Заземление дома и бани одним контуром

Нужно ли индивидуальное заземление для бани?

Каждый владелец собственного земельного участка при его обустройстве сталкивается с вопросом электробезопасности в своих хозяйственных строениях. Защита необходима не только в частном доме, но и в других постройках, где используется электрооборудование: бани, сараи и т.д. Большая часть таких пристроек появляется намного позже, чем сам жилой дом. Вследствие этого мы сталкиваемся с рядом вопросов. Каким образом заземлить объект, если сам дом уже заземлён? Нужно ли для дополнительных сооружений выполнять отдельный контур?

Разберём ответы на примере дома одного из наших читателей.

Вопрос: Имеется дачный дом, к нему подведены три фазы. В 40 м. от него строится баня (сруб), в которой планируется использовать два проточных водонагревателя по 7 кВт. Потребление в доме до 8 кВт. В доме щит не заземлён. Где мне делать заземление и какой комплект выбрать? Нужно ли для бани приобретать отдельный комплект?

Ответ: Для дачного дома применяется комплект ZANDZ ZZ-6. Расстояние до бани достаточно большое, поэтому нужно установить по штырю около щита дома и около бани или проложить омеднённую проволоку сечением 10 мм от дома до бани на глубине 0,5. Заземление работает эффективно, когда находится рядом с электрическим щитом объекта.

Для электробезопасности понадобится заземление и для бани. Если установить штырь только возле щита дома, то при неисправности проводки или прибора в бане, и наоборот, нахождение возле штыря будет опасно. Так как расстояния 40 метров достаточно, чтобы напряжение прикосновения стало опасной величиной.

Чем ниже сопротивление заземления, тем ниже напряжение прикосновения

Источник статьи: http://zandz.com/ru/news/Nujno_li_individualnoe_zazemlenie_dlya_bani

Как самостоятельно сделать заземление в бане?

Заземление необходимо для защиты техники от перепада электричества, а человека — от контакта с током. В квартирах и домах заземление делают обязательно — это нужно по правилам. Заземление бани тоже необходимо сделать, но его монтаж будет несколько иным.

Зачем нужно заземление

Основная цель заземляющего контура в бане или сауне — отведение тока, проникшего через поврежденную защитную изоляцию. При коротком замыкании электричество 220 В притягивается к приборам, выполненным из железа — техника может повреждаться и наносить серьезные увечья человеку.

Если в бане будет в наличии заземлитель, это поможет достигнуть следующих целей:

• техника сохранит возможность эксплуатации;
• человек будет защищен от травм;
• электросеть станет работать без помех, скачков напряжения.

Обычно заземление в бане делают при наличии электрических приборов, печи с электроподогревом, бойлера. После монтирования заземлитель станет отводить утечку тока в землю, поскольку электричество всегда идет по пути наименьшего сопротивления.

Способы естественного заземления

Существует ряд естественных заземлителей, которые способны отводить электричество при проблемах в сети. Устройства и предметы, которые могут находиться на участке рядом с баней, выполняя иные задачи:

• трубы из чугуна, которые проходят непосредственно в грунте или лежат на нем;
• металлические трубы скважин;
• фонари, столбики забора, выполненные из железа;
• проходящие под землей кабели с металлической оплеткой;
• железная составляющая фундамента бани, находящаяся под землей;
• стальной водопровод.

Важно, чтобы заземлители не были покрыты изоляцией, которая не дает току попадать в землю и рассеиваться. Идеальным вариантом станет пролегание железных конструкций ниже точки замерзания почвы — так заземление будет отлично работать в любой сезон года.

Описание контура заземления

Под заземляющей системой понимают замкнутый контур (альтернатива — линейный контур), в который входят не меньше двух стержней-заземлителей, расположенных в вертикальном положении, горизонтальный проводник, соединенный со стержнями в единый контур, шина для входа в баню и подведения заземления к приборам.

Существуют разные системы заземления. Важно, чтобы обязательно было подведение к главной заземляющей шине или к распределительному щитку. Самые распространенные системы таковы:

1. Треугольная. Предполагает вбивание трех металлических стержней в землю в форме равностороннего треугольника.
2. Квадратная или прямоугольная. Количество стержней увеличивается до четырех, расположенных согласно соответствующей геометрической фигуре.
3. Линейная. Стержни располагаются в линию, между ними находятся горизонтальные заземлители.

Иногда баню, где находится много техники, окружают заземляющим контуром — это еще один вариант схемы подключения заземления. Минуса два — необходимость дополнительного места и затратность, зато эффективность будет очень высокой. Замкнутые контуры считаются более результативными, чем линейные.

Составляющие контура заземления

Любое заземление отдельного строения должно включать горизонтальные и вертикальные составляющие. В продаже есть готовые устройства, с которыми смонтировать заземление своими собственными руками очень легко. Не придется искать материалы для обустройства схемы, но такие приспособления стоят недешево.

Вертикальные проводники заземления

Если решено использовать не заводские, а «домашние» заземляющие элементы, для вертикальных стержней годятся любые изделия из черных металлов без оцинковки, краски.

