Контур заземление: Как правильно сделать контур заземления: таблицы, формулы

Контур заземления, его устройство, расчет и схема

Устройство контура заземления, установка и проверка уровня сопротивления контура – это работы, необходимость которых обусловлена спасением жизни человека и предохранением зданий от пожаров. Для производства работ следует выполнять требования ПУЭ, знать способы производства работ по монтажу защитного контура.

Каждый новичок хочет знать, что же это такое заземление и его контур.

Устройство и принцип действия заземления

Защитное устройство и его основное назначение – соединение всех потребителей электричества, при помощи заземляющего провода с контуром защиты. Систем заземления 3, но в жилом помещении наиболее часто устанавливают систему с маркировкой TN – 5. Эта система предусматривает проведение ноля и земли двумя отдельными проводами.

При коротком замыкании или утечке тока с корпуса приборов снимается опасное напряжение и по проводу подается на контур защитного заземления. Он должен монтироваться и изготавливаться, выполняя требования ГОСТа. Нормы, предусматривают оборудование контура с учетом уровня сопротивления. На его величину влияют:

• виды почвы;
• влажность и уровень грунтовых вод;
• глубина погружения заземлителей;
• количества заземлителей в контуре;
• материалы электрода и всех составляющих устройства.

По форме, контур заземления, согласно нормам СНиП, делают в форме равностороннего треугольника, из вертикальных заземлителей и горизонтальных электродов. Они должны располагаться на определенной глубине. Из этого значения и свойства грунта производится расчет контура заземления. Каждый вид грунта имеет свой уровень сопротивления растекания токов КЗ.

Для обустройства контура защиты лучшим вариантом будет:

• торфяник;
• суглинистая почва;
• глинистая, с близко расположенными грунтовыми водами.

Худшими свойствами обладают каменистые участки грунта и монолитные скалы. На выбор влияют климатические особенности региона установки.

Проведение расчета защитного контура

Сопротивление контура заземления следует проводить, определив несколько значений:

1. Определить удельное сопротивление почвы на участке.
2. Выявить влажность грунта.
3. Уровень солености почвы.
4. Средней температуры в регионе.
5. Расстояние от фундамента до контура.
6. Размеров заземлителей и других деталей устройства.

Методика расчетов «проста» — нужно знать множество физических формул и иметь инженерное образование. Но, как правило, никакая методика выполнения расчетов не может учитывать все значения. Поэтому, проведя монтаж наружного контура заземления и измерив, значение сопротивления защиты – вы увидите, что расчет не совпадает с фактическим результатом.

По этой причине, для обустройства в данном регионе выполняется типовой проект, остается только провести изменения, учитывая удаление устройства от здания. И затем проводят измерение сопротивления контура, вносят изменения до достижения номинального значения сопротивления, не более 4 Ом в жилищном строительстве.

Поэтому, выбрав лучшую схему, соблюдая все размеры и глубину забивания заземлителей, подобрав качественный материал, правильно сделать работу для вашего жилья не составит труда. А рассчитать заземление нужно обязательно для крупных промышленных и торговых зданий.

Объекты, требующие оснащения контуром

Для безопасного проживания и условий труда, каждое помещение, в котором установлены промышленные или бытовые электроустановки обязано быть защищено.

Для этого, оборудуется как внутренний контур заземления, так и наружный. Защита должна быть установлена в помещениях:

• С различными по мощности железными кожухами и корпусами приборов, станков и осветительных устройств.
• В электрощитовых, в которых находятся стальные корпуса щитков, шкафов и другого электротехнического оборудования, а также в комплектных трансформаторных подстанциях (ктп).
• В местах с металлоконструкциями, оболочками кабелей, проводов различного сечения, а также защитных стальных трубопроводов для кабелей.
• Вторичная обмотка измерительного трансформатора.

Заземление не проводится:

• для арматуры изоляторов и штырей, крепления их на опорах электропередачи;
• оборудования установленного на заземленные корпуса электроустановок;
• электроизмерительные устройства, автоматы защиты, установленные в электрощитках или на одной из стен камеры распределяющего устройства.

При особо оговоренных условиях может не заземляться металлическая защитная оболочка контрольного кабеля.

Наружный контур заземления потребует проведения земляных работ, поэтому, приготовьтесь к тяжелой и небыстрой работе.

Установка контура заземления

Способов установки несколько. Новая, но более затратная методика модульно-штырьевого монтажа всем хороша. Но этот способ мы рассмотрим несколько позже. Мы разберем классический монтаж контура заземления.

Сначала проводятся подготовительные работы.

Подготовка к монтажу

Определяемся с местом установки защиты. Лучшим решением будет расположение контура недалеко от здания и со стороны установки распределительного электрощита.

Исходя из требований пункта 1.7.111 ПУЭ — все вертикально и горизонтально расположенные электроды должны изготавливаться из меди, оцинкованного или обычного стального уголка или другого профиля. Окрашивать поверхность заземлителей нельзя, для лучшего токоотведения и обнаружения дефектов.

Для обустройства, нам потребуется 50 уголков толщиной полок — 5 мм и полоса шириной — 40 мм. Это основные материалы для изготовления самого контура. Также нам потребуются провода достаточного сечения, для обустройства внутреннего контура заземления и разделения проводки на нулевой провод и проводник земли.

Теперь готовим к работе лопату и начинаем выполнение основного этапа работ.

Монтаж защитного устройства

Копаем треугольную траншею — длиной стороны 3 м, на ширину штыка лопаты и глубиной не менее полуметра. Можно выполнить прямую траншею — длиной не менее 6 м (таким способом оснащаются устройства с недавнего времени). Если делаем по старой методе, в углах равностороннего треугольника кувалдой забиваем заземлители до необходимой глубины. Его нельзя засовывать в готовую скважину, он должен плотно и без зазоров погрузится на глубине не более 3 м.

При оснащении прямолинейной системы, через каждый метр, забиваем по 1-му заземлителю, но не более 5-ти штук. Для лучшего захода в землю, заострите края уголка на заточном станке или обрежьте их болгаркой. Погрузиться в грунт колья должны не полностью, над поверхностью земли должен быть отрезок уголка не менее 200 мм.

Надеваем сварочный костюм и маску, готовим аппарат и подвариваем к вертикальным заземлителям горизонтальные электроды, из полосы шириной не менее 40 мм. От нее, к стене здания, по выкопанной траншее проводим полосу или отрезок силового кабеля достаточного сечения. Теперь, заводим в здание и подводим к входящему электрощиту, а от него выполняем заземление внутридомовой системы.

При проведении заземляющего проводника, с помощью силового кабеля, работы выполняют следующим способом: на вертикальный заземлитель, болтом и гайкой с надежным гровером, закрепляем, запакованный в концевой контакт отрезок кабеля. Для выполнения этой работы понадобится:

• медная шина сечение которой более 10 мм2;
• алюминиевая, сечением более 16 мм2;
• металлический проводник более 75 мм2 сечением.

Все места сварки, проверив качество шва, покрываем грунтовкой или растопленной смолой. В месте сварки металл ослаблен из-за высокой температуры при сваривании и сильнее поддается коррозии. Выполнив все завершающие работы, засыпаем траншею. Сначала слоем песка, а потом заполняем вынутым грунтом.

Все основные работы выполнены, теперь нам остается выполнить измерение сопротивления контура заземления.

Замер сопротивления защитного устройства

Выполнять эту работу лучше в летнее или зимнее время. В эти моменты грунт имеет наибольшую величину электрического сопротивления. В разных условиях применения величина может быть различной. Для жилого здания, это значение не должно превышать 30 Ом. Для измерения сопротивления применяют специальные измерители сопротивления «МС- 08» или «М-416». Выполняется с использованием системы пробных электродов.

Выполнение замеров разбито на несколько этапов.

Между контуром и зданием расположен потенциальный зонд на расстоянии не менее 20–ти метров, а второй выносной электрод располагаем на прямой линии с потенциальным электродом и контуром, на расстоянии не более 40 метров. Подключаем напряжение и выполняем замер уровня сопротивления. Выполняем эту операцию несколько раз, приближая выносной кол на расстояние не менее 5 метров. Выполнив эти замеры, определяем сопротивление контура.

При замерах в обширных подземных коммуникациях, потребуется выполнение дополнительного измерения данной физической величины. Такие замеры проводятся на различных расстояниях между заземлителями и по разным направлениям.

Но во всех измерениях, номинальной величиной сопротивления заземления будет наихудший результат выполненных замеров. В любое время года и в различных погодных условиях, значение сопротивления защиты не должно быть выше наибольшей допустимой величины.

После выполнения замеров и определения сопротивления электрического тока цепи защитного устройства, комиссия составляет акт проведения и контрольного измерения заземления здания. В процессе пользования необходимо проверять надежность обтяжки болта на подключении к заземляющему проводнику, а также при очень высокой температуре, не забывайте смачивать места заглубления электродов.

Проведя все работы по монтажу и контрольному замеру, мы получаем безопасное жилое помещение, защищенное от токов короткого замыкания.

Заземление. Что это такое и как его сделать (часть 1) / Хабр

Мой рассказ будет состоять из трёх частей.

