Каким должно быть расстояние между заземляющими электродами? Расстояние между электродами заземления

Каким должно быть расстояние между заземляющими электродами?

Расчет заземления подразумевает определение количества и конфигурации заземлителей, глубины их погружения и при учете удельного сопротивления грунта. Все эти параметры напрямую влияют на итоговое сопротивление установленного заземления. Однако при монтаже не редко возникает вопрос и о таком параметре, как “минимальное расстояние между заземляющими электродами”. Каким оно должно быть? На практике часто принимается в расчет расстояние 3 метра, что подтверждает недавний вопрос от посетителя нашего сайта. Верно ли это значение? Разбираемся в этом вопросе!

Для эффективного растекания тока, вертикальные электроды должны устанавливаться на расстоянии не менее их длины. Большую роль играет коэффициент использования, так как он показывает взаимное влияние заземляющих электродов в контуре заземления и имеет прямую зависимость от взаимного расстояния электродов. Прямые указания по размещению вертикальных электродов на расстоянии большем, чем их длина, указаны в пункте 2.2 РД 34.21.122-87

Расположение электродов в ряд также способствует более эффективному растеканию тока, по сравнению с контуром, потому что рабочие области электродов не перекрываются - коэффициент использования больше. Если несколько заземляющих электродов расположены слишком близко друг к другу, то данная схема заземления становится неэффективна, поскольку “рабочие зоны электродов” перекрываются — уменьшается рабочий объем этих зон и, следовательно, уменьшается эффективность работы каждого заземляющего электрода.

Таким образом, значение имеет общая длина электродов и их правильное расположение. Каждый проводник обладает электрическим потенциалом. Чем ниже сопротивление, тем лучше ток растекается в среде, тем сильнее снизится потенциал на заземлителе. Он будет приближаться к естественному потенциалу земли, т.е. к нулю. В результате снизится и величина опасного потенциала на корпусе поврежденной электроустановки.

Установка электродов в замкнутый контур подходит для размещения вокруг объекта, служит цели уравнивания и выравнивания потенциалов, что важно в молниезащите, а также позволяет получить низкое сопротивление заземления, т.к. может использоваться большая общая длина электродов.

У вас имеются другие вопросы о расчетах заземления и молниезащиты? Задайте их нашим техническим специалистам, которые с удовольствием предоставят на них ответы!

Смотрите также:

[ Код новостного блока для вставки на Ваш сайт ] [ RSS лента для подписки на новости ]

www.zandz.ru

Расстояние между заземляющими электродами

При многоэлектродной конфигурации заземлителя на итоговое сопротивление заземления начинает оказывать свое влияние еще один фактор - расстояние между заземляющими электродами. В формулах расчета заземления этот фактор описывается величиной "коэффициент использования".

Для модульного и электролитического заземления этим коэффициентом можно пренебречь (т.е. его величина равна 1) при соблюдении определенного расстояния между заземляющими электродами:

· не менее глубины погружения электродов - для модульного

· не менее 7 метров - для электролитического

Соединение электродов в заземлитель

Для соединения заземляющих электродов между собой и с объектом в качестве заземляющего проводника используется медная катанка или стальная полоса.

Сечение проводника часто выбирается - 50 мм² для меди и 150 мм² для стали. Распространено использование обычной стальной полосы 5*30 мм.

Для частного дома без молниеприемников достаточно медного провода сечением 16-25 мм².

Подробнее о прокладке заземляющего проводника можно ознакомиться на отдельной странице "Монтаж заземления".

Системы заземления:

Ресурс статей: http://zametkielectrika.ru/sistema-zazemleniya-tn-c/

Система заземления TN-C

Самая старая и распространенная система заземления, которая существовала в нашей стране очень долгое время и, к сожалению, продолжает существовать — это система TN-C.

Заземление в такой системе выполнено следующим образом: контур заземления (другими словами заземляющее устройство ЗУ) выполнен на трансформаторной подстанции ТП, питающей наш дом.

Нулевой проводник соединен с контуром заземления и приходит к потребителю одним проводом (PEN) в качестве защитного и рабочего проводника. Нулевой проводник в данной системе так и называется — PEN проводник.

Электропроводка в таком случае выполняется кабелями с двумя жилами (фаза, PEN) при однофазном питании квартиры или с четырьмя жилами (А,В,С, PEN) при трехфазном питании.

В розетках отсутствуют контакты защитного заземления. Если корпус электрооборудования (электрический прибор, корпус щитка или сборки) соединим с PEN проводником, то такая защита будет называться занулением.

Достоинства системы TN-C

Система TN-C обладает всего одним достоинством — электромонтаж такой системы относительно прост и является дешевым.

Недостатки системы заземления TN-C

А вот про недостатки поговорим подробнее.

В этой системе заземления существует угроза поражения людей электрическим током, что приводит к плачевным ситуациям. Вот пример несчастного случая на производстве, можете ознакомиться с ним.

Если Вам специалист-электрик рекомендует провести электромонтаж с системой заземления TN-C, то сразу же отказывайтесь от такого электрика.

Система заземления TN-C. Что делать? Как исправить?

Уважаемые, потребители электрической энергии. В данной ситуации отчаиваться не стоит, т.к. при реконструкции (модернизации) и вновь монтируемых объектах устанавливать систему TN-C строго запрещено!!!

Энергоснабжающим организациям, обслуживающим электрические сети наших домов, необходимо (рекомендовано) систему TN-C перевести на систему заземления TN-C-S или TN-S, путем модернизации схем электроснабжения. Но в связи с отсутствием финансовых средств, энергоснабжающие организации делают проще. Они на вводе в дом устанавливают повторное заземление нулевого проводника. А далее производят разделение PEN проводника на два отдельных проводника:

· нулевой рабочий проводник N

· защитный проводник PE

Более подробно об этом Вы можете прочитать в статье про разделение PEN проводника.

