Модульно-штыревое заземление своими руками: монтаж заземляющего контура в частном доме

Содержание

Виды контуров заземления

Для эффективной работы системы заземления оно должно распределять ток “стекания” в землю на несколько электродов увеличивающих площадь рассеивания. Существует два главных вида систем заземления.

Контур заземления — треугольник

В таком виде контура используется три штыря, которые сварены с помощью полос в треугольник с равными сторонами. Между электродами длина выбирается в зависимости от длины заглубления электрода до двух таких глубин. Т.е. для длины электрода (заглубление) 2м, сторона треугольника будет 2-4м.

Контур заземления — треугольник

Линейный

При невозможности сделать замкнутую фигуру из-за конфигурации участка составляется вариант из нескольких электродов, их располагают полукругом или в линию. Между вбитыми штырями промежуток должен составлять 1-1,5 глубины погружения штырей. Минус способа — большое число электродов.

Контур заземления — линейный

Предлагаемые виды самые используемые при проектировании и устройстве систем заземления. Его можно сделать в виде любой геометрической фигуры (прямоугольник, круг и т.д.), но надо понимать что это потребует соответствующее количество заземляющих штырей. Основное достоинство таких систем — при разрыве соединения между электродами функции системы заземления сохраняются.

Важно! Линейный контур работает по принципу гирлянды и повреждение перемычки выводит из эксплуатации определенный его участок.

Электромонтаж модульного штыревого контура заземления

Дата: 16 апреля, 2009 | Рубрика: Статьи, Электромонтажные работы Метки: Заземление, Контур заземления, Очаг заземления, Электроизмерения, ЭлектромонтажЭтот материал подготовлен специалистами . Нужен электромонтаж или электроизмерения? Звоните нам! Электромонтаж контура заземления

В настоящее время на рынке электрооборудования появилась высокотехнологичная модульная штыревая система заземления. Благодаря этой технологии, выполнение электромонтажа контура заземления доступно каждому, независимо от того, где и в каких условиях требуется его установить. В городских условиях не всегда бывает достаточно места для выполнения электромонтажных работ по контуру заземления, однако с применением модульной штыревой системы на небольшой прилегающей территории или в закрытом помещении (например, в подвале) может быть установлен очаг заземления.

В чем же преимущество модульной штыревой системы заземления и как с ее помощью выполняется электромонтаж контура заземления? Если сравнивать модульную штыревую систему заземления со старыми способами электромонтажа контура заземления – на лицо огромные преимущества. Если раньше приходилось искать и выбирать площадку для выполнения электромонтажа контура заземления площадью минимум 4 Х 4 метра, то теперь достаточно одного квадратного метра площади. Отпадает потребность в тяжёлой буровой технике для бурения глубоких скважин, в которые устанавливаются штыри для достижения требуемых показателей сопротивления заземлителя. В модульной штыревой системе все соединения проводятся соединительными муфтами, а сам электромонтаж заземлителей производится при помощи мощного перфоратора.

Существует несколько способов электромонтажа модульного штыревого контура заземления. Способ электромонтажа контура заземления, выбирается в зависимости от доступной площади и типа грунта. Если требуется выполнить контур заземления в стеснённых условиях при минимальной доступности полезной площади под монтаж контура заземления и позволяет тип грунта, то применяется глубинный электромонтаж контура заземления. Он позволяет установить заземлитель на глубину до 40 метров. Таким образом, обеспечивается требуемые параметры сопротивления заземлителей и заземляющих устройств. В случае, когда структура грунта не позволяет выполнить глубинный электромонтаж контура заземления, применяется традиционный монтаж заземлителей, где заземлитель устанавливается на глубину до 6 метров, а их количество зависит от сопротивления грунта.

При электромонтаже контура заземления модульно–штыревой конструкции можно применить любую конфигурацию контура заземления, которая позволит достигнуть требуемого сопротивления заземлителей и заземляющих устройств. Чтобы смонтировать контур заземления при помощи этой системы, достаточно двух квалифицированных специалистов. При монтаже требуется поэтапное измерение сопротивления заземлителей для того, чтобы знать параметры, достигнутые после установки очередного заземлителя. Крепления горизонтальных заземлителей с вертикальными осуществляются при помощи специальных сжимов, которые впоследствии изолируются гидроизоляционной лентой для защиты от коррозии.