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)

В первой части (теория) я опишу терминологию, основные виды заземления (назначение) и предъявляемые к заземлению требования.
Во второй части (практика) будет рассказ про традиционные решения, применяемые при строительстве заземляющих устройств, с перечислением достоинств и недостатков этих решений.
Третья часть (практика) в некотором смысле продолжит вторую. В ней будет содержаться описание новых технологий, используемых при строительстве заземляющих устройств. Как и во второй части, с перечислением достоинств и недостатков этих технологий.

Если читатель обладает теоретическими знаниями и интересуется только практической реализацией — ему лучше пропустить первую часть и начать чтение со второй части.

Если читатель обладает необходимыми знаниями и хочет познакомиться только с новинками — лучше пропустить первые две части и сразу перейти к чтению третьей.

Мой взгляд на описанные методы и решения в какой-то степени однобокий. Прошу читателя понимать, что я не выдвигаю свой материал за всеобъемлющий объективный труд и выражаю в нём свою точку зрения, свой опыт.

Некоторая часть текста является компромиссом между точностью и желанием объяснить “человеческим языком”, поэтому допущены упрощения, могущие “резать слух” технически подкованного читателя.

1 часть. Заземление

В этой части я расскажу о терминологии, об основных видах заземления и о качественных характеристиках заземляющих устройств.

А. Термины и определения
Б. Назначение (виды) заземления

Б1. Рабочее (функциональное) заземление
Б2. Защитное заземление

Б2.1. Заземление в составе внешней молниезащиты
Б2.2. Заземление в составе системы защиты от перенапряжения (УЗИП)
Б2.3. Заземление в составе электросети

В. Качество заземления. Сопротивление заземления.

В1. Факторы, влияющие на качество заземления

В1.1. Площадь контакта заземлителя с грунтом
В1.2. Электрическое сопротивление грунта (удельное)

В2. Существующие нормы сопротивления заземления
В3. Расчёт сопротивления заземления

А. Термины и определения

Чтобы избежать путаницы и непонимания в дальнейшем рассказе — начну с этого пункта.
Я приведу установленные определения из действующего документа “Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ)” в последней редакции (глава 1.7 в редакции седьмого издания).

И попытаюсь “перевести” эти определения на “простой” язык.

Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством (ПУЭ 1.7.28).

Грунт является средой, имеющей свойство “впитывать” в себя электрический ток. Также он являться некоторой “общей” точкой в электросхеме, относительно которой воспринимается сигнал.

Заземляющее устройство — совокупность заземлителя/ заземлителей и заземляющих проводников (ПУЭ 1.7.19).

Это устройство/ схема, состоящее из заземлителя и заземляющего проводника, соединяющего этот заземлитель с заземляемой частью сети, электроустановки или оборудования. Может быть распределенным, т.е. состоять из нескольких взаимно удаленных заземлителей.

На рисунке оно показано толстыми красными линиями:

Заземлитель — проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с грунтом (ПУЭ 1.7.15).

Проводящая часть — это металлический (токопроводящий) элемент/ электрод любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро 🙂 и т.п.), находящийся в грунте и через который в него “стекает” электрический ток от электроустановки.

Конфигурация заземлителя (количество, длина, расположение электродов) зависит от требований, предъявляемых к нему, и способности грунта “впитывать” в себя электрический ток идущий/ “стекающий” от электроустановки через эти электроды.

На рисунке он показан толстыми красными линиями:

Сопротивление заземления — отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю (ПУЭ 1.7.26).

Сопротивление заземления — основной показатель заземляющего устройства, определяющий его способность выполнять свои функции и определяющий его качество в целом.

Сопротивление заземления зависит от площади электрического контакта заземлителя (заземляющих электродов) с грунтом (“стекание” тока) и удельного электрического сопротивления грунта, в котором смонтирован этот заземлитель (“впитывание” тока).

Заземляющий электрод (электрод заземлителя) — проводящая часть, находящаяся в электрическом контакте с локальной землей (ГОСТ Р 50571.21-2000 п. 3.21)

Повторюсь: в качестве проводящей части может выступать металлический (токопроводящий) элемент любого профиля и конструкции (штырь, труба, полоса, пластина, сетка, ведро 🙂 и т.п.), находящийся в грунте и через который в него “стекает” электрический ток от электроустановки.

На рисунке они показаны толстыми красными линиями:

Далее определения, не встречающиеся или не описанные достаточно точно в стандартах и нормах, поэтому имеющие только мое описание.

Контур заземления — “народное” название заземлителя или заземляющего устройства, состоящего из нескольких заземляющих электродов (группы электродов), соединенных друг с другом и смонтированных вокруг объекта по его периметру/ контуру.

На рисунке объект обозначен серым квадратом в центре,

а контур заземления — толстыми красными линиями:

Удельное электрическое сопротивление грунта — параметр, определяющий собой уровень «электропроводности» грунта как проводника, то есть как хорошо будет растекаться в такой среде электрический ток от заземляющего электрода.

Это измеряемая величина, зависящая от состава грунта, размеров и плотности

прилегания друг к другу его частиц, влажности и температуры, концентрации в нем растворимых химических веществ (солей, кислотных и щелочных остатков).

Б. Назначение (виды) заземления

Заземление делится на два основных вида по выполняемой роли — на рабочее (функциональное) и защитное. Также в различных источниках приводятся дополнительные виды, такие как: “инструментальное”, “измерительное”, “контрольное”, “радио”.

Б1. Рабочее (функциональное) заземление

Это заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (не в целях электробезопасности) (ПУЭ 1.7.30).

Рабочее заземление (электрический контакт с грунтом) используется для нормального функционирования электроустановки или оборудования, т.е. для их работы в ОБЫЧНОМ режиме.

Б2. Защитное заземление

Это заземление, выполняемое в целях электробезопасности (ПУЭ 1.7.29).

Защитное заземление обеспечивает защиту электроустановки и оборудования, а также защиту людей от воздействия опасных напряжений и токов, могущих возникнуть при поломках, неправильной эксплуатации техники (т.е. в АВАРИЙНОМ режиме) и при разрядах молний.

Также защитное заземление используется для защиты аппаратуры от помех при коммутациях в питающей сети и интерфейсных цепях, а также от электромагнитных помех, наведенных от работающего рядом оборудования.

Подробнее защитное назначение заземления можно рассмотреть на двух примерах:

• в составе внешней молниезащитной системы в виде заземленного молниеприёмника
• в составе системы защиты от импульсного перенапряжения
• в составе электросети объекта

Б2.1. Заземление в составе молниезащиты

Молния — это разряд или другими словами «пробой», возникающий ОТ облака К земле, при накоплении в облаке заряда критической величины (относительно земли). Примерами этого явления в меньших масштабах является “пробой” (wiki) в конденсаторе и газовый разряд (wiki) в лампе.

Воздух — это среда с очень большим сопротивлением (диэлектрик), но разряд преодолевает его, т.к. обладает большой мощностью. Путь разряда проходит по участкам наименьшего сопротивления, таким как капли воды в воздухе и деревья. Этим объясняется корнеобразная структура молнии в воздухе и частое попадание молнии в деревья и здания (они имеют меньшее сопротивление, чем воздух в этом промежутке).

При попадании в крышу здания, молния продолжает свой путь к земле, также выбирая участки с наименьшим сопротивлением: мокрые стены, провода, трубы, электроприборы — таким образом представляя опасность для человека и оборудования, находящихся в этом здании.

Молниезащита предназначена для отвода разряда молнии от защищаемого здания/ объекта. Разряд молнии, идущий по пути наименьшего сопротивления попадает в металлический молниеприёмник над объектом, затем по металлическим молниеотводам, расположенным снаружи объекта (например, на стенах), спускается до грунта, где и расходится в нём (напоминаю: грунт является средой, имеющей свойство “впитывать” в себя электрический ток).

Для того, чтобы сделать молниезащиту «привлекательной» для молнии, а также для исключения распространения молниевых токов от деталей молниезащиты (приёмник и отводы) внутрь объекта, её соединение с грунтом производится через заземлитель, имеющий низкое сопротивление заземления.

Заземление в такой системе является обязательным элементом, т.к. именно оно обеспечивает полный и быстрый переход молниевых токов в грунт, не допуская их распространение по объекту.

Б2.2. Заземление в составе системы защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП)

УЗИП предназначено для защиты электронного оборудования от заряда, накопленного на каком-либо участке линии/сети в результате воздействия электромагнитного поля (ЭМП), наведенного от рядом стоящей мощной электроустановки (или высоковольтной линии) или ЭМП, возникшего при близком (до сотен метров) разряде молнии.

Ярким примером этого явления является накопление заряда на медном кабеле домовой сети или на “пробросе” между зданиями во время грозы. В какой-то момент приборы, подключенные к этому кабелю (сетевая карта компьютера или порт коммутатора), не выдерживают «размера» накопившегося заряда и происходит электрический пробой внутри этого прибора, разрушающий его (упрощенно).

Для “стравливания” накопившегося заряда параллельно “нагрузке” на линию перед оборудованием ставит УЗИП.

