Архітектура та будівництво

Сучасні архітектурні рішення

Проектування та будівництво

Контур заземлення та система зрівнювання потенціалів в приватному житловому будинку

Якщо для професіоналів необхідність влаштування контуру заземлення в приватному будинку і системи зрівнювання потенціалів в електроустановках зрозуміла і не викликає питань, то для власників житла, в більшості своїй не мають спеціального електротехнічного освіти, в якості головних аргументів необхідності його пристрої можу зазначити наступне.

Відсутність контуру заземлення в приватному будинку фактично не дає можливості забезпечити наявними технічними засобами безпеку:

  • Самих мешканців будинку (від ураження електричним струмом).
  • Безпека самої будови (від пожежі або загоряння) в разі виникнення неполадок в роботі електрообладнання і електропроводки будівлі при впливі грозових розрядів.

Крім того мушу зазначити, що поширена практика імітації контуру заземлення, наприклад, обрізок металевої труби, забитої в землю на метр-півтора, або провід, прикріплений хомутом до металевої труби каналізації або водопостачання, крім самозаспокоєння інших корисних властивостей практично не несе.

Щоб не обтяжувати недосвідченого читача пошуком і вивченням нормативних документів, малозрозумілих термінів і визначень, пропоную вчинити так. У процесі опису виконаних мною робіт я зроблю особливий акцент на основні моменти, які прописані в нормативних документах. Таким чином, читач заощадить час без шкоди для якості при самостійному виконанні робіт.

Кілька важливих визначень, для розуміння суті виконуваних робіт:

При експлуатації електроустановок в житловому будинку можливі два шляхи ураження людини електричним струмом. Нижче на малюнку схематично представлений перший можливий варіант поразки людини електричним струмом.

Заземлення в приватному будинку

Як випливає з малюнка, якщо людина, що не має спеціальної підготовки, не намагатиметься самостійно намагатися виконувати будь-які роботи в електроустановці, то ймовірність ураження електричним струмом в даному випадку зведена до нуля.

Крім першого, існує другий, більш підступний шлях ураження людини електричним струмом.

заземлення

Оскільки електричний струм, на відміну від інших небезпечних факторів для людини не помітний (не має кольору, запаху, звуку та іншого зовнішнього прояву), то спроба господині помити будинку, наприклад, холодильник або пральну машину (які візуально начебто справні) без відключення приладів з електричної розетки може привести до смертельного випадку. Наприклад, в разі пробою ізоляції на корпусі приладу.

Що необхідно зробити власнику будинку, щоб убезпечити себе і своїх домочадців, захистити свій будинок від пожежі при несправності в електроустановці будинку? Важливо, що дані роботи можуть бути виконані самостійно у відносно короткі терміни при невеликих фінансових витратах. Для більш наочного сприйняття матеріал статті представлений у вигляді опису послідовного виконання окремих етапів робіт.

Частина 1. Мінімально необхідний обсяг робіт

Пристрій контура повторного заземлення або перший етап виконання робіт

Ціна питання: при самостійному виконанні робіт в більшості випадків фінансові витрати не перевищать 2-3 тис. Рублів, а тимчасові витрати - пари вихідних днів. Економити з урахуванням можливих наслідків при відсутності контуру заземлення (пожежа, ураження електрострумом) не тільки безглуздо, але і небезпечно.

Отже, що потрібно для виконання робіт?

З основних матеріалів буде потрібно (показано на фото нижче):

  • Металевий пруток з чорної сталі для вертикальних заземлювачів (діаметром не менше 16 мм).
  • Сталева смуга для горизонтальних заземлювачів в перерізі не менше 40? 4 мм, довжину можна порахувати стосовно планованих робіт за місцем. Смуга необхідна для з'єднання вертикальних заземлювачів (допускається з'єднання тільки зварюванням) між собою і виведення контуру заземлення на поверхню землі.

Матеріали для робіт

З інструментів, без яких неможливо виконати роботи, необхідний зварювальний апарат.

Зварювальний апарат

Порядок виконання робіт

У разі відсутності контуру заземлення в будинку (на ділянці) за визначенням оптимальним варіантом (за вартістю, за фізичними та тимчасових витратах) є пристрій контуру заземлення на вводі в будинок, так званий контур повторного заземлення. Тим більше що при повітряному вводі в будинок (відгалуженням від повітряних міських ліній електропередач до фасаду будинку), яке є найбільш поширеним способом підключення приватних будинків до міських електромереж, пристрій контуру повторного заземлення є обов'язковим.

На першому етапі необхідно визначитися з вибором місця розташування і розмірами контуру заземлення.

З точки зору обсягу робіт і витрат матеріалів контур повторного заземлення оптимально робити поблизу від місця введення в будинок. Оптимальною формою, на мій погляд, є контур повторного заземлення, виконаний у формі трикутника, хоча можна його виконати і в формі прямокутника, і, просто у вигляді лінії, утвореної з будь-якої кількості вертикальних заземлювачів, з'єднаних між собою сталевою смугою. На що потрібно звернути особливу увагу на даному етапі?

