чем заменить уголок для заземления
⚡ Контур заземления для частного дома.
Всем привет. Прошлым летом решил сделать контур заземления для своего дома.
У нас его не было. Проводка старая. Все розетки без заземления. Стиральная машинка иногда била током. А тут еще жена засмотрелась на посудомойку… В общем, решил и контур сделать, и проводку поменять, и УЗО впихнуть. Все равно ремонт по дому идет…
Пообщавшись с электриками выяснил, что нужна система ТТ. Самая простая, в принципе. К дому два провода — фаза и ноль. И третий я кидаю сам — заземление. Заземление никак не связано с электросетью, ноль НЕ соединен с моим заземлением. Не буду вдаваться в подробности, в инете куча теории по всем системам заземления.
Прикупил:
9м металлического уголка 50х50х4мм. Уголок пойдет на заземлители, колы, которые вбиваются в землю.
Можно вместо уголков использовать гладкие круглые штыри (но не арматуру).Или трубы. Главное — площадь сечения заземлителя не менее 100мм2. Так что уголок у меня с запасом. Можно взять и 40х40.
Метров 12 металлической полосы 40х4мм. Этим буду соединять заземлители и вести от контура к дому.
Медный провод 10мм2 для заземления. Его я буду тянуть от контура к щитку на шину заземления. На материалы потратил около 5 000 руб. Не так уж и дорого. С работой кого-то нанимать выйдет значительно дороже…
Разрезал «болгаркой» уголки ровно по три метра. С одной стороны срезал углы, заострил. Получилось три кола по три метра. Внимание! Для каждой местности и почвы длина колов и расстояния между ними индивидуальна! У нас хватит и два с половиной метра, три — с запасом. И правило есть — какие заземлители — такое и расстояние между ними. Или кратное. Где-нибудь на севере или юге, в болотах или в песках нужны колы длиннее, а может можно короче…
Теперь у меня веселенькая работа по выкапыванию траншеи под контур. Решил делать треугольником. можно и в линию. Но треугольником показалось лучше — при обрыве где-нить линии соединения заземлителей контакт все равно останется и контур будет работать. Прикинул равносторонний треугольник со стороной 3м вершиной к дому и погнал с лопатой… Выкопал траншею более 50см. Надо, чтобы полоса соединения была на глубине не менее 50см. По углам еще немного углубился и самое интересное — работа кувалдой. Так как я не качок — руки у меня после этих работ просто отрывались…)
Вогнал колы на три метра в землю. Ну почти на три метра. Вгонял долго и упорно. Под колы лил водичку, давал постоять — и дальше… Верхние концы колов знатно расплющились и завернулись. Пришлось срезать немного болгаркой — сантимов на 5-10. Болгаркой в яме работать неудобно, скажу я вам…
Затем — сварка. Надо тщательно обварить соединения полосы с уголками. Шов должен быть на каждом соединении 10см, не менее. Варить надо тщательно. В земле место сварки может быстро сгнить и линия оборвется. Потом заземление не поможет…
Все обварил. Приварил полосу в сторону дома и вывел на стену.
Замазал все точки сварки автомобильной мастикой. Все же должна продлить жизнь местам сварки в земле. Весь контур мазать мастикой или красить нельзя! Должен быть контакт с грунтом! В этом и смысл…
Выведенную полосу просверлил, прикрутил к стене. Покрасил. На конце приварил болт М8.
На место соединения надел небольшую монтажную коробку, завел провод, надел клемму на болт и хорошенько зажал гайкой.
Все, готово! Можно засыпать траншею землей. Да, быстренько проверил работоспособность обычной лампой накаливания. Это неправильно и так делать нельзя, но я сделал) Чисто для себя. Один провод от лампочки на землю (к болту заземления), один — на фазу из домашней сети. Лампочка горит ярко — все хорошо. Тускло — надо наращивать контур (добавлять и приваривать заземлители). Не горит — все плохо. Или просто неправильно подсоединили). По уму — надо звать специалиста и пусть замеряет сопротивление контура…
Скажу так — стиральная машинка больше не бьется током. Посудомойка работает. При попадании фазы на землю срабатывает узо. Пихать пальцы в розетку не пробовал. Пока что)
Всем спасибо, кто дочитал. Более подробно и нагляднее в видео. Авось кому пригодиться. Гараж можно так же заземлить. Я не буду — у меня линия от дома идет. Только кабель надо поменять на трехжильный)
Почему нельзя делать заземление из арматуры
Заземление из арматуры — можно делать или нет?