Трудно вбивать в землю арматуру с ребрами, намного проще работать со швеллером, полосой. Гладкая поверхность металлопроката — залог легкого, успешного вбивания в землю. Когда дом и баня расположены в скальной местности, придется вызывать специалистов по бурению скважин. В скважины устанавливают стержни, отверстие засыпают песком и грунтом.

Нижний край стержня следует заострить при помощи болгарки. Землю перед работой нужно увлажнить водой. Размер стержня — около 3 см (диаметр), толщина стенок — от 3 – 5 мм, длина зависит от точки промерзания в конкретной местности. Еще нужно учесть место прохождения грунтовых вод. Обычно достаточно 2–3 метровых стержней, и заземляющий контур будет работать в полной мере.

Горизонтальный проводник

Горизонтальные элементы нужны для связи между вертикальными и подведения всей системы к щитку. Их делают из металлической полосы с толщиной листа 0,4 – 0,5 см, с шириной 4 см, подойдет и стальная труба.

Горизонтальный проводник крепят болтами, сваркой, места стыков смазывают битумом с противокоррозионными свойствами. После выведения из земли к горизонтальным составляющим контура присоединяют проводники из меди, алюминия, стали, затем проводка подключается к шине.

Как сделать заземление в баню

Заземляющий контур вполне можно сделать самостоятельно, если соблюдать все советы. На каждом этапе работы важны аккуратность и внимательность.

Подготовительные работы

Работы с землей включают такие действия:

1. Отступить от фундамента 1,5 метра (можно больше), отметить место для траншеи.
2. Прокопать траншею на выбранную, заранее рассчитанную глубину (если земля с какой-то стороны более влажная, глубину делают меньше на 0,5 м). Ширина обычно составляет 0,5 метра.
3. От угла фундамента бани, который находится ближе всего к траншее, прокопать ров малой ширины с глубиной самой траншеи.

Стержни заземлителей

Как правильно сделать расположение заземляющих стержней? Обычно их вбивают в зависимости от выбранной геометрии на расстоянии 1 метр друг от друга. Забивают вручную кувалдой после заострения конца. Для удобства ко второму концу приваривают горизонтальную «площадку».

Важно, чтобы забиваемый конец ушел ниже глубины промерзания земли. До конца заземлители в грунт не вводят — примерно на 0,2 метра они должны торчать до следующих этапов работ.

Контур заземления

Качество проведенного контура полностью обусловит работу заземления в будущем. Своими руками производить соединение можно, если есть опыт сварочных работ. В противном случае стоит пригласить специалиста с нужным оборудованием.

1. Горизонтальные проводники приваривают к вертикальным, создавая единый контур.
2. Проверяют качество сварочных швов.
3. Часть горизонтального проводника прокладывают до угла здания, подгибают, выпускают наружу.
4. На выпущенный конец приваривают болт, что необходимо для соединения со щитком.

Запрещается заменять сваривание резиновыми соединителями — такой контур не будет надежным. Защита бани от короткого замыкания и прочих неприятностей обеспечена не будет.

Проверка работы контура

Существует простой способ проверки работы системы. Следует взять лампочку с переноской, присоединить к фазе одним концом, к болту на контуре — вторым. После подачи напряжения лампа должна ярко гореть, что означает надежность контура. Тусклое горение — знак того, что надо переварить стыки. При удачной проверке контуры засыпают грунтом после покрытия растворами от коррозии.

Соединение контура и распределительного щитка

Следует соединить схему с распределительным щитком. Подойдет проводка одножильная из меди на 0,4 кв. см. Один конец соединяют с приваренным болтом, второй — с заземляющей шиной в щитке. Желательно пригласить электрика — это самая ответственная работа. Наладить работу заземляющей системы может только специалист.

Важно защитить систему от снега и дождя. Для этого следует покрыть участок с приваренным болтом «козырьком» или выполнить защиту иным удобным способом. Правильное выполнение работ — гарантия безопасности человека и всей имеющейся техники.

Источник статьи: http://220.guru/electroprovodka/zazemlenie-molniezashhita/kak-zazemlyat-banyu.html

Один контур заземления для дома и бани

Как самостоятельно сделать заземление в бане?

Заземление необходимо для защиты техники от перепада электричества, а человека — от контакта с током. В квартирах и домах заземление делают обязательно — это нужно по правилам. Заземление бани тоже необходимо сделать, но его монтаж будет несколько иным.

Зачем нужно заземление

Основная цель заземляющего контура в бане или сауне — отведение тока, проникшего через поврежденную защитную изоляцию. При коротком замыкании электричество 220 В притягивается к приборам, выполненным из железа — техника может повреждаться и наносить серьезные увечья человеку.

Если в бане будет в наличии заземлитель, это поможет достигнуть следующих целей:

Обычно заземление в бане делают при наличии электрических приборов, печи с электроподогревом, бойлера. После монтирования заземлитель станет отводить утечку тока в землю, поскольку электричество всегда идет по пути наименьшего сопротивления.

Способы естественного заземления

Существует ряд естественных заземлителей, которые способны отводить электричество при проблемах в сети. Устройства и предметы, которые могут находиться на участке рядом с баней, выполняя иные задачи:

Важно, чтобы заземлители не были покрыты изоляцией, которая не дает току попадать в землю и рассеиваться. Идеальным вариантом станет пролегание железных конструкций ниже точки замерзания почвы — так заземление будет отлично работать в любой сезон года.

