Система заземления модульно штыревого типа. Штырь заземления

Мы хотим рассказать в этой статье о том, как правильно оборудовать заземление в частном доме. В ней мы подробно остановимся на материалах, монтаже и устройстве заземления. Вы узнаете о том, что собой представляет модульно штыревое заземление, о материалах, которые нужны для его установки и о способе контроля над смонтированным заземлением.

Электричество и меры безопасности при его использовании

При использовании электричества существует вероятность возникновения опасных ситуаций. Чтобы этого избежать существуют разные средства. Самым главным и надежным средством является устройство, которое носит название - защитное отключение электричества. Еще одним из защитных устройств, которое помогает избежать опасных ситуаций - это создание контура заземления и подключения к нему всего электрооборудования, которое есть в доме. Для электроснабжения частного дома создается точка. Она указывается в разрешающих технических условиях и станавливается электропоставляющей организацией. К каждой точки подключения (к аспределительному щиту) подходят четыре проводника, три - это фазы (L1,L2, L3), а проводник четвертый, создан специально на подстанции, - заземляющий (N). Его еще называют «землей», хотя правильное название звучит как - «нейтраль». На нем нет напряжения, и он служит парой для фазного провода. Следует учесть, что количество проводов и жил в кабеле зависит от технических характеристик, которые владелец дома указал при подключении. Заявленное напряжение может быть двух видов - 220В или 380В.

• При заявке в 220В к дому подводятся два кабели или две жилы.
• Если нужно 380В, то тогда подается четыре жилы в кабеле или четыре провода.

Чтобы подключить освещение достаточно только одной фазы и одной нейтрали. По новым правилам (ПУЭ) к каждому электроприбору, который рассчитан на 220В, должны подходить три провода (кабель, шнур):

• фазный провод под напряжением (L);
• нулевой провод (N);
• защитный нулевой провод (РЕ) его другое название - «защитное зануление».

В независимости от системы проводки, которая проходит в доме (она может быть трехпроводная и пятипроводная) начиная от распределительного щитка, по дому прокладываются всего три группы проводов:

• осветительная - два провода - фаза и нулевой (L и N), 1,5 мм.кв - сечение.
• розеточная - три провода (L, N, РЕ) сечение проводов не меньше 2,5 мм.кв.

Электрооборудование (силовое) - три кабеля (L, N, РЕ), сечение рассчитывается относительно мощности оборудования. Но не следует забывать, что защитный (РЕ) и нулевой (N) проводники не могут быть больше фазного проводника, сечение их должно быть меньше или хотя бы равно проводу L. Но при всем этом «нейтраль» и защитный проводник не могут быть подключены в щитке под одним контактным зажимом. При правильном проектировании, силовой щиток выглядит следующим образом: в нем имеет два фазных провода, одна «земля» и шина заземления (РЕ). К шине подключается контур заземления.

Согласно международным стандартам и фазный провод и «нейтраль» принято считать силовыми проводами. Это значит, что подлежат обязательному соблюдению некоторые требования: Необходимо изолировать все провода от корпуса в конструкции прибора.

В общей схеме «нейтраль» и фаза - силовые проводники, а это значит, что нельзя использовать нулевой провод вместо защитного провода РЕ. Это вызвано тем, что иногда на «нейтрали» возникает «напряжение смещения». Это явление возникает и в исправной системе. Иногда оно может быть в 50В, что автоматически превращает его из защитного провода в опасный!

Заземление своими руками

Потенциал защитного проводника РЕ с помощью контура заземления всегда будет равен потенциалу грунта (земли). А это значит, что корпус прибора, подключенного к контуру, тоже будет равен этому потенциалу. Вот поэтому очень важно держать под контролем сопротивление цепи заземления. В идеале оно не должно быть больше показателя в 4 Ом. Согласно схеме, заземлитель состоит из заземляющего проводника и заземлителя.

Металлический проводник, который находится в контакте с землей, называется заземлителем. А металлический проводник, который присоединяет шину РЕ из электрощита к заземлителю, называют заземляющим проводником.

Для устройства заземления создается схема, в которую входят: распределительный силовой щиток (с шиной РЕ), заземлитель, заземляющий провод и электроприбор.
Согласно ПУЭ, а именно п.1.7.70, в качестве заземлителя могут быть использованы различные конструкции, которые подходят для таких целей. Кроме того используются естественные заземлители. А именно:

• водопроводные и металлические другие трубопроводы, в которых трубы соединены между собой способом электро-, газосварки. Исключением становятся трубы с горючими жидкостями, взрывчатыми и горячими газами и смесями, трубы центрального отопления и канализации;
• металлические и железобетонные каркасы зданий, которые контактируют с землей;
• трубы скважин.

При использовании таких естественных заземлителей необходимо вывести отвод - проложить заземляющий провод от такой конструкции до шины РЕ электрощита. Отвод следует присоединить к конструкции с помощью болтов или сварки. Для этого вначале к конструкции приваривается стальная пластина и только затем присоединяется провод (из меди).

Если используется в качестве заземлителя естественный заземлитель, то срок службы заземлителя сокращается за счет утечки тока по конструкции. Из этого следует, что в качестве заземлителя лучше использовать отдельный искусственный контур заземления.

Кроме того, если конструкция дома деревянная и нет рядом естественных заземлителей, то следует использовать искусственные.