Устройство заземления представляет собой заглублённые в землю металлические стержни на глубину до 3 метров. Количество стержней зависит от многих факторов, но обычно их 3 штуки, и они соединяются друг с другом с помощью металлической полосы.
Наиболее эффективными способами расположения электродов считается схема «треугольник» и конструкция, когда заземлители расположены в одну линию. Что же касается материалов, то для заземлителей используют металлический уголок, либо стержни с обеднённой поверхностью.
Не рекомендуется для этих целей брать арматуру, или чугунные изделия.
Заземление из арматуры — можно делать или нет?
Основной недостаток строительной арматуры для заземлителей в том, что она быстро корродирует. Уже через некоторое время сопротивление заземлителей сильно возрастает, что ухудшает показатели заземления в целом.
Также, при заглублении арматуры в землю, вокруг образуются пустоты, которые повышают сопротивление заземляющего контура. Кроме того, в процессе изготовления, наружный слой арматуры закаляется. Все это приводит к нарушению распределения тока по сечению.
Итак, арматуру для заземления брать не рекомендуется, по какой либо из вышеуказанных причин. Что же тогда можно использовать для заземлителей?
Материалы для заземлителей
Для стержней заземления предпочтительно использовать металлический уголок размерами 50х50х5 мм. В качестве горизонтальных заземлителей можно использовать полосовую сталь 40х4 мм. Также, материалами для заземляющих проводников может служить стальной пруток, сечением 8-10 мм². Узнать точные размеры можно в ПУЭ-7.
Расстояние от заземлительного контура и стен дома должно быть не менее 1 метра. Электроды забиваются в грунт на глубину до трех метров, а расстояние между каждым из них должно быть не меньше их длины. Идеальным вариантом является заглубление заземлителей на глубину промерзания грунта.
Можно ли соединять заземлители болтами, без сварки?
С учётом того, что заземлители будут всё время корродировать, соединять их болтами нельзя. Лучше всего для соединения воспользоваться сваркой. Таким образом, заземлители не потеряют в контакте, а заземление прослужит гораздо дольше.
Чтобы проверить сопротивление заземления без специальных устройств, можно воспользоваться лампочкой. Просто берете фазу с электросети дома, а вместо нуля подсоединяете заземление. При этом лампочка должна гореть ярким светом, что будет говорить о хорошем заземлении. Если лампочка горит тускло, то и сопротивление заземления неудовлетворительное.
Многие используют для проверки заземления электрочайник, мощность которого составляет 1,5-2 кВт. Данный способ, также верный, и он даёт возможность определить приблизительную площадь растекания заземления. Чем больше расстояние между заземлителями, тем лучше будет работать заземляющий контур.
Также, некоторые насыпают в местах расположения заземлителей соль, что способствует поглощению влаги из земли и лучшей работе заземления. Однако, как говорится, это уже совсем другая история! Подписывайтесь на мой канал, и я вас не огорчу. Всем удачи и одной фазы в розетке!
Заземление. Что это такое и как его сделать (часть 2)
1 часть. Заземление
(общая информация, термины и определения)
2 часть. Традиционные способы строительства заземляющих устройств
(описание, расчёт, монтаж)
3 часть. Современные способы строительства заземляющих устройств
(описание, расчёт, монтаж)
2 часть. Традиционные способы строительства заземляющих устройств (описание, расчёт, монтаж)
В этой части я расскажу о традиционных/ классических способах строительства заземлителей, применяемых примерно с начала двадцатого века.