В заключение можно сказать, что срок службы системы модульного штыревого контура заземления в три раза больше, чем у системы контура заземления, которая выполняется при помощи стальных уголков и металлических полос.

Чтобы понять, для чего требуется электромонтаж контура заземления, необходимо ознакомится с существующими системами заземления. Статьи цикла «Системы заземления»:

  • Система заземления «TN-C»
  • Система заземления «TN-C-S»
  • Система заземления «TN-S»
  • Система заземления «TT»
  • Система заземления «IT»

Прочая и полезная информация Прочая и полезная информация

Принцип работы и особенности установки

Все элементы, входящие в комплект, после сборки образуют цельную модульную конструкцию и представляют собой готовый заземлительный контур.

Стержень, собранный из составных частей, может забиваться на глубину, достигающую 30-40 метров. Концы каждого такого штыря оборудованы резьбой и через соединительные муфты они объединяются в одно целое на нужную длину. То есть, стержень постепенно наращивается следующим элементом по мере его углубления.

Технология монтажа вертикальных штырей заключается в следующем. На нижнюю часть первого стержня накручивается стальной наконечник, а сверху выполняется винтовое соединение с монтажной муфтой. Данный элемент оборудован специальной насадкой, способной выдерживать удары перфоратора или вибромолота.

Вертикальное положение штыря во время забивания сохраняется благодаря специальному зажиму. После того как первый стержень вошел в землю примерно на 1,3-1,4 м, монтажную муфту нужно снять и вместо нее с помощью соединительной муфты накрутить следующий штырь. Зажим продолжает удерживать конструкцию вертикально и постепенно поднимается вверх относительно забиваемого стержня. Сверху второго штыря вновь устанавливается монтажная муфта с насадкой под виброинструмент.

Таким же образом устанавливаются все остальные заземлители в количестве, предусмотренном проектом. После этого они соединяются между собой в единой целое с помощью горизонтальных элементов и латунных зажимов. Перед установкой зажимов на места соединений наносится паста, а по окончании монтажных работ осуществляется полное антикоррозийное покрытие контура. Срок службы таких заземляющих систем составляет около 30 лет.

Последовательный монтаж элементов

Установка модульно-штыревого заземления производится легко и просто. Резьбу первого штыря смазываем токопроводящей антикоррозийной пастой и накручиваем на нее конусообразный наконечник. На другой конец таким же образом устанавливаем соединительную муфту и вкручиваем в нее ударную головку, предназначенную для защиты штыря от ударной нагрузки перфоратора.


Установка заземлителя в грунт

Модульно-штыревое заземление, которое собрали, опускаем в заранее подготовленное углубление в земле. Нужно максимально глубоко воткнуть его в грунт своими руками. Затем подключить к сети перфоратор и вставить его насадку в ударную (направляющую) головку. Таким образом штырь будет погружаться в грунт при воздействии на него ударной силы перфоратора. Для присоединения следующего стержня необходимо оставить примерно 20 см от земли.

Ниже мы приводим инструкцию завода-изготовителя по монтажу системы заземления с помощью перфоратора


Инструкция по монтажу модульно-штыревого заземления

После этого следует замерить сопротивление заземления. Для этого необходимо снять ударную головку и к тому месту, где она располагалась подсоединить специальный прибор, омметр.


Прибор для измерение сопротивления заземления М-416

После того как заглубили первый штырь в землю на всю длину, направляющая головка для перфоратора снимается и через соединительную муфту прикручивается следующий штырь. На верхнюю часть снова монтируем соединительную муфту и направляющую головку под перфоратор, после чего процесс повторяется.

Количество вбиваемых штырей будет зависеть от суммарного сопротивления растеканию тока всей системы. На рисунке ниже указывается схема изменения сопротивления в зависимости от длины электродов (штырей):


График зависимости сопротивления растеканию заземлителя

После заглубления всех штырей необходимо их соединить горизонтальным заземлителем с помощью латунных зажимов. Один из вертикальных заземлителей соединяется через проводник с электрическим щитом.