Описание контура заземления

Под заземляющей системой понимают замкнутый контур (альтернатива — линейный контур), в который входят не меньше двух стержней-заземлителей, расположенных в вертикальном положении, горизонтальный проводник, соединенный со стержнями в единый контур, шина для входа в баню и подведения заземления к приборам.

Существуют разные системы заземления. Важно, чтобы обязательно было подведение к главной заземляющей шине или к распределительному щитку. Самые распространенные системы таковы:

Иногда баню, где находится много техники, окружают заземляющим контуром — это еще один вариант схемы подключения заземления. Минуса два — необходимость дополнительного места и затратность, зато эффективность будет очень высокой. Замкнутые контуры считаются более результативными, чем линейные.

Составляющие контура заземления

Любое заземление отдельного строения должно включать горизонтальные и вертикальные составляющие. В продаже есть готовые устройства, с которыми смонтировать заземление своими собственными руками очень легко. Не придется искать материалы для обустройства схемы, но такие приспособления стоят недешево.

Вертикальные проводники заземления

Если решено использовать не заводские, а «домашние» заземляющие элементы, для вертикальных стержней годятся любые изделия из черных металлов без оцинковки, краски.

Трудно вбивать в землю арматуру с ребрами, намного проще работать со швеллером, полосой. Гладкая поверхность металлопроката — залог легкого, успешного вбивания в землю. Когда дом и баня расположены в скальной местности, придется вызывать специалистов по бурению скважин. В скважины устанавливают стержни, отверстие засыпают песком и грунтом.

Нижний край стержня следует заострить при помощи болгарки. Землю перед работой нужно увлажнить водой. Размер стержня — около 3 см (диаметр), толщина стенок — от 3 – 5 мм, длина зависит от точки промерзания в конкретной местности. Еще нужно учесть место прохождения грунтовых вод. Обычно достаточно 2–3 метровых стержней, и заземляющий контур будет работать в полной мере.

Горизонтальный проводник

Горизонтальные элементы нужны для связи между вертикальными и подведения всей системы к щитку. Их делают из металлической полосы с толщиной листа 0,4 – 0,5 см, с шириной 4 см, подойдет и стальная труба.

Горизонтальный проводник крепят болтами, сваркой, места стыков смазывают битумом с противокоррозионными свойствами. После выведения из земли к горизонтальным составляющим контура присоединяют проводники из меди, алюминия, стали, затем проводка подключается к шине.

Как сделать заземление в баню

Заземляющий контур вполне можно сделать самостоятельно, если соблюдать все советы. На каждом этапе работы важны аккуратность и внимательность.

Подготовительные работы

Работы с землей включают такие действия:

Стержни заземлителей

Как правильно сделать расположение заземляющих стержней? Обычно их вбивают в зависимости от выбранной геометрии на расстоянии 1 метр друг от друга. Забивают вручную кувалдой после заострения конца. Для удобства ко второму концу приваривают горизонтальную «площадку».

Важно, чтобы забиваемый конец ушел ниже глубины промерзания земли. До конца заземлители в грунт не вводят — примерно на 0,2 метра они должны торчать до следующих этапов работ.

Контур заземления

Качество проведенного контура полностью обусловит работу заземления в будущем. Своими руками производить соединение можно, если есть опыт сварочных работ. В противном случае стоит пригласить специалиста с нужным оборудованием.

Запрещается заменять сваривание резиновыми соединителями — такой контур не будет надежным. Защита бани от короткого замыкания и прочих неприятностей обеспечена не будет.

Проверка работы контура

Существует простой способ проверки работы системы. Следует взять лампочку с переноской, присоединить к фазе одним концом, к болту на контуре — вторым. После подачи напряжения лампа должна ярко гореть, что означает надежность контура. Тусклое горение — знак того, что надо переварить стыки. При удачной проверке контуры засыпают грунтом после покрытия растворами от коррозии.

Соединение контура и распределительного щитка

Следует соединить схему с распределительным щитком. Подойдет проводка одножильная из меди на 0,4 кв. см. Один конец соединяют с приваренным болтом, второй — с заземляющей шиной в щитке. Желательно пригласить электрика — это самая ответственная работа. Наладить работу заземляющей системы может только специалист.

Важно защитить систему от снега и дождя. Для этого следует покрыть участок с приваренным болтом «козырьком» или выполнить защиту иным удобным способом. Правильное выполнение работ — гарантия безопасности человека и всей имеющейся техники.

Расчёт заземления

Пример расчета защитного заземления для дома или квартиры

В системе заземления TN-С-S, защитные функции выполняет заземляющий провод PE, поэтому расчёт повторного заземления в точке разделения PEN затруднён из-за сложности получения параметров воздушных линий и повторных заземлителей.

Без данных, которые находятся у энергоснабжающих служб, подобные расчеты не будут иметь обоснованной точности, строясь лишь на догадках. Тем более, часто бывает, что представители компании, обеспечивающей энергоснабжение, заверяют в ненужности повторного заземления в месте разделения PEN провода, иногда даже препятствуют этому.