Г. Основные способы строительства
Г1. Несколько коротких электродов (“уголок и кувалда”)
Г1.1. Особенности решения
Г2. Одиночный глубинный электрод (“обсадная труба”)
Г2.1. Особенность решения
Г2.2. Расчёт получаемого сопротивления заземления
Г2.3. Монтаж
Г2.4. Достоинства и недостатки
Г. Основные способы строительства
При строительстве заземлителей чаще всего применяются вертикальные заземляющие электроды. Это связано с тем, что горизонтальные электроды трудно заглубить на большую глубину, а при малой глубине таких электродов — у них очень сильно увеличивается сопротивление заземления (ухудшение основной характеристики) в зимний период из-за замерзания верхнего слоя грунта, приводящее к большому увеличению его удельного электрического сопротивления.
В качества вертикальных электродов почти всегда выбирают стальные трубы, штыри/ стержни, уголки и т.п. стандартную прокатную продукцию, имеющую большую длину (более 1 метра) при сравнительно малых поперечных размерах. Этот выбор связан с возможностью легкого заглубления таких элементов в грунт в отличии, например, от плоского листа.
Существует два основных традиционных способа/ решения для строительства заземляющих электродов. Оба базируются на применении вертикальных заземляющих электродов.
Г1. Несколько коротких электродов (“уголок и кувалда”)
При таком подходе в качестве заземляющих электродов применяются небольшие (2-3 метра) стальные уголки/ штыри. Для создания заземлителя они соединяются вместе около поверхности грунта стальной полосой путем приваривания её к этим элементам электро или газосваркой.
Заглубление электродов в грунт производится банальным заколачиванием их кувалдой, которая находится в руках физически сильного и выносливого монтажника. Поэтому такое решение повсеместно применяется под условным названием «уголок и кувалда».
Большая площадь контакта заземлителя с грунтом (вот о чём я) достигается большим количеством электродов (многоэлектродный заземлитель). Увеличивать глубину электродов (альтернативный путь увеличения площади контакта) очень затруднительно, т.к. с увеличением глубины увеличивается сила трения между монтируемым электродом и грунтом, а вес кувалды и силы монтажника имеют предел.
При выборе уголков/ штырей и другого подходящего металлопроката необходимо учитывать их коррозионную стойкость и возможность пропускать через себя токи большой величины в течении какого-то времени без расплавления.
Минимальные разрешенные поперечные размеры (сечения) заземляющих электродов описаны в таблице 1.7.4 ПУЭ, но последние годы чаще применяются поправленные и дополненные величины из таблицы 1 техциркуляра 11 от 2006 года ассоциации «РосЭлектроМонтаж» (источники).
Г1.1. Особенности решения
При увеличении количества электродов необходимо учитывать некоторые особенности.
Г1.1.1. Промерзание грунта зимой
Зимой из-за промерзания грунта на глубины, в которых находится половина длины электродов (а это до 2-х метров) сопротивление такого заземлителя увеличивается. Для компенсации этого увеличения (для сохранения удовлетворительного качества заземления) заземлитель выполняется с достаточным “запасом” электродов. Например, для трёхметровых электродов необходимо двухкратное увеличение количества.
Г1.1.2. Взаимное “экранирование”/ “затенение” электродов
Кроме того, увеличением количества электродов необходимо компенсировать само увеличение количества электродов 🙂 Этот негативный момент т.н. “экранирования”/ “затенения” возникает при использовании множества заземляющих электродов и не позволяет близкорасположенным электродам полноценно “рассеивать” ток в окружающий грунт. Выражается в виде коэффициента использования проводимости заземлителя (ссылка на сторонний сайт).
Например: десять электродов глубиной по 3 метра, расположенных в линию на расстоянии 3 метра (т.е. на расстояние = своей глубине) друг от друг “работают” на 60% от своей максимальной эффективности.
Десять этих же электродов, расположенных на расстоянии 6 метров (т.е. на расстояние = своей двойной глубине) друг от друга “работают” на 75% от своей максимальной эффективности.
Стопроцентная эффективность достигается отдалением электродов на расстояния около 30 метров (10 их глубин), что на практике никогда не используется в угоду стремления к адекватной компактности и стоимости монтажа заземляющего устройства.