Для такого вида заземлителей используются круглые заготовки из стали. Диаметр заготовки должен быть больше 16 мм. Можно для этих целей использовать стальной уголок (с параметрами 50х50х5 мм). Длина заготовок должна соответствовать 3,0 - 3,5 метрам. Заготовку следует вбить в землю (вертикально), оставив над землей не более 10 сантиметров. Между заземлителями прокладывается траншея (0,7 м глубина). В ней прокладываются провода, которые соединяют заготовки заземлителя между собой.
Сечение соединительных проводов - не менее 16 мм, соединятся конструкция с помощью сварки.
Этот контур присоединятся к шине РЕ проводом (2,5 мм.кв). Толщина провода заземления не может превышать толщину фазного провода. Присоединение заземляющего провода к шине РЕ можно проводить с помощью болта или сварки (любого типа). Это нужно для создания не только самого заземления, но и для дополнительной площади соприкосновения.

Если возле дома есть хозяйственное помещение, в котором находится силовое оборудование (токарные станки, электроприборы, с повышенным потреблением энергии), то к нему должно быть подведено электроснабжение (в виде двух или четырех кабелей). То это помещение подлежит дополнительному заземлению.В самом помещении по периметру нужно создать внутренний заземляющий контур. Он выполняется с помощью стальной полоски (сечение которой 24 мм). Полоска должна находиться на высоте 0,8 м от уровня пола. Корпус электроприборов с помощью стальной полоски (размером 20х5 мм) или медного провода (2,5 мм) присоединяется к контуру. Внутренний контур соединяется с заземлителем. Но точек соединения должно быть больше чем две.

Пример устройства заземления

Перед устройством заземляющего контура следует произвести расчет и создать проект. Все последующие работы должны производиться согласно данному проекту. Ведь устройство контура довольно непростая задача. Для этого придется провести земельные работы, произвести расчеты электросопротивления земли на данном участке, произвести сварочные и монтажные работы. Для проведения качественных работ по заземлению обычно приглашают специалистов, но этот вид работ можно сделать самостоятельно.
Чтобы сэкономить материалы и силы, то контур следует создать вблизи распределительного щитка. Для построения контура, а затем присоединения его к щитку потребуются следующие материалы:

• Стальные стержни,
• диаметром от 16 мм (три штуки),
• стальные уголки,
• размером 50х50х5 мм (три штуки).

Они обеспечат требуемое сопротивление, не смотря на величину удельного сопротивления земельного участка.
Около 9 м стальной полосы, размером 4х40 мм.
Стальная полоска, которая будет пролегать от контура до распределительного щитка (метраж в зависимости от расстояния).
Для начала следует выкопать траншею (глубина 0,7 м и ширина 0,5 м). Траншея должна пролечь от дома до места расположения контура. На месте контура траншея принимает форму равностороннего треугольника со стороной в 3 метра. На каждой вершине треугольника пробурить скважины, на глубину 3 м. В эти скважины надо забить стальные стержни. Если земля мягкая, то стержни забиваются с помощью кувалды, а если твердая, то следует вначале заточить стержни с одной стороны и затем с применением груза забить в землю. К уголкам следует приварить стальную полоску, расположенную на высоте 0,01 м от дна траншеи. Так выглядит очаг заземления.
От образовавшегося контура до дома прокладывается стальная полоска. Одну сторону этой полоски следует прикрепить к контуру, а другую к шине РЕ, расположенной в силовом распределительном щитке.
Затем вся конструкция покрывается грунтом. В грунте не должно быть мусора и щебня. Чтобы уменьшить сопротивление контура его можно дополнительно присоединить к металлическому забору, столбам из металла или металлическим опорам. Места сварки (которая производится внахлест) надо покрыть битумным лаком, чтобы избежать коррозии.

Если от воздушной линии электропередач к дому подведено трехфазное или однофазное электричество, то следует выполнить дополнительное заземление «нетраля» (нулевого проводника) на вводе в силовой щиток. Это устройство также надо присоединить к заземляющему контуру.

Модульная штыревая система

На рынке оборудования широко рекламируется и неплохо продается новая система заземления, которая называется - модульная штыревая. Высокотехнологичная новая система устанавливается не зависимо от технических условий, ограниченности территории установки контура.

Так в чем же преимущества этой системы заземления? как проходит её монтаж и что для этого понадобится? Далее вы узнаете все об этой системе заземления.
Для размещения системы модульной штыревой понадобится один квадратный метр площади. Для монтажа её понадобится перфоратор. При монтаже не требуется бурения скважин под заготовки, чтобы достигнуть нужной величины сопротивления. Все работы проходят с помощью перфоратора (он работает как бур). Соединения элементов этой системы происходят с помощью специальных соединительных муфт. Если отсутствует дополнительная площадь, для установки контура, и возле дома довольно мягкий грунт, то устанавливается модульный штыревой контур заземления. Глубинный монтаж позволяет утапливать заземлитель на 40 метров вглубь земли. Это обеспечивает необходимые параметры требуемого заземления и сопротивления грунта. Если твердость грунта не позволяет провести глубинное заземление, то применяется монтаж контура, о котором описывалось выше (обычный контур).
Для монтажа штыревой системы требуются два квалифицированных специалиста. При монтаже проводится обязательное измерение сопротивления грунта на протяжении продвижения вглубь грунта. Это нужно для контроля параметров заземления. Модули заземлителей этой системы соединяют с помощью специальных сжимов, которые после монтажа изолируются лентой (гидроизоляционной), во избежание коррозии металла и соединений.


