Як зробити заземлення на дачі: заземлення з металевими деталями своїми руками. Контур заземлення — його конструкція та вибір заземлювача Штир заземлення для вс с тз

Або заміської дачізавжди пов'язано з великим обсягом електротехнічних робіт. У цьому діапазоні завдань, поряд із підведенням електроживлення до будинку, встановлення розподільчого та захисного обладнання, прокладання внутрішніх ліній, не меншу значимість має і грамотно спланована та виконана система заземлення. На жаль, при проведенні «самобудови» недосвідчені господарі про цей момент досить часто забувають або навіть навмисно його ігнорують, намагаючись досягти якоїсь неправдивої економії коштів та трудовитрат.

А тим часом система заземлення має надзвичайну важливість – вона здатна попередити багато неприємностей, які можуть призвести до дуже сумних чи навіть трагічних наслідків. Згідно існуючим правилам, фахівці електромереж не здійснять підключення будинку до лінії електропередач, якщо цієї системи в будинку немає або вона не відповідає необхідним вимогам. І власникові так чи інакше доведеться вирішувати питання, як зробити заземлення на дачі.

У сучасних будинкахміської забудови контур заземлення обов'язково передбачається ще на стадії проектування будівлі та її внутрішніх комунікацій. Хазяїну приватного житла це питання доведеться вирішувати самому – запрошувати спеціалістів або постаратися зробити все своїми руками. Лякатися не треба - все це є цілком здійсненним завданням.

Для чого необхідний контур заземлення

Для того, щоб зрозуміти важливість заземлення, достатньо базових понятьзі шкільного курсу фізики.

Переважна більшість приватних будинків запитується від однофазної мережі змінного струму 220 вольт. Електричний ланцюг, необхідний роботи всіх приладів чи установок забезпечується наявністю двох провідників – власне, фазою і нульовим проводом.

Конструкція всіх електричних приладів, інструментів, побутової та іншої техніки передбачає елементи ізоляції та захисні пристрої, які повинні запобігти попаданню напруги на струмопровідні корпуси або кожухи. Тим не менш, ймовірність такого явища ніколи не виключається - ізоляція може бути розрядом, прогоріти від ненадійних, іскрів контактів у з'єднаннях проводів, можуть вийти з ладу елементи схеми і т.п. У цьому випадку фазна напруга може потрапити на корпус приладу, дотик до якому стає надзвичайно небезпечним для людини.

Особливу небезпеку становлять ситуації, якщо поруч із таким несправним приладом знаходяться металеві предмети, що мають так зване природне заземлення – стояки опалення, водопровідні або газові труби, відкриті елементи армування будівельних конструкцій та т.п. При найменшому дотику до них ланцюгможе замкнутися і смертельно небезпечний струм пройде через тіло людини у бік меншого потенціалу. Не менш небезпечні подібні ситуації і в тому випадку, якщо людина стоїть босою або в мокрому взутті на вологій підлозі або землі - теж є всі передумови замикання ланцюга змінного струму від корпусу приладу.

Одна з виражених властивостей електричного струму в тому, що він обов'язково вибере провідник із мінімальним опором. Значить, необхідно заздалегідь створити лінію з мінімальним опором та нульовим потенціалом, за якою у разі пробою на корпус напруга буде безпечно відводитися.

Опір людського тіла – величина непостійна, яка залежить і від індивідуальних особливостейі навіть від тимчасового стану людини. У електротехнічній практиці цю величину зазвичай приймають за 1000 Ом (1 кОм). Отже, опір заземлювального контуру має бути набагато нижче. Існує складна системарозрахунків, але зазвичай оперують величинами в 30 Ом для побутової електромережі приватного будинку та 10 Ом у тому випадку, якщо заземлення використовується ще й як захист від блискавки.

Можуть заперечити, що всі проблеми цілком вирішуються встановленням спеціальних захисних пристроїв(ПЗВ). Але для коректної роботи заземлення також потреба. При появі найменшого витоку струму ланцюг практично миттєво замкнеться і пристрій спрацює, відключивши небезпечну ділянку домашньої електромережі.

Деякі господарі упереджені, що для заземлення достатньо використовувати труби водопроводу або опалення. Це – надзвичайно небезпечно та абсолютно ненадійно. По-перше, гарантувати ефективне відведення напруги неможливо - труби можуть бути сильно окислені і не мати достатньо хорошого контакту із землею, а крім того, на них нерідко бувають пластикові ділянки. Не виключається і ураження струмом при дотику до них у разі пробою електроживлення на корпус, причому такої небезпеки можуть бути схильні в тому числі і сусіди.

Більшість сучасних електроприладів одразу оснащуються кабелем живлення із триконтактною вилкою. Відповідні розетки повинні встановлюватись і під час проведення робіт з монтажу проводки у будинку. (Деякі електроприлади старих моделей мають натомість контактну клему на корпусі для підключення заземлення).

Є строго певна колірна «розпинання» проводів: синій провідоднозначно є «нульовим», фаза може мати різне забарвлення, від білого до чорного, а заземлюючий – завжди жовто-зелений.

І ось, знаючи це, деякі «мудрі» господарі, бажаючи заощадити на оновленні проводки та організації повноцінного заземлення, просто роблять у розетках перемички між нульовим контактом та заземлюючим. Однак цим вони не вирішують проблеми, а, швидше, посилюють її. За певних умов, наприклад, при перегоранні або поганому контакті робочого нуля в якійсь ділянці ланцюга, або при випадковій перефазуванні, на корпусі приладів з'явиться фазний потенціал, причому це може статися в несподіваному місці будинку. Небезпека ураження струмом зростає у такій ситуації багаторазово.

Заземлення - це надійний захиствід багатьох неприємностей

Висновок зі всього сказаного – заземлення є обов'язковим конструктивним елементом домашньої електричної мережі. Воно виконує відразу функції:

• Ефективне відведення витоку напруги з струмопровідних деталей, дотик до яких може спричинити ураження струмом.
• Вирівнювання потенціалів у всіх об'єктів у будинку, наприклад, заземлених приладів та труб опалення, водопроводу, подачі газу.
• Забезпечення коректної роботи всіх встановлених систем та пристроїв безпеки – плавких запобіжників;
• Важливе значення має заземлення та у запобіганні накопиченню на корпусах побутових приладівстатичного заряду.
• Особливої ​​ваги набуває воно для сучасної електроніки, особливо – обчислювальної техніки. Наприклад, робота імпульсних блоків живлення комп'ютерів часто супроводжується наведенням напруги на корпуси системних блоків. Будь-який розряд може призвести до виходу з ладу електронних елементів, збоїв у роботі, втрати інформації.

Тепер, коли важливість системи заземлення роз'яснена, можна перейти до питання, як зробити умови приватного будинку самостійно.

Ціни на захисну автоматику

Захисна автоматика

Якими бувають системи заземлення у приватних будинках

Отже, грамотно виконана система заземлення повинна забезпечувати надійний контакт із нульовим потенціалом землі та з мінімально можливим опором створеного контуру. Однак, грунт -грунтурізниця - різні його типи серйозно відрізняються один від одного питомим опором:

Тип ґрунту	питомий опір ґрунту (Ом × м)
Пісок (при рівні ґрунтових воднижче 5 м)	1000
Пісок (при рівні ґрунтових вод вище 5 м)	500
Родючий ґрунт (чорнозем)	200
Вологий супісь	150
Напівтвердий або лісоподібний суглинок	100
Крейдяний шар або напівтверда глина	60
Графітовий сланці, глинистий мергель	50
Суглинок пластичний	30
Пластична глина або торф	20
Підземні водоносні шари	від 5 до 50

Очевидно, що ті шари, які мають найменший питомий опір, розташовуються, як правило, на значній глибині. Але й за заглибленні електрода одержуваних результатів може бути недостатньо. Проблема ця вирішується декількома способами – від збільшення глибини установки штирьових електродів до збільшення їх числа, відстані між ними або загальної площі контакту з ґрунтом. Насправді найчастіше застосовуються кілька основних схем:

• Схема "а" - установка заглибленого металевого замкнутого контуру по периметру будинку. Як варіант – неглибоко забиті штирі, з'єднані по кільцю шиною.

У дачному будівництві застосовується вона нечасто через великий обсяг земляних робіт або у зв'язку з особливостями розташування будівель на ділянці.