Если Вы не представляете как самостоятельно определить систему заземления Вашей квартиры или дома, то пригласите специалистов электролаборатории.

Система заземления TN-C-S

Принцип системы TN-C-S основан на том, что PEN проводник разделяется в определенном месте и приходит к потребителю двумя отдельными проводниками:

· нулевой рабочий проводник N

· защитный проводник PE

В качестве примера приведу схему электрического подъездного щита жилого дома.

В данном случае электроснабжение квартиры осуществляется либо 3-жильным кабелем (фаза, N, PE) при однофазном питании (см. рисунок выше), либо 5-жильным кабелем (А,В,С, N, PE) при трехфазном питании.

В отличии от рассмотренной ранее системы TN-C, в этой системе допускается устанавливать розетки с наличием клеммы для заземления — евророзетки.

Защитный проводник РЕ необходимо соединить с корпусом электрооборудования (СВЧ-печь, электроплита, стиральная машина и другие электрические приборы). Нулевой рабочий проводник N служит только для передачи электроэнергии потребителю.

Где произвести разделение PEN-проводника?

lektsia.com

Заземление треугольником: схема, размеры, этапы монтажа

Некоторые люди задаются вопросом, нужно ли делать заземление в частном доме? Согласно нормативам ГОСТ, СНиП и ПУЭ требуется делать отвод, который защитит и обезопасит человека от поражения электрическим током. Поэтому при строительстве частного дома в первую очередь следует подключить такую систему. Самой удобной и распространенной конфигурацией считается равносторонний треугольник – это металлическая конструкция, которая забивается в землю при помощи штырей. Расстояние между штырями должно быть равным. Размеры зависят от грунта, в котором он будет располагаться. Стержнями образуют контур из арматуры, трубы или стальных уголков. Их форма должна быть удобной, чтобы их легко можно было забивать в землю. В этой статье мы подробно расскажем о том, как сделать заземление треугольником в частном доме.

Преимущество треугольной формы контура

Какое преимущество над контуром в виде полосы имеет треугольник? Оно заключается в том, что такая конструкция занимает меньшую площадь, соответственно земляных работ будет значительно меньше. Да и соединять штыри гораздо проще в яме, чем в узкой и длинной траншее. Однако самое главное преимущество треугольного заземления — заключается в надежном функционировании защиты, т.к. если перемычка из металла между электродами повредится, заземляющее устройство будет все равно рабочим (с другой стороны).

Высота каждого заземляющего электрода имеет определенные нормы и составляет 2 – 3 метра. Форма расположения электродов в земле – равнобедренный треугольник, расстояние между которыми должно быть не меньше 1,2 м. Для того чтобы получить хорошее контактное соединение, используется металлическая пластина, которая накладывается с помощью сварки. Чтобы подвести заземление от контура к дому рекомендуется использовать шину из такого же металла или провод из стали подходящего сечения. Размеры уголка должны быть не менее 50х50 мм.

Этапы установки

Сделать заземление треугольником можно по следующей пошаговой инструкции:

На выбранном месте помечаем места закапывания вертикальных электродов. После чего нужно выкопать траншею глубиной до одного метра. Глубина должна быть ниже промерзания земли. Линии конструкции должны образовывать треугольник, длина стороны которого указывается в расчетах.

Затем необходимо вырыть траншею от конструкции к силовому щитку. Угол контура, к которому будет подсоединяться щиток, выбирается самый ближний. Это делается для экономии материалов.
Далее необходимо забить электроды в землю, оставив над грунтом 20 см.
С помощью стальной полосы необходимо сделать замкнутую систему. Она приваривается к электродам и образует треугольник.
От ближайшей точки прокладывается полоса к силовому щитку и выводится на стену.
К подведенной к шкафу планке приварить болт, при этом его резьба должна быть наружу. Это означает, что привариваться будет шапка болта. Чтобы подключить заземление к щитку в доме, важно заранее в стене высверлить отверстие для заземляющего кабеля.
С помощью гайки присоединяется заземляющий кабель к болту. После этого необходимо обработать места сварки и соединений специальными веществами от коррозии и герметиком.

Инструкция в картинках выглядит следующим образом:

Завершающим этапом установки заземлителя своими руками будет проверка сопротивления заземления. Для этого нужно иметь специальный электрический прибор, который называется омметр. Но так как такой прибор стоит не дешево, то лучше пригласить специалиста из энергоуправления. Специалисту нужно сделать замеры и внести данные в паспорт контура заземлителя.

Важно проверку делать в сухую погоду, так как атмосферная влага может дать погрешности измерению. Норматив сопротивления контура не должен превышать 4 Ом для сети 220 Вольт. Если же сопротивление превышает этот показатель, то нужно доработать заземление. Для этого нужно добавить еще один заземлитель или сделать конструкцию в форме ромба.

В случае, если параметры соответствуют всем нормам и требованиям и подтверждается низкое сопротивление контура, то можно зарывать траншею. Делается это однородным грунтом, без щебня и мусора. Подключать заземление к щитку следует не параллельно, а отдельно каждую техническую единицу.

Есть еще один способ проверить сопротивление без вызова специалиста. Для этого достаточно иметь лампу, мощность которой не меньше 100 Вт. Источник света одним контактом подсоединяется к системе, а вторым – к фазе. Если треугольник установлен правильно, то лампочка будет гореть ярко. Если же она светит тускло, значит контакты между заземлителями слабые и стыки нужно будет переделывать. Если свет вообще не горит, то треугольник установлен неправильно. В этом случае следует проверить саму схему и посмотреть где была допущена ошибка.

На видео ниже наглядно показывается, как собрать заземляющий контур треугольной формы:

Вот и все, что хотелось вам рассказать о том, как сделать заземление треугольником своими руками. Надеемся, предоставленные схемы, фото и инструкция по монтажу были для вас полезными!

