Заземлення на дачі: схеми, розрахунок і монтаж

Експлуатація сучасної електропобутової і комп’ютерної апаратури без заземлення чревата сумними наслідками. Техніка може вийти з ладу, а мешканці ризикують отримати удар струмом. Особливо актуально заземлення на дачі, так як в сільській місцевості часто розташовані системи електропередачі старого зразка, і сподіватися на їх надійність не варто.

Принцип дії і цілі заземлення

Велика частина заміського сектора отримує електроживлення від мережі змінного струму 220 вольт. Електричне коло існує за рахунок двох провідників – фазового і нульового. Електроприлади оснащені захисними пристроями і ізоляцією, що допомагають уникнути попадання напруги на металеві частини їх корпусів. Однак імовірність появи там напруги все ж виключити не можна, оскільки ізоляційний шар іноді пробивається струмом, а елементи приладів виходять з ладу.

Потрапивши на корпус, електрику становить загрозу життю і здоров’ю людини, який доторкнеться до поверхні приладу. Особливо небезпечно, якщо поруч з джерелом струму розташовані предмети, які виконують роль природних заземлювачів (металеві труби, елементи конструкції будівлі і т.п.). При торканні заземлювачів відбувається розмикання ланцюга, і струм направляється в сторону найменшого потенціалу, тобто в людини.

Для розуміння принципу заземлення та його важливості цілком достатньо знань в межах шкільного курсу фізики. Одне з фізичних властивостей струму полягає в тому, що він завжди знаходить провідник з найменшим опором. Таким чином, для забезпечення безпеки людини потрібно створити магістраль, в якій опір буде значно меншим, ніж в людському тілі.

Опір тіла людини в середньому становить 1000 Ом (хоча дана величина істотно відрізняється в залежності від обставин). Є складні розрахунки необхідної для заземлення величини опору, згідно з якими оптимальним розміром є 30 Ом (для побутової електротехніки). Якщо ж мова йде про блискавкозахисту приватного будинку, краща величина – 10 Ом.

Зверніть увагу! Існує думка, що для забезпечення безпеки достатньо мати УЗО. Однак правильна робота пристрою захисного відключення можлива лише при наявності заземлення.

Завдання заземлення:

  1. Гарантований відведення в землю напруги з струмопровідних предметів.
  2. Вирівнювання потенціалів всіх об’єктів, що знаходяться в дачному будинку.
  3. Створення умов для належного функціонування всіх систем електробезпеки, в тому числі автоматів, пристроїв захисного відключення і плавких запобіжників.
  4. Уникнення ситуацій, коли на корпусах електропобутової техніки скупчуються статичні заряди.
  5. Збереження в справному стані електроапаратури. Наприклад, функціонування імпульсних блоків живлення на комп’ютерній техніці нерідко пов’язане з наведенням напруги на системні блоки. В результаті розряду відбувається поломка електронних компонентів і втрата інформації.

Велика побутова техніка обов’язково повинна бути захищена заземлительного системою:

  1. Бойлер виготовляється з нержавійки, яка негативно реагує на блукаючі струми, що відводяться заземленням. При появі блукаючого струму людина наражається на серйозну небезпеку: удар можливий під час прийому душу або звичайного торкання бойлера.
  2. Пральна машина. Апарат відрізняється високою електричною ємністю, що виникає через підвищену вологість в приміщенні.
  3. Комп’ютер. Блок живлення влаштований так, що робоча витік в цьому елементі буває навіть вище, ніж у пральки.
  4. Електроплита. Цей вид побутової техніки відрізняється високою потужністю, наслідком чого є підвищений ризик пробою.

Схеми і розрахунок заземлення

Правильно виконана заземлительного система повинна надійно контактувати з нульовим потенціалом грунту і з мінімальним опором контуру. При цьому потрібно враховувати, що в різних видах грунту опір істотно різниться (дивіться таблицю).

Шари землі з найменшим опором зазвичай знаходяться глибоко під землею. Однак просто заглиблення електродів може не вистачити. Тому для отримання потрібного опору збільшують кількість провідників, дистанцію між ними або площа контакту з землею. Для поліпшення результату використовують схеми, показані на малюнку нижче.