• Схема "б", мабуть, найпопулярніша у власників заміського житла. Три або більше помірно заглиблених штирьових електродів, пов'язаних однією шиною - таку конструкцію нескладно виконати самостійно навіть на обмеженому просторі.
• На схемі "в" показано заземлення з одним електродом, встановленим на велику глибину. Іноді подібну систему влаштовують навіть у підвалі будівлі. Схема зручна, але не завжди здійсненна – її практично неможливо реалізувати на кам'янистих ґрунтах. Крім того, для такої системи заземлення потрібно використовувати спеціальні електроди – мова про неї піде трохи нижче.
• Схема "г" - досить зручна, але лише в тому випадку, якщо вона була продумана ще на стадії проектування будинку, а виконана під час заливання фундаменту. Втілювати її в життя на готовій будівлі буде украй нерентабельно.

Отже, найпростіше реалізувати з мінімальними витратами схеми "б" або, по можливості, "в".

Заземлення з використанням саморобних металевих деталей

Щоб створити систему заземлення такого типу, знадобляться металеві профілі, зварювальний апарат, інструменти для земляних робіт, кувалда. У ряді випадків, при складних щільних ґрунтах, може знадобитися ручний бур.

Схематично ця система виглядає так:

Місце розташуваннязаглиблених електродів вибирається з тим розрахунком , щоб максимально зручно підвести заземлюючу шину до розподільного щитка. Оптимальна відстань від будинку – 3-6 метрів. Допустимі межі- Не ближче одного метра і не далі десяти.

Розміри, вказані на схемі, аж ніяк не є якоюсь догмою. Так, сторона трикутника може бути і до трьох метрів завдовжки, а глибина забивання штиря може бути дещо меншою — 2,0 ÷ 2,5 м . Кількість електродів теж може змінюватися - якщо грунт плодовий і на велику глибину забити штирі не вдається, можна збільшити їх кількість.

Здорова рада – заздалегідь звернутися до місцевої служби енергопостачання за отриманням рекомендацій щодо виконання заземлювального контуру. У цих фахівців, напевно, є продумані та випробувані в даному регіоні схеми. Крім того, вони зможуть допомогти прорахувати розміри і виходячи з запланованого навантаження домашньої електромережі – це також має значення.

Що може стати електродами? Для цих цілей найчастіше використовують сталевий куточокз полицею 50 × 50 мм та товщиною не менше 4 ÷ 5 мм. Можуть застосовуватися труби, краще оцинковані з товщиною стінок не менше 3,5 мм. Можна взяти сталеву смугу з площею поперечного перерізу близько 48 мм (12 × 4), але її складніше вбити вертикально в грунт. Якщо вирішено використовувати сталевий прут, то текраще брати оцинкований, діаметром не менше 10 мм.

Щоб зв'язати штирі в один контур використовують смугу 40 × 4 мм або катанку 12 – 14 мм. Цей матеріал підійде для прокладання шини заземлення до точки введення її всередину будинку.

• Отже, спочатку обраному місці робиться розмітка.

• Потім доцільно відкрити невеликий котлован наміченої форми на глибину до 1 метра. Мінімальна глибина – 0,5 м-коду . Одночасно риється траншея на ту саму глибину - по ній від контуру до цоколя будинку піде шина заземлення.

• Завдання можна спростити, викопуючи не суцільний котлован, а лише траншеї по периметру створюваного контуру. Головне, щоб їх ширина дозволяла вільно проводити забиття електродів та зварювальні роботи.

• Готуються електроди необхідної довжини. Край, якими вони вбиватимуться в землю, необхідно загострити шліфувальною машиною, обрізавши його під кутом. Метал має бути чистим, незабарвленим.

• У намічених місцях електроди вбиваються в землю за допомогою кувалди або електромолота. Їх заглиблюють так, щоб у котловані (транше) вони виступали над рівнем поверхні приблизно на 200 мм.

• Після того, як всі електроди забиті, зв'язують загальною шиною (горизонтальним заземлювачем) з металевої смуги 40 × 4 мм. Тут застосовується лише зварювання, хоча можна зустріти рекомендації обійтися болтовим з'єднанням. Ні, щоб забезпечити надійне та довговічне заземлення цю обв'язку обов'язково приварюють – різьбовий контакт, розміщений під землею, швидко окислиться, опір контуру різко зросте.

• Тепер можна прокласти шину із тієї ж смуги до фундаменту будинку. Шина приварюється в одному із забитих електродів і укладається в траншею, потім вона заходить на цоколь будівлі.
• Шина кріпиться до цоколя. На малюнку не показано, але доцільно перед точкою кріплення передбачити невеликий вигин, так званий«компенсаційний горб»щоб компенсувати лінійні розширення металу при перепадах температур. На кінці смуги приварюється болт із різьбленням М10. До нього кріпиться мідна клема з проводом заземлення, який піде на розподільний щиток.

• Для проходження дроту через стіну або через цоколь свердлиться отвір і в нього вставляється пластикова гільза. Провід використовується мідний, перерізом 16 або 25 мм² (цей параметр краще заздалегідь уточнити у спеціалістів). Гайку та шайби для з'єднання теж краще використовувати мідні.

• Іноді роблять і інакше – до шини приварюють довгу сталеву шпильку, так щоб вона проходила наскрізь через стіну будинку, також через гільзу. У цьому випадку клемна частина опиниться в приміщенні і менше буде схильна до окислення під дією підвищеної вологостіповітря.

Бронзова розподільна пластина для проводів заземлення

• Заземлюючий провід заводиться до електричного розподільного щитка. Для подальшої «роздачі» найкраще застосовувати спеціальну пластину з електротехнічної бронзи – до неї будуть кріпитися всі дроти заземлення, що йдуть до точок споживання.

Не слід поспішати відразу ж засипати змонтований контур ґрунтом.

— Рекомендується, по-перше, відобразити його на фотографії з прив'язкою до навколишніх стаціонарних наземних об'єктів – це може знадобитися для внесення змін до проектну документацію, а також для проведення контрольно-перевірочних заходів у майбутньому.

— По-друге, необхідно перевірити опір контуру, що вийшов. Для цього краще запросити фахівців енергопостачальної організації, тим більше що їх виклик, так чи інакше, буде необхідний для отримання дозвільних документів.

Якщо результати перевірки показують, що опір великий, необхідно буде додати ще один або навіть кілька вертикальних електродів. Іноді перед перевіркою йдуть і на хитрості, рясно поливаючи місця біля закутих у ґрунт куточків насиченим розчином звичайної кухонної солі. Це, безумовно, покращить показники, проте не варто забувати і про те, що сіль активізує корозію металу.

До речі, якщо забити куточки не виходить, вдаються до буріння свердловин на потрібну глибину. Після установки електродів їх з максимально можливою щільністю заповнюють глиняним ґрунтом, який також перемішують із сіллю.

Після того, як працездатність контуру заземлення перевірена, необхідно обробити зварні шви антикорозійним складом. Це ж можна зробити і з шиною, що йде до будівлі. Потім, після висихання мастики, котлован та траншеї засипаються ґрунтом. Він має бути однорідним, не засміченим і без щебеневих включень. Потім місце засипки ретельно утрамбовується.

Відео: монтаж заземлювального контуру із застосуванням металевого куточка

Використання готових заводських комплектів

Дуже зручні організації заземлення на дачі готові комплекти заводського виготовлення. Вони є набір штирів із сполучними муфтами, що дозволяють нарощувати глибину занурення в грунт у міру забиття.

Ця система заземлення передбачає монтаж одного штирьового електрода, але на велику глибину, від 6 до 15 метрів.

У комплект зазвичай входять:

• Штирі сталеві довжиною 1500 мм з оцинкованою або обмідненою поверхнею, або зроблені з нержавіючої сталі. Діаметр штирів може в різних комплектах відрізнятися - від 14 до 18 мм.

• Для їх з'єднання вони оснащуються різьбовими муфтами, а для зручності проходження через грунт у комплект входить сталевий наконечник.

У деяких комплектах муфти не є різьбовими, а запресувальними. У цьому випадку один кінець заземлюючого штиря звужений за допомогою кування і має ребристу поверхню. При ударній дії відбувається міцне з'єднання та досягається надійний електричний контакт між стрижнями.

• Для передачі ударного впливу передбачається спеціальна насадка (нагель) із високоміцної сталі, яка не деформуватиметься від дії молота.

Нагель - насадка, яка передаватиме ударне зусилля від молота

• У деяких комплектах передбачено наявність спеціального перехідника, який дозволяє використовувати як забивний інструмент потужний перфоратор.

Для встановлення такої системи заземлення також доцільно вирити невеликий котлован глибиною до метра і такий же в діаметрі, хоча деякі вважають за краще навіть зовнішнє розміщення.

Штирі послідовно вбиваються із нарощуванням на потрібну глибину.

Потім на залишений на поверхніділянку (порядку 200 мм) надівається латунний контактний затискач.