1. Глибина траншей для горизонтальних заземлювачів повинна бути не менше (0,5 - 0,7) метра.
2. У загальному випадку довжина вертикальних заземлювачів повинна бути не менше 3 метрів. З урахуванням глибини траншеї (0,5-0,7 м) загальна глибина занурення вертикальних заземлювачів в грунт складе 3,5 - 3,7 метра. Необхідно також враховувати, що на вибір довжини вертикальних заземлювачів впливають: тип ґрунту (чорнозем, суглинок, піщаник), глибина промерзання грунту, вологість грунту і т. Д.
3. При цьому потрібно враховувати, що для досягнення кращих параметрів контуру заземлення, збільшення розмірів вертикальних заземлювачів в обсязі (діаметрі) є менш ефективним способом, ніж збільшення в довжину (в глибину), особливо це актуально при влаштуванні контуру заземлення в несприятливих умовах по грунті (піщаник, скелястий грунт і т. д.).
4. Я використовував сталевий пруток-кругляк (арматуру використовувати не рекомендується) діаметром 18 мм і довжиною 12 метрів в кількості 1 шт. З нього можна отримати 4 вертикальних заземлювачів довжиною по 3 метри (економічний варіант) або 3 заземлювача по 4 метри (більш кращий варіант). Я вибрав економічний варіант. Так як в моєму випадку грунт являє собою суглинок з переважанням чорнозему. Основні моменти, що стосуються робіт на даному етапі, показані на фото нижче.

влаштування заземлення

5. Далі, знаючи глибину закладення вертикальних заземлювачів, можна визначити мінімально допустима відстань між вертикальними заземлювачами, яке повинно бути не менше їх довжини, з деяким запасом. Я, наприклад, вибрав відстань між вертикальними заземлювачами рівним 5 метрам. При цьому слід виходити з того, що при відстані між вертикальними заземлювачами, меншому, ніж їх довжина, ефективність заземлювального пристрою буде падати.

Підготовчі роботи

Дані роботи можна і не робити, але з точки зору спрощення і полегшення виконання наступних робіт - вони бажані.

1. Нарізані вертикальні заземлювачі довжиною 3 метри з одного кінця, яким будуть забиватися в грунт, на наждаку сточив під конус. На той випадок, якщо раптом попадеться на шляху камінь при забиванні і в цілому, для полегшення процесу забивання.
2. Нарізав сталеву смугу довжиною по 5 метрів з напуском в 25-30 см. Кінці смуг попередньо обігнув для кращого прилягання при виконанні зварювальних робіт. Така скрупульозність пояснюється тим, що чим більше буде площа контакту і, відповідно, якість зварного шва, тим менше буде омическое перехідний опір між елементами контуру заземлення і самого контуру в цілому. Роботи на даному етапі показані на фото нижче.

вертикальні заземлювачі

Земляні роботи

1. Розмічаємо місця установки вертикальних заземлювачів, ставимо кілочки, натягуємо шнур між ними і робимо розмітку (штиковою лопатою).
2. Вибираємо грунт по розмітці на глибину не менше 0,5-0,7 метра і шириною приблизно 30 см.
3. Щоб не повертатися до земляних робіт, на фото нижче показаний процес зворотної засипки. В даному випадку необхідно врахувати два моменти.

  • По-перше, для самого нижнього шару (контактує з горизонтальними заземлювачами) бажано використовувати м'який сипучий грунт (чорнозем) без каменів і іншого сміття. Висоту даного шару над заземлювачами необхідно зробити не менше 20-25 см. До речі, в окремих випадках, при несприятливих умовах по грунті (піщаник, скелястий грунт) можна використовувати в якості засипки привізною грунт, можливо з добавками торфу, перегною.
  • По-друге, у міру засипання траншей грунт необхідно періодично пошарово ущільнювати, що, власне, і показано на фото нижче (праворуч).

Земляні роботи

Монтаж контуру заземлення

З особливостей та порядку виконання робіт на даному етапі можна відзначити наступне.

1. По кутах траншеї забиваємо вертикальні заземлювачі на таку глибину, щоб їх виступаючі кінці приблизно зрівнялися або були трохи вище рівня грунту (показано на фото нижче). Це необхідно для того, щоб було зручно виконувати зварювальні роботи
2. Далі монтуємо горизонтальні заземлювачі. Вони повинні мати невеликий запас по довжині і вільно (без натягу між вертикальними заземлювачами) розташовуватися в траншеї, як показано на фото нижче.

Монтаж контуру заземлення

3. Виконуємо зварювальні роботи. До виконання зварювальних робіт пред'являються особливі вимоги, регламентовані в нормативних документах, в залежності від форми, розмірів елементів, що зварюються (смуга - кругляк, смуга - смуга і т. Д.), Довжині зварного шва. Це обумовлено тим, що від якості зварного з'єднання елементів контуру заземлення багато в чому буде залежати кінцевий результат. Щоб не збільшувати обсяг статті, зазначу таке: при зварюванні однотипних елементів краще зробити нахлест з запасом (не менше 90-100 мм), при зварюванні відмінних (за формою) елементів, наприклад смуга - кругляк, необхідно забезпечити максимальну площу сполучення елементів і проварити весь периметр даного сполучення. Саме тому я звернув увагу на необхідність підготовчих робіт. Саме тому виконання зварювальних робіт краще зробити на поверхні землі (т. Е. Зручному для зварювальних робіт місці).