Будет полезно прочитать:

samelectrik.ru

Контур заземления — конструкция, выбор заземлителя

Устройство заглубленного контура заземления представляет собой металлические стержни (электроды), забитые в землю и соединённые вместе. Наиболее эффективна конструкция, когда электроды располагаются в линию. Но при благоприятных условиях подойдёт и конструкция, когда стержни расположены треугольником.

Расположение в виде треугольника несколько хуже потому, что электроды больше экранируют друг друга, а значит, расход материала при такой конструкции при прочих равных условиях будет больше. С другой стороны треугольное расположение на небольшом расстоянии уменьшает количество земляных работ, и соединять штыри между собой и шиной намного удобнее в треугольной яме, чем в узкой траншее.

Расстояние контура заземление от стен дома должно быть не меньше 1 метра.

Электроды заземления нужно закопать на глубину промерзания грунта. Дело в том, что замерзший грунт очень плохо проводи электрический ток. Так, при замерзании верхнего слоя грунта высотой полметра, его сопротивление увеличивается примерно в 10 раз, а на глубине от полуметра до метра — в три раза. Летом же верхние слои грунта (до одного метра глубиной) значительно высыхают, что также резко повышает его сопротивление. Поэтому необходимо как можно глубже закапывать электроды в стабильные слои почвы, которые залегают ниже 1-2 м. На такой глубине параметры грунта практически не меняются на протяжении всего года.

Конечно, можно взять более длинные металлические электроды, но это увеличит расход материалов. Расчет контура заземления приведен в статье «Расчет заземления». Кроме того, забить в землю вручную стержни заземлителя более 2,5 м длиной довольно проблематично.

Таблица 1. Коэффициенты использования трёх электродов, размещенных в ряд

Отношение расстояния между 3 стержнями	Коэффициент использования, η	Отношение расстояния между 3 стержнями	Коэффициент использования, η
0,5	0,62-0,68	2	0,85-0,88
1	0,76-0,8	3	0,9-0,92

В табл. 1 видно, как расстояние между тремя стержнями влияет на коэффициент их использования. Отношение расстояния между стержнями — это отношение используемой длинны стержня к расстоянию между ними. Например, если взять два электрода длинной 2,5 м, полностью заглублённых в землю на глубину промерзания (вся их длина используется) и расположить на расстоянии 2,5 метра друг от друга, то отношение будет равно 2,5/2,5=1.

Из таблицы можно сделать вывод, что наиболее оптимальное расстояние между стержнями контура заземления равно их длине. При большем расстоянии прирост эффективности небольшой при значительно большем объёме земляных работ и расходе материала на соединение стержней шиной.

Для изготовления самих глубинных электродов можно использовать любые материалы с минимальными размерами, указанные в табл. 2.

Обратите внимание, что в табл. 2 нет арматуры с периодическим профилем, которую применяют для армирования бетона. Стержни такой арматуры не подходят в качестве глубинного заземления, так как при забивании в землю арматурные стержни разрыхляют возле себя землю, что приводит к повышению сопротивления.

Таблица 2. Минимальные размеры заземляющих электродов с точки зрения коррозионной и механической стойкости

Материал	Поверхность	Профиль	Минимальный размер
Материал	Поверхность	Профиль	Диаметр, мм	Площадь сечения, мм2	Толщина, мм	Толщина покрытия, мк
Сталь	Черный1 металл без антикоррозионного покрытия	Прямоугольный2		150	5
		Угловой		150	5
		Круглые стержни для заглублённых электродов3	18
		Круглая проволока для поверхностных электродов4	12
		Трубный	32		3.5
	Горячего цинкования5 или нержавеющая сталь5,6	Прямоугольный		90	3	70
		Угловой		90	3	70
		Круглые стержни для заглублённых электродов3	16			70
		Круглая проволока для поверхностных электродов4	10			507
		Трубный	25		2	55
	В медной оболочке	Круглые стержни для заглублённых электродов3	15			2000
	С гальваническим медным покрытием	Круглые стержни для заглублённых электродов3	14			100
Медь	Без покрытия5	Прямоугольный		50	2
		Круглый провод Для поверхностных электродов4		258
		Трос	1,8 каждой проволоки	25		5
		Трубный	20		2
	Луженная	Трос	1,8 каждой проволоки	25		5
	Оцинкованная	Прямоугольный9		50	2	40
1 Срок службы 25-30 лет при скорости коррозии в нормальных грунтах 0,06 мм/год. 2 Прокат или нарезанная полоса со скругленными краями. 3 Заземляющие электроды рассматриваются как заглублённые, когда они установлены на глубине более 0,5 м. 4 Заземляющие электроды рассматриваются как поверхностные, когда они установлены на глубине не более 0,5 м. 5 Может так же использоваться для электродов, уложенных (заделанных) в бетоне. 6 Применяется без покрытия. 7 В случае использования проволоки, изготовленной методом непрерывного горячего цинкования, толщина покрытия в 50 мк принята в соответствии с настоящими техническими возможностями. 8 Если экспериментально доказано, что вероятность повреждения от коррозии и механических воздействий мала, то может использоваться сечение 16 мм2. 9 Нарезанная полоса со скруглёнными краями.

Очевидно, что наиболее дешевыми являются электроды из круглых оцинкованных стержней диаметром 16 мм. Но так как найти и купить их бывает накладно, то чаще всего контур заземление изготавливают из обычного черного стального уголка 50х50х5 мм. Соединять вместе уголок нужно стальной полосой с размерами не менее 50х5 мм.

Для соединения стержней контура с соединителями и шиной заземления используют два основных способа:

— в случае оцинкованного проката возможно соединение без использования сварки с помощью резьбовых обжимных хомутов. При этом место соединения должно быть защищено от коррозии с помощью антикоррозийного бинта или обмазкой горячим битумом;

— прокат из черной стали без покрытий соединяется с помощью дуговой электросварки.

