Контур заземления своими руками на 380: Заземление в частном доме своими руками 220в и 380в: нюансы

Заземление в гараже своими руками: полная инструкция

Гаражное помещение для любого автовладельца является не только местом стоянки автомобиля, но и собственной мастерской. Здесь часто выполняется посильный ремонт четырехколесного друга, в котором участвует сварочное оборудование и прочие электрические инструменты. Особая опасность системы электроснабжения гаража заключается в отсутствии защитного заземления, которым преимущественное большинство отечественных гаражных кооперативов не оснащено. А без него невозможно обезопасить человека при повреждении электрических приборов или других элементов гаражной электропроводки.

В случае попадания электрического потенциала на корпус возникает угроза поражения током, которая может привести к электротравме.  Чтобы избежать этого, многие владельцы авто задаются вопросом, как сделать заземление в гараже своими руками. Для  подключения заземляющего контура необходимо выполнить ряд требований и соблюсти определенные нюансы.

Нюансы и требования по ПУЭ

Требования к заземлению гаража, как и любому другому оговаривается п. 1.7 ПУЭ. Основным параметром для контура заземления гаража является переходное сопротивление между заземлителем и грунтом. Эта величина определяет путь движения тока, либо через тело человека (если его сопротивление меньше), либо через контур заземления гаражного помещения. Поэтому, в соответствии с  п.1.7.103 ПУЭ сопротивление заземления должно быть не более 5, 10 и 20 Ом для линий, у которых фазное напряжение составляет 380, 220 и 127 В соответственно.

Следует отметить, что для подключения заземляющего проводника подходят далеко не все конструкции. Так, согласно требований п.1.7.123 категорически запрещено использовать для подключения защитного заземления в гараже оболочку кабелей, различные трубопроводы и газопроводы, несущие тросы, канализацию и отопительные сети. Поэтому заземление в гараже должно подключаться отдельным или совместным защитным проводником. Который согласно п.1.7.3 ПУЭ может быть проводом PEN или PE, а в зависимости от способа их подключения реализуют и различные системы заземления гаража.

Выбор системы заземления для гаража

Всего согласно п.1.7.3 ПУЭ выделяют шесть систем питания электрических сетей, но для снабжения гаражей актуальны только четыре из них:

• TN-C – с совмещением защитного и нулевого;
• TN-C-S – с частичным совмещением;
• TN-S – с выделенными защитным и нулевым;
• TT – с глухозаземленной нейтралью.

В зависимости от того, какая из этих схем запитки электропроводки применяется в вашем случае, определяется наиболее актуальный вариант подключения защитного контура от общей системы или установки индивидуального заземления.

TN-C.

Система TN-C подразумевает, что к вводному щитку в гараже подводится четырехпроводная линия, в которую входят три фазы и совмещенный защитный и нулевой проводник PEN. Такая система заземления являет достаточно распространенной, так как она позволяет существенно экономить на отдельном заземляющем проводе. Но в ее работе отмечается не менее существенный недостаток.

Пример подключения по схеме TN-C

Посмотрите на рисунок, здесь приведен пример аварийной ситуации, когда происходит обрыв проводника  PEN на участке от подстанции или распредустройства до гаража. В случае такого разрыва и одновременного включения электроприборов в розетку потенциал с фазы может перейти на корпус оборудования и все заземленные части. В результате прикосновения к ним человек будет поражен электрическим током.

Следует отметить, что такая угроза в системе TN-C несет особую опасность в трехфазных устройствах, где схема проводки использует нулевой провод не для каждого потребителя, и  те спокойно будут продолжать свою работу. При однофазном подключении повреждение PEN проводника сразу обнаружится – ни один прибор работать не будет, что хорошо заметно на тех же светильниках. Поэтому подключение заземления на PEN проводник в гараже крайне опасно, и его лучше реализовывать через индивидуальный контур.

TN-C-S.

Такой способ является более безопасным развитием системы TN-C, когда от подстанции схема питается по четырехпроводной линии с совмещенным PEN проводом. На определенном участке совмещенный провод разделяется на PE – защитный и N – нулевой провод двумя отдельными жилами. При этом в точке разделения должно осуществляться повторное заземление.

Рис. 2. Пример подключения по схеме TN-C-S

Такой способ актуален для владельцев гаражей, чьи помещения питаются TN-C. В таком случае с вводного кабеля совмещенную жилу разделить на две и обустроить индивидуальный контур. В гараж вместо двухжильного будет заводиться трехжильный провод. Следует отметить, что к нулевому проводу на вводе в гараж нужно подключить УЗО, так как со стороны подстанции и других гаражей будет присутствовать угроза попадания потенциала при повреждении совмещенного проводника.

TN-S.

Представляет собой систему, в которой присутствует сразу пять питающих линий – три из которых отводятся на фазные, один для нулевого, и один для заземления. Таким образом, проводник  PE имеет отдельную жилу. За счет чего питание по TN-S схеме является самым безопасным. Но из-за необходимости включения  в линию дополнительной жилы этот способ питания является более дорогостоящим, и для питания гаражных корпусов и кооперативов используется редко.

Посмотрите на рисунок, при повреждении нулевого провода заземление продолжит выполнять свои функции с теми же параметрами, не зависимо от остальных элементов сети.

TT.

Представляет собой наиболее распространенную в отечественных сетях схему питания бытовых потребителей. При этом снабжение осуществляется по четырехпроводной линии, в которую входят три фазы и ноль. Нулевой проводник здесь заземляется, а система носит название трехфазной с глухозаземленной нейтралью. Провод PE в такой системе отсутствует, поэтому для заземления гаража устанавливается собственный контур.

Рис. 4. Пример подключения по схеме TT

Обустройство индивидуального контура для гаража является самым надежным и наиболее безопасным способом защиты.

Устройство контура заземления в гараже

Контур собирается из горизонтальных и вертикальных электродов, которые закапываются в грунт, а для заземлителей используются различные металлические конструкции. Все элементы заземления внутри гаража относятся к внутреннему контуру, а снаружи к внешнему. В качестве внутреннего контура заземления по периметру стен, как правило, укладывается металлическая полоса, арматура, уголок или другие изделия, на него подключается все оборудование.