Зварювальні роботи

4. Після виконання зварювальних робіт необхідно захистити місця зварювання від корозії. Для цього використовував чорну фарбу для зовнішніх робіт ПФ-115. Фарбував в два шари. Крім того, ту частину горизонтального заземлювача, яка виводиться на поверхню землі (див. На фото нижче, праворуч) необхідно також фарбувати. Решта частини контуру заземлення зафарбовувати категорично забороняється.

Захист від корозії

5. Факультативні роботи показані на фото нижче. Для додаткового захисту місць зварювання, розташованих в землі, використовував обрізки віброізоляційних матеріалів, що залишилися після шумоізоляції свого авто. Мені сподобався матеріал в процесі виконання робіт. Він забезпечує щільне герметичне примикання на бітумної основі. Це дійсно непогана додатковий захист від корозії.

факультативні роботи

6. Після виконання зварювальних робіт і захисту місць зварювання забиваємо (рівномірно, по колу) вертикальні заземлювачі контуру заземлення. Фактично рівномірно осаджуємо всю конструкцію контуру заземлення до дна траншеї. Для полегшення робіт в місцях розташування вертикальних заземлювачів і зволоження грунту - підливати воду (показано на фото нижче).

фарбування конструкції

7. Попутноми змогли перевірити якість зварних робіт ударом молотка. У нашому випадку - кувалдою, і неодноразово. Після цього засипаємо траншею, як, було сказано вище.

якість робіт

8. На даному етапі необхідно підвести висновок контуру заземлення до будови і жорстко зафіксувати його на будівельної частини будинку. В даному випадку використовував додаткову сталеву смугу, приварену будівельним металевим конструкціям будівлі (показано на фото нижче).
9. Для підключення контуру заземлення до ящика на фасаді будинку також використовував додаткову сталеву смугу і будівельні конструкції будинку. Саме підключення контуру заземлення до ящика на фасаді будинку в моєму випадку здійснюється мідним дротом перетином 2? 10 мм 2 (показано на фото нижче). Чому зроблено саме так, можна подивитися в моїй попередній статті «Захист від перенапруги в приватному будинку».

заземлення

Критерій якості виконаних робіт

Дане питання виділено в самостійний розділ з наступних причин:

1. По-перше, в більшості випадків власник будинку не може самостійно оцінити якість виконаних робіт (наприклад, візуальним оглядом), так як для цього потрібен спеціальний вимірювальний прилад, купувати який для разового використання нераціонально. Але навіть в цьому випадку проблема вирішувана. Практично на будь-якому підприємстві, де є електротехнічна служба, необхідний прилад завжди є, і «домовитися» про проведення заміру зі знайомим електриком цілком можливо.
2. По-друге, в нормативних документах до заземлювального пристрою електроустановок пред'являються вимоги щодо допустимого омічному опору, яке залежить від численних факторів, наприклад, умов експлуатації, кліматичних умов, діючих напружень на електроустановки, особливостей електропостачання електроустановки та особливостей використовуваного обладнання і т. Д . Таким чином, допустиме омічний опір заземлювального пристрою може варіюватися від 0,5 до 500 Ом.
3. Природно, виникає питання, яким має бути омічний опір контуру заземлення в приватному будинку. На мій погляд, з урахуванням всіх факторів, для нормальних кліматичних умов і грунту необхідно домогтися того, щоб омічний опір заземлювального пристрою для приватного будинку не перевищувало значення 4 Ома. Це цілком досяжна цифра.
4. З точки зору фізичної, чим менше омічний опір контуру заземлення в будинку, тим краще. Зокрема, в більшій безпеці виявляться мешканці будинку (за умовами напруги дотику, по струму, що протікає через людину при потраплянні його під напругу і т. Д.), Надійніше і ефективніше працюватимуть захисні апарати і пристрої, встановлені в будинку (гарантоване відключення в аварійному режимі, час спрацьовування на відключення і т. д.).

Критерій якості виконаних робіт

Як видно з фото, воно дорівнює 2,4 Ом, що цілком укладається в допустимі норми для переважної більшості електроустановок, в тому числі і для електроустановок житлових будівель. Таким чином, можна зробити наступний висновок. З точки зору безпеки, отриманий результат, досягнутий на даному етапі виконання робіт, є непоганим.

Обсяг виконаних робіт і досягнуті результати є, недостатніми для повноцінної, надійної і гарантованої безпеки, як самих мешканців, так і будови.

Тому в наступній частині статті розглянемо, що нам ще необхідно і цілком під силу зробити, щоб отримати гідний результат.