Устройство заземления своими руками: поэтапная инструкция

Если Вы задаетесь вопросом: «как сделать заземление на даче?», то для выполнения данного процесса потребуется следующий инструмент:

  • сварочный аппарат или инвертер для сварки металлопроката и вывода контура на фундамент здания;
  • угловая шлифмашинка (болгарка) для разрезания металла на заданные куски;
  • гаечные глючи для болтов с гайками М12 или М14;
  • штыковая и подборная лопаты для рытья и закапывания траншей;
  • кувалда для вбивания электродов в землю;
  • перфоратор для разбивания камней, которые могут встречаться при рытье траншей.

Чтоб правильно и согласно нормативным требованиям выполнить контур заземления в частном доме нам потребуются следующие материалы:

  1. Уголок 50х50х5 — 9 м (3 отрезка по 3 метра).
  2. Сталь полосовая 40х4 (толщина металла 4 мм и ширина изделия 40 мм) — 12 м в случае вывода одной точки заземлителя на фундамент здания. Если же Вы хотите выполнить контур заземления по всему фундаменту к указанному количеству добавьте общий периметр здания и еще возьмите запас для подрезки.
  3. Болт М12 (М14) с 2 шайбами и 2-я гайками.
  4. Медный заземлитель. Может быть использована заземляющая жила 3-х жильного кабеля либо провод ПВ-3 с сечением 6–10 мм².

После того как все необходимые материалы и инструменты есть в наличии можно переходить непосредственно к монтажным работам, которые детально расписаны в следующих главах.

Выбор места для монтажа контура заземления

В большинстве случаев рекомендуется монтировать контур заземления на расстоянии в 1 м от фундамента здания в месте где оно будет скрыто от человеческого глаза и к которому будет сложно добраться как людям, так и животным.

Такие меры необходимы для того, что при повреждении изоляции в электропроводке потенциал будет идти на контур заземления и может возникнуть шаговое напряжение, которое может привести к электротравме.

Выполнение земляных работ

После того как было выбрано место, выполнена разметка (под треугольник со сторонами 3 м), определено место вывода полосы с болтами на фундамент здания можно приступать к земляным работам.

Для этого необходимо с помощью штыковой лопаты по периметру размеченного треугольника со сторонами по 3 м снять слой земли в 30–50 см. Это необходимо для того, чтоб в дальнейшем без особых трудностей к заземлителям приварить полосовой металл.

Также стоит дополнительно прокопать траншею такой же глубины для подвода полосы к зданию и выводу ее на фасад.

Забивание заземлителей

После подготовки траншеи можно приступать к монтажу электродов контура заземления. Для этого предварительно с помощью болгарки необходимо заточить края уголка 50х50х5 или круглой стали диаметром 16 (18) мм².

Далее выставить их в вершины полученного треугольника и с помощью кувалды забить в землю на глубину 3 м

Также важно чтоб верхние части заземлителей (электродов) находились на уровне выкопанной траншеи чтоб к ним можно было приварить полосу

Сварные работы

После того как электроды будут забиты на необходимую глубину с помощью стальной полосы 40х4 мм необходимо сварить между собой заземлители и вывести данную полосу на фундамент здания где будет подключен заземляющий проводник дома, дачи или коттеджа.

Там, где полоса будет выходить на фундамент на высоте 0.3–1 мот земли, необходимо приварить болт М12 (М14) к которому в дальнейшем будет подключено заземления дома.

Обратная засыпка

После выполнения всех сварных работ полученную траншею можно засыпать. Однако перед этим рекомендуется залить траншею соляным раствором в пропорции 2–3 пачки соли на ведро воды.

После полученную почву необходимо хорошо утрамбовать.

Проверка контура заземления

После выполнения всех монтажных работ возникает вопрос «как проверить заземление в частном доме?». Для этих целей конечно обычный мультиметр не подойдет, поскольку у него очень большая погрешность.

Для выполнения данного мероприятия подойдут приборы Ф4103-М1, Клещи Fluke 1630, 1620 ER и так далее.

Однако эти приборы очень дорогие, и если Вы выполняете заземление на даче своими руками, то для проверки контура Вам будет достаточно обычной лампочки на 150–200 Вт. Для данной проверки Вам необходимо один вывод патрона с лампочкой подключить к фазному проводу (обычно коричневого цвета) а второй — к контуру заземления.