Поэтому в отношении частного дома, для расчёта максимальной эффективности заземления нужно брать за основу систему TT, где заземляющий контур не связан с сетевым нулевым проводом.

Система заземления ТТ

Предназначение расчёта заземления

Приступая к расчётам, нужно учесть, что из-за неоднородности почвы и других неучтённых факторов, реальное сопротивление заземления может не совпасть с расчётным. Данные несовпадения случаются даже с лабораториями, имеющими специальное оборудование для анализа грунтов.

Поэтому после проведения работ всегда проверяют сопротивление заземления, и если нужно, добавляют электроды. Целью расчёта сопротивления контура заземления является электробезопасность, условие которой состоит в снижении напряжения прикосновения до безопасного уровня при пробое изоляции и контакте фазного провода с корпусом заземляемого электроприбора.

Безопасным считается максимально допустимое напряжение прикосновения Uп.д.= 40В. Первым этапом расчета будет определение значения тока однофазного замыкания на землю Iкзф.

Поскольку речь идёт о заземлении для частного дома, которое ПУЭ не регламентируется, то Iкзф нужно принять таким, при котором вводный защитный автомат гарантированно отключится за очень быстрое время.

Обозначение вертикального заземлителя

Максимально эффективные значения сопротивления контура заземления

Будет большой ошибкой считать Iкзф равным номинальному току автомата, при котором, согласно время-токовой характеристике, он никогда не сработает, так как реальный порог срабатывания автомата начинается, когда протекающий ток в 1,13 раза больший, чем номинальный, и при этом могут пройти десятки минут до отключения нагрузки.

Время-токовая характеристика срабатывания автоматического выключателя

Значение Iкзф выбирают из графика время-токовой характеристики, чтобы время было не больше нескольких долей секунд. Для автоматов типа С, срабатывание автомата в пределах секунды определяется условием превышения номинального тока раз в пять – десять, в зависимости от температурных условий.

То есть, если на вводе стоит автомат 16А, то заземление должно обеспечивать ток замыкания фазы на землю Iкзф=160А, чтобы защита сработала практически моментально. Исходя из данных условий определяется значение допустимого сопротивления заземления:

где U – напряжение сети. Rзд≤220/160=1,375 Ом. Чтобы при этом выполнялось требование по обеспечению напряжения прикосновения, то Rзд≤ Uп.д./ Iкзф¬. То есть Rзд≤40/160=0,25 Ом.

Допускаемые значения сопротивления заземления, согласно нормативам

Вышеприведённое расчётное значение сопротивления рассчитано, исходя из максимальных параметров, и как будет рассчитано ниже, достижение данного параметра контура заземления будет весьма трудным и затратным делом, особенно, если удельное сопротивление почвы неблагоприятное.

Ещё более труднодостижимым будет данный параметр, если номинал автомата будет большим. Поэтому, в системе TT, согласно ГОСТ30339-95 / ГОСТ Р50669-94 обязательным является использование УЗО с током утечки IΔn≤30мА, при котором Rзд≤ 47 Ом. При IΔn=100мА Rзд≤14 Ом, а при IΔn=300мА Rзд≤4 Ом.

Данное требование ГОСТ касается мобильных зданий, где энергопитание может быть осуществлено только по системе TT, оно является намного более требовательным, чем норматив ПУЭ 1.7.59, где Rзд*IΔn Расчет защитного заземления

Расчет заземления производится для того чтобы определить сопротивление сооружаемого контура заземления при эксплуатации, его размеры и форму. Как известно, контур заземления состоит из вертикальных заземлителей, горизонтальных заземлителей и заземляющего проводника. Вертикальные заземлители вбиваются в почву на определенную глубину.

Горизонтальные заземлители соединяют между собой вертикальные заземлители. Заземляющий проводник соединяет контур заземления непосредственно с электрощитом.

Размеры и количество этих заземлителей, расстояние между ними, удельное сопротивление грунта – все эти параметры напрямую зависят на сопротивление заземления.

К чему сводится расчет заземления?

Заземление служит для снижения напряжения прикосновения до безопасной величины. Благодаря заземлению опасный потенциал уходит в землю тем самым, защищая человека от поражения электрическим током.

Величина тока стекания в землю зависит от сопротивления заземляющего контура. Чем сопротивление будет меньше, тем величина опасного потенциала на корпусе поврежденной электроустановки будет меньше.

Заземляющие устройства должны удовлетворять возложенным на них определенным требованиям, а именно величины сопротивление растекания токов и распределения опасного потенциала.

Поэтому основной расчет защитного заземления сводится к определению сопротивления растекания тока заземлителя. Это сопротивление зависит от размеров и количества заземляющих проводников, расстояния между ними, глубины их заложения и проводимости грунта.

Исходные данные для расчета заземления

1. Основные условия, которых необходимо придерживаться при сооружении заземляющих устройств это размеры заземлителей.

1.1. В зависимости от используемого материала (уголок, полоса, круглая сталь) минимальные размеры заземлителей должны быть не меньше:

Минимальные размеры арматуры применяемые для монтажа заземляющих устройств

1.2. Длина заземляющего стержня должна быть не меньше 1.5 – 2 м.

