електрика

Контур заземлення – пристрій, розрахунок і монтаж системи заземлення для заміського будинку

контур заземлення

Завдяки розвитку технологій многомощной електричні прилади заполонили наші будинки. Вже важко уявити собі життя без холодильника, пральної машини, мікрохвильової печі, індукційної плити – адже все це ми використовуємо щодня. Не варто забувати, що електричні прилади становлять небезпеку для нас в разі порушення їх ізоляції. Тому необхідно обов’язково облаштувати контур заземлення для всього будинку, убезпечивши тим самим себе і прилади від пробою на корпус.

зміст

  • Для чого потрібен контур заземлення
  • Пристрій контуру заземлення
  • Як зробити розрахунок
  • Контур заземлення: схема
  • Спорудження контуру заземлення

 

Для чого потрібен контур заземлення

Вияснять сухим технічним мовою, заземлення має на увазі електричне з’єднання з землею (ґрунтом) неструмоведучих частин електроустановок, виконане навмисно. При цьому дані частини електроприладів не перебувають під напругою в нормальному стані, але можуть опинитися під ним. Причиною може стати порушення ізоляції в тому числі.

Щоб пояснити більш простою доступною мовою, доведеться згадати шкільний курс фізики. Як ми пам’ятаємо, ток має властивість текти в сторону найменшого опору. Якщо ізоляція струмоведучих частин приладів порушена, струм буде шукати місце, в якому опір найнижче. Так відбувається пробій на корпус електроприладу. Іншими словами металевий корпус буде перебувати під напругою. Крім того, що це може порушити роботу самого приладу або навіть поламати його, якщо в даний момент людина доторкнеться до поверхні корпусу, він отримає удар струмом.

Контур заземлення необхідний для того, щоб струм розподілився між людиною і заземлювальним пристроєм обернено пропорційно їх опорам. З огляду на, що опір тіла людини в багато разів буде перевищувати опір заземлюючого контуру, через нього пройде гранично допустимий струм, а решті піде в землю. Ми підійшли до дуже важливого моменту: виконуючи контур заземлення власними руками, необхідно зробити його таким, щоб його опір було мінімально допустимим.

Так виглядає контур заземлення

Контур заземлення виконується за допомогою сталевих стрижнів, що забиваються на глибину, і планок, содіняющіх їх

Пристрій контуру заземлення

Найчастіше заземлення виконується за допомогою металевих стрижнів – електродів, заглиблених в грунт і з’єднаних між собою вгорі смугою або прутом. Дана конструкція з’єднується з прибудинкових щитком кабелем або такий же металевою смугою.

При цьому глибина розташування електродів залежить від насиченості грунту водою. Чим вище знаходяться грунтові води, тим менше буде потрібно глибина.

Відстань від будинку має становити не менше 1 м, але не більше 10 м.

розміри заземлювачів

Мінімальні допустимі розміри арматури, застосовувані для монтажу заземлюючих пристроїв

Контур заземлення приватного будинку виконується за допомогою стрижнів, в якості яких можуть виступати сталевий куточок, арматура з гладкою структурою, труба, двутавр. Площа перетину електродів повинна бути більше 1,5 см2, а форма повинна бути зручною для забивання в землю.

Стрижні розташовуються в ряд або у вигляді геометричної фігури: трикутник, квадрат, прямокутник. Це залежить від зручності монтажу конструкції і площі, яку можна використовувати. Також можливий варіант обладнання контуру по периметру будівлі. Але найпоширенішим і раніше залишається трикутний контур заземлення. У вершинах фігури вбиті електроди, які з’єднані між собою сталевою смугою.

Важливо! Контур заземлення повинен розташовуватися обов’язково нижче промерзання грунту.

Іншими словами, заземлення можна зробити, використовуючи підручний матеріал. Але є можливість придбати готовий комплект для облаштування контуру заземлення. У нього входять стрижні – електроди з обмідненої стали, довжиною 1 м, з’єднуються різьбових з’єднань. Такі комплекти коштують недешево, але значно полегшують завдання і довговічні у використанні.