Классический УЗИП представляет собой газовый разрядник (wiki), рассчитанный на определенный «порог» заряда, который меньше “запаса прочности” защищаемого оборудования. Один из электродов этого разрядника заземляется, а другой — подключается к одному из проводов линии/ кабеля.

При достижении этого порога внутри разрядника возникает разряд 🙂 между электродами. В результате чего накопленный заряд сбрасывается в грунт (через заземление).

Как и в молниезащите — заземление в такой системе является обязательным элементом, т.к. именно оно обеспечивает своевременное и гарантированное возникновение разряда в УЗИПе, не допуская превышение заряда на линии выше безопасного для защищаемого оборудования уровня.

Б2.3. Заземление в составе электросети

Третий пример защитной роли заземления — это обеспечение безопасности человека и электрооборудования при поломках/ авариях.

Проще всего такая поломка описывается замыканием фазного провода электросети на корпус прибора (замыкание в блоке питания или замыкание в водонагревателе через водную среду). Человек, коснувшийся такого прибора, создаст дополнительную электрическую цепь, через которую побежит ток, вызывающий в теле повреждения внутренних органов — прежде всего нервной системы и сердца.

Для устранения таких последствий используется соединение корпусов с заземлителем (для отвода аварийных токов в грунт) и защитные автоматические устройства, за доли секунды отключающие ток при аварийной ситуации.

Например, заземление всех корпусов, шкафов и стоек телекоммуникационного оборудования.

В. Качество заземления. Сопротивление заземления.

Для корректного выполнения заземлением своих функций оно должно иметь определенные параметры/ характеристики. Одним из главных свойств, определяющих качество заземления, является сопротивление растеканию тока (сопротивление заземления), определяющее способность заземлителя (заземляющих электродов) передавать токи, поступающие на него от оборудования в грунт.
Это сопротивление имеет конечные значения и в идеальном случае представляет собой нулевую величину, что означает отсутствие какого-либо сопротивления при пропускании «вредных» токов (это гарантирует их ПОЛНОЕ поглощение грунтом).

В1. Факторы, влияющие на качество заземления

Сопротивление в основном зависит от двух условий:

• площадь ( S ) электрического контакта заземлителя с грунтом
• электрическое сопротивление ( R ) самого грунта, в котором находятся электроды

В1.1. Площадь контакта заземлителя с грунтом.

Чем больше будет площадь соприкосновения заземлителя с грунтом, тем больше площадь для перехода тока от этого заземлителя в грунт (тем более благоприятные условия создаются для перехода тока в грунт). Это можно сравнить с поведением автомобильного колеса на повороте. Узкая покрышка имеет небольшую площадь контакта с асфальтом и легко может начать скользить по нему, “отправив” автомобиль в занос. Широкая покрышка, да еще и немного спущенная, имеет много бОльшую площадь контакта с асфальтом, обеспечивая надежное сцепление с ним и, следовательно, надежный контроль за движением.(Пример оказался неграмотным. Спасибо SVlad — комментарий: habrahabr.ru/post/144464/#comment_4854521)

Увеличить площадь контакта заземлителя с грунтом можно либо увеличив количество электродов, соединив их вместе (сложив площади нескольких электродов), либо увеличив размер электродов. При применении вертикальных заземляющих электродов последний способ очень эффективен, если глубинные слои грунта имеют более низкое электрическое сопротивление, чем верхние.

В1.2. Электрическое сопротивление грунта (удельное)

Напомню: это величина, определяющая — как хорошо грунт проводит ток через себя. Чем меньшее сопротивление будет иметь грунт, тем эффективнее/ легче он будет “впитывать” в себя ток от заземлителя.

Примерами грунтов, хорошо проводящих ток, является солончаки или сильно увлажненная глина. Идеальная природная среда для пропускания тока — морская вода.

Примером “плохого” для заземления грунта является сухой песок.

(Если интересно, можно посмотреть таблицу величин удельного сопротивления грунтов, используемых в расчётах заземляющих устройств).

Возвращаясь к первому фактору и способу уменьшения сопротивления заземления в виде увеличения глубины электрода можно сказать, что 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. Часто встречаются грунтовые воды, которые обеспечивают грунту очень низкое сопротивление. Заземление в таких случаях получается очень качественным и надежным.

В2. Существующие нормы сопротивления заземления

Так как идеала (нулевого сопротивления растеканию) достигнуть невозможно, все электрооборудование и электронные устройства создаются исходя из некоторых нормированных величин сопротивления заземления, например 0.5, 2, 4, 8, 10, 30 и более Ом.

Для ориентирования приведу следующие значения:

• для подстанции с напряжением 110 кВ сопротивление растеканию токов должно быть не более 0,5 Ом (ПУЭ 1.7.90)
• при подключении телекоммуникационного оборудования, заземление обычно должно иметь сопротивление не более 2 или 4 Ом
• для уверенного срабатывания газовых разрядников в устройствах защиты воздушных линий связи (например, локальная сеть на основе медного кабеля или радиочастотный кабель) сопротивление заземления, к которому они (разрядники) подключаются должно быть не более 2 Ом. Встречаются экземпляры с требованием в 4 Ом.
• у источника тока (например, трансформаторной подстанции) сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении 380 В источника трехфазного тока или 220 В источника однофазного тока (ПУЭ 1.7.101)
• у заземления, использующегося для подключения молниеприёмников, сопротивление должно быть не более 10 Ом (РД 34.21.122-87, п. 8)
• для частных домов, с подключением к электросети 220 Вольт / 380 Вольт:
  • при использовании системы TN-C-S необходимо иметь локальное заземление с рекомендованным сопротивлением не более 30 Ом (ориентируюсь на ПУЭ 1.7.103)
  • при использовании системы TT (изолирование заземления от нейтрали источника тока) и применении устройства защитного отключения (УЗО) с током срабатывания 100 мА необходимо иметь локальное заземление с сопротивлением не более 500 Ом (ПУЭ 1.7.59)

В3. Расчёт сопротивления заземления

Для успешного проектирования заземляющего устройства, имеющего необходимое сопротивление заземления, применяются, как правило, типовые конфигурации заземлителя и базовые формулы для расчётов.

Конфигурация заземлителя обычно выбирается инженером на основании его опыта и возможности её (конфигурации) применения на конкретном объекте.

Выбор формул расчёта зависит от выбранной конфигурации заземлителя.

Сами формулы содержат в себе параметры этой конфигурации (например, количество заземляющих электродов, их длину, толщину) и параметры грунта конкретного объекта, где будет размещаться заземлитель. Например, для одиночного вертикального электрода эта формула будет такой:

Точность расчёта обычно невысока и зависит опять же от грунта — на практике расхождения практических результатов встречается в почти 100% случаев. Это происходит из-за его (грунта) большой неоднородности: он изменяется не только по глубине, но и по площади — образуя трёхмерную структуру. Имеющиеся формулы расчёта параметров заземления с трудом справляются с одномерной неоднородностью грунта, а расчёт в трёхмерной структуре сопряжен с огромными вычислительными мощностями и требует крайне высокую подготовку оператора.

Кроме того, для создания точной карты грунта необходимо произвести большой объем геологических работ (например, для площади 10*10 метров необходимо сделать и проанализировать около 100 шурфов длиной до 10 метров), что вызывает значительное увеличение стоимости проекта и чаще всего не возможно.

В свете вышесказанного почти всегда расчёт является обязательной, но ориентировочной мерой и обычно ведётся по принципу достижения сопротивления заземления “не более, чем”. В формулы подставляются усредненные значения удельного сопротивления грунта, либо их наибольшие величины. Это обеспечивает “запас прочности” и на практике выражается в заведомо более низких (ниже — значит лучше) значениях сопротивления заземления, чем ожидалось при проектировании.

Строительство заземлителей

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.

Подробнее о строительстве — в следующих частях.

Продолжение:

Алексей Рожанков, специалист технического центра «ZANDZ.ru»

При подготовке данной части использовались следующие материалы:

• Публикации на сайте “Заземление на ZANDZ.ru”
• Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ), часть 1.7 в редакции седьмого издания (гуглить)
• ГОСТ Р 50571.21-2000 (МЭК 60364-5-548-96)
  
  Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации (гуглить)
• Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87 (гуглить)
• Собственный опыт и знания

Устройство контура заземления — схема и монтаж

Контур заземления – это устройство, которое соединяет с грунтом заземляемое электрическое оборудование для обеспечения прохождения заряда по наиболее легкому пути. Множество электроприборов, которое есть практически в любом современном доме, делает жилье небезопасным при отсутствии заземления.

При повреждении защищающей изоляции у аппаратуры, элементы, по поверхности которых не должен проходить заряд, могут оказаться под воздействием напряжения. Взявшись за ручку или прикоснувшись к корпусу, человек превращается в проводник электричества в землю, и его ударяет током. Силы тока всего в 1/10 Ампера достаточно, чтобы убить человека.