1.3. Расстояния между заземляющими стержнями берется из соотношения их длины, то есть: a = 1хL; a = 2хL; a = 3хL.

В зависимости от позволяющей площади и удобства монтажа заземляющие стрежни можно размещать в ряд, либо в виде какой ни будь фигуры (треугольник, квадрат и т.п.).

Цель расчета защитного заземления.

Основной целью расчета заземления является определить число заземляющих стержней и длину полосы, которая их соединяет.

Пример расчета заземления

Сопротивление растекания тока одного вертикального заземлителя (стержня):

где – ρ_экв – эквивалентное удельное сопротивление грунта, Ом·м; L – длина стержня, м; d – его диаметр, м; Т – расстояние от поверхности земли до середины стержня, м.

В случае установки заземляющего устройства в неоднородный грунт (двухслойный), эквивалентное удельное сопротивление грунта находится по формуле:

где – Ψ – сезонный климатический коэффициент (таблица 2); ρ₁, ρ₂ – удельное сопротивления верхнего и нижнего слоя грунта соответственно, Ом·м (таблица 1); Н – толщина верхнего слоя грунта, м; t – заглубление вертикального заземлителя (глубина траншеи) t = 0.7 м.

Так как удельное сопротивление грунта зависит от его влажности, для стабильности сопротивления заземлителя и уменьшения на него влияния климатических условий, заземлитель размещают на глубине не менее 0.7 м.

Заглубление горизонтального заземлителя можно найти по формуле:

Монтаж и установку заземления необходимо производить таким образом, чтобы заземляющий стержень пронизывал верхний слой грунта полностью и частично нижний.

Количество стержней заземления без учета сопротивления горизонтального заземления находится по формуле:

Rн – нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, определяется исходя из правил ПТЭЭП (Таблица 3).

Как видно из таблицы нормируемое сопротивления для нашего случая должно быть не больше 30 Ом. Поэтому Rн принимается равным Rн = 30 Ом.

Сопротивление растекания тока для горизонтального заземлителя:

L_г, b – длина и ширина заземлителя; Ψ – коэффициент сезонности горизонтального заземлителя; η_г – коэффициент спроса горизонтальных заземлителей (таблица 4).

Длину самого горизонтального заземлителя найдем исходя из количества заземлителей:

– в ряд; – по контуру.

а – расстояние между заземляющими стержнями.

Определим сопротивление вертикального заземлителя с учетом сопротивления растеканию тока горизонтальных заземлителей:

Полное количество вертикальных заземлителей определяется по формуле:

η_в – коэффициент спроса вертикальных заземлителей (таблица 4).

Коэффициент использования показывает как влияют друг на друга токи растекания с одиночных заземлителей при различном расположении последних. При соединении параллельно, токи растекания одиночных заземлителей оказывают взаимное влияние друг на друга, поэтому чем ближе расположены друг к другу заземляющие стержни тем общее сопротивление заземляющего контура больше.

Полученное при расчете число заземлителей округляется до ближайшего большего.

[content-egg module=GdeSlon template=compare]

Расчёт заземления и его особенности

Важнейшей функцией заземления является электробезопасность. Перед его установкой в частном доме, на подстанции и в других местах необходимо произвести расчёт заземления.

Как выглядит заземление частного дома

Электрический контакт с землёй создаёт погруженная в грунт металлическая конструкция из электродов вместе с подключёнными проводами – всё это представляет собой заземляющее устройство (ЗУ).

Места соединения с ЗУ проводника, защитного провода или экрана кабеля называются точками заземления. На рисунке ниже изображено заземление из одного вертикального металлического проводника длиной 2500 мм, вкопанного в землю. Его верхняя часть размещается на глубине 750 мм в траншее, ширина которой в нижней части составляет 500 мм и в верхней – 800 мм. Проводник может быть связан сваркой с другими такими же заземлителями в контур горизонтальными пластинами.

Вид простейшего заземления помещения

После монтажа заземлителя траншея засыпается грунтом, а один из электродов должен выходить наружу. К нему подключается провод над поверхностью земли, который идет к шине заземления в электрощите управления.

При нахождении оборудования в нормальных условиях на точках заземления напряжение будет нулевым. В идеальном случае при коротком замыкании сопротивление ЗУ будет равно нулю.

При возникновении в заземлённой точке потенциала, должно произойти его зануление. Если рассмотреть любой пример расчёта, можно увидеть, что ток короткого замыкания I_з имеет определенную величину и не может быть бесконечно большим. Грунт обладает сопротивлением растекания тока R_з от точек с нулевым потенциалом до заземлителя:

Решение задачи правильного расчёта заземления особенно важно для электростанции или подстанции, где сосредоточено много оборудования, работающего под высоким напряжением.

Если фазный провод коснётся корпуса электроприбора, падение напряжения на нём определяется величинами R_з и максимально возможного тока. Напряжение прикосновения U_пр всегда будет меньше, чем U_з, поскольку его снижают обувь и одежда человека, а также расстояние до заземлителей.

На поверхности земли, где растекается ток, также существует разность потенциалов. Если она высокая, человек может попасть под шаговое напряжение U_ш опасное для жизни. Чем дальше от заземлителей, тем оно меньше.