Як зробити розрахунок

Безумовно, заземлення можна виконати дослідним шляхом. Наприклад, визначити глибину залягання води, відступити від будинку на оптимальну відстань і облаштувати трикутний контур. Зварити електроди між собою і виміряти опір вийшла конструкції. Якщо воно виявиться занадто великим, заглибити ще додаткові електроди, приєднати їх до попередніх і знову зробити виміри. І так поки результат вимірів не буде відповідати вимогам.

Фахівці ж настійно рекомендують перед тим, як зробити контур заземлення, провести всі необхідні розрахунки. Визначити число вертикальних заземлювачів – електродів, яке знадобиться, і довжину сполучної смуги в залежності від опору ґрунту.

Для початку потрібно визначити опір одного вертикального заземлювача – електрода.

Значення опору одного вертикального заземлювача

Формула 1. Опір одного вертикального заземлювача

де,

R0 – опір одного електрода, Ом;

Реквієм – еквівалентний питомий опір ґрунту, Ом * м;

L – довжина електрода, м;

d – діаметр електрода, мм;

T – відстань від середини електрода до поверхні землі, м.

Значення питомої опору грунту

Таблиця 1. Питомий опір грунту

 

Сезонний кліматичний коефіцієнт опору грунту

Таблиця 2. Значення сезонного кліматичного коефіцієнта опору грунту

Значення опору грунту можна брати з таблиці, але якщо грунт неоднорідний, тоді

 

Еквівалетное питомий опір грунту, якщо він неоднорідний

Формула 2. Еквівалетное питомий опір неоднорідного ґрунту

де,

Ψ – сезонний кліматичний коефіцієнт;

P1, P2 – питомий опір ґрунту (1 – верхнього шару, 2 – нижній шар), Ом * м;

H- товщина верхнього шару грунту, м;

t- глибина, на яку забивається електрод, м (глибина траншеї);

Якщо не враховувати опір горизонтального заземлювача, то кількість електродів можна знайти за формулою:

Формула знаходження кількості електродів

Формула 3. Кількість електродів без урахування опору горизонтального заземлювача

де,

n0 – кількість електродів;

Rн- нормований опір заземлення, виходячи з ПТЕЕС.

Таблиця відповідності

Таблиця 3. Найбільше допустиме значення опору заземлюючих пристроїв (ПТЕЕС)

Визначаємо опір струму горизонтального заземлювача за формулою:

Формула для знаходження опору струму горизонтального заземлювача

Формула 4. Опір струму розтікання горизонтального заземлювача

де,

Lг – довжина заземлювача;

b- ширина заземлювача;

ψ – коефіцієнт сезонності горизонтального заземлювача;

ɳГ – коефіцієнт попиту горизонтальних заземлювачів.

Довжина заземлювача знаходиться так:

Формула для знаходження довжини горизонтального заземлювача

Формула 5. Довжина горизонтального заземлювача

де,

a – відстань між електродами.

Опір вертикальних електродів з урахуванням горизонтального заземлювача:

Формула знаходження опору вертикальних заземлювачів

Формула 6. Опір вертикальних заземлювачів – електродів з урахуванням опору горизонтального заземлювача

Підсумкове кількість вертикальних заземлювачів – електродів одно:

Підсумкове кількість електродів

Формула 7. Остаточна кількість вертикальних заземлювачів

де,

ɳв – коефіцієнт попиту вертикальних заземлювачів.

Значення коефіцієнтів використання заземлювачів

Таблиця 4. Коефіцієнт використання заземлювачів

Показник під назвою «коефіцієнт використання» показує вплив один на одного струмів в залежності від розташування вертикальних електродів. Якщо електроди з’єднані паралельно, то струми, що протікають по ним, впливають один на одного. Чим менше відстань між електродами, тим загальний опір контура більше.