Рис. 5: устройство контура заземления в гараже

Посмотрите на рисунок, здесь приведен один из вариантов заземления в гараже, он подходит для тех ситуаций, когда у вас есть возможность обустраивать контур вокруг всего здания. Оптимальный вариант – на этапе строительства, когда происходит монтаж всей электрики. Если доступ к какой-то области заблокирован другими постройками, то металлические электроды смещаются  в свободную область.

Основная задача – обеспечить как можно меньшее сопротивление заземлителя. Для этого вам потребуется предусмотреть достаточную площадь соприкосновения металла с грунтом. Поэтому, если у вас нет возможности установить достаточную протяженность горизонтальных электродов, ее компенсируют нужным количеством вертикальных заземлителей. Способ их установки и соединения может выполняться:

• В линию – наименее надежный вариант;
• Замкнутой фигурой (треугольник, круг и прочие) – более надежное заземление;
• Сложной фигурой – если укладка производится на небольшой площади.

Рис. 6: как соединить заземлители в контур

В качестве заземляющего электрода подойдут обычные стальные трубы, уголки или медные элементы. Любые медные проводники – более надежный вариант, так как со временем медь не разрушается, а сопротивление контура не увеличивается. Размеры заземлителей, в зависимости от их конструкции и материала, выбираются в соответствии с п.1.7.111 ПУЭ по таблице 1:

Таблица 1

После того, как вы определились с местом установки заземления гаража и всеми материалами, приступайте к самой процедуре.

Организация заземления в гараже своими руками

Устройство собственного контура заземления подразделяется на несколько этапов. Для этого выполните следующие процедуры:

• Перед установкой заземления выкопайте углубления для размещения вертикальных электродов – порядка 50 см в глубину и соедините их между собой траншеей такой глубины, чтобы расстояние от контура до поверхности грунта не превышало 20 см.
• Забейте вертикальные электроды на глубину 1 – 1,5 м. Перед забиванием их заостряют, чтобы они легче входили. Проложите горизонтальные элементы контура так, чтобы они соединяли 2 электрода, находящихся поблизости.
  Рис. 7: пример схемы расположения электродов заземления
• Соедините вертикальные и горизонтальные заземлители при помощи сварки (если они выполнены из стали) или болтовым соединением (если из меди).
  Рис. 8: соединение вертикальных и горизонтальных заземлителей

Электрический контакт в местах таких соединений должен получиться максимально надежным, не допускайте слабых креплений, которые могут разрушиться на этапе засыпания траншеи.

• Проверьте контур заземления при помощи мультиметра или контрольной лампочки. Лучше всего это делать при помощи специального моста, но при отсутствии такового, подойдут и более доступные средства.
• Если сопротивление заземления гаража получилось слишком большим, попробуйте уменьшить его, установив еще несколько металлических штырей. Если превышение невелико, после засыпания траншеи, величина уменьшиться. А для грунтов с большим сопротивлением актуально засыпать вокруг металлического уголка или шины смесь угля и соли – они значительно снижают сопротивление растекания.
• Сделайте вывод от контура к электрическому щитку, для него также необходимо установить УЗО, через которое будет подключаться внутренний контур гаража.
  Рис. 9: подвод заземления к щитку
• От внутреннего контура сделайте разводку к металлическим корпусам светильников, заземляющим контактам розеток и прочему оборудованию.
• Траншею засыпьте грунтом, красить или как-то покрывать токоведущие элементы материалами, ухудшающими переходное сопротивление, запрещено.

Как обслуживать заземление гаража?

Правильно выполненное заземление гаража гарантирует безопасность человека, но со временем, может утратить свои характеристики. Поэтому его целостность и работоспособность должны постоянно проверяться, в ваших же интересах выполнять хотя бы доступные манипуляции:

• Первое, что должно производиться – периодический осмотр, согласно п .2.7.9 ПТЭЭП он выполняется не реже 1 раза в 6 месяцев, его задача выявить места возможных обрывов или уменьшения сечения шины PE.
• Осмотр с частичной откопкой выполняется не реже раза в 12 лет в местах наибольшей коррозии, как правило, это место входа заземления в грунт.
• Измерять величину сопротивления следует также не реже раза в 12 лет, при этом величина определяется из приложения 3.1 ПТЭЭП, приведенного в таблице 2

Таблица 2

* Ip – – расчетный ток замыкания на землю, в качестве которого принимается:

в сетях без компенсации емкостного тока замыкания на землю – ток замыкания на землю;

в сетях с компенсацией емкостного тока замыкания на землю:

– для электроустановок, к которым присоединены компенсирующие аппараты, – ток, равный 125% номинального тока наиболее мощного из этих аппаратов;

– для электроустановок, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, – ток замыкания на землю, проходящий в данной сети при отключении наиболее мощного из компенсирующих аппаратов.

Как сделать заземление в частном доме своими руками: 220В и 380В

Заглянем в теорию

Рассмотрим пример – схема заземления с одиночным вертикальным заземлителем, забитым в землю. С ним соединён металлический корпус электроприбора, где произошло короткое замыкание – фаза соединилась с корпусом. При этом исходные условия: замыкание «металл – на металл», без учёта сторонних факторов, поэтому сопротивлением в точке контакта можно пренебречь. Сопротивление заземляющего проводника от прибора до земли тоже не учитываем, так как оно незначительное, когда используется достаточно большое сечение.

Далее при условии, что грунт вокруг заземлителя считаем однородным во всех направлениях, то и ток будет уходить в землю одинаково в этих же направлениях. При этом наибольшая плотность тока будет у самого заземлителя. Чем дальше от заземлителя, тем больше уменьшается его плотность. В итоге получается, что на пути тока сопротивление его движению с увеличением расстояния от заземлителя всё более уменьшается, потому что он проходит через постоянно увеличивающееся «сечение» проводника – земли. И напряжение, которое снижается на пути этого тока по закону Ома: самое большое на самом заземлителе, а при удалении плавно убывает. А на каком-то расстоянии от заземлителя напряжение станет пренебрежимо мало – приблизится к 0. Точка с таким напряжением – точка нулевого потенциала. По сути эта точка нулевого потенциала и есть та самая земля, с которой связан корпус электроприбора.

Сопротивление заземляющего устройства, это не электрическое сопротивление его металла – оно низкое, это не сопротивление между металлом штыря и землёй – при соблюдении определённых условий оно тоже небольшое. Это сопротивление земли между штырём и точкой нулевого потенциала.