Величина U_з должна иметь допустимое значение, чтобы обеспечить безопасность человека.

Снизить величины U_пр и U_ш можно, если уменьшить R_з, за счёт чего также уменьшится ток, протекающий через тело человека.

Если напряжение электроустановки превышает 1 кВ (пример – подстанции на промышленных предприятиях), создаётся подземное сооружение из замкнутого контура в виде рядов металлических стержней, забитых в землю и соединённых сваркой между собой при помощи стальных полос. За счёт этого производится выравнивание потенциалов между смежными точками поверхности.

Безопасная работа с электросетями обеспечивается не только за счёт наличия заземления электроприборов. Для этого ещё необходимы предохранители, автоматические выключатели и УЗО.

Заземление не только обеспечивает разность потенциалов до безопасного уровня, но и создаёт ток утечки, которого должно хватать для срабатывания защитных средств.

Соединять с заземлителем каждый электроприбор нецелесообразно. Подключения производят через шину, расположенную в квартирном щитке. Вводом для неё служит провод заземления или провод РЕ, проложенный от подстанции к потребителю, например, через систему TN-S.

Расчёт заземляющего устройства

Расчёт заключается в определении R_з. Для этого необходимо знать удельное сопротивление грунта ρ, измеряемое в Ом*м. За основу принимают его средние значения, которые сводят в таблицу.

Определение удельного сопротивления грунта

Из приведённых в таблице значений видно, что значение ρ зависит не только от состава грунта, но и от влажности.

Кроме того, табличные величины удельных сопротивлений умножают на коэффициент сезонности K_м, учитывающий промерзание грунта. В зависимости от низшей температуры ( 0 С) его значения могут быть следующими:

Значения коэффициента K_м зависят от способа заложения заземлителей. В числителе приведены его значения при вертикальном погружении заземлителей (с заложением вершин на глубине 0,5-0,7 м), а в знаменателе – при горизонтальном расположении (на глубине 0,3-0,8 м).

На выбранном участке ρ грунта может существенно отличаться от средних табличных значений из-за техногенных или природных факторов.

Когда проводятся ориентировочные расчёты, для одиночного вертикально заземлителя R_з ≈ 0,3∙ρ∙ K_м.

Точный расчёт защитного заземления производят по формуле:

Для n вертикальных электродов, соединённых сверху сваркой R_n = R_з/(n∙ K_исп), где K_исп – коэффициент использования электрода, учитывающий экранирующее влияние соседних (определяется по таблице).

Расположение заземляющих электродов

Формул расчёта заземления существует много. Целесообразно применять метод для искусственных заземлителей с геометрическими характеристиками в соответствии с ПУЭ. Напряжение питания составляет 380 В для трёхфазного источника тока или 220 В однофазного.

Нормированное сопротивление заземлителя, на которое следует ориентироваться, составляет не более 30 Ом для частных домов, 4 Ом – для источника тока при напряжении 380 В, а для подстанции 110 кВ – 0,5 Ом.

Для группового ЗУ выбирается горячекатаный уголок с полкой не менее 50 мм. В качестве горизонтальных соединительных перемычек используется полоса сечением 40х4 мм.

Определившись с составом грунта, по таблице выбирается его удельное сопротивление. В соответствии с регионом, подбирается повышающий коэффициент сезонности K_м.

Выбирается количество и способ расположения электродов ЗУ. Они могут быть установлены в ряд или в виде замкнутого контура.

Замкнутый контур заземления в частном доме

При этом возникает их экранирующее влияние друг на друга. Оно тем больше, чем ближе расположены заземлители. Значения коэффициентов использования заземлителей K_исп для контура или расположенных в ряд, отличаются.

Влияние горизонтальных перемычек незначительно и в оценочных расчётах может не учитываться.

Примеры расчёта контура заземления

Для лучшего освоения методов расчёта заземления лучше рассмотреть пример, а лучше – несколько.

Заземлители часто делают своими руками из стального уголка 50х50 мм длиной 2,5 м. Расстояние между ними выбирается равным длине – h=2.5м. Для глинистого грунта ρ = 60 Ом∙м. Коэффициент сезонности для средней полосы, выбранный по таблицам, равен 1,45. С его учётом ρ = 60∙1,45 = 87 Ом∙м.

Для заземления по контуру роется траншея глубиной 0,5 м и в дно забивается уголок.

Размер полки уголка приводится к условному диаметру электрода:

d = 0.95∙p = 0.995∙0.05 = 87 Ом∙м.

Глубина залегания средней точки уголка составит:

h = 0,5l+t = 0.5∙2.5+0.5 = 1.75 м.

Подставив значения в ранее приведённую формулу, можно определить сопротивление одного заземлителя: R = 27.58 Ом.

По приближенной формуле R = 0.3∙87 = 26.1 Ом. Из расчёта следует, что одного стержня будет явно недостаточно, поскольку по требованиям ПУЭ величина нормированного сопротивления составляет R_норм = 4 Ом (для напряжения сети 220 В).