Система заземления штыревая намного дороже классической системы. Но не следует забывать, что у неё срок службы в разы больше чем у обычного контура, который выполняет с использованием стальных уголков и полос из металла.
Когда пройдет полный монтаж системы заземления следует провести замеры сопротивления контура. Это необходимо для получения паспорта, который выдается в соответствии с нормами, указанными в ПТЭЭП и ПУЭ. Бланк паспорта можно взять в этих организациях.
Чтобы определить, что выгоднее установить, проведем сравнительную характеристику цен материалов обеих систем. Стоимость монтажа и материалов штыревой системы составляет приблизительно 500 долларов (материалы) и 120 долларов (монтаж). Что в итоге дает 620 долларов. При классической системе монтаж обойдется в те же 120 долларов, а материалы в 100 дол., что, в общем, составит - 220 дол. Хотя классическая и дешевле, но на монтаж штыревой системы затрачивается всего полчаса. Кроме того, она требует гораздо меньшего пространства и энергозатрат.

Приборы, которыми измеряют сопротивление заземления

После проведения всех работ по монтажу контура необходимо проверить качество работ и качество очага заземления. Требуется снять показания всех сопротивлений и сравнить результаты с нормами ПТЭЭП и ПУЭ. Это все проводится с помощью специальных устройств.
Сначала проводится визуальный осмотр всех частей заземляющей системы. Для этого с помощью молотка проводится простукивание всех мест сварки и скреплений. Следует убедиться, что все соединено надежно и в местах соединения нет трещин, а соединения с помощью болтов надежно скручены. Результаты проверки заносятся в специальный регистрационный лист, который есть в паспорте.

Согласно правилам, которые применяются к электроустановкам (ПУЭ) до 1000В и имеют глухое заземление проводника «нейтраль», сопротивление устройства заземления не может превышать показатель в 4 ОМ. Эта величина получается, в качестве сложения сопротивлений заземлителей относительно грунта и сопротивления заземляющего провода.
Замерять эти величины можно с помощью приборов - омметров: М416, АНЧ 3, ЭКО 200, КТИ 10, ЭКЗ 01, ИС 10, MRU 101, MRU 100 и многими другими приборами для измерения сопротивления. Все эти приборы внесены в единственный реестр стран - Россия, Казахстан, Украина, Узбекистан, Беларусь.

Заключение. В этой статье было рассмотрено два вида систем заземления частного дома. Теперь вы сможете выполнить заземление собственного дома самостоятельно. Но если появятся вопросы, то обращайтесь за помощью к квалифицированным специалистам. Ведь от правильно смонтированного заземления зависит безопасность дома.

Заземляющее устройство в коттедже

Заземляющее устройство в коттедже выполняют множеством способов. Одним из главных недостатков многих заземляющих устройств является нестабильность свойств заземления во времени. Помимо сезонных изменений свойств заземления, постоянно происходит коррозия проводников заземления.

Заземления на глубину ниже уровня грунтовых вод и, естественно, глубже глубины промерзания для данной местности. Наиболее распространённый метод решения этой проблемы — забивание металлических стержней длиной примерно 2...3 м в грунт, часто из специальной траншеи глубиной 0.3...0.8 м. Верхние концы стержней соединяются в контур размером не более 16x16 м металлической полосой с помощью сварки и закапываются. Естественно, наружу делаются выводы из той же полосы. А с коррозией проводников борются, выполняя эти проводники из нержавеющей стали.

Очень удобно и экономично делать контур заземления на этапе строительства фундамента или дренажной системы, естественно учитывая все сказанное выше относительно размеров и глубин. Как правило, контур удобно размещать немного глубже расположения нижних частей фундамента или труб дренажной системы и закладывать его в канавку (шириной с лопату и примерно 0.3 м глубиной) , вырытую по периметру дна котлована или вдоль дна траншеи дренажной системы. Для снижения сопротивления заземления канавку рекомендуется засыпать щебнем, предварительно заложив на дно металлический проводник. Забивание металлических стержней в дно канавки и приваривание их к контуру тоже не возбраняется, но при достаточной глубине заложения контура число стержней может быть небольшим. Не забудьте, что контур заземления должен быть замкнутым и охватывать большую площадь. Желательно, чтобы в плане контур приближался к квадрату. Идеальным материалом для проводников заземляющего устройства является нержавеющая сталь. Это потому, что заземляющее устройство из нержавеющей стали, в отличие от других материалов, практически не меняет своих свойств со временем.

Все соединения надо выполнять сваркой или нержавеющей клёпкой. Сечение проводника из нержавеющей или оцинкованной стали для заземляющего устройства не должно быть менее 75 мм.

В продаже есть специальные стержни и шины из нержавеющей или оцинкованной стали размером 30x3.5 мм.

Вместо стержней можно использовать нержавеющие трубы с подходящим сечением по металлу. Часто для шин используется нержавеющая проволока диаметром 6 мм, ложенная втрое или вчетверо и проваренная через каждый метр, или нержавеющая полоса не меньшего сечения (можно про- сто нарубить на металлобазе лист нержавейки олщиной 3.5...4 мм на полосы шириной 30 мм, которые потом свариваются торцами). Иногда горизонтальные части контура выполняют из протяжённых кусков нержавеющего металлолома, сваренных друг с другом, и т. п. Не забудьте вывести от контура вертикальные отводы такого же сечения в нужных местах для подключения к главной заземляющей шине (ГЗШ) и системе молние-защиты.

На рисунке показано в разрезе исполнение контура заземления в котловане для фундамента.

Если расщепление совмещённого нулевого провода будет производиться на опоре, то от контура заземления до опоры необходимо протянуть линию повторного заземления. Линия повторного заземления выполняется из того же материала и того же сечения, что и сам контур. Эта линия прокладывается прямо в земле (рекомендуемая глубина 1 м, но не менее 0.3 м) и со стороны коттеджа подключается к контуру заземления в уличном шкафу на ГЗШ.