Всё это отображается формулой Rз : Uф / Iкз. То есть – сопротивление заземляющего устройства будет равно фазовому напряжению, пришедшему на корпус, поделённому на ток короткого замыкания. На этой формуле всё и завязано.

Но параметров сопротивления одиночного заземлителя скорее всего будет недостаточно, чтоб организовать контур заземления, соответствующий требованиям ПУЭ. Как всё привести в соответствие? Площадь заземляющего электрода имеет решающее значение, поэтому самое очевидное решение – нужно забить рядом ещё один электрод. Но если забить их в непосредственной близости, то ток растекается, как и прежде, ничего не меняется. Для того чтоб поменять конфигурацию растекания нужно разнести заземляющие электроды подальше друг от друга. В этом случае получается разделение тока между ними – он стекает с каждого из них.

Однако существует зона, где они пересекаются. Получается, что это не простое параллельное соединение двух сопротивлений, за исключением примеров, когда заземлители очень далеко друг от друга. Но это очень непрактично, для реального устройства заземления потребуются огромные площади. Поэтому при расчётах удаления заземляющих электродов используют поправочные коэффициенты, которые учитывают их взаимное влияние – коэффициент экранирования.

Чтобы ещё уменьшить сопротивление контура заземления, нужно увеличить глубину погружения электрода, то есть увеличить его длину. Ведь чем длиннее заземлитель, тем больше площадь, способствующая растеканию тока. Этот эффект широко используется при изготовлении омеднённых штырей для комплектов заземления. Они забиваются в землю друг за другом соединяясь резьбовыми муфтами в единый электрод. При этом достигается нужная для параметров заземления глубина.

Соединяя электроды заземления горизонтальной связью, ещё снижается общее сопротивление заземляющего устройства

Влияние связи тоже учитывается, также принимаются во внимание, что её экранируют вертикальные электроды

Получается система из нескольких элементов, зависящих друг от друга:

Расстояние между вертикальными заземлителями.
Их количество.
Важно, на какую глубину они забиты.
Форма – прут, труба, уголок. Это разная площадь прилегания к земле.
Форма и длина горизонтальной связи.

То есть факторов достаточно много и по одной формуле всё рассчитывать некорректно

Остальные параметры для расчёта берутся из следующих понятий и величин

То есть факторов достаточно много и по одной формуле всё рассчитывать некорректно. Остальные параметры для расчёта берутся из следующих понятий и величин.

Вопрос-ответ

Теперь пройдемся по некоторым вопросам, касающимся заземления жилищ, которые часто задают люди.

Вопрос 1: Какой лучше использовать материал при установке заземлений?

Это важный вопрос, поскольку от этого зависит работоспособность всей сети.

Ответ:

Основными в заземлении являются контуры, которые обеспечивают отвод электрического тока и рассеивание его в землю.

Для создания контуров применяются изделия из металла или меди. Состоит он из вертикальных (электродов) и горизонтальных (обвязки) электродов.

Согласно ПУЭ в качестве вертикальных электродов можно использовать стальные пруты диаметром 16 мм.

Или же уголки сечением 100 мм и толщиной не менее 4 мм.

Подойдут и стальные трубы диаметром 32 мм, со стенками не менее 3,5 мм.

Если же материал изготовления электродов – медь, то можно использовать пруты диаметром 12 мм, трубы – 20 мм.

Для обвязки же подойдут стальные пруты на 10 мм или лента сечением 100 мм.

Что касается меди, то помимо прутов и труб для обвязки можно использовать медный многожильный трос сечением не менее 35 мм.

Что касается проводников, то для организации N и PEN-проводников должны использоваться медные провода сечением не менее 10 мм, и алюминиевые – не менее 16 мм.

Подробнее читайте здесь – как сделать заземление в частном доме.

Вопрос 2: Как распознать, какая система используется в доме?

Ответ:

Если нет возможности узнать в технической документации, какая из систем применена в доме, то можно узнать ее по определенным признакам.

Следует посмотреть на вводную проводку в ВРУ. Если при однофазной сети на ВРУ подходит 2 провода или 4 – при трехфазной сети, то это указывает на использование TN-C или TN-C-S.

Далее следует рассмотреть клемму подключения PEN-провода, если на ней происходит разделение проводки, то есть после ввода далее на квартиры идет отдельно N и PE-проводники, то это указывает на использование TN-C-S системы.

Если же количество входящих проводов на 1 больше (однофазная – 3 провода, а трехфазная – 5 проводов) – это означает, что в доме установлена система TN-S.

Вопрос 3: Если в доме используется система TN-C, можно ли ее модернизировать?

Ответ:

Переделать TN-C под более современную вполне можно. И для этого лучше использовать TN-C-S.

В таком случае не придется менять нулевой проводник на участке от подстанции к ВРУ.

Для доработки существующей системы достаточно будет провести монтаж дополнительного провода от ВРУ до распределительного щита, а также провести расщепление PEN-проводника на N и PE.

Проложенный провод и будет играть роль защитного проводника (РЕ)

Важно только после расщепления его дополнительно заземлить

Важно знать: Как правильно монтировать электропроводку в деревянном доме. Но помните, модернизация системы должна проводиться только квалифицированными специалистами

С электричеством шутки плохи

Но помните, модернизация системы должна проводиться только квалифицированными специалистами. С электричеством шутки плохи.

Монтаж модульного заземления

Комплект модульного заземления состоит из обмеднённых штырей – электродов, длиной 1,5 метра, с резьбой диаметром 30 миллиметров на концах. Муфты соединительные бронзовые, стартовые наконечники для разной твёрдости грунтов, специальной, проводящей ток смазки и направляющей муфты для забивания электродов.

Итак, берём первый штырь, накручиваем стартовый наконечник до упора. С другой стороны накручиваем муфту, предварительно смазав её специальной смазкой до упора. В муфту закручиваем направляющую головку до упора, чтобы она опиралась на электрод, а не на резьбу, для снятия нагрузки с резьбы при забивании штыря.

Вставляем молоточек перфоратора в отверстие направляющей головки, включаем перфоратор, штырь держим вертикально. Через минуту электрод полностью заходит в землю.

Готовим следующий штырь – выкручиваем направляющую шайбу, наносим смазку на резьбу второго штыря, закручиваем второй штырь в муфту торчащую от первого штыря, на верхний конец второго штыря накручиваем муфту, а в неё направляющую головку, включаем перфоратор, одна минута, готово.