Количество электродов определяется методом приближения по формуле:

Здесь вначале принимается k_исп = 1. По таблицам находим для 7 заземлителей k_исп = 0,59. Если подставить это значение в предыдущую формулу и снова пересчитать, получится количество электродов n = 12 шт. Затем производится новый перерасчёт для 12 электродов, где опять по таблице находится k_исп = 0,54. Подставив это значение в ту же формулу, получим n = 13.

Таким образом, для 13 уголков R_n = R_з/(n*η) = 27,58/(13∙0,53) = 4 Ом.

Нужно изготовить искусственное заземление с сопротивлением R_норм = 4 Ом, если ρ = 110 Ом∙м.

Заземлитель изготавливается из стержней диаметром 12 мм и длиной 5 м. Коэффициент сезонности по таблице равен 1,35. Ещё можно учесть состояние грунта k_г. Измерения его сопротивления производились в засушливый период. Поэтому коэффициент составил k_г =0,95.

На основе полученных данных за расчётное значение удельного сопротивления земли принимается следующая величина:

ρ = 1,35∙0,95∙110 = 141 Ом∙м.

Для одиночного стержня R = ρ/l = 141/5 = 28,2 Ом.

Электроды располагаются в ряд. Расстояние между ними должно быть не меньше длины. Тогда коэффициент использования составит по таблицам: k_исп = 0,56.

После монтажа заземления производятся измерения электрических параметров на месте. Если фактическое значение R получается выше, ещё добавляются электроды.

Если рядом находятся естественные заземлители, их можно использовать.

Особенно часто это делается на подстанции, где требуется самая низкая величина R. Оборудование здесь используется максимально: подземные трубопроводы, опоры линий электропередач и др. Если этого недостаточно, добавляется искусственное заземление.

Естественное заземление на даче через арматуру фундамента

Устройство размещается внутри фундамента, где шина для подключения выводится наружу.

Любой приведённый пример можно использовать как алгоритм расчёта. При этом для оценки правильности может быть применена онлайн-программа.

Как выглядит онлайн-программа, с помощью которой можно рассчитать заземление

Самостоятельные расчёты заземления являются оценочными. После его монтажа следует произвести дополнительные электрические измерения, для чего приглашаются специалисты. Если грунт сухой, нужно использовать длинные электроды из-за плохой проводимости. Во влажном грунте поперечное сечение электродов следует брать как можно больше по причине повышенной коррозии.

[content-egg module=GdeSlon template=compare]

Как рассчитать контур заземления для частного дома?

Что важно знать?

Заземление дома необходимо для того чтобы снизить напряжение соприкосновения до неопасного показателя. Благодаря ему потенциал направляется в землю и защищает человека от поражения электрическим током. В ПУЭ указывается, что частный дом должен иметь сопротивление растекания при трехфазном питании 4 и 8 Ом (первое значение при 380 В, второе – 220 В), а при однофазном – 2 и 4 Ом.

Электроды изготавливаются из меди, оцинкованной и черной стали. Профили сечения указаны на рисунке ниже:

Методика расчета

Расчет делается исходя от того, какое заземление используется. В формуле указывается количество используемых заземлителей, их длину и толщину. Также все зависит и от параметров грунта, который окружает частный дом.

Существует несколько вариантов установки заземлителей. Это такие методы, как:

Заземление включает в себя горизонтальные и вертикальные стержни, расчет которых осуществляется отдельно. В зависимости от длинны стержня, берется дистанция между ними, т. е. размер а должен быть кратен размеру L. Пример: а = 1xL; а = 2xL.

Формула, по которой делается расчет одиночного вертикального стержня, который не закапывается в почву, выглядит следующим образом:

Расчет заземлителя, который монтируют с углублением на 70 см (h = 0,7 м) в землю, производится по следующей формуле:

Горизонтальное заземление у поверхности рассчитывается по формуле:

Примечание: формула предоставлена для прямоугольного и трубного профиля с шириной полки b, для полосы считать d нужно с учетом d= 0.5b.

Расчет электрода, который располагается в траншее 70 см (h = 0,7 м), производится по следующей формуле:

Для полосы шириной b необходимо считать d =0,5 b.

Расчет суммарного сопротивления заземлителя осуществляется следующим образом:

Этот коэффициент берется из таблицы:

Методом коэффициента использования можно определить, какое воздействие проявляют друг на друга токи растекания с заземлителей при их разнообразном размещении. Например, если их объединить параллельно, то токи растекания электродов имеют взаимное действие на каждый элемент. Поэтому при минимальной дистанции между элементами, сопротивление заземленного контура будет значительно больше.

Заземление происходит по нескольким схемам расположения электродов. Самой распространенной считается схема в виде треугольника. Но это не обязательная конфигурация электродов. Также их можно разместить в одну линию или последовательно по контуру. Такой вариант удобен в том случае, когда для обустройства системы был выделен небольшой узкий участок на земле.

Дополнительно вы можете проверить результат, воспользовавшись онлайн-калькулятором для расчета заземления!

Заземляющий проводник соединяет с электрическим щитом сам контур конструкции. Ниже приведены схемы:

Частный дом требует серьезный расчетов для надежной электробезопасности. Поэтому чтобы не допустить ошибки в интернете существуют специальные программы для расчета заземления, с помощью которых можно точно и быстро рассчитать нужные значения!

