контур заземления прокладывать рекомендуется на расстоянии от фундамента — не более 1 м.

После проведения разметки, необходимо по периметру размеченного треугольника выкопать траншею, примерно 0,8-1 м глубиной и достаточной для удобного обваривания шириной, приблизительно 0,5-0,7 м. Горизонтальные заземлители будут прокладываться в этой траншее.

Далее будут вбиваться по вершинам треугольника, вертикальные заземлители на 2-3 м в глубину. Обычной кувалдой можно забивать в землю уголки длиной 2-3 м, на конце уголок заостряют, для лучшего его вхождения в землю.

Можно выкопать или пробурить также по вершинам треугольника небольшие колодцы, глубиной до 1,5 м, что позволит забить уголок в меньший слой земли.

После проведения всех подготовительных работ, выбора места, произведения разметки и выкапывания необходимых размеров траншеи, можно переходить к монтажу контура заземления. По вершинам треугольника в траншее забиваются уголки в землю, но забивать их нужно не полностью, а так, чтобы в траншее торчал край уголка длиной 20-25 см.

Когда же в землю будут вбиты вертикальные заземлители, затем необходимо их между собой соединить горизонтальными заземлителями, таким образом, создав замкнутый контур.

Делается это при помощи обычной сварки, к торчащим уголкам приваривается стальная полоса. Производить соединение уголка и полосы, необходимо только сваркой, нельзя применять болтовые соединения, так как эти места окисляются со временем, что приведет к потере контакта и в процессе эксплуатации — к неэффективности функционирования заземляющего контура.

Когда контур заземления собран, то требуется этот контур соединить с электрощитом. Для этого также нужно пользоваться сваркой, приварить к контуру заземления — заземляющий проводник, которым является стальная проволока сечением 8-10 мм и проложить в траншее ее к электрощиту. К электрощиту на конце подведенной проволоки приваривается болт М6 или М8, чтобы закрепить провод заземления.

Для заземляющего проводника, если нет стальной проволоки можно использовать точно такую же стальную полосу, как и для горизонтального заземлителя.

С точки зрения эффективности полоса подойдет лучше, чем проволока, так как площадь ее прикосновения с землей будет больше, но в местах перегиба траншеи и стальную полосу прокладывать сложнее, потому что ее труднее согнуть, чем стальную проволоку.

Когда будут проведены сварочные работы, то необходимо места сварки обработать антикоррозийными составами, чтобы не было коррозии. Многие новички думают, что для того чтобы заземление частного дома служило дольше, от коррозии его необходимо защитить путем преднамеренного окрашивания, но нельзя этого делать КАТЕГОРИЧЕСКИ!

Абсолютно бессмысленно делать монтаж такого контура. Металлу требуется иметь хорошую связь с землей, а краска создавая большое сопротивление — препятствует этому.

Этот этап монтажа контура заземления для дома можно считать завершенным, но еще раз нужно убедиться в том, что места соединения сваркой надежно обварены и тогда уже выкопанные траншеи можно засыпать землей. Аналогичная специфика монтажа заземляющего контура применяется и при монтаже молниезащиты.

Расчёт электролитического заземления

Расчёт электролитического заземления (расчёт сопротивления заземления) производится как расчет обычного горизонтального электрода в виде трубы, имеющей длину 2,4 метра с учетом влияния электролита на окружающий грунт (коэффициент С).

Формула расчёта сопротивления заземления одиночного горизонтального электрода с добавлением поправочного коэффициента:

где:
ρ – удельное сопротивление грунта (Ом* м )
L – длина заземлителя (м)
d – диаметр заземлителя (м)
T — заглубление (расстояние от поверхности земли до заземлителя) (м)
π — математическая константа Пи (3,141592)
ln — натуральный логарифм
С – коэффициент содержания электролита в окружающем грунте

Коэффициент C варьируется от 0,5 до 0,05.
Со временем он уменьшается, т.к. электролит проникает в грунт на бОльший объем, при это повышая свою концентрацию. Как правило, он составляет 0,125 через 6 месяцев выщелачивания солей электрода в плотном грунте и через 0,5 — 1 месяц выщелачивания солей электрода в рыхлом грунте. Процесс можно ускорить путем добавления воды в электрод при монтаже.