Замеряем заземление, если сопротивление устраивает, переходим на полтора метра и повторяем операцию. По окончании работ осталось соединить торчащие из земли электроды многожильным медным проводом с помощью хомутов из комплекта с внутренним контуром дома.

Основные функциональные узлы системы заземления

Полноценная система заземления состоит из:

1. Контура заземления.
2. Полосового металла.
3. Медных заземляющих проводников.

Рассмотрим более детально каждый из элементов и его функциональное предназначение.

Контур заземления

Контур заземления — это группа соединенных между собой проводников или электродов (в большинстве случаев нержавеющая или обычная сталь) которые располагаются вертикально в земле и располагаются вблизи защищаемого объекта.

В зависимости от характеристик защищаемого объекта, для устройства контура заземления применяют уголки 50х50х5 мм (заземление для газового котла в частном доме), либо круглую сталь (ᴓ16–18) которые вбивают в землю на глубину 3 м. После чего данные электроды сваривают между собой с помощью полосы (4х40 мм) и выводят вышеуказанную полосу к месту подключения общей системы заземления дома.

Схема контура заземления для частного дома или дачи

На сегодняшний день существует 2 основных типа контура заземления:

1. Замкнутый в виде равностороннего треугольника.
2. Линейный.

Поскольку линейный контур заземления имеет существенный недостаток — при сильной коррозии соединителя между электродами часть контура будет попросту не способна отводить потенциал от электрооборудования и тем самым основное функциональное предназначение контура не будет выполнятся. По этой причине монтаж данного контура не будет рассмотрен в данной статье.

Конструктивно контур заземления своими руками выполняется в виде равностороннего треугольника с длинной стороны 3 м. Оптимальное расстояние от контура заземления до фундамента составляет 1 м.

Как было сказано ранее, вершинами данного треугольника служит либо уголок 50х50х5, либо круглая арматура с сечением 16–18 мм (далее «электроды»). Электроды перед забиванием в землю с помощью кувалды либо какого-либо другого инструмента, предварительно необходимо заострить, поскольку в противном случае Вы не сможете забить его на глубину в 3 м.

После забивания на необходимую глубину электродов, по контуру полученного треугольника необходимо снять слой грунта в 30–50 см. Это необходимо для того, чтоб в дальнейшем упростить сваривание электродов между собой. Сваривание заземлителей между собой выполняется с помощью обычной полосы 40х4 мм.

После сваривание электродов, на фундамент здания в одном или нескольких местах выводится полоса 40х4 с приваренным болтом М12 или М14 с гайками и шайбами к которой затем производится подключение заземляющего проводника (в большинстве случаев желто-зеленого цвета) который является одной жилой вводного кабеля ВВГнг (ПВСнг) 3х6, ВВГнг (ПВСнг) 3х10.

Если же в доме предусмотрена 3-х фазная система запитки, то вводной кабель может быть (ПВСнг) 5х6, ВВГнг (ПВСнг) 5х10, в котором 3 жили — это фазы «А», «B», «С», нулевая жила синего цвета «N» и заземляющий проводник «G» желто-зеленого цвета.

Хитрости при монтаже контура заземления

При вводе объекта в эксплуатацию, очень часто возникают случаи, когда при проверке полученного контура заземления специализированной электротехнической лабораторией значение сопротивления выше 4 Ом. Это может быть вызвано высоким сопротивлением грунта или несоблюдением требований запроектированного заземления.

В таком случае можно развести в ведре воды 2–3 пачки соли и залить полученный раствор в места залегания электродов. Благодаря такой простой манипуляции можно уменьшить значение сопротивления контура заземления до 1–3 Ом.

После ознакомления с теорией рассмотрим практический ответ на вопрос: «как сделать заземление в частном доме своими руками»?

Разновидности систем заземления

Существует несколько видов технического исполнения заземлительной системы, соответствующих стандартам Международной электротехнической компании (МЭК):

Система TN

Наиболее распространенная схема. Включает подсистемы TN-C, TN-S, TN-C-S.

В подсистеме TN-C нулевой рабочий и нулевой защитный проводники соединены в единый проводник по всей системе. Методика является технически наиболее доступной для тех мастеров, кто желает сделать своими руками систему заземления для дачного дома. К тому же, TN-C привлекательна в отношении незначительности финансовых затрат. Минус такой системы состоит в отсутствии отдельного проводника защиты.

В подсистеме TN-S нулевой рабочий и нулевой защитный проводники функционируют по отдельности во всей системе. В результате удается добиться большей безопасности, если сравнивать TN-S с TN-C. Недостаток схемы — необходимость дополнительного пятижильного кабеля, прокладываемого от трансформатора к трехфазной сети или же трехжильного кабеля в случае однофазной сети. Такой подход превращает проект заземления в достаточно дорогостоящую затею.

В случае с подсистемой TN-C-S нулевой рабочий и нулевой защитный проводники соединяются в единый проводник на определенном участке системы. Объединение происходит от источника электропитания до ввода в здание. Схема пользуется популярностью у электриков, универсальна в применении и не отличается технической сложностью. Минус TN-C-S состоит в необходимости обновления стояков в уже существующих зданиях. В случае обрыва проводника электроприборы оказываются под высоким потенциалом.

Система TT

Нейтраль источника электропитания делают глухозаземленной. Открытые контакты электрической установки подключают к заземлителю, независимому от заземлителя нейтрали источника питания. Система TT используется в тех случаях, когда отсутствует возможность создать заземление по методу TN.

Система IT

Нейтраль источника электропитания изолируется от грунта или заземляется через электробытовую технику с высоким уровнем сопротивления. Схема часто используется в медицинских учреждениях и лабораториях, где требуется подключение высокочувствительной техники.

Заземление частного дома

Контур заземления частного дома может быть выполнен различными способами в зависимости от особенностей строения и свойств грунта. Три наиболее распространенных показаны на рисунке. Во всех случаях заземлители лучше делать из труб со сплющенным в острие концом. На нижнем полуметре трубы насверливают вразброс десяток-полтора отверстий 5-8 мм. Летом, в жару и сушь, в такой заземлитель можно заливать раствор соли (полпачки на ведро воды), чтобы сопротивление растекания держалось в норме.