Сопротивление человеческого тела находится между 100 и 1000 Ом, поэтому устройства даже с небольшим напряжением становятся небезопасными. Поэтому необходимо заземлять металлические корпусы разных приборов и их элементы, каркасы и стенки электрощитов управления или распределения, кабельные муфты, металлические обмотки, кабелепроводы, если они состоят из проводящего материала, вторичные обмотки трансформаторов. Контур заземления в этом случае — эффективный способ защиты от электропоражения.

Типы заземляющих устройств

Заземляющее устройство (ЗУ) имеет несколько разновидностей. В первую очередь оно может быть искусственным и естественным. К естественным относится металлическая арматура фундамента, различные подземные коммуникации из металла. Обычно подобных заземлителей достаточно, но поскольку они не всегда отвечают всем предъявляемым к ним требованиям, то в ряде случаев прибегают к применению искусственных.

Помимо этого, заземлители делятся на вертикальные и горизонтальные, а также заглубленные. Горизонтальные и заглубленные по конструкции похожи, они изготавливаются их стальных полос или круглой арматуры, закладываются в ямы, когда устанавливаются опоры электропередач. Вертикальные ЗУ – трубы, арматура, металлические штыри, пруты и пр., забитые вертикально в землю.

Все ЗУ в соответствии с ПУЭ должны быть из меди либо черной или оцинкованной стали, их нельзя окрашивать.

Чаще всего заземлители для контура заземления используют форму равностороннего треугольника из металлопроката либо три вертикальных штыря, прута, трубы, соединеннын между собой стальной полосой, – такие одноконтурные схемы, как правило, применяют в частном секторе.

Если здание или сооружение имеет значительную площадь, то устанавливают многоконтурное устройство, в первую очередь кольцевое или прямоугольное, смонтированное вокруг дома. Это более надежная схема, так как различные части грунта на участке с заземлением могут менять свои свойства в результате изменений погодных условий, например промерзают, пересыхают и пр..

Для сложных конструкций рекомендуется прокладывать горизонтальные ЗУ из нескольких контуров по периметру фундамента, но на некотором отдалении от него.

Монтаж

Перед началом использования, необходимо проверить заземляющее устройство частного дома на сопротивление

Оно зависимо от множества факторов, вот главные из них:

1. Состояние поверхности почвы
2. Глубина расположения контура;

Тип грунта;

• Количество электродов, помещенных в грунт;
• Площадь соприкосновения и металла, из которого сделаны электроды.

Заземлительные элементы рекомендуется помещать в чернозём, глину или суглинок. Ни в коем случае нельзя помещать контур в каменную породу или скалу.

1. Там, где планируется проводить монтаж контура заземления, должно располагаться на расстоянии более 3 метров от места входа тока в дом. Под контуром не должны проходить газовые либо какие-либо другие коммуникации.
2. Вертикальные электроды для ЗУ можно сделать из стальных уголков 5*5*0,5 см с поперечным сечением 48 кв. см. Горизонтальные электроды – из стальной полосы 4*0,4 см с поперечным сечением 1,6 кв. см.
3. Перед укладкой роется яма в виде треугольника примерно 3*3*3 м либо траншея длиной 4-5 м, шириной 30-50 см и глубиной 50-80 см.
4. В треугольной яме нужно на 2,5-3 м в глубину вертикально забить уголки в вершинах треугольника. Для этого можно воспользоваться кувалдой или буром. В траншее 4-5 треугольников забиваются на расстоянии 90-100 см. Забивать их нужно так, чтобы над поверхностью оставалось примерно 20 см.
5. К оставшейся части уголков по периметру или прямой линией нужно приварить стальную полосу, которая идет в электрощит к шине PE. Это заземляющий проводник, который соединяет заземляющий контур с заземляющим выходом электрооборудования (вводным распределителем).
6. Места сварки покрыть антикоррозийным покрытием, например битумом, яму засыпать однородным грунтом без камней.

Можно также использовать другой способ, который допускают ПУЭ, — вывести на поверхность горизонтальный проводник (стальную полосу), прикрутить к нему проводник, идущий на шину РЕ главной заземляющей шину, с помощью болта.

Дополнительный проводник может быть:

• медным с сечением от 10 кв. мм;
• алюминиевым с сечением от 16 кв. мм;
• стальным с сечением от 75 кв. мм.

Вместо стальных уголков можно взять специальные стержни, которые сейчас производятся специально для устройства заземлителей. После монтажа необходимо проверить сопротивление ЗУ.

Бытовое заземление

Правильно обустроенное заземление обеспечивает безопасную и нормальную работу электроприборов.
Стоит отметить, что постоянное заземление требуется в промышленности, в быту достаточно заземлить приборы через ноль обычной электророзетки.

Однако некоторые приборы нуждаются в заземлении наглухо. Например, электроемкая стиральная машина-автомат, особенно при повышенной влажности, может пробивать заряд на корпус, в результате чего при прикосновении к ней или мокрому белью можно ощутить легкий удар тока.

Для микроволновок предусмотрена клемма, с помощью которой можно установить дополнительное заземление. Обычно она расположена на задней панели прибора. Она нужна для того, чтобы в случае недостаточного контакта в розетке печь не выдавала волны на опасном на здоровье уровне. Помимо этого, наглухо заземляют варочные поверхности, духовки, индукционные печи, холодильники.

Также рекомендуется заземлять стационарные ПК, у которых изменения напряжений в сети приводят к ухудшению качества работы. В этом случае заземлитель можно закрепить к любому винту задней панели.

Стоит помнить, что качественное заземление обезопасит дом, его жителей, убережет от поломок бытовую технику. При этом ЗУ несложно сделать самостоятельно.

Контур заземления — устройство, расчет и монтаж

Благодаря развитию технологий многомощные электрические приборы заполонили наши дома. Уже тяжело представить себе жизнь без холодильника, стиральной машины, микроволновой печи, индукционной плиты – ведь все это мы используем каждый день. Не стоит забывать, что электрические приборы представляют опасность для нас в случае нарушения их изоляции. Поэтому необходимо обязательно обустроить контур заземления для всего дома, обезопасив тем самым себя и приборы от пробоя на корпус.

Содержание

Изъясняясь сухим техничным языком, заземление подразумевает электрическое соединение с землей (грунтом) нетоковедущих частей электроустановок, выполненное преднамеренно. При этом данные части электроприборов не находятся под напряжением в нормальном состоянии, но могут оказаться под ним. Причиной может стать нарушение изоляции в том числе.

Чтобы объяснить более простым доступным языком, придется вспомнить школьный курс физики. Как мы помним, ток имеет свойство течь в сторону наименьшего сопротивления. Если изоляция токоведущих частей приборов нарушена, ток будет искать место, в котором сопротивление самое низкое. Так происходит пробой на корпус электроприбора. Другими словами металлический корпус будет находиться под напряжением. Помимо того, что это может нарушить работу самого прибора или даже поломать его, если в данный момент человек дотронется к поверхности корпуса, он получит удар током.

Контур заземления необходим для того, чтобы ток распределился между человеком и заземляющим устройством обратно пропорционально их сопротивлениям. Учитывая, что сопротивление тела человека во много раз будет превышать сопротивление заземляющего контура, через него пройдет предельно допустимый ток, а остальной уйдет в землю. Мы подошли к очень важному моменту: выполняя контур заземления своими руками, необходимо сделать его таким, чтобы его сопротивление было минимально допустимым.

Контур заземления выполняется с помощью стальных стержней, забиваемых на глубину, и планок, содиняющих их

Чаще всего заземление выполняется с помощью металлических стержней – электродов, заглубленных в грунт и соединенных между собой вверху полосой или прутом. Данная конструкция соединяется с придомовым щитком кабелем или такой же металлической полосой.

При этом глубина расположения электродов зависит от насыщенности грунта водой. Чем выше находятся грунтовые воды, тем меньше потребуется глубина.

Расстояние от дома должно составлять не менее 1 м, но не более 10 м.

Минимальные допустимые размеры арматуры, применяемые для монтажа заземляющих устройств

Контур заземления частного дома  выполняется с помощью стержней, в качестве которых могут выступать стальной уголок, арматура с гладкой структурой, труба, двутавр. Площадь сечения электродов должна быть больше 1,5 см², а форма должна быть удобной для забивания в землю.

Стержни располагаются в ряд или в виде геометрической фигуры: треугольник, квадрат, прямоугольник. Это зависит от удобства монтажа конструкции и площади, которую можно использовать. Также возможен вариант оборудования контура по периметру здания. Но самым распространенным по-прежнему остается треугольный контур заземления. В вершинах фигуры вбиты электроды, которые соединены между собой стальной полосой.

Важно! Контур заземления должен располагаться обязательно ниже промерзания грунта.

Другими словами, заземление можно сделать, используя подручный материал. Но есть возмо

Контур заземления: устройство и схема монтажа

В случае внезапного нарушения изоляции проводника в каком-либо электроприборе его поверхность неожиданно может оказаться под напряжением. Прикоснувшись к нему, можно получить удар током. Поэтому основной защитой от поражения электричеством может являться только контур заземления. Это система, которая снимает напряжение с корпуса электроприбора и отводит ток за пределы здания.

