Контур заземления в частных домах.

Если для профессионалов необходимость устройства контура заземления в частном доме и системы уравнивания потенциалов в электроустановках понятна и не вызывает вопросов, то для собственников жилья, в большинстве своём не имеющих специального электротехнического образования, в качестве главных аргументов необходимости его устройства могу отметить следующее.

Отсутствие контура заземления в частном доме фактически не позволяет обеспечить имеющимися техническими средствами безопасность:

  • Самих жильцов дома (от поражения электрическим током).
  • Безопасность самого строения (от пожара или возгорания) в случае возникновения неполадок в работе электрооборудования и электропроводке строения при воздействии грозовых разрядов.

Кроме того должен отметить, что распространённая практика имитации контура заземления, например, обрезок металлической трубы, забитой в землю на метр-полтора, или провод, прикреплённый хомутом к металлической трубе канализации или водоснабжения, кроме самоуспокоения других полезных свойств практически не несёт.

Чтобы не обременять неискушенного читателя поиском и изучением нормативных документов, малопонятных терминов и определений, предлагаю поступить следующим образом. В процессе описания выполненных мной работ я сделаю особый акцент на основные моменты, которые прописаны в нормативных документах. Таким образом, читатель сэкономит время без ущерба для качества при самостоятельном выполнении работ.

Несколько важных определений, для понимания сути выполняемых работ:

При эксплуатации электроустановок в жилом доме возможны два пути поражения человека электрическим током. Ниже на рисунке схематично представлен первый возможный вариант поражения человека электрическим током.

Контур заземления в частных домах.

Как следует из рисунка, если человек, не имеющий специальной подготовки, не будет пытаться самостоятельно пытаться выполнять какие-либо работы в электроустановке, то вероятность поражения электрическим током в данном случае сведена к нулю.

Кроме первого, существует второй, более коварный путь поражения человека электрическим током.

Контур заземления в частных домах.

Поскольку электрический ток, в отличие от других опасных факторов для человека не осязаем (не имеет цвета, запаха, звука и прочего внешнего проявления), то попытка хозяйки помыть дома, к примеру, холодильник или стиральную машину (которые визуально вроде бы исправны) без отключения приборов из электрической розетки может привести к смертельному случаю. Например, в случае пробоя изоляции на корпусе прибора.

Что необходимо сделать собственнику дома, чтобы обезопасить себя и своих домочадцев, защитить свой дом от возгорания при неисправностях в электроустановке дома? Важно, что данные работы могут быть выполнены самостоятельно в относительно короткие сроки при небольших финансовых затратах. Для более наглядного восприятия материал статьи представлен в виде описания последовательного выполнения отдельных этапов работ.

Часть 1. Минимально необходимый объём работУстройство контура повторного заземления или первый этап выполнения работ

Цена вопроса: при самостоятельном выполнении работ в большинстве случаев финансовые затраты не превысят 2-3 тыс. рублей, а временные затраты — пары выходных дней. Экономить с учётом возможных последствий при отсутствии контура заземления (пожар, поражение электротоком) не только бессмысленно, но и опасно.

Итак, что потребуется для выполнения работ?

Из основных материалов потребуется (показано на фото ниже):

  • Металлический пруток из чёрной стали для вертикальных заземлителей (диаметром не менее 16 мм).
  • Стальная полоса для горизонтальных заземлителей в сечении не менее 40?4 мм, длину можно посчитать применительно к планируемым работам по месту. Полоса необходима для соединения вертикальных заземлителей (допускается соединение только сваркой) между собой и вывода контура заземления на поверхность земли.

Контур заземления в частных домах.

Из инструментов, без которых невозможно выполнить работы, необходим сварочный аппарат.

Контур заземления в частных домах.

Порядок выполнения работ

В случае отсутствия контура заземления в доме (на участке) по определению оптимальным вариантом (по стоимости, по физическим и временным затратам) является устройство контура заземления на вводе в дом, так называемый контур повторного заземления. Тем более что при воздушном вводе в дом (ответвлением от воздушных городских линий электропередач к фасаду дома), которое является наиболее распространённым способом подключения частных домов к городским электросетям, устройство контура повторного заземления является обязательным.

На первом этапе необходимо определиться с выбором места расположения и размерами контура заземления.

С точки зрения объёма работ и расхода материалов контур повторного заземления оптимально делать вблизи от места ввода в дом. Оптимальной формой, на мой взгляд, является контур повторного заземления, выполненный в форме треугольника, хотя можно его выполнить и в форме прямоугольника, и, просто в виде линии, образованной из любого количества вертикальных заземлителей, соединённых между собой стальной полосой. На что требуется обратить особое внимание на данном этапе?