Также во всех случаях шина заземления такая же, как для молниеотвода. Но использовать для металлосвязи «слойку» из оцинковки нельзя: быстро проржавеет.

Различные виды контуров заземления

Для дачного дома или аналогичного ему жилья, а также в качестве рабочего заземления при наличии защитного зануления строят простейший контур (на рисунке – справа). В постоянно влажном грунте или для рабочего заземления можно обойтись двумя заземлителями; для защитного заземления нужны три, расположенные в ряд или, лучше, треугольником. Размещают заземлители не ближе 1,2 м от края отмостки.

Линейный контур с двумя группами заземлителей (средний рисунок) нужно делать если присутствует хотя бы один из следующих факторов:

• Электроввод – подземный через ВЩ.
• В дом заведены коммуникации: вода, канализация, газ, связь, в любом сочетании или хотя бы одна из них.
• Долговременно (свыше 20 мин.) потребляемая мощность превышает 1 кВт.

И, наконец, полный контур заземления (левый рисунок) необходим при наличии любого из следующего:

• Электроввод – 220/380 В через ВРУ или ЩВС (щит вводный силовой).
• Общая площадь помещения – свыше 100 кв. м.
• Долговременно потребляемая мощность – свыше 3 кВт.
• Наличие стационарных электроустановок промышленного типа (с клеммой заземления; напр. – сверлильный станок, циркулярка и т.п.).
• Наличие ДГУ резервного электропитания.

Описание готовых комплектов для заземления

Существует две разновидности готовых комплектов:

• Штыри из черного металла могут идти с антикоррозионным покрытием и без него. Главное преимущество этой разновидности в невысокой стоимости, но продолжительность службы модели составляет не более 10 лет, что является существенным недостатком. Если же такие штыри использовать во влажной почве, то срок их службы сократится вдвое и составит 5 лет. Из-за разрушения металла на протяжении эксплуатации эффективность заземления ухудшается.
• Модульно-штыревые комплекты состоят из стальных прутков длиной минимум 150 см, которые имеют специальные резьбовые соединения. Для защиты от коррозии штыри имеют покрытие из меди или нержавеющей стали. Их заглубляют в почву перфоратором. Поскольку установка производится на значительную глубину, сезонные колебания не влияют на параметры «земли». Минимальный срок эксплуатации зависит от типа покрытия. Элементы с омеднением прослужат 30 лет, а штыри с покрытием из нержавеющей стали – 50 лет.

Схема заземления в частном доме

Как правило, электропитание в частных домах осуществляется воздушными линиями с системой заземления TN-C. В такой системе нейтраль источника питания заземлена, а к дому подходят фазный провод L и совмещенный нулевой защитный и рабочий провод PEN.

После того как в доме произведен монтаж собственного контура заземления необходимо произвести его подключение к электроустановкам дома.

• Сделать это можно двумя способами:
• переделать систему TN-C на систему заземления TN-C-S;
• произвести подключение дома к контуру заземления по системе ТТ.

Подключение дома к контуру заземления по системе TN-C-S

Как известно в системе заземления TN-C не предусмотрено отдельного защитного проводника, поэтому в доме переделываем систему TN-C на TN-C-S. Осуществляется это разделением в электрощите совмещенного нулевого рабочего и защитного PEN проводника, на два отдельных, рабочий N и защитный PE.

И так, к вашему дому подходят два питающих провода, фазный L и совмещенный PEN. Чтобы получить в доме трехжильную электропроводку с отдельным фазным, нулевым и защитным проводом необходимо в вводном электрощите дома произвести правильное разделение системы TN-C на TN-C-S.

Для этого установите в щите шину которая металлически связана с щитом, это будет шина заземления РЕ к ней будет подключаться PEN проводник со стороны источника питания. Далее от шины РЕ идет перемычка на шину нулевого рабочего проводника N, шина нулевого рабочего проводника должна быть изолирована от щита. Ну и фазный провод подключаете на отдельную шину, которая тоже изолирована от щита.

После всего этого необходимо соединить электрощит с контуром заземления дома. Это делается с помощью медного многожильного провода, один конец провода соединяете с электрощитом, другой конец крепите к заземляющему проводнику с помощь болта на конце, который для этой цели и был специально приварен.

Подключение дома к контуру заземления по системе TТ

Для такого подключения не нужно проводить ни каких разделений PEN проводника. Фазный провод подключаете к изолированной от щита шине. Совмещенный PEN проводник источника питания подключаете к шине, которая изолирована от щита и в дальнейшем считаете PEN просто нулевым проводом. Затем подключаете корпус щита к контуру заземления дома.

Как видно из схемы, контур заземления дома не имеет никакой электрической связи с PEN проводником. Подключение заземления таким способом имеет несколько преимуществ по сравнению с подключением по системе TN-C-S.

В случае отгорания PEN проводника со стороны источника питания, все потребители будут подключены к вашему заземлению. А это чревато многими негативными последствиями. А так ваше заземление не будет иметь связи с PEN проводником, это гарантирует нулевой потенциал на корпусе ваших электроприборов.

Часто встречается и такое, когда на нулевом проводнике из-за неравномерной нагрузки по фазам (перекос фаз) появляется напряжение, которое может достигать значений от 5 до 40 В. И когда есть связь между нулем сети и защитным проводником, на корпусах вашей техники также может возникать небольшой потенциал.
Конечно, при возникновении такой ситуации должно сработать УЗО, но зачем надеяться на УЗО. Лучше и правильнее будет не испытывать судьбу и не доводить до такой ситуации.

Из рассмотренных способов подключения контура заземления дома можно сделать вывод, что система ТТ в частном доме более безопасна по сравнению с системой TN-C-S. Недостатком использования системы заземления ТТ является ее дороговизна. То есть, при применении системы ТТ обязательно должны устанавливаться такие защитные устройства как УЗО, реле напряжения.

Также хотелось отметить, что необязательно делать контур в виде треугольника. Все зависит от внешних условий. Можно располагать горизонтальные заземлители в любом порядке, по окружности или по одной линии. Главное, чтобы их количество было достаточным для обеспечения минимального сопротивления заземления.

Расчёт контура заземления

Традиционно электроды заземления располагаются в линию, но существуют и другие варианты: треугольник, квадрат и пр. А контуром устройство заземления иногда называют потому, что их располагали по периметру здания, опоясывали связью с несколькими вводами на внутренний контур – стальную полосу уже внутри здания. Поэтому контур – историческое название.