Устройство контура заземления

Заземляющий контур — это защитное устройство, состоящее из нескольких металлических электродов, вертикально забитых в грунт на определенную глубину. Они соединены между собой горизонтальным заземлителем, который изготавливается из стальной полосы и с помощью сварки крепится к верхней части электродов. Собранный таким образом контур при помощи специального кабеля или стальной полосы соединяется с внутренней схемой заземления дома, которая выводится на наружную сторону стены здания.

Все металлические элементы внешнего заземления, находящегося в земле, охватывают определенную площадь соприкосновения с грунтом, который позволяет быстро рассредоточить электрический ток по всему контуру, обозначенному электродами.

Принцип действия защитной цепи

Правильно собранные в одну цепь заземляющие элементы защищают человека от внезапного удара током, а бытовые электроприборы — от поломки в случае пробоя напряжения на их корпус.

Это происходит таким образом. Во время короткого замыкания или утечки тока на обшивку прибора, с него снимается напряжение и через проводник отводится в грунт на заземляющее устройство. Поэтому, чтобы схема контура заземления работала четко, она выполняется строго по требованиям ГОСТа, где специально предусмотрены нормативы внешнего сопротивления всей цепи заземления с учетом таких факторов, как:

1. Вид почвы и его влажность.
2. Уровень подпочвенных вод.
3. Количество электродов, их размер и расположение в контурном заземлении.
4. Глубина погружения электродов.
5. Материал электродов и линейных заземлителей, соединяющих их между собой, и внутренним заземлением здания.

По геометрической форме вертикальные электроды, в соответствии с нормативами СНиП, должны забиваться в землю на определенную глубину, с одинаковым расстоянием друг от друга, и представлять собой равнобедренный треугольник.

Расчет профиля схемы

Для правильного функционирования системы защиты желательно произвести расчет ее сопротивления. Для этого нужно учитывать следующее:

1. Количество и параметры заземляющих электродов: длину, контактную площадь соприкосновения с землей и расстояние между собой.
2. Общую линейную длину горизонтальных заземлителей, соединяющих электроды и внутренний контур в доме.
3. Удельное сопротивление грунта.
4. Влажность грунта и его соленость.
5. Время года (температуру почвы).

Но как показывает практический опыт, ни одна расчетная методика полностью не учитывает приведенные факторы, а просто используется типичный образец конструкции ранее спроектированного и уже смонтированного контура.

Например, то, что является заземляющим контуром в частных домах, — это простая одноконтурная схема, собранная из трех вертикальных арматурных стержней, металлических уголков или труб, которые соединяются между собой полосой из стали.

Разновидности токоотводящих приспособлений

Наружный контур из искусственных элементов заземления подбирается согласно правилам ПУЭ. В нем четко дано определение основных видов контурных систем, которые могут быть:

1. Традиционными заземляющими конструкциями.
2. Глубинными модулями
3. Наружными заземляющими системами.

Следует подробнее остановиться на каждой из них.

Традиционные конструкции

Такое контурное заземление собирается из одного горизонтального металлического электрода и трех вертикальных стержней. Горизонтальный (линейный) электрод представляет собой металлическую полосу, а забитые вертикально в землю стержни делаются из толстой арматуры. Эти элементы должны иметь определенную, заранее рассчитанную для данной местности и здания длину.

К недостаткам традиционного заземления можно отнести:

1. Сложность монтажа.
2. Сильная коррозия. Большинство элементов контура собирается из непокрашенного черного металла, который из-за лучшего контакта с землей нельзя красить.
3. Влияние температурных перепадов и переменчивой влажности на верхнюю часть устройства.

Глубинные модули

Эта система заземляющего устройства изготавливается в заводских условиях и практически не имеет тех недостатков, которые существуют у традиционного заземления.

К достоинству глубинной модульной системы относится:

1. Точность и качество всех элементов контура.
2. Длительная эксплуатация.
3. Благодаря тому, что электроды устанавливаются на большую глубину, погодные условия практически не влияют на работу заземления.
4. Отсутствие необходимости частого обслуживания контура.
5. Простота расчет сопротивления.
6. Несложный монтаж заземления.

После монтажа контура необходимо проверить все соединительные стыки заземления, а также его работу. Если монтаж произведен точно по расчетам сотрудников специализированной и лицензированной лаборатории, которые производили замер и расчет контурного сопротивления, модуль будет безупречно работать на протяжении долгих лет.

Наружное обустройство

Применяется для заземления трансформаторных подстанций и состоит из вертикальных и горизонтальных электродов. Заземляющий контур собирается из 4 стальных полос шириной 40−50 мм и толщиной 8−10 мм на расстоянии не ближе 1 м от стены строения.

Полосы укладываются на дно траншеи глубиной 500 — 700 мм от поверхности земли. При монтаже используется заранее приготовленный рабочий чертеж, который проектируется под определенное электрооборудование.

Кроме этого, горизонтальное заземление может быть смонтировано в котловане под фундаментом здания и опорами воздушных линий электропередач.

Также для наружного заземления электрооборудования могут использоваться естественные заземлители в виде металлических трубопроводов, обсадных труб, металлических и ж/б сооружений и других токопроводящих конструкций, тесно связанных с грунтом. К заземлителям можно отнести и оболочки свинцовых кабелей, а также нулевой рабочий провод, имеющий повторный заземлитель.

К контурному заземлению не подключаются только трубопроводы со взрывчатыми и легковоспламеняющимися веществами.

Монтаж заземляемого профиля

В соответствии с пунктом 1.7.111 ПУЭ практически все электроды, независимо от того, как они расположены в заземляемом контуре (горизонтально или вертикально), должны быть медными, оцинкованными или стальными. При этом их поверхность для лучшего отведения напряжения ни в коем разе нельзя покрывать краской или другими покрытиями.

Монтаж должен производиться по заранее подготовленным схемам, соответствующим ПУЭ. А работы по подготовке к монтажу заземляющего устройства, к которым относится рытье траншей, пробивка или бурение отверстий под электроды, установка закладных деталей в заливаемый бетоном фундамент, осуществляется на начальном этапе заземления.

Конструктивные параметры

Установка защитного заземления не является сложной. Кроме того, его можно довольно быстро сделать своими силами. Для этого следует просто приготовить:

1. Для вертикальных электродов — трубы или уголки с толщиной стенок не меньше 4 мм или металлические стержни диаметром от 14 мм.
2. Для вертикального заземления — стальную полосу с поперечным сечением 100х4 мм.
3. Для подвода заземления к дому — жесткий кабель сечением от 10 мм² (можно полосу сечением 30х2.5 мм).
4. Из инструментов понадобится лопата, большая кувалда, болгарка и сварочный аппарат.

Площадь заземления зависит от модели выбранного контура. Он может быть смонтирован по периметру всего здания, подсоединен к какой-либо подземной коммуникации, но самой распространенной схемой установки заземления является треугольная модель контура.

Полный комплект всех заземляющих элементов можно заказать в специализированных мастерских, где налажено производство медных электродов. Такие комплекты, имея небольшую стоимость, отличаются надежностью и долговечностью.

Порядок установки

При сборке элементов контура следует использовать только материалы, которые являются хорошими проводниками электротока. Сам монтаж защитной системы заземления производится таким образом:

1. В пределах 3−5 м от здания раскапывается площадка глубиной в пределах 500 мм и площадью примерно 2х2 м. После этого от выкопанной площадки, на той же глубине, к дому копается траншея. Она должна подходить к точке выхода внутреннего контура из стены дома.
2. На выкопанной площадке размечается равнобедренный треугольник, вершины которого должны располагаться на расстоянии 1−1.5 м друг от друга.
3. В размеченные точки при помощи кувалды забиваются металлические стержни (электроды). Для облегчения работы концы желательно заострить болгаркой.
4. Используя сварку, забитые в землю электроды соединяют между собой стальной полосой. После этого на ближней стороне полученного контура приваривается болт для крепления кабеля, идущего от расположенного в доме электрощита. Вместо кабеля можно уложить в траншею стальную полосу, которая приваривается к смонтированному заземлению, а болт приваривается уже на конце полосы выведенной на стену дома.
5. Все сварные соединения (швы) должны быть очищены от шлака, прогрунтованы и покрашены, иначе в земле под действием сырости они быстро разрушатся.
6. Выведенную из земли полосу желательно покрасить чередующимися полосками зеленого и желтого цвета.
7. Также перед засыпанием траншеи рекомендуется измерить сопротивление смонтированного заземления специальными приборами. Если оно будет недостаточным, следует забить дополнительный электрод и соединить его сваркой с основной заземляющей конструкцией. Сопротивление всей системы должно быть в пределах 4 Ом.
8. Траншея должна засыпаться чистым грунтом без остатков строительного мусора.
9. В расположенном в доме электрощите нужно установить дополнительную шину — РЕ (если она отсутствует) и соединить ее проводником с выводом от смонтированного заземляющего конура.
10. Все находящиеся в доме электроприборы соединить с шиной РЕ.

Правила устройства энергоустановок (ПУЭ)

Монтаж защитного заземления рекомендуется производить с учетом норм контура заземления ПУЭ, что обеспечит надежную защиту электроприборов и людей от поражения током.