Г1.2. Расчёт получаемого сопротивления заземления и необходимого количества заземляющих электродов
Опишу расчёты на примере десяти наиболее часто используемых для такого способа трёхметровых электродов в виде стального равнополочного уголка с шириной полки 50 мм, монтируемых на расстоянии 3-х метров друг от друга в канаве глубиной 0,5 метров (в п. Г1.3. объяснение “почему так”). Грунт, в котором будут монтироваться эти электроды, будет суглинком, обычным для России, с удельным электрическим сопротивлением 100 Ом*м.
Расчёты не сложны и проводятся в 3 этапа.
Получаемое сопротивление заземления
1 этап. Для начала необходимо вычислить сопротивление заземления одного заземляющего электрода.
Сопротивление заземления одиночного вертикального заземляющего электрода вычисляется по формуле:
R1 составит 27,8 Ом
(при p = 100 Ом*м, L = 3 м, d = 0.05 м (50 мм; для плоских электродов под диаметром понимается их ширина), T = 2 м (T — расстояние от верхнего уровня грунта до середины заглубленного электрода)).
2 этап. Общее сопротивление нескольких электродов в идеальных условиях будет меньше сопротивления заземления одного электрода во столько раз, сколько будет электродов.
3 этап. “Компенсации”.
Сезонный коэффициент (увеличения сопротивления заземления в замерзшем зимой грунте) для таких электродов будет равен 2 (откуда это).
Коэффициент использования проводимости электродов будет равен 0.6, т.к. расстояние между электродами будет 3 метра (т.е. равное глубине электрода), а их количество — 10 штук (откуда это).
Оба коэффициента увеличивают сопротивление заземления.
Итоговое общее сопротивление заземления вышеприведенных 10-ти электродов будет равно 5,56 Ом летом и 9,27 Ом зимой.
Необходимое количество заземляющих электродов
Представим, что наша задача — заземлить телекоммуникационное оборудование и для этого необходимо получить заземление с сопротивлением не более 4 Ом.
1 этап. Всё повторяется. Вычисляем сопротивление заземления одного/ одиночного заземляющего электрода.
2 этап. Количество электродов в идеальных условиях напрямую зависит от необходимого сопротивления заземления с округление в большую сторону (“потолок”).
Для достижения 4-х Ом количество электродов получится 7 штук (округление 6,95).
3 этап. “Компенсации”.
Сезонный коэффициент (увеличения сопротивления заземления в замерзшем зимой грунте) для таких электродов будет равен 2.
Коэффициент использования проводимости электродов будет зависеть от рассчитываемого количества электродов — заранее его не выбрать. Однако можно прикинуть наихудший вариант и, допустив, что электродов будет больше 20, взять для расчёта величину 0,5.
Оба коэффициента увеличивают необходимое количество заземляющих электродов.
Итоговое необходимое количество вышеприведенных заземляющих электродов будет равно 28 штук (округление 27,8). Совпадение с сопротивлением заземления одного электрода случайно.
Г1.3. Монтаж
Углубление на 0,5-0,7 метра (канава) необходимо для механической и погодной изоляции проводника (полосы) и верхушек электродов. Например, чтобы не повредить их во время копки грунта для цветника и чтобы сталь меньше намокала во время дождя (это позволяет уменьшить её коррозию, а значит увеличить срок службы).
Взаимное расстояние между электродами не менее 3-х метров является некоторый мерой противодействия эффекту “экранирования”/ “затенения” электродов друг от друга.
Использование сварки для соединения элементов из чёрной стали — настоятельно рекомендовано ПУЭ (п. 1.7.139).
Г1.4. Достоинства и недостатки
Г1.5. Уменьшение количества электродов
Иногда совместно с этим решением применяется метод кардинального снижения удельного электрического сопротивления грунта, который позволяет сократить количество заземляющих электродов в 2-3 раза при сохранении получаемого сопротивления заземления. Иными словами — этот метод позволяет существенно снизить сопротивление заземления.
Речь идёт о засолении грунта в месте размещения электродов путем добавления в него большого объема поваренной соли NaCl (в среднем — 5 килограмм на метр длины канавы, в которую ведется монтаж). При её растворении в грунте (выщелачивании (wiki)) резко повышается концентрация ионов, участвующих в переносе заряда, а следовательно снижается его (грунта) электрическое сопротивление.