Но совсем необязательно окружать дом полностью, достаточно выбрать направление при линейном размещении электродов или определить площадь для какого-либо «кустового» варианта, где нет помех, не планируются земляные работы

Важно удобное расположение, чтоб избежать сложностей при вводе в распределительный щит

Для расчётов применяется многоуровневая схема, просто параметров материалов и значений сопротивлений для конечного результата недостаточно. Некоторые из них элементарно зависят от конкретной ситуации. Например, от выбора материалов. Из чего делать? Из того что в наличии, чтобы меньше докупать. Если сразу ориентироваться «через магазин» – то исходить из условий цена-качество. Главное, чтобы материал и параметры для каждого элемента заземляющего устройства соответствовали приведённым в таблице значениям. Если заземляющее устройство собирается не из комплекта-конструктора, а из более доступных материалов, то далее нужно задаться:

• Глубиной погружения электродов заземления. Их длина должна иметь разумные пределы. Не меньше глубины промерзания грунта, но и соразмерно подручным средствам для забивания.
• Расстоянием между ними. Оно должно быть кратным их длине, чтоб иметь возможность применить к расчётам коэффициенты взаимного влияния – экранирования.
• Количеством электродов. Хотя в расчёт нужно заложить не только количество, но и длину полосы, которая их соединяет, ввод в дом.

То есть по сути контур полностью формируется, а после рассчитывается его сопротивление. Если оно соответствует нормам, то принимаем эти параметры для изготовления устройства. Если нет меняем некоторые, для улучшения характеристик.

Имея такие исходные данные, в первую очередь считаем сопротивление одиночных электродов заземления.

При всей своей сложности, формулы для разных типов заземлителей тоже разные: свои для круглого сечения, уголка и полосы. Также для расчёта придется выбрать коэффициенты взаимного влияния электродов, соответствующие исходным данным. После этого подставляем значения в общую формулу:

• Где Rг – расчётное сопротивление горизонтального заземлителя.
• Rв – расчётное сопротивление вертикального заземлителя.
• Nв – количество вертикальных заземлителей.
• nг – коэффициент экранирования горизонтальных заземлителей.
• nв – коэффициент экранирования вертикальных заземлителей.

Считаем сопротивление заземляющего устройства. Если результат не устраивает, можно что-то изменить в исходных данных. Например, добавить или наоборот убрать лишние электроды заземления. Но, как только меняется их количество или длина, автоматически меняется либо длина горизонтальной связи, либо коэффициент взаимного влияния, или всё вместе. Дополнительно может измениться расстояние между электродами, для соблюдения кратности длине. Поэтому весь расчёт начинается с начала. Как видно процесс сравнительно непростой.

Однако можно воспользоваться онлайн калькуляторами. А для убеждения в правильности расчёта сравнить показатели нескольких. Тем более, что уже имеется представление: что, как и зачем, а это уже преимущество. После расчётов можно переходить непосредственно к монтажу.

Заземление: защитное и рабочее

Защитным заземлением называется заземление, которое защищает жильцов от электрошока, а запитанную от сети аппаратуру — от выхода из строя и пробоя на корпус. А если есть молниеотвод, то и от удара молнии.

Рабочее же заземление в случае возникновения электрического ЧП исполняет роль защитного, а в остальное время обеспечивает нормальную работу электрического оборудования.

Постоянное рабочее заземление — участь промышленного оборудования. Бытовую технику достаточно заземлить через евророзетку. Но в реальных условиях лучше все-таки наглухо заземлить:

1. Стиральную машину, потому что у этого агрегата большая собственная электроемкость и во влажном помещении. Даже будучи абсолютно исправным, он может ощутимо «щипаться» током.
2. Микроволновую печь, поскольку в ней функционирует мощный магнетрон. И при плохом контакте в розетке, микроволновка вполне может начать «сифонить», принося здоровью людей ощутимый вред. На многих моделях этого оборудования сзади предусмотрена специальная клемма под дополнительное заземление.
3. Электрическую духовку и варочную поверхность, ведь внутренняя проводка этого оборудования работает в непростых условиях с большой мощностью, поэтому велика становится опасность пробоя.
4. Настольный ПК, поскольку его ИБП (импульсный блок питания) компактности ради устроен таким образом, что дает утечку тока побольше стиральной машины. Это приводит к «глюкам» в работе, плавающим потенциалам на корпусе и снижению производительности устройства, падению скорости интернета. А чтобы всего этого избежать, достаточно наглухо заземлить компьютер за любой винт на задней панели корпуса.

Устройство контура

Устройство заземления — группа проводников, расположенных в грунте по вертикали или горизонтали. Данные проводники (электроды) находятся недалеко от защищаемого объекта. Электроды расположены на определенной дистанции между собой и соединены металлическими элементами — полосками, трубами или прутками. Заземлительную конструкцию соединяют с домовым электрощитом при помощи кабеля или металлического проводника.

Глубина нахождения электродов в земле определяется уровнем грунтовых вод и общей влажностью почвы. Чем ближе подземные воды, тем меньшая глубина заложения необходима.

power — Вопрос о заземлении и токовой петле

Любая установка электропроводки требует системы защитного заземления или системы заземляющих электродов — как правило, с заземляющими стержнями или стальной водопроводной трубой.

Затем выход трансформатора заземляется : Один проводник выбирается как «нейтральный» или гипотетическая точка посередине выбирается с использованием трюков с трансформатором, и это привязывается к заземляющему электроду для создания искусственной связи с землей. Конечно, это также связано с теми зелеными проводами заземления в проводке.

Почему? Чтобы обеспечить обратный путь для тока короткого замыкания и удержать системные напряжения от «плавающих» или «дребезжащих» при произвольных случайных потенциалах. Например, если трансформатор питания 2400 В имел слабую первичную-вторичную неисправность, он может «подтянуть» вторичные выходы до 2400 В, поэтому теперь ваши напряжения составляют 2280 В, 2400 В и 2520 В. Проблема в том, что ваши вещи не имеют изоляции для 2520В.

В жилом помещении соседний опорный трансформатор имеет заземляющий стержень и соединение нейтрали с землей. В каждом доме 9Основная сервисная панель 0007 также имеет заземляющий электрод, а — собственное соединение нейтраль-земля. Все они должны быть синхронизированы, иначе вы создадите токовые петли на газоне и заставите счетчик вращаться. Но если у вас есть собственный трансформатор, вы можете заземлить его любым способом.