Что касается провода (защитный проводник), который подключают к заземляющей конструкции (к шине заземления), то лучше всего использовать провод из меди. Минимальное сечение заземляющего провода выбирается по табл. 3. Например, если просто подключить медный провод к стальной шине с помощью оцинкованного резьбового соединения, и при этом соединение находится в пластиковой распределительной коробке, а сам провод в пластиковой гофре, то такое подключение следует считать незащищённым от коррозии, поскольку напрямую контактирует с наружным воздухом. Но такое соединение контура заземления и проводника защищёно механически, и значит минимальное сечение медного провода будет равно 10 мм2. Детали по устройству защитного заземления дома своими руками приведены в статье «Монтаж контура заземления своими руками».

Таблица 3. Минимальное поперечное сечение медных заземляющих проводников

Наличие защиты	Сечение провода мм2
Наличие защиты	Механически защищенные	Механически незащищённые
Защищённые от коррозии	6	16
Незащищённые от коррозии	10	25

Правила расчета вертикального заземлителя и его монтаж

Для того чтобы обеспечить электротехническую безопасность в доме или на предприятии, необходимо установить заземляющий контур. Земля, является отличным проводником, который заряжен отрицательно, и если корпус мощных электрических приборов соединить с этим проводником, посредством вертикального заземления, то можно не опасаться поражения электрическим током, даже в случае утечки фазного напряжения.

Чтобы осуществить монтаж вертикального заземления, которое бы отвечало всем правилам и стандартам, необходимо ознакомиться с основными принципами правильной установки этого метода электротехнической защиты.

Материалы для вертикального заземления

Как показала практика, лучший вертикальный заземлитель — это стальной круглый стержень, который устанавливается в грунт, непосредственно возле защищаемого объекта. Кроме стального прута, допускается использовать в качестве заземлителя медный провод. Но учитывая высокую стоимость этого материала, его не так часто используют в качестве заземляющего проводника. Одного прута не достаточно для обеспечения надёжной защиты от поражения электрическим током, поэтому стержни помещённые на некотором расстоянии друг от друга соединяются с помощью электросварки.

Для того чтобы осуществить соединение стержней между между собой, необходимо приобрести арматуру, которая приваривается к каждому заземлителю из круглой стали, и вводится в дом для подключения к электрическим приборам и устройствам.

Цена стального стержня невелика, а при наличии электросварочного аппарата, все работы можно выполнить самостоятельно. Стоимость расходных материалов при проведении подобных работ, также не будет слишком большой, поэтому заземление, которое выполнено с использование стальных стержней и арматуры, не потребует значительных финансовых вложений.

Расчёт параметров

Прежде чем приступить к выполнению монтажных работ, необходимо осуществить правильный расчёт параметров заземления. Площадь соприкосновения вертикального заземлителя с породой напрямую зависит от сопротивления грунта.

Если монтаж заземления осуществляется в северных районах страны, где грунт промерзает на значительную глубину, площадь соприкосновения проводника с грунтом должна быть более значительной, чем на юге, где грунт не промерзает на глубину более 0,5 метра.

При промерзании грунта его сопротивление резко увеличивается, что негативно сказывается на эффективности заземляющего контура. Поэтому, для обеспечения надлежащего уровня электротехнической защиты в условиях вечной мерзлоты, могут применяться монтажные технологии, отличающиеся от общепринятых.

Если земля полностью промёрзла, то необходимо осуществить бурение на значительную глубину, установить металлические электроды и засыпать отверстие ранее удалённым грунтом.

От породы, в которой необходимо осуществить заземление, также зависит площадь соприкосновения грунта с грунтом и удельное сопротивление вещества.

Наибольшее значение сопротивления в скальном и каменистом грунте. Длина вертикального заземлителя, в этом случае, будет максимальной, для того чтобы обеспечить нормальное прохождение электрического тока в породе. В таких условиях монтаж вертикального заземления, является единственным способом осуществить электротехническую защиту объекта. Наиболее оптимальный вариант установки электротехнической защиты в таких условиях — это применение специального вибратора, который позволяет довольно легко осуществить монтаж стержня в скальном или каменистом грунте.

Если осуществляется монтаж заземления в чернозёме и торфе, то для обеспечения нормального заземления, достаточно погружения электрода на глубину 1,5 метра.

Диаметр вертикального заземлителя должен быть не менее 16 мм. Обычно в качестве вертикальных стержней для заземления, используется металлическая арматура диаметром 18 — 20 мм.

Монтаж оборудования

После того, как будет определён тип грунта, где планируется установка заземления, можно приступать к установке стержней.

Прежде чем устанавливать стержни в землю, необходимо снять верхний слой грунта на глубину не менее 0,5 метра. Обычно такая траншея делается по периметру всего здания. Расстояние между вертикальными заземлителями должно быть не более 5 метров. Количество вертикальных заземлителей несложно подсчитать, если общую длину траншеи разделить на «5». Например, при общей длине траншеи в 50 метров, количество вертикальных заземлителей составит 10 штук.

Для того чтобы осуществить проникновение стержней в грунт на необходимую глубину, можно их вбить с помощью кувалды. Если грунт мягкий, а длина стержней не превышает 3 метров, то монтаж ручным способом не займёт много времени и сил. Для удобства дальнейшего монтажа, необходимо установить вертикальные стержни в траншее таким образом, чтобы они возвышались от дна на высоте 10 — 20 см.

Если грунт достаточно каменист, можно применить отбойным молоток со специальной насадкой для установки вертикальных стержней.

Оригинальным способом монтажа пользуются в том случае, если есть трактор-экскаватор типа «Петушок». Гидравлический привод управления ковшом позволяет с достаточным усилием воздействовать на вертикально поставленный стержень, чтобы последний полностью вошёл даже в каменистый грунт.