[content-egg module=GdeSlon template=compare]

Расчёт заземления

Пошаговая инструкция по проектированию заземления

Шаг 1. Определение значения требуемого нормируемого сопротивления группового заземлителя. Для этого обратимся к ПУЭ, Глава 1.7 “Заземление и защитные меры электробезопасности” [2]. Если заземляющее устройство является общим для установок на различное напряжение, то за расчетное сопротивление заземляющего устройства принимают наименьшее из допустимых. Нас интересуют следующие пункты:

1.7.101. Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генератора или трансформатора или выводы источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений PEN или PE проводника ВЛ напряжением до 1 кВ при количестве отходящих линий не менее двух. Сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора или вывода источника однофазного тока, должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. При удельном сопротивлении земли ρ > 100 Ом • м допускается увеличивать указанные нормы в 0,01ρ раз, но не более десятикратного.

Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью

1.7.104. Сопротивление заземляющего устройства, используемого для защитного заземления открытых проводящих частей, в системе IT должно соответствовать условию:

где R — сопротивление заземляющего устройства, Ом;

U_пр — напряжение прикосновения, значение которого принимается равным 50 В (см. также 1.7.53);

I — полный ток замыкания на землю, А.

Как правило, не требуется принимать значение сопротивления заземляющего устройства менее 4 Ом. Допускается сопротивление заземляющего устройства до 10 Ом, если соблюдено приведенное выше условие, а мощность генераторов или трансформаторов не превышает 100 кВ• А, в том числе суммарная мощность генераторов или трансформаторов, работающих параллельно.

Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью

1.7.96. В электроустановках напряжением выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства при прохождении расчетного тока замыкания на землю в любое время года с учетом сопротивления естественных заземлителей должно быть

но не более 10 Ом, где I — расчетный ток замыкания на землю, А.

В качестве расчетного тока принимается:

1) в сетях без компенсации емкостных токов — ток замыкания на землю;

2) в сетях с компенсацией емкостных токов: для заземляющих устройств, к которым присоединены компенсирующие аппараты, — ток, равный 125% номинального тока наиболее мощного из этих аппаратов;

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

Расчетный ток замыкания на землю должен быть определен для той из возможных в эксплуатации схем сети, при которой этот ток имеет наибольшее значение.

Шаг 2. Удельное сопротивление грунта в месте строительства заземляющего устройства. В лучшем варианте у Вас в наличии могут быть результаты геологических изысканий, выполненные спец. организацией. В ином случае, обратитесь к карте грунтов местности, в соответствии с ней выберите значение по таблице 1 [1] с.148:

Таблица 1 – Приближенные значения удельных электрических сопротивлений различных грунтов и воды:

Шаг 3. Местонахождение выполненяемых работ определяет климатическую зону, характерную для данной местности [1] с.151:

Таблица 2 – Признаки климатических зон для определения коэффициентов сезонности ψ:

температура (январь), °С

температура (июль), °С

Шаг 4. В зависимости от габаритов горизонтального и вертикального заземлителей находим коэффициент сезонности, который показывает на сколько промерзание грунта снижает эффективность заземления [1] с.151:

Таблица 3 – Коэффициенты сезонности ψ для однородной земли:

измерения ее сопротивления

Шаг 5. Количество применяемых горизонтальных и вертикальных электродов создает понятие коэффициента использования этих устройств. Ведь электрод, удаленный от точки подключения заземления имеет ниже эффективность, чем первый. Таким образом, исходя из таблиц 4, 5, мы видим, что не рационально использование более 20 шт. заземлителей размещенных в ряд. А при размещении по контуру – невозможно применение 2-х штырей.

Таблица 4 – Коэффициенты использования η_в вертикальных электродов группового заземлителя (труб, уголков и т.п.) без учета влияния полосы связи:

вертикальными электродами к их длине

Таблица 5 – Коэффициенты использования η_г горизонтального полосового электрода, соединяющего вертикальные электроды (трубы, уголки и т.п.) группового заземлителя:

вертикальными электродами к их длине

Шаг 6. Расчет сопротивлений выполняется по формулам [1] с.90-91:

Таблица 6 – Формулы для вычисления сопротивлений одиночных заземлителей растеканию тока в однородном грунте:

Для уголка с шириной полки b

Для уголка с шириной полки b

Для полосы шириной b

Для полосы шириной b

Для полосы шириной b

Для полосы шириной b

В онлайн калькуляторе выбран самый распространенный тип прокладки заземлителей:

– вертикальный: 4. Стержневой круглого сечения в земле;

– горизонтальный: 5. Протяженная полоса в земле.

Обратите внимание, что t – глубина залегания, для горизонтального – глубина прокладки (0,5÷0,7 м), для вертикального – погружение в землю центральной точки (например, 3-х метровый штырь забивается в траншею глубиной 0,7 м, тогда t=(0,7+3)/2=1,85 м)

Шаг 7. Сопротивление группового заземлителя рассчитывается по формуле [1] с.108:

[content-egg module=GdeSlon template=compare]

Источник статьи: http://dom-srub-banya.ru/odin-kontur-zazemleniya-dlya-doma-i-bani/