Нормативы ПУЭ — это собирательная группа специализированных правовых актов, которые были утверждены Министерством энергетики еще при Советском Союзе. Данные ПУЭ описывают правила правильной закладки электропроводки в промышленных помещениях, жилых здания, частных домах и других объектах, а также разъясняют подключение различного электрооборудования и принцип их устройств.

ПУЭ содержат в себе требования по прокладке коммуникаций к электроустановкам, узлам, определенным энергосистемам и их отдельным элементам.

Проверка системы

Проверка сварных швов производится визуальным осмотром. Затяжка гаек проверяется при помощи гаечного ключа. Для замера сопротивления лучше пригласить специалиста из специализированной электролаборатории.

Но проверить сопротивление можно и собственными силами. Для этого берется переносная розетка и подключается одним проводом к фазе, а другим — к заземлению. После этого в розетку подключается какой-либо мощный электроприбор.

Практически контур считается правильным, если подключенный к фазе и заземлению прибор, мощность которого должна составлять 2 кВт, будет работать исправно, даже если напряжение в этом промежутке понизится в пределах 10 В.

Заземление в частном доме — схема, контур, заземлители

Как сделать заземление в частном доме своими руками

Электропроводка в старых домах состоит всего из нескольких проводов — фазы и рабочего нуля. Однако ПУЭ требует наличие третьего провода — заземления, которое будет служить защитой от поражения электрическим током.

На всю кажущуюся сложность вопроса, сделать правильное заземление в частном доме не так уж и сложно. TN-S потребует вкопанных в землю заземлителей, последовательно соединённых между собой металлической шиной.

О том, как сделать заземление в частном доме своими руками мы и расскажем на сайте https://elektriksam.ru.

Что потребуется для монтажа заземления

Для изготовления контура заземления потребуются:

• Нержавеющий уголок или стальная водопроводная труба диаметром 32 мм. Можно использовать и другой металлопрокат, например, стальные прутья, арматуру или же профильную трубу с поперечным сечением не менее 150 мм²;
• Металлическая полоса толщиной 4 мм и шириной 4 см;
• Полоса из нержавейки 40х4 мм, чтобы подвести заземление к дому;
• Медный кабель сечением не менее 6 мм². Для организации заземления в электрощиток.

Теперь рассмотрим технические вопросы касательно глубины заземлителей, контура заземления, и другие моменты.

Какую схему заземления выбрать

Существует несколько схем заземления — замкнутая и линейная. Замкнутая схема заземления представляет собой контур треугольника, углы которого соединены металлической шиной.

Линейное заземление — это когда заземлители выстроены в одну линию и соединены между собой металлической шиной последовательно. Недостаток линейного заземления в том, что если повредится один из заземлителей, вся система выйдет из строя.

Поэтому многие опытные электрики предпочитают замкнутую систему заземления в частном доме по форме треугольника. При её монтаже все равно необходимо будет забивать три заземлителя в землю, но только несколько иным способом, чем в случае с линейным заземлением.

Устройство заземлительного контура

Требования к занулению и заземлению согласно ПУЭ-7, регламентируются главой 1.7 (смотрите в соответствующем разделе) и ГОСТ Р 50571.5.54-2013.

При этом заземлители должны быть вкопаны на глубину не менее 1,5-2,5 м и выступать над ней, минимум на 10 см. Расстояние между заземлителями должно быть не менее 2,5 метров. Однако мы рекомендуем делать данное расстояние не меньше чем 3 метра.

Как сделать заземление в частном доме своими руками

Для того чтобы собрать заземление в частном доме, придётся пройти следующие этапы выполнения работ:

Выбрать место для монтажа заземления. Очень важно чтобы в месте, где будут расположены заземлители, никто не ходил. В случае утечки тока, напряжение уйдёт в землю. Лучшим вариантом в данном случае считается какое-то безлюдное место за домом, где никто не ходит. Например, вдоль забора.

Земляные работы — выбрав место для обустройства заземления, можно приступать к монтажу заземлителей. Разметив в данном месте треугольник со сторонами в три метра, нужно будет прокопать по его периметру траншею, глубиной в 30-50 см. Такую же траншею следует вырыть к дому, для того, чтобы подвести заземление.

Монтаж заземлителей — теперь необходимо используя кувалду, забить заземлителю в землю по периметру треугольника. Их глубина залегания должна быть не менее 1,5-2 метра. Чтобы металлопрокат легче забивался в землю, концы заземлителей рекомендуется сделать острыми.

Соединение заземлителей — после того, как заземлители будут забиты в землю (торчать они должна не менее 10 см), к их концам приваривается металлическая полоса. Использовать какое-либо другое соединение кроме сварки, нельзя, поскольку только посредством сварки будет обеспечен качественный и долговечный контакт на молекулярном уровне.

Как подвести заземление в дом

На этом большая часть работ по обустройству заземления в частном доме завершена. Остаётся лишь уложить полосу металла в траншею, идущую к дому, а затем приварить её к ближайшему заземлителю. После этого остаётся проверить, насколько хорошо сделано заземление.

Для проверки заземления существуют специальные приборы, стоимость которых достаточно высока. Да и зачем покупать такой прибор, если придётся только раз в жизни делать заземление в своем доме. Поэтому для проверки заземлительного контура используем обычную лампу накаливания, мощностью не менее чем в 100 Ватт.

Подсоединяем лампу к фазе электросети дома, а ноль берём от только что сделанного заземления. Если при этом лампа на 100 Ватт будет гореть ярким светом, то заземление хорошее, а его сопротивление находится в пределах нормы. Если лампа горит тускло, то значить где-то проблема с контактами заземлителей, и лучше будет заново переделать стыки.

контур заземления — это … Что такое контур заземления?

.

контуров заземления

контуров заземления

[Начало]
[ Вверх]

Ground Loops Radio
Оборудование

Контуры заземления
Транспортные средства

Контуры заземления Аудио
Системы

Как заземлить
Возникновение петель (техническое)

Автопарк и
Заземление

Проблемы контура заземления
обычно возникают, когда соединительные порты заземлены
к пунктам, работающим с
перепады напряжения. Разница в напряжениях обычно возникает из-за высоких токов.
на другом заземленном пути. Проблемные перепады напряжения обычно создаются
падение напряжения вдоль
Сильноточный провод, заземленный с обоих концов на общую землю.Это может
создают разность потенциалов вдоль пути заземления сигнального провода, и это напряжение
передается в чувствительную схему.

Нежелательное взаимодействие, которое мы называем «контур заземления», обычно является непреднамеренным
в результате плохой техники подключения, плохого планирования порта источника или нагрузки или
комбинация всего.

Примечание: «Порт» по определению
подключение входа или выхода сигнала, обычно через гнездо, соединитель или терминал
полоса. «Порты» — это точка соединения, в которой соединительный провод или кабель входит или выходит
Устройство.

Использование шины заземления вдоль стола не вызывает «заземления».
петля ». Замена проводов на звезду или прокладка отдельных заземляющих проводов на дальние
общая точка, как и стержень, не исправляет контуры заземления. Несколько заземляющих проводов
в далекую точку не
исправьте контуры заземления или радиопомехи, кроме случая чистой случайности. Длинные изолированные заземляющие провода
от оборудования на столе до общего места вне рабочего стола, например, стержень не годится
наука.

Низкая частота оборудования или контуры заземления постоянного тока вызваны мощностью
падение напряжения на кабеле и отсутствие использования одноточечного заземления на одном конце пути.RFI вызваны синфазным RF
на антенных кабелях или нарушение целостности экрана. Более короткий и более низкий путь заземления
сопротивление между оборудованием в одной точке, тем лучше! Исключение составляет
как правило, любой сильноточный источник питания или нагрузка. Источники или нагрузки сильного тока в целом
НЕ должен быть привязан к
наземная шина более чем в одной точке. Что-то вроде сильноточной мощности
Отрицательный провод питания должен быть заземлен только со стороны оборудования.
В идеале отрицательная шина должна плавать на источнике питания, но должна иметь предохранительный зажим, который
это высокий импеданс при нормальных условиях при ограничении отрицательной клеммы
поднимаются при неисправностях.

С
за исключением сильноточного источника питания с заземленным минусом шасси, который
должно быть заземлено непосредственно на сильноточное оборудование, которое оно обслуживает, и только на том оборудовании, которое оно обслуживает.
Самый короткий путь с наименьшим сопротивлением между оборудованием всегда лучше. Эта
обычно требует наличия тяжелой заземляющей шины с низким сопротивлением и короткой гибкой
плетеные провода, соединяющие настольное оборудование с этой настольной шиной.

Отрицательный вывод
предохранители на оборудовании — тоже вообще плохая идея, но мы видим это повсюду.Предохранители с отрицательным выводом были необходимы из-за плохих инструкций по подключению!