После установки всех вертикальных заземлителей их соединяют между собой горизонтально расположенными кусками арматуры.

Диаметр горизонтально расположенных стержней должен составлять не менее 10 см, иначе не будет достигнуто показание сопротивления на необходимом уровне.

Соединить стержни между собой можно стальной лентой. Ширина ленты должна быть не менее 48 мм, а толщина металла — не менее 4 мм. Сварка должна быть выполнена качественно, чтобы в местах соединения металла не образовался процесс коррозии, который может быть значительно усилен токами, проходящими через сварной шов.

Чтобы обеспечить беспрепятственное истечение электрического тока по проводнику следует обеспечить по всему периметру электрического контура, сопротивление вертикальных заземлителей, равное 4 Ом. Если не удаётся добиться данного идеального показателя сопротивления, допустимо отклонение этого значения до 10 Ом, без ухудшения защитных свойств вертикального заземления.

Если сразу после установки электротехнической защиты её вводят в эксплуатацию, то места, где расположены вертикальные стержни, необходимо полить значительным количеством воды. Таким образом удаётся восстановить структуру грунта, который будет максимально эффективно передавать электрический потенциал от металлических стержней земле.

Самостоятельная установка

Вертикальные электроды заземления, можно установить самостоятельно. При установке необходимо знать состав грунта, чтобы определить примерную глубину установки рабочих электродов. Для установки заземления потребуется приобрести сварочный аппарат и необходимое количество электродов для того чтобы сварить вертикальные и горизонтальные заземлители.

Для соединения металлов не рекомендуется использовать различные зажимы и другие резьбовые соединения. Со временем такие места могут значительно ухудшить проводимость участка электрической цепи, что негативно скажется на эффективности заземляющего контура. Если грунт не промерзает в зимнее время на глубину более 0,5 метра, и не является скальным или каменистым, то можно использовать круглый стержень длиной не более 1,5 метров.

При неблагоприятных условиях для установки заземления, глубина размещения стержней должна составлять не менее 3 метров, а расстояние между ними может быть уменьшено до 4 метров. Не рекомендуется далее уменьшать расстояние между электродами, иначе общее сопротивление заземляющей установки может значительно увеличиться, за счёт эффекта экранирования.

Если нет желания заниматься монтажом заземления самостоятельно, то можно обратиться в специализированные фирмы, которые в кратчайшие сроки установят вертикальное заземление на прилегающем к дому участке. Несмотря на то, что такие услуги будут стоить денег, экономия времени может быть значительна. И если этот ресурс, является очень важным, то лучше доверить работу профессионалам.

evosnab.ru

Контур защитного заземления. Схема, фото, пояснения

Контуром заземления называют находящееся в земле соединение горизонтальных и вертикальных заземлителей (электродов).

Совокупность помещённых в грунт электродов и заземляющего провода, который соединяет данный контур и главную заземляющую шину (ГЗШ) являет собой заземляющее устройство (ЗУ). Важнейшей характеристикой ЗУ является переходное сопротивление (металлосвязь) и сопротивление контура растеканию токов в земле.

От качества выполненных работ зависит заземление каждой розетки в доме и надёжность молниезащиты.

Расчет контура

Сопротивление контура заземления зависит от:

параметров заземлителей: длины, площади контакта, количества электродов, расстояния между ними;
длины соединяющих заземлители проводников;
удельного сопротивления грунтов;
влажности почвы;
солёности грунта;
температуры времени года;

Чтобы правильно выполнить все расчеты, необходимо иметь инженерное образование, и разобрать множество формул.

Из практического опыта известно, что ни одна из методик расчета не учитывает в полной мере все факторы, поэтому после выполнения работ результаты измерений практически всегда неожиданны. Поэтому часто пользуются типичным проектом, проверяя соответствие параметров у готового контура.

Естественно, что в отношении контура заземления для электростанции или большого производства расчеты обязательны, но для бытового использования можно выбрать подходящую схему заземляющего устройства и качественно её воплотить в металле, правильно выбрав место установки.

Даже без произведения расчётов из таблицы можно понять, какой тип грунта будет лучше всего для заземляющего устройства.

Как правило, в частном секторе для заземления используют одноконтурную схему, которая состоит из трёх вертикальных штырей, труб или уголков, соединённых между собой стальными полосами.

Использование одноконтурного заземления для частного дома

Соединение электродов в заземляющем устройстве выполняется в виде горизонтального равностороннего треугольника с вертикальными заземлителями, находящимися на его вершинах.

Типичная схема заземления небольшого частного дома

Такой проект заземляющего контура подходит для большинства небольших коттеджей и дачных домиков, получаемых однофазное энергоснабжение, выполненное по схеме TN-С-S, с повторным заземлением и разделением совмещённого нулевого провода PEN системы TN-С.

Но намного более надёжной будет схема с несколькими контурами, из-за того, что в одном месте свойства грунта могут измениться, он может высохнуть в жару, или промёрзнуть зимой, также вследствие проведённых рядом земляных работ могут измениться подземные водяные потоки.

Схема двойного контура зземления

Наиболее лучшей схемой традиционного заземляющего контура является кольцевая, или прямоугольная, обустроенная вокруг дома.

Заземление сделанное по периметру , самое надежное

Внутренний контур является ГЗШ и обеспечивает более рациональное подключение защитного провода PE к розеткам и корпусам электрооборудования. Для обустройства внешнего контура необходимо отойти от здания на расстояние не менее полторы – двух метров. Такую же схему используют для контура заземления трансформаторной подстанции.

Схема заземления Трансформаторного пункта

Для более сложных зданий горизонтальные заземлители прокладывают по периметру фундамента, на отдалении, требующемся, чтобы не вызвать осадку грунта при земляных работах.

Также применяют контур заземления в виде сетки.

Земляные работы

Поскольку контур заземления прокладывается в земле, то без земляных работ не обойтись.