1. Глубина траншей для горизонтальных заземлителей должна быть не менее (0,5 — 0,7) метра.
2. В общем случае длина вертикальных заземлителей должна быть не менее 3 метров. С учётом глубины траншеи (0,5-0,7 м) общая глубина погружения вертикальных заземлителей в грунт составит 3,5 — 3,7 метра. Необходимо также учитывать, что на выбор длины вертикальных заземлителей влияют: тип почвы (чернозём, суглинок, песчаник), глубина промерзания грунта, влажность почвы и т. д.
3. При этом нужно учитывать, что для достижения лучших параметров контура заземления, увеличение размеров вертикальных заземлителей в объёме (диаметре) является менее эффективным способом, чем увеличение в длину (в глубину), особенно это актуально при устройстве контура заземления в неблагоприятных условиях по почве (песчаник, скалистый грунт и т. д.).
4. Я использовал стальной пруток-кругляк (арматуру использовать не рекомендуется) диаметром 18 мм и длиной 12 метров в количестве 1 шт. Из него можно получить 4 вертикальных заземлителя длиной по 3 метра (экономичный вариант) или 3 заземлителя по 4 метра (более предпочтительный вариант). Я выбрал экономичный вариант. Так как в моём случае почва представляет собой суглинок с преобладанием чернозёма. Основные моменты, касающиеся работ на данном этапе, показаны на фото ниже.

Контур заземления в частных домах.

5. Далее, зная глубину заложения вертикальных заземлителей, можно определить минимально допустимое расстояние между вертикальными заземлителями, которое должно быть не меньше их длины, с некоторым запасом. Я, например, выбрал расстояние между вертикальными заземлителями равным 5 метрам. При этом следует исходить из того, что при расстоянии между вертикальными заземлителями, меньшем, чем их длина, эффективность заземляющего устройства будет падать.

Подготовительные работы

Данные работы можно и не делать, но с точки зрения упрощения и облегчения выполнения последующих работ — они желательны.

1. Нарезанные вертикальные заземлители длиной 3 метра с одного конца, которым будут забиваться в грунт, на наждаке сточил под конус. На тот случай, если вдруг попадётся на пути камень при забивании и в целом, для облегчения процесса забивания.
2. Нарезал стальную полосу длиной по 5 метров с напуском в 25-30 см. Концы полос предварительно обогнул для лучшего прилегания при выполнении сварочных работ. Такая скрупулезность объясняется тем, что чем больше будет площадь контакта и, соответственно, качество сварного шва, тем меньше будет омическое переходное сопротивление между элементами контура заземления и самого контура в целом. Работы на данном этапе показаны на фото ниже.

Контур заземления в частных домах.

Земляные работы

1. Размечаем места установки вертикальных заземлителей, ставим колышки, натягиваем шнур между ними и делаем разметку (штыковой лопатой).
2. Выбираем грунт по разметке на глубину не менее 0,5-0,7 метра и шириной примерно 30 см.
3. Чтобы не возвращаться к земляным работам, на фото ниже показан процесс обратной засыпки. В данном случае необходимо учесть два момента.

  • Во-первых, для самого нижнего слоя (контактирующего с горизонтальными заземлителями) желательно использовать мягкий сыпучий грунт (чернозём) без камней и прочего мусора. Высоту данного слоя над заземлителями необходимо сделать не менее 20-25 см. Кстати, в отдельных случаях, при неблагоприятных условиях по почве (песчаник, скалистый грунт) можно использовать в качестве засыпки привозной грунт, возможно с добавками торфа, перегноя.
  • Во-вторых, по мере засыпки траншей грунт необходимо периодически послойно уплотнять, что, собственно, и показано на фото ниже (справа).

Контур заземления в частных домах.

Монтаж контура заземления

Из особенностей и порядка выполнения работ на данном этапе можно отметить следующее.

1. По углам траншеи забиваем вертикальные заземлители на такую глубину, что бы их выступающие концы примерно сравнялись или были чуть выше уровня грунта (показано на фото ниже). Это необходимо для того, чтобы было удобно выполнять сварочные работы
2. Далее монтируем горизонтальные заземлители. Они должны иметь небольшой запас по длине и свободно (без натяга между вертикальными заземлителями) располагаться в траншее, как показано на фото ниже.

Контур заземления в частных домах.

3. Выполняем сварочные работы. К выполнению сварочных работ предъявляются особые требования, регламентированные в нормативных документах, в зависимости от формы, размеров свариваемых элементов (полоса — кругляк, полоса — полоса и т. д.), длине сварного шва. Это обусловлено тем, что от качества сварного соединения элементов контура заземления во многом будет зависеть конечный результат. Чтобы не увеличивать объём статьи, отмечу следующее: при сварке однотипных элементов лучше сделать нахлёст с запасом (не менее 90-100 мм), при сварке отличных (по форме) элементов, например полоса — кругляк, необходимо обеспечить максимальную площадь сопряжения элементов и проварить весь периметр данного сопряжения. Именно поэтому я обратил внимание на необходимость подготовительных работ. Именно поэтому выполнение сварочных работ лучше сделать на поверхности земли (т. е. удобном для сварочных работ месте).

