Jak zrobić pętlę uziemienia w prywatnym domu - obliczanie obwodu i instalacja

Problemy z uziemieniem w prywatnym domu, obliczenia obwodów i instalacja systemu wymagają obowiązkowego rozwiązania zapewniającego bezpieczeństwo życia. Uziemienie będzie w pełni spełniało swoje funkcje tylko wtedy, gdy obwód zostanie wybrany prawidłowo i będą przestrzegane wszystkie normy i wymagania. Samodzielny montaż wymaga znajomości zasad projektowania i reguł wytwarzania.

Czy potrzebuję uziemienia w prywatnym domu?

Podczas korzystania z jakichkolwiek urządzeń elektrycznych w domu zawsze istnieje ryzyko uszkodzenia izolacji przewodów lub zwarcia ich do obudowy. W takim przypadku każda osoba dotykająca strefy niebezpiecznej prowadzi do porażenia prądem, co może skończyć się tragicznie. Prąd zawsze skłania się ku ziemi, a ludzkie ciało staje się przewodnikiem łączącym uszkodzone urządzenie z ziemią.

Co zapewnia uziemienie? W rzeczywistości jest to system, który zapewnia najkrótszą ścieżkę dla prądu elektrycznego. Zgodnie z prawem fizyki wybiera przewodnik o najmniejszym oporze elektrycznym, a obwód ma tę właściwość. Prawie cały prąd jest kierowany do elektrody uziemiającej, dlatego tylko niewielka jego część przepłynie przez ludzkie ciało, co nie może wyrządzić szkody. W ten sposób pętla uziemienia zapewnia bezpieczeństwo elektryczne. Dokumenty regulacyjne (GOST, SNiP, PUE) wskazują, że każdy prywatny budynek mieszkalny musi być w nie wyposażony w sieci prądu przemiennego o napięciu powyżej 40 V i sieci prądu przemiennego powyżej 100 V.

Oprócz zapewnienia bezpieczeństwa, system uziemienia zwiększa niezawodność i trwałość sprzętu AGD. Zapewnia stabilną pracę instalacji, ochronę przed przepięciami i różnymi zakłóceniami w sieci, ogranicza wpływ zewnętrznych źródeł promieniowania elektromagnetycznego.

Uziemienia nie należy mylić z piorunochronami (piorunochronami). Choć zasada ich działania jest podobna, wykonują inne zadanie. Zadaniem piorunochronu jest skierowanie wyładowania piorunowego na ziemię, gdy uderzy on w dom. W tym przypadku powstaje potężny ładunek elektryczny, który nie powinien wpadać do sieci wewnętrznej, ponieważ.może po prostu stopić drut lub kabel. Dlatego lina odgromowa biegnie od odbiorników na dachu po obrysie zewnętrznym i nie powinna być łączona z przewodem uziemiającym, wewnętrznym. Piorunochron i uziemienie mogą mieć wspólny obwód podziemny (jeśli ma margines), ale okablowanie musi być odseparowane.

Schematy uziemienia: który z nich lepiej zrobić

System uziemienia prywatnego domu zależy od rodzaju połączenia sieciowego. Najczęściej odbywa się to zgodnie z zasadą TN-C. Taka sieć jest wyposażona w kabel dwuprzewodowy lub dwuprzewodową linię napowietrzną przy napięciu 220 V oraz kabel czteroprzewodowy lub czteroprzewodową przy napięciu 380 V. Innymi słowy faza (L) i kombinowany przewód ochronny-neutralny (PEN) nadaje się do domu. W pełnoprawnych, nowoczesnych sieciach przewód PEN jest podzielony na oddzielne przewody - roboczy lub zerowy (N) i ochronny (PE), a zasilanie odbywa się odpowiednio linią trójprzewodową lub pięcioprzewodową. Biorąc pod uwagę te opcje, schemat uziemienia może mieć 2 odmiany.

System TN-C-S

Umożliwia podział wejścia PEN na przewody równoległe. W tym celu w szafie wejściowej przewód PEN jest podzielony na 3 magistrale: N („neutralny”), PE („masa”) i magistralę rozdzielającą na 4 połączenia. Ponadto przewody N i PE nie mogą się ze sobą stykać. Szyna zbiorcza PE jest połączona z korpusem szafy, a przewód N jest montowany na izolatorach. Pętla masy jest podłączona do magistrali rozdzielacza. Zworka o przekroju co najmniej 10 mm2 (dla miedzi) jest instalowana między przewodem N a elektrodą uziemiającą. W dalszym okablowaniu „neutralny” i „masa” nie przecinają się.