У нього вставляється або струмопровідна шина з металевої смуги, або відразу кабель заземлення перетином 25 кв. мм. Для з'єднання зі сталевою смугою передбачено спеціальне прокладання, яке не дає можливості для електрохімічного контакту між міллю стрижня і сталлю (цинком). Надалі шина або кабель заводяться в будинок і підключаються до розподільного щитка так само, як це було описано вище.

Відео: забивання штирьових електродів вручну

Ціни на комплектуючі для блискавкозахисту та заземлення

Комплектуючі для блискавкозахисту та заземлення

Який тип покриття стрижнів вибрати – оцинкований чи омеднений?

• З погляду економічності, оцинкування з тонким шаром (від 5 до 30 мкм) вигідніше. Ці штирі не бояться механічних пошкодженьпри монтажі навіть залишені глибокі подряпини не впливають на ступінь захищеності заліза. Тим не менш, цинк є досить активним металом, і захищаючи залізо, окислюється сам. З часом, коли весь шар цинку прореагував, залізо залишається без захисту та швидко «з'їдається» корозією. Термін служби таких елементів зазвичай не перевищує 15 років. А робити цинкове покриття товстішим – це коштує чималих грошей.

• Мідь же, навпаки, не вступаючи в реакції, захищає залізо, що закривається нею, яке більш активно з точки зору хімії. Такі електроди можуть без шкоди ефективності служити дуже довго, наприклад, виробник гарантує їх збереження в суглинному грунті до 100 років. Але при монтажі слід виявляти обережність – у місцях ушкодження шару омеднення напевно виникне ділянка корозії. Щоб знизити ймовірність цього, шар обміднення роблять досить товстим, до 200 мкм, тому такі штирі значно дорожчі за звичайні оцинковані.

Які загальні переваги такого комплекту системи заземлення з одним глибоко розміщеним електродом:

• Монтаж не становить особливої ​​складності. Не потрібні об'ємні земляні роботи, не потрібен зварювальний апарат – все проводиться звичайним інструментом, який є у кожному будинку.
• Система дуже компактна, її можна розмістити на крихітному "п'ятачку" або навіть у підвалі будинку.
• Якщо використовується обмежені електроди, термін служби такого заземлення обчислюватиметься кількома десятками років.
• Завдяки гарному контакту з ґрунтом досягається мінімальний електричний опір. Крім того, на ефективність системи практично не впливають сезонні умови. На рівень промерзання грунту припадає трохи більше 10% довжини електрода, і зимові температури не можуть негативно позначитися на провідності.

Є, звісно, ​​і свої недоліки:

• Такий тип заземлення не може бути реалізований на кам'янистих ґрунтах – швидше за все забити електроди на необхідну глибину не вдасться.
• Можливо, когось налякає і ціна комплекту. Однак це - питання зз порний, тому що якісний металевий прокат для звичайної схеми заземлення теж коштує недешево. Якщо ще додати тривалість експлуатації, простоту і швидкість монтажу, відсутність необхідності в спеціалізованому інструменті, то, цілком можливо, такий підхід до вирішення проблеми заземлення може здатися навіть перспективнішим з точки зору економічності.

Відео: як зробити заземлення не дачі за допомогою модульної штирьової системи

У цій статті я розповім про більш нову та передову систему заземлення - модульну штирьову систему. Ви ознайомитеся з умовами та способами монтажу такого вогнища заземлення та перевагами такої системи. Ще хочу розповісти, за допомогою чого і як, без залучення спеціальної вимірювальної лабораторії, виконувати контроль опору заземлюючого контуру. Я підкажу, що робити, якщо раптом згодом опір контуру заземлення змінився на більший бік.

Модульна штирова система заземлення

Цю систему утворюють вертикальні сталеві стрижні та сполучні муфти. Дивіться рис.1 та рис.2. Стрижні, кожен довжиною 1,5 м, покриті шаром міді. Муфти, виготовлені з латуні, призначені для з'єднання стрижнів між собою.

Мал. 1 Стрижень заземлення 58-11"UNC

• Довжина стрижня: 1500 мм.
• Діаметр стрижня: 14,2 мм.
• Різьблення: 5/8”-11UNC з двох боків, збіднене.
• Довжина різьблення: 30 мм.
• Вага 1,85 кг.

Мал. 2 Муфта сполучна МС-58-11

• Латунь Л-63 (допускається виготовлення із бронзи).
• Довжина 70мм.
• Діаметр 22 мм.
• Різьблення внутрішнє: 5/8”-11UNC.
• Довжина різьблення 60 мм.
• Вага 0,114 кг.

У комплект пристрою входять латунний затискач, необхідний для з'єднання вертикальної та горизонтальної складових контуру заземлення. Вертикальною складовою я називатиму сталевий стрижень, горизонтальною - сталеву смугу або мідний провід від розподільного щитка до контора заземлення. Дивіться рис.3. До складу обладнання входять два типи сталевих наконечника, що нагвинчуються на стрижень, що вертикально вбивається в землю. Кожен наконечник застосовується для свого типу ґрунту: ґрунт підвищеної твердості або звичайний ґрунт. Дивіться рис.4.

Мал. 3. Затискачі універсальні МС-58-11

Мал. 4. Наконечник 58-11"UNC

• Довжина наконечника – 42 мм.
• Діаметр сталевого наконечника 20 мм.
• Різьблення: внутрішнє 5/8”-11UNC.
• Довжина різьблення: 20 мм.
• Вага 0,045 кг.

До основного обладнання системи додається посадковий майданчик рис. 5 та спеціальна насадка рис. 6. Вони потрібні для застосування та передачі зусиль вібромолота.

Мал. 5. Посадковий майданчик 5/8”-11UNC

• Довжина 53 мм.
• Діаметр 23,6мм.
• Різьблення зовнішня 5/8”-11UNC.
• Довжина різьблення 35 мм.
• Вага 0,110 кг.

Мал. 6. Насадка ударна НУ

• Довжина 265 мм.
• Діаметр основної частини 18 мм.
• Діаметр робочої частини 117 мм.
• Довжина робочої частини 145 мм.

До основного обладнання додаються антикорозійна електропровідна рідка паста для захисту від корозії рис. 7 та захисна стрічкаМал. 8 для затискного з'єднання вертикальної та горизонтальної складових системи.

Мал. 7. Змащення антикорозійне струмопровідне

Електропровідне графітове мастило служить для отримання постійної електричного ланцюгавертикального заземлюючого електрода. Це всесезонний мастильний електропровідний склад. Мастило наносять на різьбові з'єднання всіх конструктивів монтажу. У неї хороша чіпляність з поверхнею і її параметри не змінюються з часом при нагріванні стику з'єднання струмом 1,2 кА до температури + 40С?. Вона захищає від корозії і підтримує сталість електричного опору в умовах експлуатації. При застосуванні мастила вдається зменшити на 9-11% опір стику. При нагріванні мастило не тече, а опір стаків на 55-60% зменшується за рахунок гарного заповнення нерівностей стику.

Мал. 8. Стрічка антикорозійна

Стрічка використовується для захисту підземних та надземних труб, стрижнів, клапанів, арматури, металевих фітингів від корозії. Вона має гарну пластичність навіть під впливом температур. Має стійкість до кислот, лугів, солей і мікроорганізмів, не пропускає воду, водяну пару і гази.

Для зручності встановлення цієї системи треба мати у користуванні вібромолот рис. 9 а для контролю опору розтіканню основних заземлювачів - прилад вимірювання опору рис. 10. Я рекомендую використовувати вібромолот типу BOSCH GSH 11 E Professional ф. Bosch чи MH 1202 E Makita ф. Макіта. Як прилад для вимірювання опору заземлення раджу взяти прилад типу Ф4103-М1

Мал. 9. Вібромолот

Мал. 10 Вимірювач опору заземлення Ф4103-М1

Монтажні роботи

Встановлення приладу для вимірювання опору

Прилад для вимірювання опору ми встановимо поруч із місцем, де зібралися виконувати монтаж контуру заземлення. Місцем для цього ми визначаємо яму 200х200х200 мм, вириту на відстані 1,5 м від виходу зі стіни будинку горизонтальної складової контуру заземлення. Це може бути сталева смуга або мідний дріт. Вимірювальні електроди, необхідні для виконання вимірів, розміщуємо на відстані 25 і 10 м по різні боки від приладу та вганяємо їх у землю. Потім підключаємо електроди до приладу Ф4103-М1.