Копают траншеи или яму глубиной ниже полуметра, вбивают в дно вертикальные электроды и прокладывают горизонтальные заземлители также по дну, соединяя в единый контур.

Контур заземления по типу треугольника по вершинам вбиты вертикальные заземлители

Засыпают траншею однородным грунтом без камней и мусора, утрамбовывая. Часто при прокладке вводной подземной линии электропередач, чтобы сэкономить на земляных работах, прокладывают горизонтальный линейный заземлитель в данной траншее, с установкой вертикальных электродов.

Зазыпка контура заземления и вывод на шину РЕ

В данном случае необходимо будет поверх установленного заземляющего контура насыпать подушку из грунта, плотно утрамбовав, после чего насыпают прослойку из песка, для прокладки кабеля. Самое главное при данных обстоятельствах проследить, чтобы выступающие части заземлителей не соприкасались и не повредили кабель.

Независимо от типа ЗУ, его установка должна производиться ниже точки промерзания грунта, из-за того, что замерзшая вода в почве в виде льда перестаёт быть проводником, и заземление теряет эффективность.

Установка Заземляющего контура ниже точки промерзания грунта и в скале

Данное обстоятельство не имеет никакого значения в случае применения глубинных заземлителей, которые устанавливаются в скважинах на значительную глубину 20-50 м.

Материалы заземлителей и заземляющего проводника

Применяют для электродов стальной металлопрокат, или медные проводники. Не допускается применение алюминия в качестве электродов. Использовать алюминиевый кабель в качестве заземляющего проводника допускается лишь в изоляции, защищающей жилу от коррозии, но в этом случае придётся уделить повышенное внимание герметизации болтового соединения.

Для соединения электродов применяют тот же вид металлопроката, что и при сборке заземлителей.

Использование заземлителей, покрытых медью.В данной таблице не указан сравнительно новый, инновационный материал для заземлителей –омеднённые прутки, покрытые тонким слоем (0,275 мм) меди.

стальной пруток покрытый медью для вертикального заземлителя

Для данного материала следует применять параметры, указанные для оцинкованной стали.

Выпускаются такие заземлители в виде комплектов для быстрого монтажа заземляющего устройства.

Примечательно, что с их помощью можно монтировать глубинные заземлители без бурения скважин – на первый штырь навинчивается острый наконечник, который облегчает прохождение электрода в грунт.

При помощи соединительной муфты прикручивается ударопрочная головка, Не дающая металлу и резьбовому соединению разрушаться при ударах.

По мере углубления, головку отвинчивают, вкручивают новый стержень, на него прикручивают другую муфту, снова присоединяют головку и продолжают процесс забивания модульного заземлителя до требуемой глубины.

Часто для облегчения работ, вместо кувалды используют вибромолот. К последнему штырю крепят заземляющий провод или горизонтальный заземлитель, прокладываемый в виде полосы, покрытой медью, при помощи специального хомута.

Модульная установка заземляющего контура

Такой монтаж позволяет обойтись без сварочных работ, производится достаточно быстро. Минусом может быть недобросовестная затяжка болтов, поэтому в месте крепежа будет не лишним предусмотреть небольшие колодцы для проведения технологического осмотра и подтяжки соединений.

Схема контура модульного заземляющего контура

Контур заземления из стального металлопроката

Наиболее подходящим видом проката в качестве материала для вертикальных заземлителей будет уголок или труба (круглая или профильная). Для облегчения забивания уголок или трубу надрезают под углом 30-45º.

заостренный уголок для вертикального заземлителя

Больший угол затруднит прохождение плотных слоёв грунта, а при меньшем возможно загибания металла на кончике. Забивают заземлители в дно траншеи или ямы при помощи кувалды или вибромолота. Металл от ударов кувалды неизбежно расклепается, но это не страшно – главное хорошо проварить место соединения вертикального и горизонтального заземлителя.

Вибромолот для забивания вертикального заземлителя

Проверка контура заземления

Проверяют сварные швы, простукивая их молотом, а затяжку гаек при помощи ключа. Измерять сопротивление должны производить специалисты лицензированной электрической лаборатории, они же выдадут акт.

В системе TT чем меньше сопротивление, тем лучше, но в отношении TN-С-S не стоит, чтобы сопротивление было меньше чем у трансформаторной подстанции – 4 Ом, иначе вся нагрузка на заземление воздушной линии ляжет на данный домашний контур.

Оборудование для измерений слишком дорого, поэтому существует народный метод – в идеале контур должен обеспечивать работу домашних электроприборов на максимально возможном для автомата токе. Для этого один провод от переносной розетки подключат к фазе, а другой к контуру заземления, и в розетку включают нагрузку.

На практике контур считается хорошим, если подключаемый между фазой и заземлением электронагревательный прибор мощностью 2 кВт будет исправно работать, и падение напряжения между фазой и заземлением будет не больше 10 В. Но надо быть очень осторожным, проводя такие манипуляции и не находиться в этот момент вблизи контура.

его необходимость и выполнение расчета

Содержание статьи

Рассчитать заземление – конечно, важная задача. Но давайте поставим вопрос по-другому: а нужно ли оно вообще? Зачем горбатиться и искать себе лишних приключений, если и без этой канители в доме есть электричество, если работают все электроприборы и жизнь идет своим чередом?

Заземление частного дома: не лишняя ли это забота?

Таким вопросом задаются многие начинающие домохозяева. Наш ответ наверняка вас не удивит: заземление – забота далеко не лишняя. Более того, заземление это необходимость! Попытаемся эту необходимость обосновать, не отсылая вас к нормативным документам и не жонглируя специфическими терминами.

Прежде всего, вероятно, необходимо понятным языком сказать, что же такое заземление.

Итак, заземление – это соединение с помощью проводника корпусов имеющегося в доме электрооборудования со спрятанным в земле заземляющим контуром.