Для электролитического заземления ZANDZ формула расчёта сопротивления заземления упрощается до вида:

— для комплекта ZZ-100-102

Для расчёта взяты следующие величины:
L = 2,4 метра
d = 0,065 метра = 65 мм
T = 0,6 метра
С = 0,125

Расчет заземления частного дома в формулах

Для расчета нужно выбрать формулу расчёта заземления в зависимости от типа заземлителя. Формула расчета учитывает количество электродов, их толщину и длину, а также параметры грунта возле дома.

Для начала посмотрим, как можно монтировать заземлители. На фото вы видите четыре варианта монтажа:

а — Вертикально у поверхности земли;

б — Вертикально с заглублением на 70 см (предпочтительно);

в — Горизонтально по поверхности земли;

г — Горизонтально в траншее 50-70 см.

Теперь сами расчеты.

Любое заземляющее устройство состоит из вертикальных и горизонтальных заземлителей, которые рассчитываются отдельно.

Расчет одиночного вертикального заземлителя не закопанного в землю рассчитывается следующим образом:

Расчет одиночного вертикального заземлителя углубленного в землю на 70 см рассчитывается так:

Расчет горизонтального заземлителя у поверхности:

Расчет горизонтального заземлителя в траншее 70 см, рассчитывается следующим образом:

Суммарное сопротивление заземлителя рассчитывается по формуле.

Коэффициент η берется из таблицы:

расчет заземления частного дома

Совет дня

Как видите, расчет заземления частного доме не прост. Советую воспользоваться для расчетов online калькуляторами расчета заземлителя, которых много в Интернет. Они дают достаточно точные результаты не только для однослойных, но и многослойных грунтов.

Как рассчитать заземление в частном доме вручную

Как вы уже поняли, основной параметр, который необходимо рассчитать – это общее сопротивление на растекание, т.е. нужно подобрать такую конфигурацию электродов, чтобы сопротивление заземляющего устройства, не превышало нормативное. Согласно положениям правил устройств электроустановок (ПЭУ), необходимо соблюдать определенные максимумы для токов:

• 2 Ом — для 380 вольт;
• 4 Ом — для 220 вольт;
• 8 Ом — для 127 вольт.

Правильный расчет начинается с подсчета оптимального размера и количества стержней. Для того чтобы сделать это вручную, легче всего воспользоваться упрощенными формулами, приведенными ниже.

• R_o – сопротивление стержня, Ом;
• L – длина электрода, м;
• d – диаметр электрода, м;
• T – расстояние от середины электрода до поверхности, м;
• p_экв – сопротивление грунта, Ом;
• ln — натуральный логарифм;
• π — константа (3,14).

• R_н – нормируемое сопротивление заземляющего устройства (2, 4 или 8 Ом).
• ψ – поправочный климатический коэффициент сопротивления грунта (1,3, 1,45, 1,7, 1,9, в зависимости от зоны).

Используя эти формулы, вы можете рассчитать заземляющее устройство достаточно точно, однако для упрощения расчета некоторые коэффициенты опускаются.

Также очень важно, чтобы при выборе глубины залегания и длины заземляющих стержней, нижний конец проходил ниже уровня промерзания, так как при отрицательных температурах резко возрастает сопротивление грунта, и возникают определенные сложности.

Как рассчитать заземление в частном доме вручную

Как вы уже поняли, основной параметр, который необходимо рассчитать – это общее сопротивление на растекание, т.е. нужно подобрать такую конфигурацию электродов, чтобы сопротивление заземляющего устройства, не превышало нормативное. Согласно положениям правил устройств электроустановок (ПЭУ), необходимо соблюдать определенные максимумы для токов:

• 4 Ом — для 220 Вольт;
• 4 Ом — для 380 Вольт;
• 2 Ом — для 660 Вольт.

Правильный расчет начинается с подсчета оптимального размера и количества стержней. Для того чтобы сделать это вручную, легче всего воспользоваться упрощенными формулами, приведенными ниже.

• R_o – сопротивление стержня, Ом;
• L – длина электрода, м;
• d – диаметр электрода, м;
• T – расстояние от середины электрода до поверхности, м;
• p_экв – сопротивление грунта, Ом;
• ln — натуральный логарифм;
• π — константа (3.14).