Схему установки вимірювальних електродів дивіться малюнку 11:

Рис.11. Схема підключення вимірювальних електродів

Монтаж першого вертикального модульного штиря

Приступаємо до монтажу заземлення. Накручуємо на один кінець стрижня наконечник. Все різьблення на сталевому устаткуванні, як гарантує нам фірма, нанесене після покриття стрижня та наконечників міддю. Перш ніж виконати з'єднання, обробимо наконечник антикорозійної струмопровідної пастою. На другий кінець стрижня накручуємо сполучну муфту, яку також потім заливаємо антикорозійною струмопровідною пастою. Зверху накручуємо посадкову головку для докладання зусиль вібромолота. Змонтований стрижень, наконечником вниз, якнайдалі зусиллям рук встромляємо в підготовлену яму, в грунт. Далі використовуємо вібромолот. Він у нас працює від мережі 220В. Приставляємо ударний пристрій вібромолота до майданчика стрижня, включаємо молот і притримуючи це суміщення, буквально за 20 секунд, утоплюємо стрижень на всю довжину землі, залишивши 20 см над дном ями, щоб з'єднати з іншим стрижнем.

Вимір проміжного опору розтіканню

Знімаємо посадковий майданчик зі штиря та проводимо вимірювання опору розтіканню. Ми з'єднуємо прилад Ф4103-М1 із встановленим стрижнем. Опір на глибині 1,5 м становив, припустимо, 485 Ом.

Для досягнення заданого опору розтіканню модульна система штиря пропонує поглиблювати вертикальні штирі, нарощуючи секції заземлення, один на одного. Виконуємо все за рекомендацією інструкції.

Монтаж наступних вертикальних модульних штирів

Обробляємо сполучну муфту пастою і вкручуємо в неї другий мідний стрижень, на стрижень накручуємо другу сполучну муфту, обробивши антикорозійною пастою, і знову кріпимо посадкову головку. До пристрою прикладаємо вібромолот та повторюємо попередній процес. Контролюємо опір розтіканню.

Процес нарощування стрижнів ми будемо виконувати доти, доки опір розтіканню не досягне значення менше 4 Ом. При виконанні цього процесу ми не забуватимемо обробляти з'єднання кожної секції заземлення захисною антикорозійною пастою. Нарешті, після встановлення сьомого стрижня ми одержали опір розтіканню, припустимо, 3,35 Ом на глибині 10,5м.

Монтаж горизонтального заземлювача модульної штирьової системи

Тепер приступаємо до монтажу з'єднання вертикального заземлювача та горизонтального заземлювального провідника. Для підключення сталевої смуги або кабелю до стрижня використовують латунний затискач. Одна складова затискача адаптована для підключення штиря, інша половина є посадковим місцем сталевої смуги або кабелю. На кінець стрижня, що виступає із землі, кріпимо латунний затиск болтовими з'єднаннями. До цього ж затискача підводимо горизонтальну складову заземлення: сталеву смугу або мідний кабельі також кріпимо за допомогою болтових з'єднань. Кабель (смугу) та штир розділяє спеціальна розділова пластинка, яка необхідна для запобігання осередку біметалічної корозії при контакті різнорідних металів. Після підключення смуги або кабелю болтові з'єднання обробляємо спеціальною стрічкою PREMTAPE. Вона забезпечує додатковий захист від корозії контакту вертикальної та горизонтальної складових заземлення. рис. 12

Мал. 12. Глибинна модульна штирева система заземлення

Контур заземлення, виконаний за допомогою модульної штирьової системи, може мати конфігурацію одноточкового або багатоточкового контуру заземлення, який дозволить досягти необхідного опору заземлювачів.

Переваги модульної штирьової системи заземлення

Намалювавши графік рис.13, що відображає залежність опору розтіканню від глибини стрижня, що заземляє, підіб'ємо підсумок виконаної роботи. Встановлена ​​системаЗаземлення менш ніж за годину дозволило досягти опору розтіканню менш ніж 4 Ома.

Рис.13 Динаміка зміни опору заземлення від глибини стрижня

Розглянемо, яких умов зажадала встановлювана система? Для виконання контуру заземлення модульним штирьовим способом знадобився, по-перше, вібромолот, щоб позбавити монтажника зусиль; по-друге, вимірювальний прилад і, по-третє, другий монтажник-помічник, щоб підтримувати стрижень під час роботи вібромолота.

Встановлюємо, у чому переваги системи модульного штиревого контуру заземлення в порівнянні з загальновизнаним і всюди використовуваним класичним контуром заземлення.

• Модульна штирева система зайняла площу менш ніж один квадратний метр, тобто обмеженість території монтажу їй не перешкода.
• Відсутні виснажливі земляні роботи, все робить один вібромолот.
• Не потрібно зварювання, всі з'єднання модульної штирьової системи проводяться сполучними муфтами.
• Високий термін служби, понад 30 років, завдяки антикорозійним покриттям та мастил, тобто висока стійкість до ґрунтової та електролітичної корозії.
• Використання глибинної модульної штирьової системи дозволяє не залежати від особливостей ґрунту.
• Проста конструкція з пристрою і доступна кожному по монтажу, може впоратися навіть одна людина.

Звичайно, питання постане про вартість такої системи. Вартість обладнання для облаштування контуру заземлення за допомогою модульної штирьової системи складе приблизно 500USD. Вартість робіт із монтажу системи становитиме 120 USD. Класична система заземлення за матеріалами коштуватиме 100 USD та 120 USD оцінюються монтажні роботи. Але хочу сказати що, хоча класична система дешевша, всі сім перерахованих вище переваг виправдовують витрати на встановлення модульної штирьової системи заземлення.

Після виконання пристрою заземлення контуру необхідно оформити документи: протокол вимірювань; акт прихованих робіт; паспорт заземлення зі схемою. Все це має зберігатись у власника.

Рис.14 паспорт заземлення

Висновок

Я поділився з Вами досвідом у виборі способу заземлення. Тепер Ви знаєте, як швидко та на високому технічному рівні захистити себе та близьких від поразки електричним струмом, а власний будинок від пожежі.

Увага! На ціни у статті застарілі дані.

Під " заземленням" розуміється електричне з'єднанняобладнання, приладів до заземлювального пристрою, яке у свою чергу пов'язане із ґрунтом (землею). Метою заземлення є вирівнювання потенціалу обладнання, ланцюгів та потенціалу землі. Заземлення обов'язковедо застосування на всіх енергооб'єктах для забезпечення безпеки працівників та обладнання від дії струмів короткого замикання. При виникненні пробою струм КЗ ланцюгом заземлювального пристрою стікає на землю. Час проходження струму обмежується дією релейного захисту та автоматики. При цьому забезпечується безпека обладнання, а також безпека працівників у частині ураження електричним струмом.

Для захисту електронної апаратури від електростатичних потенціалів та обмеження величини напруги корпусу обладнання з метою безпеки обслуговуючого персоналу, Опір ідеальної ланцюга заземлення має прагнути нульового значення. Однак на практиці досягти цього неможливо. Враховуючи цю обставину, в сучасних стандартах безпеки задані досить низькі допустимі значенняопору ланцюгів заземлення.

Опір заземлювального пристрою

Повний опір заземлювального пристрою складається з:

• Опір металу електрода та опір у місці контакту заземлюючого провідника та заземлюючого електрода.
• Опір в області контакту електрода та ґрунту.
• Опір землі по відношенню до струмів, що протікають.

Рис. 1 наведена схема розміщення заземлюючого електрода (штиря) у ґрунті.

Як правило, штир для облаштування заземлення виготовляють із металу, що проводить електричний струм (сталь або мідь) і маркують відповідною клемою. Тому для практичних розрахунків можна знехтувати величиною опору заземлюючого штиря та місця контакту з провідником. За результатами проведених досліджень було встановлено, що при дотриманні технології монтажу заземлювального пристрою (щільний контакт електрода із землею та відсутність на поверхні електрода сторонніх домішок у вигляді фарби, олії та ін.) через невелике значення можна не враховувати опір у місці контакту заземлювального електрода з землею.

Опір поверхні ґрунту – це єдина складова повного опору заземлювального пристрою, що розраховується при конструюванні та встановленні заземлювальних пристроїв. Насправді вважають, що електрод для заземлення перебуває серед однакових шарів грунту, які мають у вигляді концентричних поверхонь. У ближнього шару - найменший радіус і тому мінімальна площа поверхні і найбільший опір.

При віддаленні від заземлюючого електрода кожного наступного шару збільшується поверхню і зменшується опір. На певній відстані від електрода опір шарів ґрунту стає настільки малим, що його значення не береться до розрахунків. Область ґрунту, за межами якої опір є незначною величиною, називається областю ефективного опору. Розмір цієї області знаходиться в безпосередній залежності від глибини занурення в ґрунт заземлюючого електрода.