Такова стандартная структура устанавливаемого в доме заземления

Заземление чаще всего материализовано в виде медного провода Ø10 мм и более или пластины из стали. Эти элементы соединяются с электрощитком, куда подходят кабели от всех розеток, светильников и других потребителей электрической энергии.

Основная задача заземления – обезопасить жизнь людей.

Многие из нас знакомы с ситуацией, когда простое касание, например, старого холодильника или электроплитки сопровождается весьма ощутимым ударом тока. Случается это лишь в старых домах, где имеются всего лишь две фазы, а прокладываемый сейчас повсюду защитный провод отсутствует. Током же бьет из-за плохого состояния изоляции электроприборов, что обусловливает появление на их корпусе определенного электрического потенциала (напряжения).

Касаясь рукой такого бытового прибора, вы превращаетесь в своеобразное «заземление», и через ваше тело пробегает ток. При наличии в домашней электропроводке третьего защитного провода ток, обусловленный плохой изоляцией старого холодильника, пойдет именно через этот проводник, поскольку сопротивление провода несравнимо меньше электрического сопротивления вашего тела.

Заземление в частном доме необходимо и для того, чтобы защитить электроприборы. Из школьных учебников мы знаем, что зачастую люди являются носителями статического электричества. Ток при возникающих при этом разрядах бывает минимальным, а напряжение может достигать значительных величин, опасных для нежной электроники, которая в большинстве случаев присутствует в электроприборах.

Одно из проявлений наличия статического заряда в теле человека

При наличии заземления статический заряд, имеющийся как в теле человека, так и в корпусе домашних приборов, без труда отводится в землю.

Так что заземление – забота вовсе не лишняя. Обустраивать его надо обязательно. Однако максимальная эффективность заземления может быть обеспечена лишь тогда, когда оно правильно рассчитано. Именно об этом мы и поведем в продолжении нашей статьи.

Зачем же нужен расчет заземления?

Необходимость для расчета заземления обусловлена тем, что точно должно быть определено сопротивление контура заземления, который сооружается, а также его размеры и форма. Контур, предназначенный для заземления, должен состоять из заземляющего проводника, а также вертикальных и горизонтальных заземлителей. Непосредственно в почву, на достаточно большую глубину, вбиваются вертикальные заземлители.

А вот горизонтальные заземлители, при правильном монтаже, должны соединять между собой, заземлители вертикальные. Далее необходимо установить заземляющий проводник, который будет соединять контур заземления с электрощитом.

Непосредственно от сопротивления заземления зависят не только количество заземлителей, но и их размеры. Учтено должно быть и расстояние между ними, а также удельное сопротивление грунта.

Как выполняется расчет заземления

Безопасная величина напряжения соприкосновения – основная цель заземления. При правильно выполненных работах по заземлению, опасный потенциал электроэнергии уходит в землю. Что даёт возможность безопасной эксплуатации каких-либо электроприборов человеком.

От сопротивления заземляющего контура зависит величина стекания тока непосредственно в землю. Величина потенциала электроэнергии, которая может быть опасна для человека, будет тем меньше, чем меньше будет установлено.

Распределение опасного потенциала, а также величины при сопротивлении тока, который растекается, — это основные требования для заземляющих устройств.

Показатель определения сопротивления растекания тока заземлителя и есть основа расчета защитного заземления. Непосредственно сопротивление тогда установлено правильно, а значит и эксплуатация электрооборудования безопасна, когда выверены все размеры и количество проводников, которые заземлены, а их расположение произошло на безопасную глубину проводимости грунта.

То, что нужно для расчета заземления

Проведение точных замеров заземлителей – это основные условия для правильного сооружения заземляющих устройств.
В качестве заземлителя могут быть использованы уголок, полоса и круглая сталь. Их минимальные размеры следующие:

— уголок – 4 мм2 / 4 м2;
— сталь круглая – 10;
— полоса – 4 /12. Не больше 48 мм2 должна быть её площадь;
— труба стальная. Толщина одной её стенки может быть на уровне или меньше 3,5 миллиметров.

2. Длина стержня, который применяется для заземления, должна быть на уровне 2 метров, но можно и 1,5.
3. Соотношение длины между стержнями и является основой для определения их расстояния. Если а – это расстояние, то

а = 1хL;

а = 2хL;

а = 3хL.

Заземляющие стрежни могут быть размещены в виде треугольника, квадрата и какой-нибудь ещё геометрической фигуры, а также просто в ряд. Её выбор должен быть обусловлен наличием площади, которая позволяет его выполнить, а также простотой монтажа при заземлении стержней.

Какую цель имеет расчет защитного заземления?

Определение количества заземляющих стержней, а также длины полосы, которая должна их соединять, – основная цель для расчета заземления.

Примерный расчет заземления

Для одного вертикального стержня – заземлителя сопротивление растекания тока должно рассчитываться так:

R = P / 2 • (1n• (2 L / d) + 0, 5 1n (4T + L / 4T – L)).

В этой формуле символы имеют следующие обозначения:

Р – удельное сопротивление грунта в эквиваленте, измеряется в Ом / м;

L – длина для стержня, указывается в метрах;

d – диаметр стержня, показатель измеряется в миллиметрах;

Т – расстояние от середины стержня до поверхности земли.

Эта формула должна применяться при заземлении в простой грунт. Когда же подобные работы предстоит выполнять в грунте неоднородном, двухслойном, то применима следующая формула:

P = Ψ • ρ1 •p2 • L / ( p1 • (L – H + t) = p2 • (H – t)), где

Ψ – климатический коэффициент. Его показатель не может быть абсолютным и зависит он от сезона.

ρ1 – сопротивление, признанное удельным, в верхнем слое грунта.

ρ2 – сопротивление, признанное удельным, в нижнем слое грунта.

Н – толщина, которую имеет верхний слой грунта.

t – глубина траншеи, на которую будет расположен вертикальный заземлитель.