(Так как заземляющее устройство используется и для системы молниезащиты, необходимо избегать прокладки трассы этой линии под пешеходными дорожками и места-ми, где могут часто находиться люди!)

С противоположного конца линия повторного заземления выходит прямо на опору и поднимается по ней до места подключения к нулевому проводу. Все соединения на линии выполняются сваркой или нержавеющей клёпкой. Крепить линию заземления к опоре можно хомутами или скобами из нержавеющей ленты или проволоки.

Монтаж на линии и опоре нельзя выполнять самостоятельно. Его можно делать только по проекту, и работу должна выполнять только местная обслуживающая организация ВЛ.

Устройство так называемого заглубленного контура заземления внешне представляет собой электроды - металлические стержни, которые забиты в землю и соединены меж собой. Наиболее эффективной считается конструкция, в которой электроды располагаются в одну линию. Однако при благоприятных условиях вполне сгодится и конструкция, в которой стержни располагаются треугольником.

Устройство заземления в случае расположения штырей в одну линию

Устройство заземления в случае расположения штырей в виде треугольника

Расположение треугольником несколько хуже, поскольку электроды гораздо больше друг друга экранируют, а это значит, расход материала при организации такой конструкции при остальных равных условиях станет больше. С иной стороны на небольшом расстоянии треугольное расположение значительно уменьшает число земляных работ, и между собой соединять штыри с шиной значительно удобнее в яме треугольной формы, нежели в узкой траншее.


Конструкция контура глубинного заземления с помощью уголка: 1. Уголок из стали 50 на 50 на 5 миллиметров, 2. соединительная полоска из стали 50 на 5 миллиметров, 3. Стальная шина заземления 50 на 5 миллиметров.

Расстояние заземлительного контура от домовых стен должно быть не менее 1-ного метра.
Электроды заземления следует закопать на приличную глубину возможного промерзания грунта. Всё дело в том, что будучи замерзшим грунт весьма плохо проводит электрический ток. В частности, при замерзании самого верхнего грунтового слоя высотой полметра, сопротивление его увеличивается приблизительно в десять раз, а на глубине около метра - раза в три. Летом же поверхностные слои грунта (примерно до метра глубиной) заметно высыхают, что довольно резко повышает показатели его сопротивления. Потому и необходимо поглубже закапывать электроды в так называемые стабильные почвенные слои, которые залегают на глубине 1-2 метров. На подобной глубине грунтовые параметры грунта почти не меняются в течение всего года.

Конечно, вполне можно взять и более длинные электроды из металла, однако это увеличит материальный расход. Расчет заземлительного контура приведен в статье под названием «Расчёт заземления» на нашем ресурсе. Кроме того, стоит отметить, что забить вручную в землю стержни заземлителя свыше 2,5 метров длиной бывает довольно-таки проблематично.

Таблица 1-вая Коэффициенты применения 3-ёх электродов, которые размещены в ряд


Арматура Строительная не подходит для заземлительных стержней

В таблице 1-вой видно, каким образом расстояние меж 3-емя стержнями оказывает влияние на коэффициент их применения. Отношение расстояния меж стержнями является отношением используемой стержневой длинны к расстоянию меж ними. К примеру, если взять пару электродов длинной 2,5 метра, полностью углублённых в землю на необходимую глубину промерзания (используется вся их длина) и расположить их на расстоянии два с половиной метра от друг друга, то отношение их будет равно 1=2,5/2,5.

Глядя на таблицу, можно сделать такой вывод, что самое оптимальное расстояние меж стержнями заземлительного контура бывает равно обычно их длине. При увеличенном расстоянии эффективностный прирост будет небольшим при довольно большом объёме работ на земле и расходе материала на проведение соединения стержней шиной.

Для производства глубинных электродов использовать можно любые материалы, имеющие минимальные размеры, указанные в таблице 2.

Следует обратить внимание, что в таблице 2 не присутствует арматуры с так называемым периодическим профилем, которую обычно применяют для выполнения армирования бетона. Стержни такого рода арматуры совершенно не подходят для глубинного заземления, поскольку при вбивании в землю они разрыхляют её возле себя, что ведет к повышению сопротивления.
Таблица 2-рая Минимальные размеры электродов заземляющих с точки зрения механической и коррозионной стойкости

Материал	Поверхность		Минимальный размер
			Диаметр, мм	Площадь сечения, мм 2	Толщина, мм	Толщина покрытия, мк
	Черный 1 металл без антикоррозионного покрытия	Прямоугольный 2
	Горячего цинкования 5 или нержавеющая сталь 5,6	Прямоугольный
		Круглые стержни для заглублённых электродов 3
		Круглая проволока для поверхностных электродов 4
	В медной оболочке	Круглые стержни для заглублённых электродов 3
	С гальваническим медным покрытием	Круглые стержни для заглублённых электродов 3
	Без покрытия 5	Прямоугольный
		Круглый провод Для поверхностных электродов 4
			каждой проволоки
	Луженная		каждой проволоки
	Оцинкованная	Прямоугольный 9
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 мм 2 . 9 Нарезанная полоса со скруглёнными краями.

Очевидно, что самыми дешевыми являются те электроды, что состоят из круглых, прошедших оцинковку стержней диаметром шестнадцать миллиметров. Но поскольку найти и приобрести их бывает довольно накладно, то зачастую контур заземления изготавливают из стандартного черного уголка из стали 50 на 50 на 5 миллиметров. Соединять уголок вместе следует стальной полосой, чьи размеры не менее 50 на 5 миллиметров.