Теоретичне значення опору ґрунту обчислюється за загальною формулою:

де ρ – величина питомого опору ґрунту, Ом*див.
L – товщина шару ґрунту, див.
A – площа концентричної поверхні ґрунту, см2.

Ця формула наочно пояснює, чому відбувається зменшення опору кожного шару ґрунту при віддаленні від заземлюючого електрода. При розрахунку опору грунту його питомий опір приймають за постійну величину, проте практично величина питомого опору змінюється у межах і залежить від конкретних умов. Формули для знаходження опору заземлення при великій кількості електродів, що заземляють, мають складний вигляд і дозволяють знайти тільки приблизне значення.

Найчастіше опір заземлення штиря визначають за класичною формулою:

де ρ – середнє значення питомого опору ґрунту, Ом*див.
R - опір заземлення електрода, Ом.
L – глибина розташування заземлюючого електрода, див.
r – радіус заземлювального електрода, див.

Вплив розмірів заземлювального електрода та глибини його заземлення на значення опору заземлення

Поперечні розміри заземлювального електрода незначною мірою впливають на опір заземлення. У разі збільшення діаметра штиря заземлення відзначається невелике зниження опору заземлення. Наприклад, якщо діаметр електрода збільшити у 2 рази (Рис. 2), то опір заземлення зменшиться менше, ніж на десять відсотків.

Мал. 2. Залежність опору заземлюючого штиря від діаметра його перерізу, виміряного в дюймах

При збільшенні глибини розміщення заземлювального електрода опір заземлення знижується. Теоретично доведено, що збільшення глибини вдвічі дозволяє зменшити опір на цілих 40%. Відповідно до стандарту NEC (1987, 250-83-3) для забезпечення надійного контакту із землею слід занурювати штир на глибину не менше 2,4 метра (Мал. 3). У багатьох випадках штир, заземлений на три метри, повністю задовольняє актуальні вимоги стандартів NEC.

Згідно стандартів NEC (1987, 250-83-2) мінімально допустимий діаметр сталевого заземлювального електрода становить 5/8" (1,58 см), сталевого електрода з мідним покриттям або електрода з міді - 1/2" (1,27 см).

На практиці використовують такі поперечні розміри заземлюючого штиря при його загальній довжині, що дорівнює 3 метрам:

• Звичайний ґрунт – 1/2” (1,27 см).
• Сирий ґрунт – 5/8” (1,58 см).
• Твердий ґрунт – 3/4”” (1,90 см).
• При довжині штиря більше 3 метрів – 3/4” (1,91 см).

Мал. 3. Залежність опору заземлювального пристрою від глибини заземлення (по вертикалі – величина опору електрода (Ом), по горизонталі – глибина заземлення у футах)

Вплив питомого опору ґрунту на величину опору заземлення електрода

Наведена вище формула показує, що величина опору заземлення залежить від глибини знаходження та площі поверхні електрода, що заземляє, а також від значення питомого опору грунту. Остання величина є основним фактором, що визначає опір заземлення та глибину заземлення електрода, необхідних для забезпечення мінімального опору. Питомий опір ґрунту залежить від пори року та точки земної кулі. Наявність у ґрунті електролітів у вигляді водних розчинів солей та електропровідних мінеральних речовин великою мірою впливає на опір ґрунту. У сухого ґрунту, що не містить розчинних солей, опір буде досить високим (Рис. 4).

Мал. 4. Залежність питомого опору ґрунту (мінімальний, максимальний та середній) від виду ґрунту

Чинники, що впливають на питомий опір ґрунту

При вкрай низькому вмісті вологи (близько до нуля) піщаний суглинок і звичайна землямають питомий опір понад 109 Ом*см, що дозволяє відносити такі ґрунти до класу ізоляторів. Збільшення вологості ґрунту до 20...30% сприяє різкому зниженню питомого опору (Рис. 5).

Мал. 5. Залежність питомого опору ґрунту від вмісту вологи

Питомий опір ґрунту залежить не лише від вмісту вологи, а й від його температури. Рис. 6 показано зміну питомого опору піщаного суглинку з вологістю 12,5% у температурному діапазоні +20 °С до -15 °С. Питомий опір ґрунту при зниженні температури до – 15 °С зростає до 330 000 Ом*див.

Мал. 6. Залежність питомого опору ґрунту від його температури

Рис. 7 показані зміни питомого опору ґрунту, що залежать від пори року. На значних глибинах від поверхні землі температура та вологість ґрунту досить стабільні і менше залежать від пори року. Тому система заземлення, в якій штир знаходиться на більшій глибині, буде ефективнішою у будь-яку пору року. Чудові результати досягаються при досягненні заземлювального електрода рівня грунтових вод.

Мал. 7. Зміна опору заземлення протягом року.

Як заземлювальний пристрій взято водопровідна труба(¾""), розташована в кам'янистому ґрунті. Крива 1 (Curve 1) показує зміну опору ґрунту на глибині 0,9 метра, крива 2 (Curve 2) – на глибині 3 метри.

В окремих випадках відзначається екстремально високе значення питомого опору ґрунту, що потребує створення складних та дорогих систем. захисного заземлення. В даному випадку потрібно встановлювати штир заземлення невеликих розмірів, а для зниження опору заземлення періодично додавати в ґрунт грунту розчинні солі. Рис. 8 показано значне зниження опору грунту (піщаний суглинок) при збільшенні концентрації солей, що містяться.

Мал. 8. Зв'язок між опором ґрунту та вмістом солі (піщаний суглинок з вологістю 15% та температурою +17 оС)

На рис. 9 показана залежність між питомим опором ґрунту, який насичений розчином солі, та його температурою. При використанні заземлювального пристрою в подібних ґрунтах, штир заземлення повинен мати захист від впливу хімічної корозії.

Мал. 9. Вплив температури ґрунту, просоченого сіллю, на його питомий опір (піщаний суглинок – вміст солі 5%, води 20%)

Залежність величини опору заземлювального пристрою від глибини зазелення електрода

Для визначення необхідної глибини розташування заземлюючого електрода буде корисною номограма заземлення (Рис. 10).
Наприклад, для отримання значення заземлення в 20 Ом у ґрунті, що має питомий опір 10 000 Ом*см, необхідно використовувати металевий штир діаметром 5/8" заглиблений на 6 метрів.

Практичне використання номограми:

• Задати потрібний опір заземленого штиря за шкалою R.
• Відзначити на шкалі Р точку фактичного питомого опору ґрунту.
• Провести до шкали До прямої лінії через задані точки на шкалі R і Р.
• У місці перетину зі шкалою K відзначити точку.
• Вибрати потрібний розмір заземлюючого штиря за шкалою DIA.
• Через точки на шкалі K та на шкалі DIA провести пряму лінію до перетину шкали D.
• Перетин цієї прямої зі шкалою D дасть шукану величину заглиблення штиря.

Мал. 10. Номограма для виконання розрахунку заземлювального пристрою

Вимірювання питомого опору ґрунту за допомогою приладу TERCA2

Є земельна ділянка великої площі.
Завдання – знайти місце з мінімальним опором та оцінити глибину знаходження шару ґрунту з найменшим питомим опором. Серед різних видівґрунту, що зустрічаються на даній ділянці, мінімальний опір буде у вологого суглинку.
Після детального обстеження ділянки зона пошуку звужується до 20 м2. Виходячи із вимог до системи заземлення, необхідно визначити опір ґрунту на глибині 3 м (300 см). Відстань між крайніми заземлюючими штирями дорівнюватиме глибині, для якої проводиться вимірювання середнього питомого опору (в даному випадку 300 см).

Для використання спрощеної формули Веннера

заземлюючий електрод повинен перебувати на глибині близько 1/20 відстані між електродами (15 см).

Установлення електродів виконується за спеціальною схемою, наведеною на Рис. 11.
Приклад підключення тестера заземлення (Мод. 4500) показано на Мал. 12.

Мал. 11. Встановлення заземлювальних електродів по сітці

1. Зняти перемичку, за допомогою якої замикаються висновки Х та Х V (C1 та P1) вимірювального приладу.
2. Підключити тестер до кожного з 4-х штирів (Мал. 11).

приклад.
Тестер показав опір R = 10 Ом.
Відстань між електродами А = 300 див.
Питомий опір визначається за формулою ρ = 2 π *R*A

Підставивши вихідні дані отримаємо:

ρ = 2 π * 10 * 300 = 18850 Ом див.