Odniesienie! Ważne jest, aby wziąć pod uwagę, że ten system jest skuteczny tylko w przypadku instalacji RCD i wyłącznika różnicowego.

system TT

W takim obwodzie nie jest wymagane dzielenie przewodów, ponieważ. przewód neutralny i uziemiający są już odseparowane w odpowiedniej sieci. W szafce po prostu wykonuje się prawidłowe połączenie. Pętla uziemienia jest podłączona do (żyłowego) przewodu PE.

Pytanie, który system uziemiający jest lepszy, nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Obwód przekładnika prądowego jest łatwiejszy w instalacji i nie wymaga dodatkowych urządzeń ochronnych. Jednak zdecydowana większość sieci działa na zasadzie TN-C, co wymusza stosowanie schematu TN-C-S. Ponadto w życiu codziennym często wykorzystywane są instalacje elektryczne z zasilaniem dwuprzewodowym. Podczas uziemiania przekładnika prądowego obudowa takich urządzeń jest pod napięciem, jeśli izolacja jest uszkodzona. W takim przypadku uziemienie TN-C-S jest znacznie bardziej niezawodne.

Co to jest pętla uziemienia: definicja i urządzenie

Pętla uziemienia to specjalna konstrukcja materiałów przewodzących prąd elektryczny o niskiej rezystancji elektrycznej, zapewniająca natychmiastowe wyładowanie prądu elektrycznego do ziemi. Składa się z 2 połączonych ze sobą części - systemu wewnętrznego i zewnętrznego. Ich niezawodne połączenie odbywa się w wejściowym panelu elektrycznym.

Urządzenie podsystemu zewnętrznego musi zapewniać przejście sygnału elektrycznego do ziemi wraz z jego rozprowadzeniem po obszarze. Opiera się na kilku elektrodach zakopanych w ziemi i połączonych ze sobą w obwodzie za pomocą płytek. Z płyt odchodzi szyna o wystarczającym przekroju, która jest wprowadzana do panelu elektrycznego, gdzie jest połączona z podsystemem wewnętrznym. Każda elektroda to metalowa szpilka zakopana (wbita) na pewną głębokość.

Podsystem wewnętrzny to okablowanie obwodu uziemiającego w całym domu. Przewodniki z ekranu są kierowane do gniazd, do obudów potężnych urządzeń elektrycznych, do metalowych przewodów (rur). Oddzielne przewody są połączone we wspólną szynę, która jest podłączona do szyny obwodu zewnętrznego.

Zasada działania pętli uziemienia jest dość prosta. Ładunek elektryczny nagromadzony w metalowych elementach (obudowa instalacji, rurociągi, armatura itp.) w przypadku uszkodzenia izolacji przewodów sieci elektrycznej lub indukowany ze źródeł zewnętrznych pędzi wzdłuż przewodów podsystemu wewnętrznego, które mają niską rezystancję elektryczną , do zewnętrznego obwodu podsystemu. Na elektrodach zakopanych w ziemi „wpływa” w ziemię. Z kolei ziemia ma ogromną pojemność, co pozwala swobodnie „wchłonąć” takie wycieki prądu.

Rodzaje pętli uziemienia

Aby szybko „odprowadzić” prąd do gruntu, zewnętrzny podsystem redystrybuuje go do kilku elektrod ułożonych w określonej kolejności, aby zwiększyć obszar rozpraszania. Istnieją 2 główne typy połączeń z obwodem.

Trójkąt - zamknięta pętla

W tym przypadku stosuje się 3 szpilki połączone paskami w trójkącie równoramiennym. Odległość między elektrodami dobiera się zgodnie z następującą zasadą: minimalna odległość to długość podziemnej części elektrody (głębokość), maksymalna to 2 głębokości. Na przykład dla standardowej głębokości 2,5 m bok trójkąta jest wybierany w zakresie 2,5-5 m.

Liniowy

Ta opcja składa się z kilku elektrod ułożonych w linii lub półokręgu. Otwarty kontur stosuje się w przypadkach, gdy obszar terenu nie pozwala na utworzenie zamkniętej figury geometrycznej.Odległość między kołkami jest wybierana w zakresie 1-1,5 głębokości. Wadą tej metody jest wzrost liczby elektrod.

Te typy są najczęściej używane do aranżacji uziemienia prywatnego domu. W zasadzie zamkniętą pętlę można uformować w formie prostokąta, wielokąta lub koła, ale będzie potrzebnych więcej szpilek. Główną zaletą systemów zamkniętych jest kontynuacja pełnej pracy po zerwaniu połączenia między elektrodami.

Ważny! Obwód liniowy działa na zasadzie girlandy, a uszkodzenie skoczka powoduje wyłączenie jego części.