Хомуты оцинкованные для проведения скрепления заземлителей

Осуществление соединения оцинкованного стержня с также оцинкованной полосой с помощью хомута на болтах

С целью соединения контурных стержней с шиной заземления и соединителями используются два способа:

В случае использования оцинкованного проката можно применять соединение без применения сварки, при помощи обжимных резьбовых хомутов. Причём место соединения обязательно должно быть защищенным от коррозии при помощи антикоррозийного бинта, либо обмазки горячим битумом;

При применении проката из черной стали без каких-либо покрытий он соединяется с помощью использования дуговой электросварки.

Проведение антикоррозийной обработки соединения на хомутах

Касаемо провода (так называемый защитный проводник), что подключают непосредственно к заземляющей конструкции (то есть к шине заземления), лучше всего применять провод из меди. Размер минимального сечения заземляющего провода следует выбирать по таблице 3. К примеру, если попросту подключить провод из меди к стальной шине при помощи резьбового оцинкованного соединения, причём соединение находится в распределительной пластиковой коробке, сам же провод скрыт в пластиковой гофре, то такого рода подключение надо считать плохо защищённым от коррозийного воздействия, поскольку оно напрямую контактирует с воздухом. Однако соединение заземлительного контура такого рода и проводника защищено механически, а значит минимально возможное сечение провода из меди будет равным 10 миллиметрам2. Детали по обустройству защитного домового заземления собственноручно приведены в статье под названием «Монтаж контура заземления самостоятельно».

Это стальной тянутый стержень диаметром 14 мм и длиной 1,5 метра, покрытый методом электролитического осаждения (электролиза) медью чистотой 99.9%, образующей покрытие с молекулярной и неразрывной связью со сталью.

По краям методом накатки нанесена резьба для их взаимного соединения с помощью соединительной муфты .

Высококачественная сталь в таком заземлителе выполняет кроме электропроводящей еще и необходимую для зарывания электрода в почву - механическую роль. Штыри обладают высоким пределом прочности на разрыв (600 Н/мм²) и могут быть погружены в грунт при помощи отбойного молотка на большую глубину - до 40 метров.

Толщина медного покрытия составляет не менее 0.25 мм по всей длине стержня (включая резьбу). Это гарантирует его (покрытия) устойчивость к изгибу, отслоению, сцарапыванию при монтаже. Особенно это важно на резьбе, где более тонкий слой меди будет полностью разрушен от нагрузок и трения с муфтой во время заглубления (монтажа) *.

Эти особенности гарантирует высокую коррозийную устойчивость штыря заземления и обеспечивают столь долгий срок службы (до 100 лет).

* Особенности создания резьбы
"Правильная" резьба наносится ПОСЛЕ омеднения - накаткой, т.к. только такой способ позволяет добиться высокого общего качества штыря.

Альтернативная "технология" омеднения штырей: с уже сформированной резьбой (до нанесения покрытия) более дешевая, НО показывает худший (и опасный при эксплуатации) результат.
Это связано с особенностью электролиза: утолщением покрытия в углублениях / впадинах, из-за чего основной материал (сталь) на резьбе можно покрыть только тонким (0.03 - 0.05 мм) слоем меди.
Такое тонкое покрытие легко повреждается при монтаже ударами и трением в муфте. В дальнейшем при эксплуатации заземляющего электрода с такими нарушениями возникают очаги электрохимической коррозии ("медь-железо"), приводя к его полному разрушению в течении 2-3 лет.

Технология омеднения

Ключевым фактором изготовления качественного штыря заземления является создание на стальной заготовке крепкого однородного медного покрытия необходимой толщины с минимальными примесями.

На отдельной странице "Омеднённая сталь " представлены подробное описание основных характеристик, процессов при изготовлении и проведённых испытаний покрытия.

Сравнение с оцинкованными штырями

С 1910 по 1955 год Национальный Институт Стандартов и Технологий США (The National Institute of Standards and Technology (NIST)) провёл обширное исследование подземной коррозии, во время которого 36 500 образцов, представляющих 333 разновидности покрытий из чёрных и цветных металлов и защитных материалов подвергались испытанию в 128 местах по всей территории Соединённых Штатов *. Это исследование по праву считается одним из наиболее полных исследований коррозии, которые когда-либо проводились.

Одним из результатов этого исследования стал факт, что штырь заземления, покрытый 254 мкм меди, сохраняет свои технические характеристики в течение более 40 лет в большинстве типов почвы. А стержневые электроды, покрытые 99,06 мкм цинка, в этих же грунтах могут сохранять свои качества лишь в течение 10-15 лет.

Кроме того, срок защиты цинкового покрытия уменьшается пропорционально увеличению количества металлических конструкций в грунте, находящихся рядом с электродами (чем больше конструкций - тем меньше служит покрытие / тем быстрее оно "исчезает"). Примерами этих конструкций могут быть: арматура фундаментов зданий, трубы и т.п.

Штырь заземления с медным покрытием толщиной 254 мкм, извлечённый из грунта (суглинок) после 10 лет

Штырь заземления с цинковым покрытием толщиной 99 мкм, извлеченный из грунта (суглинок) после 10 лет

Еще одно исследование коррозионных свойств медного покрытия проводила польская компания GALMAR. Искусственное старение образцов в условиях, моделирующих агрессивный грунт ("кислое" болото), показало, что штырь заземления с медным покрытием 250 мкм сохраняет необходимые технические характеристики в течении не менее 30 лет.