Мал. 12. Схема підключення тестера

Вимірювання напруги дотику

Найважливішою причиною для проведення вимірювання напруги дотику є отримання достовірної оцінки безпеки персоналу підстанції та захисту обладнання від впливу струмів високої напруги. В окремих випадках ступінь електробезпеки оцінюється за іншими критеріями.

Заземлювальні пристрої у вигляді окремого штиря або решітки електродів вимагають періодичного огляду та перевірки вимірювання опору, який виконується у таких випадках:

• Пристрій заземлення має компактні розміри і його можна тимчасово вимкнути.
• При загрозі виникнення електрохімічної корозії заземлювального електрода, спричиненої низьким питомим опором ґрунту та постійними гальванічними процесами.
• При низькій ймовірності пробою на землю недалеко від пристрою заземлення, що перевіряється.

В якості альтернативного способуДля визначення безпеки технологічного обладнання підстанції використовується вимірювання напруги дотику. Цей спосібрекомендований у таких випадках:

• При неможливості відключення заземлювального пристрою для вимірювання опору заземлення.
• У разі загрози виникнення пробоїв на землю поблизу системи заземлення, що перевіряється, або поблизу обладнання, підключеного до системи заземлення, що перевіряється.
• Коли контур обладнання, що знаходиться в контакті з ґрунтом, порівняємо за своєю площею розміром заземлювального пристрою, що підлягає перевірці.

Необхідно відзначити, що вимірювання опору заземлення за допомогою методу падіння потенціалу або виміри напруги дотику не дозволяють зробити достовірний висновок про здатність заземлення провідника витримувати значні струми при витоку струму з фазного на заземлюючий провідник. З цією метою необхідний інший метод, у якому використовується перевірочний струм значної величини. Вимірювання напруги дотику виконується за допомогою чотириточкового тестера заземлення.

У процесі вимірювання напруги дотику прилад створює в ґрунті невелику напругу, яка імітує напругу при несправності електричної мережі поблизу точки, що перевіряється. Тестер показує значення напруги у вольтах на 1 А струму, що протікає в ланцюзі заземлення. Щоб визначити найбільшу напругу дотику, що може виникнути в екстремальному випадку, слід помножити отримане значення максимально можливу силу струму.

Наприклад, під час перевірки системи заземлення з найбільшим можливим струмом несправності 3000 А, тестер видав значення 0,200.

Отже, напруга дотику становитиме

U = 3000 A*0,200 = 600 В.

Вимірювання напруги дотику багато в чому нагадує метод падіння потенціалу: у кожному разі необхідно встановлювати допоміжні електроди заземлення в землю. Однак відстань між електродами відрізнятиметься (Рис. 22).

Мал. 13. Схема провідника заземлення ( загальний випадокдля електромережі промислового призначення)

Розглянемо характерний випадок. Поблизу підстанції підземний кабельотримав ушкодження ізоляції. Через це місце в ґрунт потечуть струми, які попрямують до системи заземлення підстанції, де створять високу різницю потенціалів. Висока напруга струму витоку може становити істотну загрозу здоров'ю та життю персоналу підстанції, що знаходиться на небезпечній ділянці.

Для вимірювання приблизного значення напруги дотику, що виникає в даному випадку, слід виконати низку дій:

• Підключити кабелю між металевою огорожеюелектричної підстанції та точками Р1 та С1 чотириточкового тестера заземлення.
• Встановити заземлюючий електрод у грунті там, де найімовірніший пробою кабелю.
• Підключити електрод до входу тестера С2.
• На прямій між першим електродом та місцем підключення до огорожі встановити додатковий електрод у землю. Відстань, що рекомендується, від точки встановлення цього електрода до місця підключення до огорожі дорівнює одному метру.
• Підключити цей електрод до точки Р2 тестера.
• Увімкнути тестер, вибрати діапазон 10 мА, зафіксувати показання приладу.
• Для отримання значення напруги дотику помножити показання тестера на максимальну величину струму.

Щоб отримати карту поширення потенціалу напруги необхідно встановлювати електрод (зрозуміло, підключений до виведення Р2 тестера) у різні місця поблизу огорожі, що знаходяться поряд з несправною лінією.

Вимірювання опору заземлення приладом "С.А. 6415" з використанням струмових кліщів

Вимір опору заземлення за допомогою струмових кліщів відноситься до нового, дуже ефективного методу, що дозволяє проводити вимірювання за включеної системи заземлення. Також цей метод забезпечує унікальну можливість вимірювання спільного опорупристрої заземлення, включаючи визначення опору з'єднань чинної системизаземлення.

Принцип роботи приладу С.А. 6415

Мал. 14. Схема провідника заземлення (загальний випадок електромережі промислового призначення)

Мал. 15. Принцип роботи заземлювального провідника

Класичний заземлюючий пристрій для електричної мережі промислового призначення можна подати у вигляді принципової схеми (Рис. 23) або у вигляді спрощеної схеми роботи провідника заземлення (Рис. 24).

Якщо одному з ділянок ланцюга з опором RX з допомогою трансформатора подати напругу E, то це ланцюг піде електричний струм I.

Дані величини пов'язані між собою співвідношенням:

Вимірявши силу струму I за відомого постійного значення напруги Е, можна визначити опір RX.

На наведених схемах (Рис. 23 та 24) для генерації струму використовується спеціальний трансформатор, підключений до джерела напруги через підсилювач потужності (частота 1,6 кГц, постійна амплітуда). Виниклий струм реєструється синхронним детектором у контурі, що утворюється, далі посилюється за допомогою виборчого підсилювача і після перетворення через аналогово-цифровий пристрій відображається на дисплеї приладу.

Типові приклади вимірювання опору заземлення у реальних умовах

1. Вимірювання опору заземлення трансформатора, встановленого на стовпі ЛЕП

Порядок проведення вимірів:

• З провідника, що заземлює, зняти захисну кришку.
• Забезпечити необхідне місце для вільного охоплення струмовими кліщами провідника або штиря заземлення.
• Кліщі повинні підключатися на шляху проходження струму від нейтрального або заземлювального дроту до штиря заземлення (системи штирів).
• На приладі вибрати вимір струму «А».
• Захопити струмовими кліщами провідник заземлення.
• Визначити значення струму у провіднику (максимальний допустимий струм становить 30 А).
• При перевищенні цього значення припинити вимір опору.
• Вимкнути прилад від цієї точки та виконати виміри в інших точках.
• Якщо значення струму не перевищує 30 А, слід вибрати режим "?".
• На дисплеї приладу буде показано результат вимірювання в Омах.

Отримане значення включає загальний опір системи заземлення, куди входять: опір контакту нейтрального дроту зі заземленням, а також локальні опори всіх з'єднань між штирем і нейтраллю.

Мал. 16. Вимірювання опору заземлення на стовпі ЛЕП

Мал. 17. Вимірювання заземлення трансформатора, встановленого на опорі лінії електропередач (заземлення у вигляді групи штирів)

Мал. 18. Вимірювання заземлення трансформатора, встановленого на опорі лінії електропередач (для заземлення використовується металева труба)

Згідно зі схемою, наведеною на Мал. 25 для заземлення використовується торець стовпа і штир, що знаходиться в грунті. Для коректного вимірювання загального опору заземлення слід підключати струмові кліщі в точці, що знаходиться вище місця з'єднання провідників, що заземлюють, прокладених від заземлюючого штиря і торця стовпа.

Причиною підвищеного значення опору заземлення може бути:

• Неякісне заземлення штиря.
• Вимкнений провідник заземлення
• Високі значення опору в області контактів провідників або в точці зрощування проводу.
• Слід уважно оглянути струмові кліщі та місця з'єднань на кінці штиря щодо відсутності значних тріщин на стиках.

2. Вимірювання опору заземлення на розподільчій коробціабо на лічильнику електроенергії

Методика проведення вимірювань заземлення на розподільчій коробці та на електролічильнику схожа на ту, що розглянута при вимірюванні заземлення трансформатора. Схема заземлення може складатися з групи штирів (Рис. 26) або як заземлюючий провідник може застосовуватися металева водопровідна труба, що має контакт із ґрунтом (Рис. 27). При вимірі заземлення опору можна використовувати обидва види заземлення одночасно. Для цього потрібно підібрати оптимальну точку на нейтралі, щоб отримати коректне значення загального опору системи заземлення.

3. Вимірювання опору заземлення на трансформаторі, встановленому на майданчику

Під час проведення вимірів заземлення на трансформаторній підстанції необхідно пам'ятати:

• На цьому енергооб'єкті завжди є висока напруга, небезпечне для життя людини
• Не можна відкривати огорожу трансформатора.
• Усі роботи можуть виконуватись лише кваліфікованими фахівцями.
• При проведенні вимірів слід дотримуватись вимог заходів безпеки та охорони праці.