• R_н – нормируемое сопротивление заземляющего устройства (2 или 4 Ом).
• ψ – поправочный климатический коэффициент сопротивления грунта (1.3, 1.45, 1.7, 1.9, в зависимости от зоны).

Используя эти формулы, вы можете рассчитать заземляющее устройство достаточно точно, однако для упрощения расчета некоторые коэффициенты опускаются.

Также очень важно, чтобы при выборе глубины залегания и длины заземляющих стержней, нижний конец проходил ниже уровня промерзания, так как при отрицательных температурах резко возрастает сопротивление грунта, и возникают определенные сложности.

Расчет устройства правильного заземления в частном доме: основные этапы

Проводимость элементов заземляющей системы – это основной параметр. Задача состоит в том, чтобы правильно подобрать сопротивление электродов. Этот показатель не должен превышать допустимые показания:

• 8 Ом – для сети 127 В.
• 4 Ом – для сети 220 В.
• 2 Ом – для линейного напряжения однофазного переменного тока 380 В.

Для трехфазной сети показания остаются те же – два, четыре и восемь Ом, но соответственно для напряжений 660, 380 и 127 В.

От чего зависит сопротивление заземляющего приспособления

Ответ прост – от удельного электросопротивления почвы и площади соприкосновения электрода с грунтом. Чем объемнее заземлитель, тем меньше импеданс, тем больше тока поглощает земля. Все расчетные формулы для реализации защитного заземления в частном доме учитывают площадь поверхности штыря и глубину его установки. К примеру, чтобы вычислить параметры одиночного заземлителя круглого профиля, используют следующую формулу:

В расчетах удельное сопротивление почвы выступает основным параметром. Чем оно ниже, тем выше будет проводимость у контура и эффективнее защитные свойства. Основные цифры находятся в специальных таблицах, но фактические показатели грунта играют базовую роль:

• Температура.
• Плотность.
• Водный баланс.
• Глубина промерзания.
• Концентрация химических веществ.

Кроме этого, на разной глубине картина может поменяться, обычно, чем глубже, тем приемистее сам грунт по току. При минусовых температурах сопротивление почвы возрастает по причине замерзания влаги. Поэтому длина заземляющих штырей должна быть больше, чем глубина промерзания в регионе.

Важно! Электрозащита должна функционировать в любой период года, поэтому и проверять ее нужно при неблагоприятных условиях. Если такой возможности не существует, то применяют особые коэффициенты для конкретной местности.

Расчет системы из нескольких электродов

В случае, когда в частном доме своими руками собирается контур заземления, включающий несколько электродов, то процедура расчетов несколько иная:

• Вычисление сопротивления для каждой единицы.
• Суммирование итоговых показателей.
• Использование «коэффициента использования».

Расчет производится по формуле:

Некоторые вопросы может вызвать «Ки» — коэффициент использования, отображающий эффект взаимного влияния близко расположенных электродов. Дело в том, что при излишнем приближении штырей, зоны рассеивания токов начинают пересекаться.

Иными словами, чем ближе друг к другу установить отдельные заземлители, тем больше сопротивление системы. В грунте вокруг каждого электрода формируется рабочая область с радиусом равным его длине. Отсюда, идеальным расстоянием между электрозаземлителями будет их длина в почве (L), умноженная на два.

Для расчета количества заземляющих штырей используют следующую формулу:

Схема расположения стержней необязательно должна иметь вид треугольника, хотя это самая популярная конфигурация контура. Если для обустройства определена узкая полоса земельного участка, то электроды можно расположить в линию и последовательно соединить.

Выводы и полезное видео по теме

В видео ниже специалисты демонстрируют весь процесс монтажа заземления:

Распространенные ошибки при монтаже заземляющего контура:

Итак, мы убедились в необходимости заземления в частном доме, рассмотрели наиболее эффективные и практичные схемы, составили список материалов и порядок проведения работ.

Если у вас возникли вопросы или вы готовы поделиться с другими пользователями своими наработками, опытом, советами – используйте нашу форму для общения. В ней вы можете разместить комментарий, фотографию или схему собственной разработки. Также у нас можно получить консультацию специалиста. Пользуйтесь!