Современная бытовая техника и аппаратура требует наличия заземления. Только в этом случае производители будут поддерживать свои гарантии. Обитателям квартир приходится ждать капремонта сетей, а владельцам домов можно все сделать своими руками. Как сделать заземление в частном доме, каков порядок действий и схемы подключения — обо всем этом читайте тут.

Вообще, контуры заземления могут быть в виде треугольника, прямоугольника, овала, линии или дуги. Оптимальный вариант для частного дома — треугольник, но вполне подойдут и другие.

Заземление в частном доме — виды заземляющих контуров

Треугольник

Заземление в частном доме или на даче чаще всего делают с контуром в виде равнобедренного треугольника. Почему так? Потому что при таком строении на минимальной площади получаем максимальную площадь рассеивания токов. Затраты на устройство заземляющего контура минимальны, а параметры соответствуют номам.

Минимальное расстояние между штырями в треугольнике контура заземления — их длина, максимальное — удвоенная длина. Например, если штыри забиваете на глубину 2,5 метра, то расстояние между ними должно быть 2,5-5,0 м. В этом случае при измерении сопротивления контура заземления получите нормальные показатели.

Во время работ не всегда получается сделать треугольник строго равнобедренным — камни попадаются в нужном месте или другие труднопроходимые участки грунтов. В этом случае можно штыри сдвигать.

Линейный контур заземления

В некоторых случаях проще сделать контур заземления в виде полукруга или цепочки штырей, выстроенных в линию (если нет свободного участка подходящих размеров). В этом случае расстояние между штырями тоже равно или больше длины самих электродов.

При линейном контуре необходимо большее число вертикальных электродов — чтобы площадь рассеивания была достаточной

Недостаток такого способа — для получения нужных параметров необходимо большее количество вертикальных электродов. Так как забивать их — то еще удовольствие, при наличии мета стараются сделать треугольный контур.

Материалы для контура заземления

Чтобы заземление частного дома было эффективным, его сопротивление не должно быть больше 4 Ом. Для этого необходимо обеспечить хороший контакт заземлителей с грунтом. Проблема в том, что измерить сопротивление заземления можно только специальным прибором. Эту процедуру проводят при вводе системы в эксплуатацию. Если параметры хуже, акт не подписывают. Потому, делая заземление частного дома или дачи своими руками, старайтесь строго придерживаться технологии.

Параметры и материалы штырей

Штыри заземления обычно делают из черного металла. Чаще всего используется пруток сечением 16 мм и больше или уголок параметрами 50*50*5 мм (полочка 5 см, толщина металла — 5 мм). Обратите внимание, что арматуру использовать нельзя — ее поверхность каленая, что изменяет распределение токов, к тому же в земле она быстро ржавеет и разрушается. Нужен именно пруток, не арматура.

Еще вариант для засушливых регионов — толстостенные металлические трубы. Их нижнюю часть сплющивают в виде конуса, в нижней трети сверлят отверстия. Под их установку сверлят лунки требуемой длины, так как забить их не получится. При пересыхании грунтов и ухудшении параметров заземления, в трубы заливают соляной раствор — для восстановления рассеивающей способности грунтов.

Длинна стержней заземления — 2,5-3 метра. Этого достаточно для большинства регионов. Конкретнее есть два требования:

Конкретные параметры заземления можно высчитать, но требуются результаты геологического исследования. Если у вас таковые имеются, можно заказать расчет в специализированно организации.

Из чего делать металлосвязь и как соединять со штырями

Все штыри контура соединяются между собой металлосвязью. Ее можно сделать из:

• медного провода сечением на менее 10 мм 2 ;
• алюминиевого провода сечением не менее 16 мм 2
• стальной проводник сечением не менее 100 мм 2 (обычно полоса 25*5 мм) .

Чаще всего штыри между собой соединяются при помощи стальной полосы. Ее приваривают к уголкам или оголовкам прутка. Очень важно чтобы качество сварного шва было высоким — от этого зависит пройдет ли ваше заземление испытание или нет (будет ли оно соответствовать требованиям — сопротивление меньше 4 Ом).

При использовании алюминиевого или медного провода к штырям приваривают болт большого сечения, к нему уже крепят провода. Провод можно накрутить на болт и прижать шайбой с гайкой, можно провод оконечить разъемом подходящего размера. Главная задача та же — обеспечить хороший контакт. Потому не забудьте зачистить болт и провод до чистого металла (можно обработать шкуркой) и хорошо поджать — для хорошего контакта.

Как сделать заземление своими руками

После того как закуплены все материалы, можно приступать к собственно изготовлению контура заземления. Для начала нарезают металл на отрезки. Длина их должна быть больше расчетной примерно на 20-30 см — при забивании вершины штыре изгибаются, так что приходится их срезать.

Заточить забиваемые края вертикальных электродов — дело пойдет быстрее

Есть способ уменьшить сопротивление при забивании электродов — один конец уголка или штыря заточить под углом 30°. Этот угол оптимален при забивании в грунт. Второй момент — к верхнему краю электрода, сверху, приварить площадку из металла. Во-первых, по ней проще попасть, во-вторых, меньше деформируется металл.

Порядок работ

Независимо от формы контура, начинается все с земляных работ. Необходимо выкопать канаву. Лучше ее сделать со скошенными краями — так она меньше обсыпается. Порядок работ такой:

Собственно, на этом все. Заземление в частном доме своими руками сделали. Осталось его подключить. Для этого надо разобраться со схемами организации заземления.

Ввод контура заземления в дом

Контур заземления необходимо каким-то образом завести на шину заземления. Сделать это можно при помощи стальной полосы 24*4 мм, медной проволоки сечением 10 мм2, алюминиевым проводом сечением 16 мм2.