Мал. 19. Вимірювання величини заземлення на трансформаторі, розміщеного на спеціальному майданчику

Порядок проведення вимірів:

• Визначитись із кількістю заземлюючих штирів.
• При розташуванні штирів заземлення всередині огорожі, вимірювання проводити за схемою, показаною на Рис. 28.
• При розташуванні заземлюючих штирів поза зоною огорожі – використовувати схему, наведену на Рис. 29.
• За наявності одного штиря заземлення, що знаходиться всередині огорожі, необхідно підключитися до заземлюючого провідника в точці, розташованої після контакту цього провідника зі штиром заземлення.
• Використання струмових кліщів мод. 3730 та 3710, підключених безпосередньо до штиря заземлення, у більшості випадків забезпечує кращі результати вимірювань.
• У багатьох випадках до затискача на штирі підключено кілька провідників, що йдуть до нейтралі або всередину загородження.
• Токові кліщі слід підключати в тій точці, якою проходить єдиний шляхдля струму, що протікає у нейтральний провідник.

При отриманні низьких значень опору слід перемістити точку проведення вимірів якомога ближче до штиря заземлення. На рис. 29 показаний заземлюючий штир поза зоною загородження. Для забезпечення коректних вимірів необхідно вибрати точку підключення струмових кліщів відповідно до схеми, показаної на Мал. 29. За наявності всередині огорожі кількох заземлюючих штирів слід визначитися з їх підключенням, щоб вибрати оптимальну точку для вимірювань.

Мал. 20. Вибір правильної точки для вимірювання заземлення

4. Передавальні стійки

При проведенні вимірів заземлення на передаючих стійках слід пам'ятати, що існує безліч різних конфігурацій заземлювальних пристроїв, що вносить певні складнощі в оцінці провідників заземлення. Рис. 30 наведено схему заземлення одиночної стійки на фундаменті з бетону із зовнішнім заземлюючим провідником.

Місце підключення струмових кліщів вибирається вище точки з'єднання елементів заземлення, які можуть мати конструкцію у вигляді групи пластин, штирів або являти собою конструктивні елементифундаменту стійки.

Рис 21. Вимір опору заземлення передавальної стійки

Сучасна побутова техніка та апаратура потребує наявності заземлення. Тільки у цьому випадку виробники підтримуватимуть свої гарантії. Мешканцям квартир доводиться чекати на капремонт мереж, а власникам будинків можна все зробити своїми руками. Як зробити заземлення в приватному будинку, який порядок дій і схеми підключення - про це читайте тут.

Взагалі контури заземлення можуть бути у вигляді трикутника, прямокутника, овалу, лінії або дуги. Оптимальний варіантдля приватного будинку трикутник, але цілком підійдуть і інші.

Заземлення в приватному будинку - види контурів, що заземлюють.

Трикутник

Заземлення в приватному будинку або на дачі найчастіше роблять із контуром у вигляді рівнобедреного трикутника. Чому так? Тому що за такої будови на мінімальній площі отримуємо максимальну площу розсіювання струмів. Витрати на пристрій контуру заземлення мінімальні, а параметри відповідають номам.

Мінімальна відстань між штирями у трикутнику контуру заземлення – їх довжина, максимальна – подвоєна довжина. Наприклад, якщо штирі забиваєте на глибину 2,5 метра, то відстань між ними має бути 2,5-5,0 м. У цьому випадку при вимірі опору контуру заземлення отримаєте нормальні показники.

Під час робіт не завжди виходить зробити трикутник строго рівнобедреним - каміння трапляється в потрібному місці або інші важкопрохідні ділянки ґрунтів. В цьому випадку можна штирі зрушувати.

Лінійний контур заземлення

У деяких випадках простіше зробити контур заземлення у вигляді півкола або ланцюжка штирів, збудованих у лінію (якщо немає вільної ділянки відповідних розмірів). У цьому випадку відстань між штирями теж дорівнює або більше довжинисамих електродів.

При лінійному контурі необхідно більше вертикальних електродів — щоб площа розсіювання була достатньою

Недолік такого способу - для отримання потрібних параметрів потрібна більша кількість вертикальних електродів. Так як забивати їх - то ще задоволення, за наявності мета намагаються зробити трикутний контур.

Матеріали для контуру заземлення

Щоб заземлення приватного будинку було ефективним, його опір має бути не більше 4 Ом. Для цього необхідно забезпечити хороший контакт заземлювачів із ґрунтом. Проблема в тому, що виміряти опір заземлення можна лише спеціальним приладом. Цю процедуру проводять під час введення системи в експлуатацію. Якщо параметри є гіршими, акт не підписують. Тому, роблячи заземлення приватного будинку або дачі своїми руками, намагайтеся дотримуватися технології.

Параметри та матеріали штирів

Штирі заземлення зазвичай роблять із чорного металу. Найчастіше використовується пруток перетином 16 мм і більше або куточок параметрами 50*50*5 мм (поличка 5 см, товщина металу – 5 мм). Зверніть увагу, що арматуру використовувати не можна - її поверхня розжарена, що змінює розподіл струмів, до того ж у землі вона швидко іржавіє і руйнується. Потрібен саме дротик, не арматура.

Ще варіант для посушливих регіонів — металеві товстостінні труби. Їхню нижню частину сплющують у вигляді конуса, в нижній третині свердлять отвори. Під їхню установку свердлять лунки необхідної довжини, тому що забити їх не вийде. При пересиханні грунтів і погіршенні параметрів заземлення, в труби заливають соляний розчин - для відновлення здатності грунтів, що розсіює.

Довжина стрижнів заземлення – 2,5-3 метри. Цього достатньо більшість регіонів. Конкретніше є дві вимоги:

Конкретні параметри заземлення можна вирахувати, але потрібні результати геологічного дослідження. Якщо у вас такі є, можна замовити розрахунок у спеціалізованій організації.

З чого робити металозв'язок і як з'єднувати зі штирями

Усі штирі контуру з'єднуються між собою металозв'язком. Її можна зробити з:

• мідного дроту перетином менше 10 мм 2 ;
• алюмінієвого дроту перетином не менше 16 мм 2
• сталевий провідник перетином не менше 100 мм2 (зазвичай смуга 25*5 мм).

Найчастіше штирі між собою з'єднуються за допомогою сталевої смуги. Її приварюють до куточків або оголовків дроту. Дуже важливо щоб якість зварного швабуло високим — від цього залежить чи пройде ваше заземлення випробування чи ні (чи відповідатиме вимогам — опір менше 4 Ом).

При використанні алюмінієвого або мідного дроту до штиря приварюють болт великого перерізу, до нього вже кріплять дроти. Провід можна накрутити на болт та притиснути шайбою з гайкою, можна провід закінчити роз'ємом відповідного розміру. Головне завдання те саме — забезпечити хороший контакт. Тому не забудьте зачистити болт і провід до чистого металу (можна обробити шкіркою) і добре піджати для хорошого контакту.

Як зробити заземлення своїми руками

Після того як закуплені всі матеріали, можна приступати до виготовлення контуру заземлення. Спочатку нарізають метал на відрізки. Довжина їх має бути більшою за розрахункову приблизно на 20-30 см — при забиванні вершини штирі згинаються, так що доводиться їх зрізати.

Заточити краї вертикальних електродів, що забиваються, — справа піде швидше

Є спосіб зменшити опір при забиванні електродів – один кінець куточка або штиря заточити під кутом 30 °. Цей кут є оптимальним при забиванні в грунт. Другий момент – до верхнього краю електрода, зверху, приварити майданчик із металу. По-перше, нею простіше потрапити, по-друге, менше деформується метал.

Порядок робіт

Незалежно від форми контуру, починається все із земляних робіт. Потрібно викопати канаву. Краще її зробити зі скошеними краями – так вона менше обсипається. Порядок робіт такий:

Власне, на цьому все. Заземлення у приватному будинку своїми руками зробили. Залишилось його підключити. Для цього треба розібратися із схемами організації заземлення.

Введення контуру заземлення до будинку

Контур заземлення необхідно якось завести на шину заземлення. Зробити це можна за допомогою сталевої смуги 24*4 мм, мідного дроту перетином 10 мм2, алюмінієвим дротомперетином 16 мм2.

У разі використання проводів їх краще шукати в ізоляції. Тоді до контуру приварюється болт, кінець провідника надівається гільза з контактним майданчиком (круглим). На болт накручується гайка, на неї шайба, потім провід, зверху ще одна шайба і все це затягується гайкою (картинка справа).