Опис схем:

  1. Схема «А». В даному випадку створюється замкнутий контур по периметру будівлі. Не дуже глибоко вкопані штирі з’єднують по кільцю за допомогою шини. Заземлення на дачі в такий спосіб виконується рідко, так як потрібно значний обсяг земляних робіт. Крім того, схема часто не реалізовується через розташування будівель на ділянці.
  2. Схема «Б». Це найбільш поширений спосіб організації заземлення для дачного будинку. Система включає три або більше закопаних на помірну глибину штиря (електрода), об’єднаних між собою шиною.
  3. Схема «В». Заснована на використанні всього одного електрода, вкопаного на велику глибину. Така схема застосовується навіть в підвалі будівлі. Спосіб досить зручний, але не завжди реалізуємо, якщо мова йде про кам’янистій землі. Ще одна складність – необхідність використання особливих електродів, що вимагає підвищених фінансових витрат.
  4. Схема «Г». Відрізняється зручністю, але створювати таке заземлення потрібно ще при проектуванні дачного будинку, а виконувати – під час заливки фундаменту. У вже побудованому будинку споруда такої системи пов’язана з високими витратами.

Неприпустимі схеми заземлення

Не рекомендується використання водопровідних труб і стояків опалення в якості заземлення. Такі трубопроводи часто виявляються сильно окислені або мають недостатній контакт з грунтом. Також в трубопроводах нерідко є пластикові деталі, через які відбувається розмикання електричного кола.

Зверніть увагу! Не можна наносити фарбу на металеві вироби, які виконують роль електродів. Фарбування погіршує провідність.

Деякі домашні майстри, бажаючи здешевити систему заземлення, йдуть таким шляхом: роблять в розетці перемичку між контактами заземлення і нуля. Таке рішення може привести до неприємностей, оскільки якщо де-небудь на ділянці ланцюга відбудеться перефазовка або з’явиться неякісний контакт робочого нуля, на корпусі виникне напруга.

Порада! Проведення розрахунків – досить складна процедура, що вимагає знань і досвіду. Якщо таких недостатньо, краще звернутися до місцевої філії Енергонагляду. Фахівці постійно стикаються з подібними завданнями, і у них напевно є відповідна для місцевих умов схема організації заземлення. Також не обійтися без професійних електриків при проведенні перевірки системи, коли роботи по створенню заземлительного системи закінчені.

Різновиди систем заземлення

Існує кілька видів технічного виконання заземлительного системи, які відповідають стандартам Міжнародної електротехнічної компанії (МЕК):

система TN

Найбільш поширена схема. Включає підсистеми TN-C, TN-S, TN-C-S.

У підсистемі TN-C нульовий робочий і нульовий захисний провідники з’єднані в єдиний провідник по всій системі. Методика є технічно найбільш доступною для тих майстрів, хто бажає зробити своїми руками систему заземлення для дачного будинку. До того ж, TN-C приваблива щодо меншовартості фінансових витрат. Мінус такої системи полягає у відсутності окремого провідника захисту.

У підсистемі TN-S нульовий робочий і нульовий захисний провідники функціонують окремо в усій системі. В результаті вдається домогтися більшої безпеки, якщо порівнювати TN-S з TN-C. Недолік схеми – необхідність додаткового п’ятижильним кабелю, що прокладається від трансформатора до трифазної мережі або ж трьохжильного кабелю в разі однофазної мережі. Такий підхід перетворює проект заземлення в досить дорогу затію.

У випадку з підсистемою TN-C-S нульовий робочий і нульовий захисний провідники з’єднуються в єдиний провідник на певній ділянці системи. Об’єднання відбувається від джерела електроживлення до введення в будівлю. Схема користується популярністю у електриків, універсальна в застосуванні і не відрізняється технічною складністю. Мінус TN-C-S складається в необхідності поновлення стояків в уже існуючих будівлях. У разі обриву провідника електроприлади виявляються під високим потенціалом.