В случае использования проводов, их лучше искать в изоляции. Тогда к контуру приваривается болт, конец проводника надевается гильза с контактной площадкой (круглой). На болт накручивается гайка, на нее — шайба, затем провод, сверху — еще одна шайба и все это затягивается гайкой (картинка справа).

Как завести «землю» в дом

При использовании стальной полосы есть два выхода — завести в дом шину или провод. Стальную шину размером 24*4 мм тянуть очень не хочется — вид неэстетичный. Если есть — можно при помощи того же болтового соединения провести медную шину. Она нужна гораздо меньшего размера, смотрится лучше (фото слева).

Также можно сделать переход с металлической шины на медный провод (сечение 10 мм2). В этом случае к шине приваривают два болтана расстоянии в несколько сантиметров друг от друга (5-10 см). Медный провод закручивают вокруг обоих болтов, прижимая их с помощью шайбы и гайки к металлу (затягивать как можно лучше). Это способ — самый экономный и удобный. Требует не так много денег, как при использовании только медного/алюминиевого провода, провести его через стену проще, чем шину (даже медную).

Схемы заземления: какую лучше сделать

В настоящий момент в частном секторе используют только две схемы подключения заземления — TN-C-S и TT. В большинстве своем к дому подходит двухжильный (220 В) или четырехжильный (380 В) кабель (система TN-С). При такой проводке кроме фазного (фазных) провода приходит защитный проводник PEN, в котором объединены ноль и земля. На данный момент этот способ не обеспечивает должной защиты от поражения электротоком, потому рекомендуется заменить старую двухпроводную проводку на трехпроводную (220 В) или пятипроводную (380 В).

Для того чтобы получить нормальную трех- или пяти- жильную проводку необходимо провести разделение этого проводника на землю PE и нейтраль N (при этом необходим индивидуальный контур заземления). Делают это во вводном шкафу на фасаде дома или в учетно-распределительном шкафу внутри дома, но обязательно до счетчика. В зависимости от способа разделения получают либо систему TN-C-S, либо TT.

Устройство в частном доме системы заземления TN-C-S

При использовании этой схемы очень важно сделать хороший индивидуальный контур заземления. Обратите внимание, что при системе TN-C-S для защиты от поражения электрическим током необходима установка УЗО и дифавтоматов. Без них ни о какой защите речь не идет.

Также для обеспечения защиты требуется к земляной шине отдельными проводами (неразрывными) подключить все системы, которые сделаны из токопроводящих материалов — отопление, водоснабжение, арматурный каркас фундамента, канализация, газопровод (если они выполнены из металлических труб). Потому шину заземления необходимо брать «с запасом».

Для разделения PEN проводника и создания заземления в частном доме TN-C-S нужны три шины: на металлическом основании — это будет шина PE (земляная), и на диэлектрическом основании — это будет шина N (нейтрали), и маленькая шина-расщепитель на четыре «посадочных» места.

Металлическую «земляную» шину надо прикрепить к металлическому корпусу шкафа так, чтобы был хороший электрический контакт. Для этого в местах крепления, под болты, с корпуса счищают краску до чистого металла. Нулевую шину — на диэлектрическом основании — лучше крепить на дин-рейку. Такой способ установки выполняет основное требование — после разделения шины PE и N нигде не должны пересекаться (не должны иметь контакта).

Заземление в частном доме — переход с системы TN-С на TN-С-S

• Пришедший с линии проводник PEN заводится на шину-расщепитель.
• На эту же шину подключаем провод от контура заземления.
• С одного гнезда медным проводом сечением 10 мм 2 ставим перемычку на земляную шину;
• С последнего свободного гнезда ставим перемычку на нулевую шину или шину нейтрали (тоже медный провод 10 мм 2).

Теперь все — заземление в частном доме сделано по схеме TN-C-S. Далее для подключения потребителей фазу берем от вводного кабеля, ноль — с шины N, землю — с шины PE. Обязательно следим, чтобы земля и ноль нигде не пересекались.

Заземление по системе TT

Преобразование схемы TN-C в TT происходит вообще просто. От столба приходят два провода. Фазный и дальше используется как фаза, а защитный PEN-проводник крепится к «нулевой» шине и дальше считается нулем. На шину заземления напрямую подается проводник от сделанного контура.

Заземление в частном доме своими руками — схема TT

Недостаток этой системы в том, что она обеспечивает защиту только той техники, у которой предусмотрено использование «земляного» провода. Если есть еще бытовая техника, сделанная по двухпроводной схеме, она может оказаться под напряжением. Даже если корпуса их заземлить отдельными проводниками, в случае проблем напряжение может остаться на «нуле» (фазу разорвет автомат). Поэтому из этих двух схем предпочтение отдают TN-C-S как более надежной.

Заземление традиционное

Заземление штырем

Как уже видно на рисунке - обустройство контура заземления собственными силами не составляет особых сложностей. На сегодня существует два основных метода устройства заземления. Первый, уже ставший традиционным, когда в землю забиваются три и более металлических штырей на глубину до 3 метров. И более современный метод, когда в землю вбивается один штырь на глубину до 30 м, т.е. на максимально возможную глубину первого водоносного слоя.

1. Заземление традиционным методом

Выберите место на участке, максимально близкое к вводному шкафу (силовой щит). Оптимальным считается расстояние не более 10 м.

Для монтажа контура заземления вам потребуется стальной уголок размером 50х50х5 мм в количестве 9 м и стальная полоса размером 4х40 мм в количестве 9 м плюс расстояние от контура заземления до силового щита.