Якщо число заземлювачів, отримане за останньою формулою, виявляється не цілим, округляємо його до цілого в більшу сторону.

Контур заземлення: схема

Після того, як всі розрахунки проведені, вибираємо зручне місце для розташування контуру заземлення. Визначаємося, якою фігурою будуть розташовуватися електроди. Потім малюємо схему контуру заземлення з урахуванням типу використовуваних матеріалів. Обов’язково вказуємо, що використовували для електродів і для сполучної смуги, їх довжину і діаметр, глибину розташування.

Схема контуру заземлення

Контур заземлення: схема на паспорті (зовні будівлі) – приклад

Схема контуру заземлення

Контур заземлення: схема на паспорті (всередині будівлі) – приклад

Все це нам стане в нагоді не тільки для зручності монтажу і на майбутнє, але і для того, щоб отримати паспорт контуру заземлення. Коли монтажні роботи будуть завершені і опір контуру виміряна, співробітники енергоуправління, яких необхідно буде запросити, видадуть і завізують всю необхідну документацію на контур заземлення. Звичайно, це в тому випадку, якщо все зроблено правильно.

Спорудження контуру заземлення

Монтаж контуру заземлення краще починати в теплу пору року. Так буде легше проводити земляні роботи і виміряти опір заземлення. Тоді ж буде більш достовірно видно, на якій глибині залягають грунтові води.

Розглянемо варіант облаштування контуру заземлення у вигляді трикутника:

Як зробити контур заземлення в приватному будинку

Для облаштування контуру заземлення необхідно вирити траншею на глибину промерзання грунту

  1. Місце ми вже вибрали. Тому копаємо траншею глибиною від 0,7 м до 1 м (нижче промерзання грунту), шириною 0,5 – 0,7 м. Лінії повинні утворювати трикутник зі стороною, довжина якої була визначена в ході розрахунків.
  2. Від одного з кутів трикутника копаємо траншею в сторону силового щитка.
  3. У вершинах трикутника вбиваємо заземлювачі – електроди. Що саме будемо для цього використовувати, необхідно вирішити на етапі розрахунків. Нехай в якості прикладу це буде сталевий куточок 50 * 50 мм. Якщо щільність грунту не дозволяє просто забити стрижні, доведеться бурити свердловини.
  4. Заглиблюють стрижні так, щоб вони виступали над рівнем ґрунту. Якщо нам все ж довелося бурити свердловини, встановлюємо в них куточки і засипаємо грунтом, змішаним з сіллю.
  5. Беремо сталеву смугу 40 * 5 мм і приварюють до електродів, утворюючи контур у вигляді трикутника. Потім від одного з них ведемо смугу до силової шафи.
  6. Смугу закріплюємо до проводу заземлення або силовому щитку за допомогою болта діаметром 10 мм. При цьому болт обов’язково приварюють до смуги.
  7. На цьому етапі перевіряємо опір контуру заземлення Омметром. Прилад цей недешевий, купувати його немає сенсу. Краще запросити співробітників з енергоуправління, щоб вони зняли заміри і заповнили паспорт контуру заземлення. Показник опору повинен бути менше необхідного. Якщо немає, тоді необхідно забивати додаткові електроди.
  8. Якщо опір виявилося достатнім, засипаємо траншею однорідним грунтом без будівельного сміття та щебеню.

Важливо! Під час подальшої експлуатації в аномально посушливу погоду контур заземлення бажано поливати зі шланга водою, щоб знизити його опір.

Всі роботи, пов’язані з розрахунками і монтажем контуру заземлення, можна довірити професіоналам, у яких більше досвіду. Це допоможе заощадити час і нерви. Але якщо Ви схильні все робити власними руками, дерзайте. Ваше творіння буде служити захистом Вам і Вашій родині.

logo

Leave a Comment