Zasady i wymagania dotyczące pętli uziemienia

Aby pętla uziemienia działała skutecznie, musi być zgodna z pewnymi zasadami:

1. Obrys zewnętrzny powinien znajdować się w odległości co najmniej 1 m i nie dalej niż 10 m od domu. Optymalna odległość to 2-4 m od fundamentu.
2. Głębokość elektrod dobiera się w granicach 2-3 m. Na powierzchni pozostawia się część kołka o długości 20-25 cm do połączenia z paskiem.
3. Od osłony wlotowej do obwodu układany jest autobus o przekroju co najmniej 16 metrów kwadratowych. mm.
4. Połączenie elektrod ze sobą zapewnia tylko spawanie. W osłonie połączenie można wykonać za pomocą śrub.
5. Całkowita rezystancja systemu nie może przekraczać 4 omów dla 380 V i 8 omów dla 220 V.

Zewnętrzna pętla uziemienia znajduje się w ziemi, co oznacza zwiększone wymagania dotyczące jej konstrukcji. Powinien znajdować się poniżej poziomu zamarzania gleby, ponieważ. pęcznienie gleby wypchnie elektrody. Podczas eksploatacji korozja nie powinna niszczyć metalu i nadmiernie zwiększać jego oporności elektrycznej. Siła prętów powinna pozwolić na wbicie ich w twardy grunt.

Obliczanie uziemienia dla prywatnego domu: wzory i przykłady

Obliczenia uziemienia dla domu prywatnego opierają się na wzorach obliczania odporności na rozprzestrzenianie się prądu dla elektrod. Przykłady zostaną pokazane poniżej.

Rezystancja uziemienia

Za pomocą jednego pręta stosuje się formułę:

gdzie ρ equiv jest równoważną rezystywnością gruntu jednowarstwowego (wybieranego wg tabeli 1 dla konkretnego gruntu);

• L to długość elektrody (m);
• d jest średnicą elektrody (m);
• T to odległość od środka elektrody do powierzchni gruntu (m).

Tabela 1

Wymiary i odległości dla uziomów

Liczbę elektrod w obwodzie można obliczyć ze wzoru, gdzie:

Rн - maksymalna dopuszczalna całkowita rezystancja obwodu (dla sieci 127-220 V - 60 Ohm, dla 380 V - 15 Ohm), Ψ - współczynnik klimatyczny (określony zgodnie z tabelą 2).

Tabela 2

Wymiary elektrod dobierane są z uwzględnieniem rzeczywistych warunków i zaleceń:

• rura - minimalna grubość ścianki 3 mm, średnica - w zależności od obecności materiału;
• pręt stalowy - średnica nie mniejsza niż 14 mm;
• narożnik - grubość ścianki 4 mm, rozmiar - w zależności od obecności materiału;
• pasek do łączenia elektrod - szerokość - nie mniej niż 10 mm, grubość - więcej niż 3 mm.

Głębokość penetracji (długość elektrod) jest wybierana z warunku - co najmniej 15-20 cm poniżej poziomu zamarzania. Minimalna długość to 1,5 m. Rozstaw kołków to 1-2 długości elektrod, a minimalna odległość to 2 m.

Opracowujemy schemat

Prace nad zorganizowaniem uziemienia prywatnego domu rozpoczynają się od opracowania obwodu pętli uziemienia. Najpopularniejszy jest system zamknięty w formie trójkąta. Trzy elektrody tworzą jego wierzchołki, a pozostałe pręty są wbijane w boki między wierzchołkami. Jeśli obszar w pobliżu domu nie pozwala na budowę takiego obwodu, elektrody są instalowane w linii, w półokręgu lub w „fali”. Należy zauważyć, że efektywność układu trójkątnego jest znacznie wyższa.

Materiały do ​​pętli uziemienia

Pętla uziemienia musi charakteryzować się dużą wytrzymałością mechaniczną, niską opornością elektryczną oraz możliwością niezawodnego połączenia. Ponadto ważną rolę w wyborze materiału odgrywa jego koszt.

Parametry i materiały szpilek

Elektrody lub kołki są zwykle wykonane z profilu stalowego. Materiał ten przyciąga możliwością pogłębienia prętów poprzez proste ich wbicie. Jednocześnie jego rezystancja elektryczna w pełni spełnia wymagania przy wystarczającym przekroju. Kołki mogą być wykonane z następujących materiałów:

1. Bar. Najpopularniejszą opcją jest pręt o średnicy 16-18 mm. Nie zaleca się używania okuć, ponieważ. jest podgrzewany, co prowadzi do wzrostu rezystywności. Ponadto pofałdowana powierzchnia prowadzi do nieracjonalnego wykorzystania sekcji pręta.
2. Narożnik. Najczęściej stosowany narożnik ma wymiary 50x50 mm i grubość ścianki 4-5 mm. Dolna część jest spiczasta dla łatwiejszego zatykania.
3. Rura o średnicy większej niż 50 mm o grubości ścianki 4-5 mm. Rury grubościenne są zalecane do twardych gruntów i regionów o częstych suszach. W dolnej części takiego kołka wiercone są otwory.Gdy gleba wysycha, do rury wlewa się słoną wodę, co zwiększa zdolność gleby do rozpraszania.