Представьте, что у вас есть питающий трансформатор с вторичными ответвлениями на 0 В, 120 В, 123 В и 240 В. Вы подключаете 0 В к полюсу L1, 120 В к нейтрали, 123 В к земле и 240 В к полюсу L2. В этот момент у вас будет обычное в Северной Америке двухфазное питание, где L1 и L2 оба на 120 В от нейтрали. Но с изюминкой: нейтраль будет смещена на 3 В от земли. Это странно, но оно по-прежнему служит всем целям заземления: удерживает нейтраль рядом с землей, создает путь для тока короткого замыкания и обеспечивает нормальное напряжение на всех проводниках.

Почему ваша ошибка замыкания на горячую землю замыкает цепь? Потому что мы добавили связь нейтраль-земля , чтобы получилось .

Если вы предпочитаете, вы можете запустить изолированную систему , где горячие и нейтральные не связаны с землей, они не связаны. В этом случае ваше первое замыкание на землю становится вашим заземлением . У меня это произошло с панелью, питаемой от локального трансформатора, который по незнанию не имел связи между нейтралью и землей. Замыкание на землю L1 сместило всю систему на 120 В от того места, где оно должно было быть, с L2 теперь 240 В от земли и нейтралью 120 В от земли. Я обнаружил это, когда обесточил цепь на L2 и замкнул ее на землю, чтобы убедиться, что она выключена; вместо того, чтобы получить ослепляющую вспышку дуги, я получил крошечное шипение, и цепь снова загорелась! Но нехорошо.

В этот момент ваше второе замыкание на землю начинает отключать выключатели.

Изолированная система имеет смысл, если в помещении есть инженерный персонал, регулярно проверяющий замыкания на землю. Они ловят первое до того, как произойдет второе.

Никто никогда не утверждал, что Земля притягивает к себе все электроны. Многие люди думают, что электричество хочет «вернуться на землю», это верно только для молнии и электростатического разряда. Искусственное электричество хочет вернуться к источник .

Контур заземления — устранение системного шума и гудения

1. Главная страница
2. Настройка домашнего кинотеатра
3. Справка по подключению домашнего кинотеатра
4. Контуры заземления — устранение шума и гудения системы

к
Джин ДеллаСала
— 19 ноября 2004 г.

Вы только что подключили свою систему, и вы слышите постоянное гудение или гул. Вы пропускаете свое оборудование через стабилизаторы напряжения и бьетесь головой о стену, пытаясь понять, в чем дело. Поздравляем — вы только что ввели Зона контура заземления..

Несколько недель назад я рвал на себе волосы после того, как установил новый компонент в Reference System 3 для проверки. Это был усилитель, который шел с трехжильным кабелем питания. Сразу же после установки усилителя в мою систему из моих динамиков начал литься очень заметный гул 60 Гц.

Если это случилось с вами, скорее всего, это контур заземления между вашим кабельным телевидением и другим компонентом вашей системы (например, усилителем или активным сабвуфером). Теперь, как вы решаете это? Во-первых, это помогает точно определить, что такое контур заземления и как он может повлиять на нашу систему домашнего кинотеатра.

Ed itorial Примечание о контурах заземления
Когда два или более устройств подключены к общему заземлению
по разным путям, может возникнуть шум наземного пути или контур заземления.
Таким образом, система, заземленная в двух разных точках, с
разность потенциалов между двумя основаниями может вызвать нежелательный шум
напряжения в цепях цепи. Токи протекают через
эти множественные пути и создают напряжения, которые могут вызвать повреждение, шум
или фон 50 Гц/60 Гц в аудио- или видеооборудовании. Контур заземления может быть
устраняется одним из двух способов:

1. Удалите один из путей заземления, таким образом преобразовав систему в одноточечное заземление.
2. Изолируйте один из путей заземления с помощью изолирующего трансформатора, общий
   модовый дроссель, оптический ответвитель, симметричная схема или частотно-селективный
   заземление.

Самый практичный и, как правило, наиболее экономичный метод для бытовых аудиоприложений — использование разделительного трансформатора.
Разделительный трансформатор — это устройство, которое в случае с кабелем
сигналов, позволяет свободно проходить всем желаемым сигналам, в то время как
прерывание непрерывности заземления и, следовательно, разрыв контуров заземления.
При использовании изолирующего трансформатора напряжение заземления теперь будет
появляются между обмотками трансформатора, а не на входе цепи.
Шумовая связь в первую очередь зависит от паразитной емкости.
между обмотками трансформатора и может быть уменьшена размещением экрана
между обмотками. Это эффективный метод для
реализовать, предполагая, что трансформатор имеет достаточную пропускную способность, не слишком
дорогой или громоздкий, а прямой путь сигнала постоянного тока не требуется для
применение.

Диагностика и устранение проблемы

Чтобы точно определить правильное решение проблемы, сначала необходимо найти и изолировать ее. Например, если вы просто начнете метаться, меняя оборудование, кабели и все сразу, вы никогда не узнаете, что на самом деле вызвало (или устранило) проблему. Кроме того, вы можете в конечном итоге выполнять все больше и больше работы, поскольку тратите энергию на области, которые никак не влияют на решение проблемы.

Начните с простого. Устранение неполадок контуров заземления включает в себя упорядочивание и проверку нескольких основных общих элементов, чтобы увидеть, является ли проблема простой или сложной. Например, если регулировка громкости вашего процессора/ресивера не изменяет уровень фонового шума, то проблема должна возникнуть после этой точки. Если бы это произошло раньше, то приемник/процессор, как правило, повысил бы общий уровень шума. Есть смысл?

Работать в следующем методическом порядке:

1. Начните с приемника процессора, чтобы определить, связано ли гудение/жужжание с источником или с контуром заземления, возникающим после каскада усиления.
2. Обратите внимание на любые недавние изменения в системе, вызвавшие эту проблему. Скорее всего, вам будет легче изолировать проблему, если она только начинается с добавления нового оборудования.
3. Что вы можете сделать быстро и легко, чтобы изолировать или идентифицировать проблему и найти правильное решение (например, отсоединить кабель от стены, чтобы проверить, не является ли кабельное телевидение источником контура заземления.)