Если лампочка будет ярко светить — все отлично и контур заземления полноценно функционирует, если же лампочка будет тускло светить или вообще не испускать световой поток — значит контур смонтирован неверно и нужно либо проверять сварные стыки или монтировать дополнительные электроды (что бывает при низкой электропроводимости почвы).

Выбор стержней для модульно штыревого заземления

Обычно они идут омедненные стандартной длины 1,5м. Для подвалов, где низкие потолки,  можно взять и покороче – 1,2м.

Самый распространенный диаметр стержней – 14мм.

Говорят, что чем выше пятно контакта с землей, тем лучше. Безусловно это так. Но не ждите каких-то супер улучшенных характеристик по сопротивлению при увеличении сечения.

Согласно формуле расчета заземления для одиночного вертикального заземлителя, диаметр не шибко влияет на общий показатель.

Даже если вы его увеличите на 100%, то сопротивление уменьшится всего на 9%.

Не то, что вы ожидали, правда? Поэтому особого смысла переплачивать и покупать максимально толстые штыри нет.

Берите минимально допустимые по нормам.

Помимо омедненных, есть еще один вид стержней с резьбой — безмуфтовые оцинкованные. В них стержень просто вворачивается один в другой. На краю одного штыря находится наружная резьба, на другом внутренняя.

Что лучше, медь или цинк однозначно сказать нельзя. Каждый производитель всегда нахваливает именно свою продукцию.

Однако имейте в виду, что медное покрытие хотя и устойчиво к коррозии, но только до тех пор, пока его не повредили.

А поцарапать его можно очень легко. Например, при использовании газовых ключей, затягивая соединительные муфты.

Либо при вхождении в каменистую почву, сковырнув верхний слой острыми гранями камешков.

В этом случае медный защитный покров разрушается и место царапины начинает активно окисляться. Далее происходит постепенное, но неумолимое разрушение стального сердечника, вследствие чего резко ухудшается общее сопротивление всего контура.

Именно поэтому медное покрытие должно быть как можно толще. Рекомендуемое значение – не менее 0,25мм (включая резьбу!).

С цинком все наоборот. Такие штыри не особо боятся внешних повреждений. В них цинк по отношению к стальному сердечнику является восстановителем.

Поэтому здесь корродировать в первую очередь будет цинк, и только затем сталь. И пока весь цинковый слой не испортится, стальной сердечник будет чувствовать себя хорошо.

Тем не менее гарантийные сроки работы, указываемые производителями примерно следующие:

омедненные стержни – 30 лет

оцинкованные – от 20 до 30 лет

Еще бывают комплекты из нержавейки.

Такие предназначены для тех, кто вообще не экономит на электрике и хочет сделать контур, что называется “на века”.

Комплектующие

Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м)

Это стальной тянутый стержень диаметром 14 мм и длиной 1,5 метра, покрытый методом электролитического осаждения медью чистотой 99.9%, образующей покрытие с молекулярной и неразрывной связью со сталью.

Высококачественная сталь в таком заземлителе выполняет кроме электропроводящей еще и необходимую для зарывания электрода в почву — механическую роль. Штыри обладают высоким пределом прочности на разрыв 600 Н/мм² и могут быть погружены в грунт при помощи отбойного молотка на большую глубину (до 40 метров).

Толщина медного покрытия составляет не менее 0.250 мм по всей длине стержня (включая резьбу). Это гарантирует его (покрытия) устойчивость к изгибу, отслоению, сцарапыванию при монтаже

Особенно это важно на резьбе, где более тонкий слой меди будет полностью разрушен от нагрузок и трения с муфтой во время заглубления

Эти особенности гарантирует высокую коррозийную устойчивость штыря заземления и обеспечивают столь долгий срок службы (до 100 лет).

По краям методом накатки нанесена резьба для их взаимного соединения с помощью соединительной муфты.

ZZ-001-065
Вес: 0,074 кг
Длина: 50 мм
Диаметр штыря: 14 мм
Диаметр резьбы: 16 мм

Муфта соединительная резьбовая

Латунная муфта предназначена для соединения штырей друг с другом. Она изготовлена таким образом, чтобы штыри соприкасались друг с другом в самом центре муфты и движущая энергия, необходимая заглублению штырей в почву, муфте не передавалась. Таким образом не происходит «рассеивания» ударного импульса и также снимает с муфты механическую нагрузку.