система TT

Нейтраль джерела електроживлення роблять глухозаземленной. Відкриті контакти електричної установки підключають до заземлювача, незалежного від заземлювача нейтралі джерела живлення. Система TT використовується в тих випадках, коли відсутня можливість створити заземлення за методом TN.

система IT

Нейтраль джерела електроживлення ізолюється від грунту або заземлюється через електропобутової техніки з високим рівнем опору. Схема часто використовується в медичних установах і лабораторіях, де потрібне підключення високочутливої ??техніки.

Установка системи заземлення

Як приклад розглянемо монтаж системи заземлення у вигляді трикутника з металевими штирями в вершинах.

Знадобляться такі матеріали для створення електродів:

  • куточок зі сталі товщиною 4 мм (мінімум);
  • прут арматурний перетином 10-12 мм;
  • труба, у якій перетин стінок становить від 3 до 5 мм;
  • сталева смуга шириною 50 мм.

Арматура підійде виключно з гладкою поверхнею. Рифлена арматура не створює досить міцного контакту провідника з грунтом, так як після вкопування утворюються порожнечі, а це погіршує якість заземлення.

Довжина штирів повинна бути в межах 2,5-3 метрів. Для обв’язки підійде металева смуга або арматура. Всі з’єднання виконуються шляхом зварювання.

У продажу є готові комплекти для заземлення. Як приклад наведемо зміст одного з таких комплектів (для глибинного заземлення):

  • оцинкований стрижень довжиною 1,5 м і діаметром 20 мм (5 одиниць);
  • універсальний затиск;
  • наконечник для занурення електрода;
  • водовідштовхувальна стрічка;
  • обух для вбивання електрода в грунт;
  • металева смуга (30? 5 мм);
  • біметалічний затиск.

Інструкція по виконанню робіт

Спочатку підбираємо місце під установку контуру і очищаємо простір від всього зайвого. Оптимальна дистанція від електрода до силової шафи – 10 метрів. Подальші дії здійснюємо в такому порядку:

  1. Готуємо траншею. Вона повинна бути трикутної форми. Котлован копаємо також, як готували б яму під стрічковий фундамент. Рекомендована глибина траншеї – 1 м, а ширина – 50 см. Дистанція від електрода до електрода – 120 см. Від будь-якого з кутів трикутника прокопує канаву до силового щита.
  2. Забиваємо в землю електроди по вершинах трикутника. Якщо грунт щільний, Бурим шурфи. При складнощі з зануренням в землю штирів беремо трохи коротші електроди, але тоді їх загальна кількість в системі потрібно збільшити.
  3. Готуємо сталеві куточки і встановлюємо їх по кутах трикутної траншеї. Укопані стрижні повинні виступати над поверхнею землі. Це забезпечить можливість з’єднання їх між собою шиною. Шурфи прикопують землею, перемішаної з сіллю. Такий захід дозволяє зменшити опір електродів (проте прискорить їх корозію).
  4. Обв’язуємо встановлені куточки шляхом їх зварювання. Обв’язку приварюють до електродів. Від одного з електродів по раніше приготовленої траншеї направляємо металеву смугу в бік распредшкафа. До щита прикріплюємо провідник за допомогою привареного болта.
  5. Перевіряємо опір і, якщо все в порядку, закопуємо траншею.

Перевірка системи

Для перевірки заземлення системи використовуємо омметр або мегомметр. Норма опору для дачного будинку – до 10 Ом. Однак більш оптимальним показником вважається 4 Ом. Якщо показник опору високий, забиваємо ще кілька електродів і пов’язуємо їх з уже встановленими.

Якщо потрібні прилади відсутні, беремо звичайну лампу розжарювання, далі приєднуємо до одного з її контактів провід фази, а до іншого – провід, що йде на заземлення. Яскравість світла від лампочки повинна бути такою ж, як і в її звичайному стані (мова йде про мережі 220 вольт). Якщо світіння відрізняється від нормального, необхідно перевірити всі з’єднання елементів контуру, щоб поліпшити якість контактів між ними.