Выкапываем траншею примерно 0,5 м шириной и не менее 0,8 м глубиной. Траншея копается в форме равностороннего треугольника (3 х 3 х 3 м) с отводом к силовому шкафу.

Затем по углам треугольника бурим 3 скважины глубиной по 3 метра и заколачиваем туда 3 уголка по 3 метра. Если грунт на участке мягкий, можно попробовать вбить кувалдой без бурения скважины. Конец уголка должен немного выступать из земли, чтобы к нему можно было приварить металлическую полосу.

К установленным в земле трём заземлителям (уголкам), привариваем по периметру стальную полосу. Один конец полосы ведем от контура заземления к силовому шкафу. Полосу приварить к корпусу шкафа.

Перед засыпкой траншеи проверяем сопротивление контура заземления. Для этого нужно вооружиться Омметром, например: марки ЭС 0212 или любым другим подобным. Сопротивление не должно быть выше 10 Ом (обычно получается 4-6 Ом). Это очень мало, для сравнения - сопротивление тела человека в среднем 7000 Ом. Если сопротивление контура выше 10 Ом, вбейте в землю еще один штырь и приварите его к контуру. Уменьшить сопротивление заземляющего контура хорошо помогут естественные заземлители (металлические столбы забора, опоры и т.п.), если их присоединить к контуру. Не забывайте - все соединения выполняются сваркой.

Траншея закапывается однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора.

Правильно сделаный контур заземления позволит Вам в дальнейшем обустроить грозозащиту, т.е. защиту от молний.

2. Заземление одним штырем

Порядок проведения монтажа заземления

1. Подготовка первого штыря.
   Внутреннюю часть стартового наконечника обработать антикоррозионной токопроводящей смазкой и затем надеть его на штырь.

   Внутреннюю часть соединительной муфты обработать антикоррозионной токопроводящей смазкой и привинтить ее до упора на другую сторону штыря.

   Направляющую головку для отбойного молотка ввинтить до упора в соединительную муфту привернутую на штырь заземлителя.

   Обратите внимание, что ввинчивать направляющую головку необходимо до полного контакта с штырем. Это необходимо для того, чтобы при монтаже энергия удара отбойного молотка передавалась через головку напрямую штырю, а не через муфту. В противном случае возможно разрушение муфты.

2. Погрузить штырь в землю с помощью отбойного молотка (энергия удара 20-25 Дж) до уровня удобного для последующих операций.
3. Открутить направляющую головку (без соединительной муфты - она должна остаться на штыре).
4. Еще раз обработать антикоррозионной токопроводящей пастой оставшуюся привинченной к штырю соединительную муфту.
5. Ввинтить в нее (муфта из п.4) следующий штырь до упора.
6. Взять новую муфту и обработать ее внутреннюю часть антикоррозионной токопроводящей смазкой.
7. Направляющую головку для отбойного молотка ввинтить до упора в эту соединительную муфту (из п.6).
8. Привинтить муфту со смонтированной головкой на штырь, соединенный с уже смонтированным штырем (из п. 5).
9. Последовательно повторять операции с 2 по 9 до получения заземляющего электрода необходимой глубины.
   Обратите внимание на то, что при монтаже последнего штыря необходимо оставить на поверхности участок этого штыря, необходимый для соединения с заземляющим проводником.
10. Сверху на смонтированный электрод устанавливается зажим для подключения заземляющего проводника.
11. К зажиму подключается заземляющий проводник (круглый провод или полоса).
12. Место соединения (зажим) плотно заматывается гидроизоляционной лентой.

И нформация о комплектующих модульного заземления (на отдельной странице).

Глубина прокладки проводников

П оверхностный слой грунта подвергается сезонным и погодным воздействиям. Повышенная влажность, замерзание/оттаивание грунта в этом слое негативно сказываются как на заземлителе, так и на заземляющем/соединительном проводниках, находящихся в нем.
К тому же, вероятностьмеханически повредить проводники в повехностном слое в ходе проведения хозяйственных работ создает неудоства и повышает вероятность создать опасную ситуацию связанную с аварийным состоянием заземления.

Н а большей части РФ и стран СНГ, глубина поверхностного слоя грунта, который подвергается выше описанным видам воздействия равна 0,5 - 0,7 метров.
Поэтому заземляющий и соединительные проводники в земле должны прокладываться на этой глубине (0,5 - 0,7 метра ) в заранее подготовленном канале.

Н а эту же глубину заглубляются вертикальные электроды заземления.

Соединение заземляющих электродов

С оединение заземляющих электродов друг с другом и заземлителя с объектом производится стальным или медным проводником (проводом или полосой).
М инимальная площадь сечения заземляющего проводника зависит от задач, выполняемых заземлителем.

П рокладка проводника производится на глубине 0,5 - 0,7 метра в заранее подготовленный канал (в который также производится монтаж электродов).

Д ля соединения заземляющего электрода с проводником используется специальный зажим, входящий в комплект модульного заземления ZandZ.

Последовательность работ при монтаже заземления на объекте

1. Вырыть канал глубиной 0,5 - 0,7 метра в месте укладки соединительного проводника
2. Провести монтаж заземляющих электродов в подготовленном канале. В качестве инструкции по монтажу заземляющих электродов необходимо использовать список операций «Порядок проведения монтажа заземления»
3. Уложить в канал соединительный проводник
4. Соединить заземляющие электроды с проводником, используя зажимы, идущие в комплектах ZandZ
5. Соединить полученный заземлитель с электрощитом
6. Засыпать канал грунтом