Г2. Одиночный глубинный электрод (“обсадная труба”)
Г2.1. Особенности решения
Г2.2. Расчёт получаемого сопротивления заземления
Г2.3. Монтаж
Г2.4. Достоинства и недостатки
При таком подходе заземлителем является глубокий электрод (чаще всего одиночный) в виде стальной трубы, размещенной в пробуриваемом в грунте отверстии. Бурение и размещение в отверстии трубы выполняется специальной машиной — буровой установкой (обычно на базе грузового автомобиля). 
Большая площадь контакта заземлителя с грунтом (вот о чём я) достигается большой длиной (вернее, глубиной) электрода. Кроме того, за счет достижения глубинных слоев грунта, в большинстве случаев имеющих меньшее удельное электрические сопротивление, такой способ имеет бОльшую эффективность (меньшее сопротивление заземления), чем первый — при одинаковой суммарной длине электродов.
Г2.1. Особенность решения
Поэтому при отсутствии на глубине слоев грунта с более низким удельным электрическим сопротивлением стоит рассмотреть вопрос увеличения количества электродов, а не увеличения глубины одиночного электрода. На решение этого вопроса будут влиять и стоимость монтажа дополнительных электродов, и доступность площади для их размещения.
Но напомню (оригинал): … на практике более чем в 70% случаев грунт на глубине более 5 метров имеет в разы меньшее удельное электрическое сопротивление, чем у поверхности, за счет большей влажности и плотности.
Г2.2. Расчёт получаемого сопротивления заземления
Опишу расчёты на примере одиночного тридцатиметрового электрода в виде стальной трубы диаметром 100 мм, смонтированной в канаве глубиной 0,5 метров. Грунт, в котором будет монтироваться этот электрод, будет для упрощения расчёта однородным суглинком, обычным для России, с удельным электрическим сопротивлением 100 Ом*м.
Расчёт проводится в 1 этап.
Сопротивление заземления одиночного вертикального заземляющего электрода вычисляется по формуле:
R1 составит 3,7 Ом
(при p = 100 Ом*м, L = 30 м, d = 0.1 м (100 мм), T = 15.5 м (T — расстояние от верхнего уровня грунта до середины заглубленного электрода)).
Сравните с результатом в п. Г1.2. Даже при условии однородного грунта одиночный глубинный заземлитель оказывается много эффективнее, чем многоэлектродный, что скажется на огромной разнице в занимаемой этим заземлителем площадки на поверхности.
Но в этой “эйфории” не стоит забывать про стоимость буровых работ, о чём я упомяну ниже в п. Г2.4. (“Недостатки”).
Г2.3. Монтаж
Г2.4. Достоинства и недостатки
Современные технологии
Традиция — это прогресс в минувшем; в будущем прогресс станет традицией (Эдуар Эррио)
В конце двадцатого века было разработано решение, которое обладает достоинствами обоих описанных выше способов, не имея присущих им недостатков.
Кроме того, сильное влияние засоления грунта на снижение сопротивления заземления (п. Г1.5.) настолько привлекло внимание инженеров, что было найдено “лекарство” от недостатков этого метода — вымывания соли из грунта и коррозии электродов. Оно породило очень интересный способ строительства заземлителя, применимый там, где пасуют простые металлические электроды — в вечномёрзлых, а также каменистых грунтах.
О них я расскажу в следующей, заключительной, части.
UPD: Дополнительно по заземлению в частных домах
10 Ом получить много проще. Это всего 10 электродов. Полдня нормальной работы.
Контур заземления дома.Самостоятельное изготовление заземления. Кострукция и выбор заземлителя
Работы по монтажу заземления лучше выполнять в теплое время года, поскольку можно будет сразу более-менее точно измерить значение сопротивления заземляющего устройства. И копать землю будет намного проще по сухому грунту.
Самостоятельно проще изготовить заземления из черного стального уголок 50х50х5 мм и стальной полосы 50х5 мм, соединение методом, и с использованием шины заземления. Стальные уголки должны быть не окрашенными.