ZZ-002-061
Вес: 0,082 кг
Длина: 60 мм
Диаметр: 21 мм

Наконечник стартовый

Остроконечный стальной наконечник упрощает заглубление штырей в твердый грунт.

ZZ-003-061
Вес: 0,074 кг
Длина: 50 мм
Диаметр: 22 мм

Головка направляющая для насадки на отбойный молоток

Предназначена для упрощения процесса заглубления штырей заземления, а также для повышения безопасности работы как человека, так и инструмента.

При монтаже головка крепится к штырю заземления через соединительную муфту. Размеры головки подобраны таким образом, чтобы движущая сила не повредила муфту, т.е. ударный импульс передается непосредственно штырю, минуя ее.

ZZ-004-060
Вес: 0,088 кг
Длина: 55 мм
Диаметр: 25 мм

Зажим для подключения проводника

Профилированный зажим из нержавеющей стали с болтами М10. Позволяет соединять омедненный штырь с заземляющим проводником — круглым проводом либо полосой (шириной до 40 мм).

Возможно безопасное использование стального и оцинкованного проводника — для этого внутри зажима находится прокладка, препятствующая образованию электрохимической связи между сталью/цинком и медью.

Для предотвращения самоотвинчивания резьбовых соединений «болт-гайка» используются пружинные шайбы (шайбы Гровера / гровер-шайбы), установленные между поверхностью зажима и гайкой.

ZZ-005-064
Вес: 0,158 кг
Длина: 70 мм
Ширина: 70 мм
Высота: 30 мм

Смазка токопроводящая

Применяется для уменьшения электрического сопротивления между штырями и муфтой, а также дополнительной защиты торцов штырей (в муфте) от коррозии. Смазка также используется для направляющей головки, облегчая ее снятие после заглубления очередного штыря. Во время монтажа смазка наносится на резьбу деталей.

ZZ-006-000
Вес общий: 0,152 кг
Вес пасты: 0,100 кг
Высота: 200 мм
Ширина: 60 мм
Толщина: 50 мм

Лента гидроизоляционная

Лента используется для защиты соединения штыря с заземляющим проводником от почвенной и электрохимической коррозии путем полного вытеснения воды (влаги) из места соединения, без которой процесс коррозии невозможен. При этом лента не теряет своих физических и механических свойств в течении многих лет.

Изготовлена из нетканого синтетического волокнистого материала, пропитанного и покрытого нейтральным составом на основе насыщенного нефтяного углеводорода (петролатум) и инертного кремнийсодержащего наполнителя. Остается пластичной под воздействием широкого спектра температур. Не затвердевает и не растрескивается. Высокостойкая к неорганическим кислотам, щелочам, солям и микроорганизмам, высокогерметичная в отношении воды, водяного пара и газа.

С помощью этой ленты предохраняются только зажимы для подключения проводника.

ZZ-007-030
Вес: 0,422 кг
Высота ленты: 30 мм
Диаметр бухты: 150 мм
Длина в бухте: 10 м

Насадка на отбойный молоток

Стальная насадка с подкаленным бойком передает усилие отбойного молотка на направляющую головку (на монтируемые штыри). Адаптирована для работы с отбойными молотками с посадочным местом SDS-Max.

ZZ-008-000
Вес: 0,478 кг
Длина: 250 мм
Диаметр: 18 мм

Системы заземления частного дома

На объектах частного строительства можно сделать заземление на основании систем TN-C-S и TT.

Применение TN-C-S


Основной прибор защиты – автоматы с глухозаземленными нейтралями. Они соединяются с землей общим PEN-кабелем, разделяясь на входе в здание. Опасность системы – возникновение фазного напряжения при обгорании провода PEN и одновременное касание земли и фазы. По этой причине ПУЭ регламентируют строительство линии:

  • использование PEN-проводника с механической защитой;
  • резервные заземленные столбики через каждые 100-200 м.

Реализовать TN-C-S в сельской местности проблематично.

Особенности системы ТТ

Провод земли подается на распредщиток от индивидуального заземляющего контура. Система отличается устойчивостью к разрывам кабеля, но не функционирует без УЗО. Последний элемент устраняет риски поражения электротокам.