Контур заземления в частных домах.

4. После выполнения сварочных работ необходимо защитить места сварки от коррозии. Для этого использовал черную краску для наружных работ ПФ-115. Красил в два слоя. Кроме того, ту часть горизонтального заземлителя, которая выводится на поверхность земли (см. на фото ниже, справа) необходимо также прокрасить. Остальные части контура заземления закрашивать категорически запрещается.

Контур заземления в частных домах.

5. Факультативные работы показаны на фото ниже. Для дополнительной защиты мест сварки, расположенных в земле, использовал обрезки виброизоляционных материалов, оставшихся после шумоизоляции своего авто. Мне понравился материал в процессе выполнения работ. Он обеспечивает плотное герметичное примыкание на битумной основе. Это действительно неплохая дополнительная защита от коррозии.

Контур заземления в частных домах.

6. После выполнения сварочных работ и защиты мест сварки забиваем (равномерно, по кругу) вертикальные заземлители контура заземления. Фактически равномерно осаживаем всю конструкцию контура заземления до дна траншеи. Для облегчения работ в местах расположения вертикальных заземлителей и увлажнения грунта — подливаем воду (показано на фото ниже).

Контур заземления в частных домах.

7. Попутномы смогли проверить качество сварных работ ударом молотка. В нашем случае — кувалдой, и неоднократно. После этого засыпаем траншею, как, было сказано выше.

Контур заземления в частных домах.

8. На данном этапе необходимо подвести вывод контура заземления к строению и жестко зафиксировать его на строительной части дома. В данном случае использовал дополнительную стальную полосу, приваренную к строительным металлическим конструкциям строения (показано на фото ниже).
9. Для подключения контура заземления к ящику на фасаде дома также использовал дополнительную стальную полосу и строительные конструкции дома. Само подключение контура заземления к ящику на фасаде дома в моём случае осуществляется медным проводом сечением 2?10 мм2 (показано на фото ниже). Почему сделано именно так, можно посмотреть в моей предыдущей статье «Защита от перенапряжения в частном доме».

Контур заземления в частных домах.

Критерий качества выполненных работ

Данный вопрос выделен в самостоятельный раздел по следующим причинам:

1. Во-первых, в большинстве случаев собственник дома не может самостоятельно оценить качество выполненных работ (например, визуальным осмотром), так как для этого требуется специальный измерительный прибор, покупать который для разового использования нерационально. Но даже в этом случае проблема решаема. Практически на любом предприятии, где есть электротехническая служба, требуемый прибор всегда имеется, и «договориться» о проведении замера со знакомым электриком вполне возможно.
2. Во-вторых, в нормативных документах к заземляющему устройству электроустановок предъявляются требования по допустимому омическому сопротивлению, которое зависит от многочисленных факторов, например, условий эксплуатации, климатических условий, действующих напряжений на электроустановке, особенностей электроснабжения электроустановки и особенностей используемого оборудования и т. д. Таким образом, допустимое омическое сопротивление заземляющего устройства может варьироваться от 0,5 до 500 Ом.
3. Естественно, возникает вопрос, каким должно быть омическое сопротивление контура заземления в частном доме. На мой взгляд, с учётом всех факторов, для нормальных климатических условий и почвы необходимо добиться того, чтобы омическое сопротивление заземляющего устройства для частного дома не превышало значения 4 Ома. Это вполне достижимая цифра.
4. С точки зрения физической, чем меньше омическое сопротивление контура заземления в доме, тем лучше. В частности, в большей безопасности окажутся жильцы дома (по условиям напряжения прикосновения, по току, протекающему через человека при попадании его под напряжение и т. д.), надёжней и эффективней будут работать защитные аппараты и устройства, установленные в доме (гарантированное отключение в аварийном режиме, время срабатывания на отключение и т. д.).

Контур заземления в частных домах.

Как видно из фото, оно равно 2,4 Ом, что вполне укладывается в допустимые нормы для подавляющего большинства электроустановок, в том числе и для электроустановок жилых строений. Таким образом, можно сделать следующий вывод. С точки зрения безопасности, полученный результат, достигнутый на данном этапе выполнения работ, является неплохим.

Объём выполненных работ и достигнутые результаты являются, недостаточными для полноценной, надёжной и гарантированной безопасности, как самих жильцов, так и строения.

Поэтому в следующей части статьи рассмотрим, что нам ещё необходимо и вполне по силам сделать, чтобы получить достойный результат.