Современные автомобили используют микропроцессорную систему для изучения многих
аспекты состояния двигателя. Процессор считывает внешние датчики и, используя
эти данные, вычисляет время зажигания, топливо
форсунка открывает окна, включает насосы и вентиляторы, управляет системой рециркуляции отработавших газов, регулирует двигатель
холостой ход и десятки других функций. Несколько датчиков сообщают компьютеру множество различных параметров
в том числе положение дроссельной заслонки, втекающая в двигатель воздушная масса, охлаждающая жидкость
температура, барометрическое давление, содержание кислорода в выхлопных газах, положение коленчатого вала,
и другие параметры.Разница между подачей топлива на 15 лошадиных сил или
подача топлива на 500 лошадиных сил может быть менее 3 вольт, на некоторых
датчики! Десятые доли вольта могут значительно изменить критические параметры двигателя,
а изменения датчика в сотых долях вольта могут заметно изменить смесь.
количество. Эта чувствительность к относительно небольшим изменениям напряжения датчика является корнем
Проблемы с контуром заземления системы управления двигателем. ключ к правильному управлению сложными функциями.
читает
датчики низкого напряжения с высоким сопротивлением, обычно работающие в диапазоне от нуля до
пять вольт, точно.Шум может особенно повлиять на точность чувствительной синхронизации
функции.

Повреждение оборудования может произойти в результате
проблемы с контуром заземления. Из-за плотного
Упаковка и миниатюрная конструкция, современная электроника использует небольшие проводники (следы фольги) и компоненты.
Контур заземления может расплавить следы фольги, повредить полупроводники или микросхемы или разрушить
малые резисторы. Контур заземления может вывести из строя дорогую электронную систему за доли секунды.
второй. Хуже того, контур заземления, влияющий на дозирование топлива или время зажигания, может
разрушить двигатель.

Мои проблемы с
Послепродажная система EFI — хороший пример угрозы контура заземления.
ресурс двигателя.

Высокая чувствительность к малым уровням напряжения лежит в основе
шум или гудение контура заземления звука.

Вторая проблема — повреждение оборудования. Из-за плотного
упаковка, современная аудиоэлектроника часто использует небольшие проводники из фольги и
текущие чувствительные компоненты.
Полупроводники малой мощности могут быть непоправимо повреждены несколькими вольтами или несколькими тысячными долями напряжения.
амперный ток.Как и в случае с домашними компьютерами и автомобилями, контур заземления может расплавить следы фольги, повредить полупроводники или
микросхемы или разрушить небольшие резисторы или конденсаторы. Дорогой
аудиокомпонент может быть испорчен
доли секунды.

Когда я начал заниматься радиовещанием, наземные пути
между различными частями звукового оборудования были изолированы. Инженеры заземлили щиты
на симметричных линиях в одной точке пути, обычно на терминалах входного порта.
Экраны на несимметричных линиях, если оборудование не было смонтировано в одной стойке, были
плавает изолирующим трансформатором на одном конце.

Единственными общими соединениями шасси были провода питания, радио
частотные основания и основания безопасности. Экраны заземления звуковых сигналов или сигналов низкого уровня были
всегда изолирован от шасси или заземления на одном конце. Это верно для всех низкоуровневых
сигнальные линии. Изоляция предотвратила
нежелательные сигналы контура заземления, обычно проявляющиеся в виде гула или шума, из-за
фоновый мусор. Было очень плохой практикой балансировать и заземлять шасси постоянного тока.
несбалансированные линии, особенно линии с экраном толщиной менее нескольких толщин кожи или
чрезмерно резистивные экраны более чем в одной точке кабельной трассы.

Низкоуровневые аналоговые измерения и сигнальные заземления также нарушены землей
петли. Как правило, по крайней мере один конец участка должен быть независимым от земли или
земля изолирована. Это предотвратит нарушение критического сигнала контурами заземления.
напряжения и выдача ложных показаний.

Самый простой контур заземления показан ниже:

Если мы рассмотрим систему постоянного тока с «A» как
источник и «B» в качестве нагрузки, напряжение «C» подтолкнет «B -» вверх на.5 вольт.
Это означает, что разница между плюсом и минусом «B» будет 2,5 вольта.

И наоборот, если «B» был источником 2,5 В, а «A»
нагрузка, «C» подтолкнет «A -» к более отрицательному значению, а разница «A» между
+ и — будут 3 вольта.

Вот почему мы должны быть уверены, что ничто не заставляет внешнее
напряжение на заземляющем проводе. Единственный способ исключить возможность заземления
петля, нарушающая чувствительное напряжение или даже вызывающая повреждение, будет плавать
один или оба конца системы полностью от земли.Хотя бы один конец, либо
конец источника или конец нагрузки должен быть в дифференциальном режиме. «Дифференциальный»
означает, что касается только разницы напряжений между + и -, а не внешней
источник. Если поместить один конец в дифференциал, он будет выглядеть так:

В приведенном выше случае «B -» будет иметь единственный
точка заземления. В точке «А -» не могло быть земли. Не заземляя любой конец
отрицательный и создание дифференциала нагрузки или источника устраняет контур заземления.

Решение проблемы с контуром заземления с помощью заземляющего проводника
больше, как правило, не лучший способ делать что-то, хотя, безусловно,
помочь, уменьшив падение напряжения (уменьшив импеданс тракта).Проблема в том, что кондукторы, какими бы большими они ни были, всегда есть
неизбежное падение напряжения с током. Это падение напряжения определяется законом Ома,
где ток, умноженный на сопротивление, — это падение напряжения на пути тока. Если
проводник передает высокочастотные сигналы, вопрос осложняется сопротивлением
и эффекты стоячей волны. Для большинства систем аудио, питания и управления мы можем просто рассмотреть
сопротивление. Для более высоких частот или резко возрастающих форм волны (например, зажигания
системные импульсы), мы должны учитывать реактивные части импеданса проводки.

Системы со смесью больших токов и чувствительных
линии нижнего уровня доставляют гораздо больше хлопот, чем другие системы. Сильные токи могут
легко создавать перепады напряжения, которые составляют значительную часть низкого сигнала
уровни. Когда системы высокого и низкого уровня имеют общую основу,
падение текущего напряжения по заземляющей или нейтральной проводке может передаваться на
другие наземные пути. Это передает часть высокого тока в низкий
система уровней.

В схемах ниже, даже с тысячными долями Ом
сопротивление проводника и соединения, сильноточная цепь заземления
Падение на 1/10 вольт.Сигнальный провод, даже с проводом гораздо меньшего размера, имеет только
падение на несколько милливольт. Это потому, что ток нагрузки очень низкий.

Давайте рассмотрим несколько основных несбалансированных систем. В этих схемах:

В системе ниже мы видим напряжение сигнала, на которое ничего не влияет, кроме
небольшое падение напряжения в сигнальных проводниках.Нет тока нагрузки большой мощности и
нет контура заземления.

В системе ниже общий провод заземления между верхней и нижней нейтралью.
был добавлен в левом конце. Мы видим, что на напряжение сигнала ничего не влияет, кроме
небольшое падение напряжения в сигнальных проводниках. Нет контура заземления и нет высокого
сила тока нагрузки. Датчик низкого уровня считывает только 0,004 В от
источник.

В системе ниже мы видим напряжение сигнала, на которое ничего не влияет, кроме
небольшое падение напряжения в сигнальных проводниках.В R6 ток нагрузки 118 ампер,
но ток не влияет на напряжение сигнала, потому что заземление сигнала
у свинца только одна земля
точка. Нет контура заземления.

В системе ниже мы видим, что напряжение сигнала сильно зависит от высокого
текущая нагрузка. Это потому, что в вышеупомянутой системе есть контур заземления. Сигнал
провод заземлен с каждого конца.

В системе ниже тяжелая заземляющая шина с очень низким сопротивлением была добавлена ​​в
попытаться уменьшить сопротивление шасси или нейтрального тракта.Хотя
снижается, напряжение сигнала остается под влиянием падения напряжения в верхнем
токопроводы. Этот пример демонстрирует, почему лучшее решение — избегать
контуров заземления, вместо того, чтобы пытаться ослабить контуры заземления за счет лучшего заземления между точками заземления системы.

Автостоянка в
Типичные легковые автомобили unibody — это особая ситуация. Механический
строительные методы, которые делают платформу жесткой, также работают, чтобы сформировать большой
тракт заземления шасси большой площади с очень низким сопротивлением.Сварная оболочка образует
заземляющий провод с очень низким сопротивлением и является отличным местом для
заземление для сигнального и силового заземления. Хотя сопротивление не нулевое,
Оболочка тела — самое близкое к нему. Использование четырехпроводного измерения сопротивления
Мой Мустанг 1989 года измеряет менее 0,002 Ом от заземления задней батареи.
к земле рельса рамы переднего внутреннего крыла. Это приблизительный эквивалент
15 футов медного провода и разъемов AWG № 0. Большая часть этого сопротивления
концентрируется вокруг клемм заземления (до того, как ток сможет
распространение), а не по пути тела.Если я улучшил точки подключения, я
может значительно уменьшить небольшое сопротивление моей системы сейчас. Это не совсем
необходимо, так что я не заморачивался.

Нет смысла запускать тяжелый медный минус от
двигатель к батарее, когда шасси уже есть и корпус,
включая потери при случайном подключении, имеет меньшее сопротивление, чем хорошо сделанный
кабель.