Схема заземления TT

Как выбрать комплект заземления для частного дома

Рассматривая различные виды заземления в частном доме, целесообразно обратить внимание на готовые комплекты изделий

Несмотря на то, что цена их высока, у них есть важное преимущество – длительный срок службы. Так, например, стальные оцинкованные стержни в качестве электродов могут служить более 30 лет

А стержни из нержавейки или из стали с медным покрытием и того больше. Минимальный срок службы таких изделий составляет не менее 50 лет

Так, например, стальные оцинкованные стержни в качестве электродов могут служить более 30 лет. А стержни из нержавейки или из стали с медным покрытием и того больше. Минимальный срок службы таких изделий составляет не менее 50 лет.

Комплект модульного заземления представляет собой стержни и соединительные шины. Заземлитель может представлять собой привычный треугольник или длинный штырь, погружаемый в землю на большую глубину. В втором случае штырь изготавливают составным и в процессе погружения наращивают. Первый стержень перед погружением оснащается стартовым наконечником, который навинчивается на нижний конец штыря. Стержни соединяются между собой медными резьбовыми муфтами или же вкручиваются один в другой. Для забивания стержня используют специальную навинчивающуюся ударную насадку.

Выбирать комплект заземления для частного дома нужно так, чтобы сопротивление его не превышало 30 Ом. Исходя из этих условий выбирают общую длину штырей. Как правило, в инструкции к комплекту указывается сопротивление одной секции для разных видов грунтов.

Выбирая конфигурацию, стоит учитывать глубину залегания грунтовых вод, глубину промерзания грунта зимой, наличие рядом с домом других сооружений. Часто привычная схема «треугольник» оказывается неприемлемой. Для нее может просто не хватить места на участке рядом с домом. К тому же, один глубоко погруженный стержень может оказаться намного эффективнее трех неглубоких. Это объясняется тем, что при расположении заземлителя в грунтовых водах сопротивление минимально. Зимой в результате промерзания грунта сопротивление увеличивается. А при соединении треугольником все три стержня, в отличие от одного глубоко погруженного, оказываются полностью или частично в промерзшей зоне.

Если учесть все описанные выше требования, влияющие на выбор вида заземления для частного дома, безопасность проживающих будет обеспечена при эксплуатации электроприборов и оборудования всегда – в любое время года и при любых погодных условиях.

Вам может быть интересно


Для чего нужно заземление в частном доме

Назначение

Обучающиеся профессии электрика должны знать ответ, что называется рабочим заземлением. Это соединение с землей некоторых точек электрической установки, преследующее цель обеспечить ее правильную работу в обычных условиях и при аварийных инцидентах. Другое название – функциональное заземление, показывает, что манипуляции относятся, прежде всего, к цели заставить установку работать, а не обеспечить безопасность.

Монтаж штыревого заземления практикуется для создания вертикально заглубленного контура с использованием стержней с круглым сечением и определенными пространственными параметрами. Конструкция призвана служить одной из двух целей:

  • уводить ток молнии в почву посредством системы защиты от молний;
  • препятствовать травматическим инцидентам у людей, эксплуатирующих электротехнику.

Последний пункт – это именно то, что является определением понятия защитного заземления. Тогда при инциденте пробивания напряжения электричество будет уходить по простейшему пути.

Самое читаемое на сайте LandshaftBlog.Ru:

Барбекю из кирпича
Беседка с мангалом
Бетонные дорожки
Благоустройство участка
Выбор кустореза
Георешетка
Гузмания
Декоративная трава
Декоративные клумбы
Декоративный заборчик
Детская горка
Дизайн сада
Дровница для дачи
Забор из сетки
Зимний сад
Идеи для дачи
Клумба из камней
Клумбы из многолетников
Лианы для сада
Навесы из поликарбоната
Освещение участка
Парник своими руками
Песочница своими руками
Площадка под автомобиль
Подпорная стенка
Подсветка фасада
Распашные ворота
Садовая арка
Садовые фонтаны
Снегоуборочная лопата
Тандыр из кирпича
Топиари в саду
Туя западная
Участок 15 соток
Фигурки для сада
Хвойные растения