Еще один тест для устранения вашего ресивера или процессора — посмотреть, меняется ли фон в зависимости от того, какой вход вы выбрали (DVD-плеер, кабельное телевидение и т. д.). Изменяется ли фон или исчезает при выборе другого входа? Нет? Тогда ваша проблема возникает на более позднем этапе в системе (скорее всего, это контур заземления, вызванный добавлением усилителя или активного сабвуфера с кабелем питания с 3 контактами). стена. Гул уходит? Так было и в случае с Reference System 3. Эврика! В системе должен быть контур заземления, связанный с линией кабельного телевидения.

Другие распространенные причины
Hum and Buzz
Хотя в этой статье рассматривается очень распространенный контур заземления
проблемы, осознайте, что существует множество способов, которыми система гудит и
гул может войти в настройку вашего домашнего кинотеатра.

Распространенная проблема №1:
Проверьте, нет ли у вас толстого шнура питания или розетки в стене.
который изношен и не будет держаться. Если горячие/нейтральные/заземляющие штыри включены
вилка земли делает прерывистый или свет
контакт с выступом на внутренней стороне розетки, это может вызвать гул
через систему. Лучшим решением для этого является замена розетки
с промышленной версией, доступной в Home Depot примерно за 4 доллара.
промышленные розетки имеют лучший захват и больше удерживают силовые кабели
надежно. Если вы устанавливаете потолочное крепление системы фронтального проецирования, эта розетка имеет размер 9.0007 должен.

Распространенная проблема №2:
Проверьте полярность розетки — возможно, она подключена наоборот. Ты можешь
купите прибор для проверки полярности в Home Depot примерно за 5 долларов. Это один из
первое, что вы, возможно, захотите проверить, если отключение кабельной коробки не
устраните гул (и в некоторых случаях причиной может быть обратная полярность , но ).

Общая проблема №3: ​​
Диммеры, люминесцентные лампы и другие приборы,
Одна и та же схема или общая земля с оборудованием вашего домашнего кинотеатра могут
вызывать гул.

Устранение проблемы

Существует как минимум два практических способа решить проблему контура заземления в вашей системе. Как только вы узнаете, что проблема связана с заземлением кабельного телевидения и заземлением усилителя, как в этом случае (и во многих случаях), вы можете поднять заземление на любом устройстве на линейном уровне. Я считаю, что намного легче поднять землю на линии кабельного телевидения, чем на многоканальных входах 5.1, идущих в усилитель!

НИКОГДА не используйте адаптер переменного тока с трехконтактного на двухконтактный для устранения проблемы контура заземления. Эти устройства предназначены для обеспечения безопасного заземления (через винт крышки к заземленной розетке) в случае, если вилка с тремя контактами используется с розеткой с двумя контактами. Всегда лучше безопасно поднимать землю на линейных уровнях.

Ed itorial Примечание о методе наземного подъема сигнала
Можно попытаться использовать наземный подъем в ситуациях, когда два
заземленные части оборудования с опытом несбалансированных подключений
проблемы с гудением, связанным с контуром заземления. Подъем грунта в неуравновешенном состоянии
соединения работают эффективно только тогда, когда обе части оборудования
должным образом заземлены в той же точке. В некоторых случаях проблема гудения может
ухудшаться, если используется наземный подъемник. Таким образом, это так называемое «исправление»
следует использовать с особой осторожностью и, как правило, только в качестве временного
решение. Если соответствующее оборудование правильно заземлено, просто поднимите
заземление сигнала между оборудованием, может вызвать сильное гудение
и потенциально повредить входной усилитель приемного оборудования
из-за протекания блуждающих токов на незаземленном оборудовании. Лучшим методом использования заземления является модификация кабеля, включающая путь переменного тока между заземлением или небольшой конденсатор.
Это уменьшит возможность захвата поднятого с земли кабеля.
ВЧ-помехи, но также могут вызывать изменения частотной характеристики
в зависимости от емкости конденсатора и импеданса источника оборудования. Потому что
это, мы считаем лучшим решением для решения проблемы несбалансированного соединения
контуры заземления используют изолирующий трансформатор звуковой линии.

Использование изолятора заземления для кабельного телевидения

Наиболее распространенным и простым решением является добавление изолятора заземления для кабельного телевидения. Трансформаторы Jensen существуют уже более 30 лет и являются одними из лучших (рекомендованная производителем розничная цена 59,95 долларов США), поскольку они имеют ровную частотную характеристику от 2 МГц до 1300 МГц, охватывающую спектр VHF/FM/UHF/CATV. Почему это важно? Ну, во-первых, если вы планируете использовать цифровой кабель, кабельный модем или услуги по требованию, вам лучше не покупать дешевый ВЧ-фильтр в местном магазине электроники, так как он, скорее всего, отфильтрует больше, чем вы рассчитывали. Кроме того, мы уважаем компанию, которая измеряет свою продукцию и готова опубликовать график частотных характеристик в подтверждение своих заявлений. Получение ровной частотной характеристики от 2 МГц до 1300 МГц гарантирует отсутствие потери качества сигнала и отличный результат.

Дешёвые решения, которые звучат слишком хорошо, чтобы быть правдой. Вероятно, таковыми являются
Один из самых популярных методов устранения земли
петли — это взять преобразователь 75 Ом в 300 Ом, подключенный ко второму
согласующий трансформатор с двумя винтовыми зажимами на стороне 300 Ом и
поместив его вместе с вашим каналом кабельного телевидения. Хотя это может нарушить
заземляющий контур, если вы просто не подписываетесь на основной кабель и не даете
крик о качестве сигнала, мы бы рекомендовали избегать этой магии McGuyver.

Мы уже там?

Одним словом — да. Примерно для 80% проблем с контуром заземления это решение. Для этих других проблем есть другие решения, но мы хотели охватить этот часто встречающийся сценарий и наметить несколько быстрых и простых решений, чтобы избавиться от хандры контура заземления. Если у вас есть контур заземления, вызванный кабельным телевидением , бегите , не гуляйте и берите одну из этих красавиц — не пожалеете.

Об авторе:

Джин руководит этой организацией, налаживает связи с производителями и поддерживает хорошо смазанную машину Audioholics. Его цель — рассказать о домашнем кинотеатре и разработать больше стандартов в отрасли, чтобы устранить путаницу у потребителей, омраченную змеиным маслом индустрии.