В любом случае заземлитель должен быть расположен на глубину не меньше 70 сантиметров. А ещё при расчёте удельного сопротивления грунта необходимо учитывать его влажность, стабильность сопротивления заземлителя и то, в каких климатических условиях проходит заземление.

ТАБЛИЦА 1

Удельное сопротивление грунта при заземлении.

ГРУНТ	СОПРОТИВЛЕНИЕ
Чернозем, другая почва	50
Торф	20
Глина	60
Песок с грунтовыми водами до 5 метров	500
Песок с грунтовыми водами глубже 5 метров	1 000
Супесь	150

Глубину для горизонтального заземлителя находят по формуле:

T = (L / 2) + t

Что обозначают символы, смотри выше.

Необходимо проводить заземление так, чтобы через верхний слой полностью проходил заземляющий стержень, а через нижний – лишь частично.

ТАБЛИЦА 2

Сезонный климатический коэффициент сопротивления грунта и его значение

Тип электродов для заземления	Климатическая зона
	I	II		III		IV
Вертикальный или стержневой	1,8 / 2	1,5 / 1,8		1,4 / 1,6		1,2 / 1,4
Горизонтальный или полосовой	4,5 / 7	3,5 / 4,5		2 / 2,5		1,5
	Климатические признаки зон
Самая низкая температуры за многие годы в январе	— 20°С + 15°С		— 14 °С + 10 °С		— 10 °С 0 °С		0 °С + 5°С
Самая высокая температура за многие годы в июле	+ 16 °С + 18 °С		+ 18 °С + 22 °С		+ 22°С + 24 °С		+ 24°С + 26 °С

Количество стержней, которое необходимо для заземления без учёта сопротивления, можно узнать по следующей формуле:

n = R • Ψ / R н

В этой формуле помимо традиционных обозначений, новый символ R н – это то сопротивление растеканию от тока устройства, подлежащего заземлению, которое обусловлено нормой и определяется относительно нормативных актов о правильной эксплуатации всего электрического оборудования.

ТАБЛИЦА 3

Значение сопротивления заземляющих устройств, которое наиболее допустимо

Электроустановка и её характеристика	Сопротивление грунта, удельное	Сопротивление устройства заземляющего
Нейтрали трансформаторов и генераторов, которые присоединяются к заземлителю искусственному. Заземлители повторные с нулевым приводом, расположенные в сетях нейтралью, которая заземлена на напряжение.
220 / 127 В	До 100 Ом • м	60
220 / 127 В	Свыше 100 Ом • м	0,6 • ρ
380 / 220	До 100 Ом • м	30
380 / 220	Свыше 100 Ом • м	0,3 • ρ
660 / 380	До 100 Ом • м	30
660 / 380	Свыше 100 Ом • м	0,3 • ρ

По следующей формуле можно рассчитать для заземлителя горизонтального сопротивление растекания тока:

R = 0, 366 (P • Ψ / Lг • ηг) •Lg (2 • Lг2 / b • t), где

Lг – длина заземлителя,

b – ширина заземлителя.

ηг – коэффициент спроса заземлителей горизонтальных.

Количество заземлителей помогает найти длину горизонтального заземлителя:

Lг = a • (n – 1)

Так рассчитывается длина заземлителей, расположенных в ряд.

Lг = а

Эта формула актуальна для заземлителей, расположение которых выполнено по контуру.

В обеих формулах а – расстояние между стержнями заземляющими.

Учитывая сопротивление растеканию тока заземлителей, расположенных горизонтально, можно рассчитать и сопротивление вертикального заземлителя. Формула здесь следующая:

R = Rr • Rh / ( Rr – Rh)

Для определения полного количества вертикальных заземлителей есть формула:

n = R0 / Rb • ηв, где

ηв – специальный коэффициент спроса вертикальных заземлителей.

ТАБЛИЦА 4

Определение коэффициента спроса вертикальных заземлителей

Для заземлителей горизонтальных							Для заземлителей вертикальных
Число электродов		По контуру					Число электродов	По контуру
		Соотношение между электродами и их длиной a / L						Соотношение между электродами и их длиной a / L
		1	2		3			1	2		3
4		0,45	0,55		0,65		4	0,69	0,78		0,85
5		0,4	0,48		0,64		6	0,62	0,73		0.8
8		0,36	0,43		0,6		10	0,55	0,69		0,76
10		0,34	0,4		0,56		20	0,47	0,64		0,71
20		0,27	0,32		0,45		40	0,41	0,58		0,67
30		0,24	0,3		0,41		60	0,39	0,55		0,65
50		0,21	0,28		0,37		100	0,36	0,52		0,62
70		0,2	0,26		0,35
100		0,19	0,24		0,33
Число электродов	В ряд						Число электродов	В ряд
	a / L							a / L
	1			2		3		1		2		3
4	0,77			0,89		0,92	2	0,86		0,91		0,94
5	0,74			0,86		0,9	3	0,78		0,87		0,91
8	0,67			0,79		0,85	5	0,7		0,81		0,87
10	0,62			0,75		0,82	10	0,59		0,75		0,81
20	0,42			0,56		0,68	15	0,54		0,71		0,78
30	0,31			0,46		0,58	20	0,49		0,68		0,77
50	0,21			0,36		0,49
65	0,2			0,34		0,47

Влияние друг на друга токов растекания одиночных заземлителей, когда последние расположены в различном порядке, как раз и показывает коэффициент использования. При соединении, которое происходит параллельно, токи растекания одиночных заземлителей взаимно влияют друг на друга. Сопротивление заземляющего контура напрямую зависит от близости расположения друг к другу заземляющих стержней. Как правило, полученное значение количества заземлителей округляется в большую сторону.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Мне нравится!0Мне не нравится!0

Каким должно быть расстояние между заземляющими электродами? Расстояние между электродами заземления