Существует мнение, что электроды заземления необходимо располагать в том месте приусадебного участка, где наиболее влажно, то есть там, где почва затененный, и куда сливается дождевая вода. Но это не совсем верно, так как дождевая вода увлажняет почву на глубину до 1-1.5 м. Более глубокие слои почвы остаются без изменений в течение всего года, и именно в этом слое должны располагаться стержни заземления.
Наиболее оптимально устроить заземления со стороны наиболее электрофицированного помещений дома. Это сократит затраты на материал заземляющего проводника.[adsense_id=»1″]
Монтаж заземления состоит из следующих основных этапов:
1. земляные работы;
2. забивания уголков;
3. соединения уголков и присоединение шине заземления;
4. подключение защитного проводника к шине заземления;
5. измерение сопротивления полученного заземляющего устройства.
1. Земляные работы
Для земляных работ необходимы следующие инструменты:
— Штыковая лопата;
— Совковая лопата;
— Лом.
Яма для монтажа электрода заземлення. Траншея длиной 3 м для двух стержней высотой 2, 5 метра.
Чтобы было легче забивать уголок-заземлитель 50х50х5 мм, нужно убрать верхний слой почвы.
Тем, кто не любит делать лишнюю работу, советую сначала выкопать яму 50х50 см на глубину промерзания. Обычно, это около 1 м для средней полосы. Это позволит забить один электрод. Далее следует замерить его сопротивление, после чего можно выполнить расчет количества электродов, необходимых для контура заземления. Обычно, в глинистых грунтах хватает трех уголков по 2,5 м каждый.
2.Забивание уголков-заземлителей
Устройство своими руками заземления трикутникомОблаштування своими руками заземления треугольником Заземление будинкуЗаземлення дома
3. Соединение уголков и присоединения шины заземления
Когда угол убьете, то их концы сильно розплескаються. Это нормально, у всех так. Нужно будет просто отрезать розплескани конце уголков, и соединить уголки стальной полосы 50х5 мм методом сварки.
При сварке нужно будет сделать три сварных швы — два боковых вертикальных и один горизонтальный сверху стальной полосы, который обеспечивает максимальное качество сварки. Для сварки подойдут любые электроды для малоуглеродистой стали.
Соединение стальной полосы с уголком с помощью сварки: 1. стальная полоса, 2. уголок, 3. сварочный шов Соединение стальной полосы с уголком с помощью сварки: 1. стальная полоса, 2. уголок, 3. сварочный шов Заземление из оцинкованного профиля в линию
4. Подключение защитного проводника к шине заземления
Это очень ответственный этап, если сделать халтуру, то рано или поздно место контакта начнет ржаветь, сопротивление резко ухудшится и от заземления не будет толку. Медный проводник должен быть изолирован и иметь площадь сечения 10 мм 2. Сам проводник нужно проложить в пластиковом гофра, а место соединения закрыть коробом.
Крепление заземляющего проводника к стальной полосы 50х5 мм с помощью оцинкованных шайб. Подключение заземляющего контура до заземляющего проводника из меди диаметром 4 мм2.Пидключення заземляющего контура до заземляющего проводника из меди диаметром 4 мм2[adsense_id=»1″]
Используйте оцинкованные детали для крепления! Незащищенная черная сталь образует с медью гальваническую пару и быстро ржавеет, т.е. медный провод должен касаться только к оцинкованных шайб и не касаться непосредственно стальной полосы. Саму же стальную штаба перед тем, как подключить проводник, в месте крепления нужно зачистить от ржавчины.
Измерение сопротивления контура заземленняВимирювання сопротивления контура заземления 5. Измерение сопротивления полученного контура заземления
Измерение сопротивления заземления лучше доверить специалистам, особенно если вы никогда не держали в руках омметр. Полученный сопротивление контура заземления здания должна выйти не более 47 Ом. Это допустимое сопротивление заземляющего контура при обязательном использовании УЗО с минимальным током утечки 30 мА.
Если удалось уложиться в сопротивление 47 Ом сразу после монтажа заземления, нужно будет повторить измерения два раза в неблагоприятные для электропроводности почвы времени года: в сухую теплую пору года и в холодное время года. Значение сопротивления должно оставаться в допустимых пределах. В статье «Защитное заземление дома» обоснована необходимость использования контура заземления для частного дома.