Давайте посмотрим, почему Ford сделал систему определенным образом и как
схемы могут вводить в заблуждение.Это схема отрицательного вывода аккумуляторного кабеля.
Фокс Мустанги:

Правильная схема вышеуказанного:

В системе, описанной выше, отрицательный вывод EEC не заземлен на отрицательный полюс аккумулятора.
Отрицательный EEC фактически подключается к шасси автомобиля рядом с пусковым реле,
где он имеет общую точку заземления шасси с отрицательной клеммой аккумулятора. Основания
как это работает только тогда, когда аккумулятор установлен спереди и сделан точно так, как
изначально сделано.Эта система приемлема, потому что:

1.) Мустанг изначально имел довольно низкое потребление тока от
система зарядки.

2.) Заземлил блок от головы до файрволла.

3.) Очень короткий и тяжелый провод аккумулятора был надежно подключен.
к блоку.

Схема альтернативного метода для передней батареи во избежание контуров заземления:

Задний аккумулятор для предотвращения опасности возгорания контура заземления и заземляющего провода:

Соединения отрицательного полюса батареи:

С аккумулятором на задней панели нет причин долго работать
отрицательные выводы от ничего к аккумулятору.Исключение составляют
определенные устройства зоны багажника с плавающей площадкой, например, топливные насосы или другие
электродвигатели. Это предполагает цельный автомобиль или раму большой площади.
со сварной конструкцией в качестве шины заземления. В Европе основания для
отрицательные клеммы АКБ для средств связи запрещены из-за пожара
и угрозы безопасности.

* если рядом с аккумулятором ** если далеко от
аккумулятор

С аккумулятором, устанавливаемым спереди, прочный заземляющие устройства
вообще может быть подключен к минусовой батарее практически любым способом.

.

WTF — это контуры заземления? | Hackaday

Эти волшебные существа появляются из ниоткуда и поджаривают вашу электронику или раздражают ваши ушные раковины. Понимание их, несомненно, сэкономит вам деньги и нервы. Вкратце, контур заземления — это то, что происходит, когда два отдельных устройства (A и B) отдельно соединяются с землей, а затем также соединяются друг с другом через какой-то кабель связи с землей, создавая петлю. Это обеспечивает два отдельных пути к земле (B может проходить через собственное соединение с землей или может проходить через землю кабеля к A, а затем к земле A) и означает, что ток может начать течь непредвиденным образом.Это особенно заметно в аналоговых аудиовизуальных установках, где результатом является гудение звука или видимые полосы на изображении, но также иногда является причиной необъяснимых отказов оборудования.

Вы можете найти петлю?

Один из примеров — кабельное телевидение. Это аналоговый сигнал, который поступает в ваш дом и заземляется в одном месте, обычно за пределами вашего дома. Кабель извивается к вашему развлекательному центру, где он подключается к ресиверу, который заземлен в другом месте.Это создает петлю и, через электромагнитную индукцию, связанную со всеми видами сигналов переменного тока вокруг, паразитный ток, который затем течет через различные цепи. Другой способ думать об этом — как о половине трансформатора; это одиночный контур, и значительная часть этого контура — это сразу после от живого провода электросети здания с постоянно меняющимся током. В звуковом оборудовании нередко бывает гул с частотой 50 или 60 Гц из-за влияния контуров заземления.

Решение

Теперь, когда вы эксперт, решить проблему (или полностью избежать ее) довольно просто.Самый надежный способ — разрезать петлю, то есть удалить кабель или заменить его чем-то, кроме провода. Вы можете переключиться на беспроводную связь, такую ​​как Bluetooth или WiFi. Некоторые проводные протоколы используют дифференциальные сигналы вместо несимметричной передачи сигналов, так что нет необходимости в общей земле для справки. Переставьте вилки так, чтобы они вставлялись в одну розетку, сделав петлю как можно меньше. Другой вариант — использовать изолятор, который вы можете приобрести для выбранного кабеля или спроектировать в своем проекте с оптоизолятором или изолирующим трансформатором.Не используйте штепсельную вилку и не извлекайте заземляющий контакт, так как это просто устраняет функцию безопасности и может создать опасную ситуацию с шасси под напряжением.

Когда дело доходит до вашего осциллографа, вполне вероятно, что в какой-то момент вы захотите проверить что-то, что питается от сети, и тогда вы получите совершенно другой тип контура заземления. Если ваша вещь питается от батареи, здесь нет никакой опасности; сходить с ума, потому что нет возможности создать контур заземления. Если он подключен к стене, но через изолированный источник питания (что-то только с двумя контактами и изолирующим трансформатором), все в порядке, потому что по-прежнему нет пути для контура заземления, но вы можете увидеть некоторый шум от грязного питания .

Но если он подключен к сети и имеет контакт заземления (даже косвенно, как устройство, питающееся от USB через блок питания компьютера), существует возможность создания контура заземления, потому что вы подключаете заземленный прицел к другому заземленному устройство через зонд. Зажим заземления на пробнике подключается прямо к контакту заземления, а заземления на всех пробниках соединяются друг с другом, и эти контакты заземления подключаются к заземлению на вашем устройстве. Если это было неясно, лучше сформулировать это так: «все ваши заземления уже подключены друг к другу и связаны с одним и тем же проводом — контактом заземления.«Когда вы подключаете заземляющий зажим к тестируемому устройству, вы создаете контур заземления, который добавит шум к вашим измерениям и, возможно, повредит осциллограф.

Заземление зонда осциллографа подключено. Технически вам нужно закрепить на тестовом устройстве только один зажим заземления.

Заземление зонда подключается непосредственно к земле. Они не плавают.

Если вы сделаете ошибку и прикрепите зажим заземления к чему-то, что на самом деле не заземлено, у вас будут всевозможные проблемы, так как теперь устройство замкнуто на землю через ваш зонд, который быстро самоуничтожится.Тестирование устройств с заземляющим контактом требует особой осторожности, чтобы не допустить подключения устройств с разными потенциалами. Разорвать контур заземления можно, просто не подключив зажим заземления, хотя это имеет и другие последствия. Здесь рекомендуется использовать дифференциальные пробники или подключить тестируемое устройство к изолирующему трансформатору. Не делайте , а не , удаляйте заземление с вашего прицела, потому что вы будете часто прикасаться к нему, и лучше не подвергаться электрошоку.

Итак, подведем итоги: земля — ​​это не просто земля. Для измерения шума лучше всего, чтобы у каждого устройства был один и только один путь к одной точке заземления. Когда есть два или более пути к земле, они могут образовывать петлю, которая улавливает всевозможные электрические и магнитные помехи окружающей среды. Исправить контур заземления так же просто, как разорвать его, но для этого вы должны иметь хорошее мысленное представление обо всех наземных путях в игре. Какой самый сложный контур заземления вы когда-либо видели? Не хватает хороших решений?

.

контур заземления — определение — английский

Примеры предложений с «контуром заземления», память переводов

Обычное сканирование Изолированные каналы разрывают контуры заземления и обеспечивают защиту от шума и всплесков внешних сигналов. Патенты-wipo Ударный крот для вставки контура заземления для геотермальные тепловые насосыGiga-fren Присутствие небольшого попутного ветра над порогом взлетно-посадочной полосы инициировало контур заземления. HunglishЕсли он тянул руль влево на этой скорости, он бы зацепился за землю. WikiMatrix может также устранить ошибки измерения, вызванные контурами заземления. Обычное ползание Поскольку эта вода циркулирует по контуру заземления, вода нагревается за счет более высокой температуры земли.Патенты-wipoGround петель можно избежать, и нет необходимости в использовании преобразователей на основе трансформаторов (4) .WikiMatrix В Mission Control, когда Challenger распался, в контуре воздух-земля произошел всплеск статического электричества. для повышения безопасности, межканальная изоляция устраняет проблемы, связанные с контурами заземления. Giga-fren Поскольку Scout может быть подвержен контурам заземления при боковом ветре, обычно используется эта зона приземления. собранные вторичные электроны через контур заземления.Patents-wipo Вода, физическое состояние которой не меняется, является предпочтительной рабочей жидкостью для контура заземления. контуры заземления и изоляция для геотермальных систем с прямым обменомpatents-wipo Аксессуары включают антистатический чехол кресла (12), гибкое проводящее заземление петля (14) и средство заземления (16) .patents-wipoВоздушный переходный электромагнитный метод с контурами заземленияpatents-wipoЭта ошибка сводится к минимуму, когда ток, протекающий через контур заземления, уменьшается. WikiMatrixЭто контур заземления.WikiMatrixEarhart выключил двигатель, чтобы сохранить равновесие, самолет зациклился на земле, а его шасси разрушилось.

Показаны страницы 1. Найдено 261 предложения с фразой Ground loop.Найдено за 16 мс.Накопители переводов создаются человеком, но выравниваются с помощью компьютера, что может вызвать ошибки. Найдено за 0 мс.Накопители переводов создаются человеком, но выравниваются с помощью компьютера, что может вызвать ошибки. Они поступают из многих источников и не проверяются. Имейте в виду.

.