Як завести «землю» до будинку

При використанні сталевої смуги є два виходи - завести в будинок шину чи дріт. Сталеву шину розміром 24*4 мм тягнути дуже не хочеться – вигляд неестетичний. Якщо є, можна за допомогою того ж болтового з'єднання провести мідну шину. Вона потрібна набагато меншого розміру, виглядає краще (фото зліва).

Також можна зробити перехід із металевої шини на мідний провід (перетин 10 мм2). У цьому випадку до шини приварюють два болтани відстані кілька сантиметрів один від одного (5-10 см). Мідний провід закручують навколо обох болтів, притискаючи їх за допомогою шайби та гайки до металу (затягувати якнайкраще). Це спосіб - найекономніший і зручний. Вимагає не так багато грошей, як при використанні тільки мідного/алюмінієвого дроту, провести його через стіну простіше, ніж шину (навіть мідну).

Схеми заземлення: яку краще зробити

Зараз у приватному секторі використовують лише дві схеми підключення заземлення – TN-C-S та TT. Здебільшого до будинку підходить двожильний (220 В) або чотирижильний (380 В) кабель (система TN-С). При такій проводці крім фазного (фазного) дроту приходить захисний провідник PEN, в якому об'єднані нуль і земля. На даний момент цей спосіб не забезпечує належного захисту від ураження електрострумом, тому рекомендується замінити старе двопровідне проведення на трипровідне (220 В) або п'ятипровідне (380 В).

Для того, щоб отримати нормальну три- або п'ятижильну проводку, необхідно провести поділ цього провідника на землю PE і нейтраль N (при цьому необхідний індивідуальний контур заземлення). Роблять це у шафі для входу на фасаді будинку або в обліково-розподільній шафі всередині будинку, але обов'язково до лічильника. Залежно від способу поділу отримують систему TN-C-S, або TT.

Влаштування в приватному будинку системи заземлення TN-C-S

При використанні цієї схеми дуже важливо зробити індивідуальний контур заземлення. Зверніть увагу, що при системі TN-C-S для захисту від ураження електричним струмом необхідна установка ПЗВ та дифавтоматів. Без них ні про який захист не йдеться.

Також для забезпечення захисту потрібно до земляної шини окремими проводами(нерозривними) підключити всі системи, які виготовлені з струмопровідних матеріалів - опалення, водопостачання, арматурний каркасфундаменту, каналізація, газопровід (якщо вони виконані з металевих труб). Тому шину заземлення потрібно купувати «із запасом».

Для поділу PEN провідника та створення заземлення в приватному будинку TN-C-S потрібні три шини: на металевій підставі – це буде шина PE (земляна), і на діелектричній підставі – це буде шина N (нейтралі), і маленька шина-розщеплювач на чотири посадочних» місця.

Металеву "земляну" шину треба прикріпити до металевого корпусу шафи так, щоб був хороший електричний контакт. Для цього в місцях кріплення під болти з корпусу зчищають фарбу до чистого металу. Нульову шину – на діелектричній підставі – краще кріпити на дин-рейку. Такий спосіб установки виконує основну вимогу – після поділу шини PE та N ніде не повинні перетинатися (не повинні мати контакту).

Заземлення в приватному будинку - перехід із системи TN-С на TN-С-S

• Провідник PEN, що прийшов з лінії, заводиться на шину-розщеплювач.
• На цю шину підключаємо провід від контуру заземлення.
• З одного гнізда мідним дротом перетином 10 мм 2 ставимо перемичку на земляну шину;
• З останнього вільного гнізда ставимо перемичку на нульову шину чи шину нейтралі (теж мідний провід 10 мм 2).

Тепер все заземлення в приватному будинку зроблено за схемою TN-C-S. Далі для підключення споживачів фазу беремо від вступного кабелю, нуль – з шини N, землю – з шини PE. Обов'язково стежимо, щоби земля і нуль ніде не перетиналися.

Заземлення за системою TT

Перетворення схеми TN-C на TT відбувається взагалі просто. Від стовпа приходять два дроти. Фазний і надалі використовується як фаза, а захисний PEN-провідниккріпиться до «нульової» шини і далі вважається банкрутом. На шину заземлення безпосередньо подається провідник від зробленого контуру.

Заземлення в приватному будинку своїми руками - схема TT

Недоліком цієї системи є те, що вона забезпечує захист тільки тієї техніки, у якої передбачено використання «земляного» дроту. Якщо є ще побутова техніка, виготовлена ​​за двопровідною схемою, вона може опинитися під напругою. Навіть якщо корпуси їх заземлити окремими провідниками, у разі проблем напруга може залишитися на нулі (фазу розірве автомат). Тому з цих двох схем перевагу віддають TN-C-S як надійнішою.

Це сталевий тягнутий стрижень діаметром 14 мм і довжиною 1,5 метра, покритий методом електролітичного осадження (електролізу) міддю чистотою 99.9%, що утворює покриття з молекулярним і нерозривним зв'язком зі сталлю.

По краях методом накатки нанесено різьблення їхнього взаємного з'єднання з допомогою сполучної муфти .

Високоякісна сталь у такому заземлювачі виконує крім електропровідної ще й необхідну для заривання електрода у ґрунт – механічну роль. Штирі мають високу межу міцності на розрив (600 Н/мм²) і можуть бути занурені в ґрунт за допомогою відбійного молотка на велику глибину – до 40 метрів.

Товщина мідного покриття становить не менше 0.25 мм по всій довжині стрижня (включаючи різьблення). Це гарантує його (покриття) стійкість до вигину, відшарування, подряпування при монтажі. Особливо це важливо на різьбленні, де більше тонкий шарміді буде повністю зруйновано від навантажень та тертя з муфтою під час заглиблення (монтажу)*.

Ці особливості гарантують високу корозійну стійкість штиря заземлення і забезпечують тривалий термін служби (до 100 років).

* Особливості створення різьблення
" Правильне " різьблення наноситься ПІСЛЯ омеднения - накаткою, т.к. тільки такий спосіб дозволяє досягти високої загальної якості штиря.

Альтернативна "технологія" уповільнення штирів: з вже сформованим різьбленням (до нанесення покриття) дешевша, АЛЕ показує найгірший (і небезпечний при експлуатації) результат.
Це пов'язано з особливістю електролізу: потовщенням покриття в поглибленнях/впадинах, через що основний матеріал (сталь) на різьбленні можна покрити лише тонким (0.03 – 0.05 мм) шаром міді.
Таке тонке покриття легко ушкоджується при монтажі ударами та тертям у муфті. Надалі при експлуатації заземлюючого електрода з такими порушеннями виникають осередки електрохімічної корозії ("мідь-залізо"), призводячи до його повного руйнування протягом 2-3 років.

Технологія сповільнення

Ключовим фактором виготовлення якісного штиря заземлення є створення сталевої заготовки міцного однорідного мідного покриття. необхідної товщиниз мінімальними домішками.

На окремій сторінці "Обміднена сталь" представлені докладний описосновних характеристик, процесів при виготовленні та проведених випробувань покриття.

Порівняння з оцинкованими штирями

З 1910 по 1955 рік Національний Інститут Стандартів і Технологій США (NIST) провів широке дослідження підземної корозії, під час якого 36 500 зразків, що представляють 333 різновиди покриттів з чорних і кольорових металів і у 128 місцях по всій території Сполучених Штатів*. Це дослідження по праву вважається одним із найбільш повних досліджень корозії, які будь-коли проводилися.

Одним із результатів цього дослідження став факт, що штир заземлення, покритий 254 мкм міді, зберігає свої технічні характеристикипротягом понад 40 років у більшості типів ґрунту. А стрижневі електроди, покриті 99,06 мкм цинку, у цих грунтах можуть зберігати свої якості лише протягом 10-15 років.

Крім того, термін захисту цинковогопокриття зменшується пропорційно збільшенню кількості металевих конструкцій у ґрунті, що знаходяться поряд з електродами (що більше конструкцій - тим менше служить покриття / тим швидше воно "зникає"). Прикладами цих конструкцій може бути: арматура фундаментів будинків, труби тощо.

Штир заземлення з мідним покриттям товщиною 254 мкм, витягнутий із ґрунту (суглинок) після 10 років.

Штир заземлення з цинковим покриттям товщиною 99 мкм, витягнутий із ґрунту (суглинок) після 10 років.

Ще одне дослідження корозійних властивостей мідного покриття провадила польська компанія GALMAR. Штучне старіннязразків в умовах, що моделюють агресивний грунт ("кисле" болото), показало, що штир заземлення з мідним покриттям 250 мкм зберігає необхідні технічні характеристики протягом не менше 30 років.