Co zrobić wiązanie metalowe

Elektrody wbite w ziemię są połączone metalowym wiązaniem. Może być wykonany z następujących materiałów:

1. Szyna miedziana lub drut o przekroju co najmniej 10 mm².
2. Taśma lub drut aluminiowy o przekroju co najmniej 16 mm².
3. Taśma stalowa o przekroju co najmniej 48 mm2.

Najczęściej stosowana taśma stalowa ma wymiary (25-30)x5 mm. Jego główną zaletą jest możliwość niezawodnego spawania elektrodami. Gdy jako połączenie używany jest przewód nieżelazny, śruby są przyspawane do kołków, na których mocowane są opony.

Jak samodzielnie wykonać instalację pętli uziemienia?

Montaż uziemienia można wykonać ręcznie. Wszystkie kroki zostaną opisane poniżej.

Wybierz miejsce

Powinien znajdować się w tej części witryny w pobliżu domu, w której dana osoba nie wychodzi bez pilnej potrzeby i zwierząt. Kontur znajduje się nie bliżej niż 1 m od fundamentu budynku. Lepiej, jeśli ta strona jest ogrodzona niskim płotem. Wszystkie punkty lokalizacji elektrod są zaznaczone na ziemi. Zwykle budowany jest regularny trójkąt równoramienny.

Wykop

Wzdłuż całego oznakowania wykopany jest rów o głębokości 0,5-0,6 m.

Montaż konstrukcji

Najpierw, zgodnie ze schematem, kołki są wbijane na określoną głębokość (zwykle 2-2,5 m). Do wierzchołków prętów przyspawane jest metalowe wiązanie. Jeden pasek jest przyspawany do skrajnej elektrody (góra trójkąta) i umieszczony w wykopie prowadzącym do domu.

Wejście do domu

Magistrala z obwodu jest wprowadzana do wejściowego panelu elektrycznego. Na końcu wywiercony jest otwór na połączenie śrubowe. Tutaj podłącza się odpowiedni rdzeń kabla. W systemie TN-C-S magistrala jest połączona z magistralą rozdzielającą.

Sprawdź i kontroluj

Sterowanie odbywa się poprzez pomiar rezystancji elektrycznej całego obwodu. Nie powinna przekraczać wartości standardowych

Często stosowana jest prosta metoda weryfikacji. Żarówka o mocy 100-150 W jest podłączona - jeden koniec na fazę, drugi - do masy. Jego wyraźny blask wskazuje na instalację wysokiej jakości. Przy słabym spalaniu konieczne jest sprawdzenie jakości połączeń. Jeżeli lampka się nie świeci, oznacza to, że montaż nie został przeprowadzony prawidłowo.

Gotowe zestawy uziemiające do prywatnego domu

Samodzielny montaż może znacznie obniżyć koszt systemu uziemiającego. Jednak gotowe zestawy pozwalają przyspieszyć pracę i zwiększyć niezawodność obwodu. Można wyróżnić następujące modele:

1. ZandZ – obwód z jedną lub więcej elektrodami ze stali nierdzewnej. Dopuszczalna penetracja - do 10 m. Cena uzależniona od długości kołków. Średnia cena zestawu z pięciometrowymi elektrodami to 23 500 rubli.
2. Galmar - ma elektrody o długości do 30 m. Średnia cena to 41 000 rubli.
3. Elmast. Ten system jest produkowany w Rosji i dostosowany do rosyjskich warunków pracy. Cena - od 8000 rubli.

Ważny! Na rynku rosyjskim istnieje wiele modeli, co pozwala dokonać najlepszego wyboru. Głębokość zatykania ich elektrod waha się od 5 do 40 m. Przedział cenowy to 6000-28000 rubli.

Cechy obwodów uziemiających 220 V i 380 V

Schematy uziemienia przy wejściu do sieci 220 i 380 V mają pewne różnice. Zewnętrzny kontur takich systemów jest absolutnie taki sam. Różnica polega na okablowaniu i wejściu do domu.W przypadku sieci 220 V wprowadza się linię dwuprzewodową. Jeden rdzeń jest podzielony na „neutralny” i „uziemiony”, a drugi jest instalowany na izolatorach.

W przypadku sieci 380 V najczęściej odpowiednia jest linia czteroprzewodowa. Jeden przewód jest dzielony podobnie jak w poprzednim przypadku, a 3 inne przewody są instalowane na izolatorach i izolowane od siebie. Przewody fazowe i „neutralne” przechodzą przez RCD i difavtomat.

Częste błędy podczas wykonywania prac instalacyjnych

Eksperci zauważają, że podczas samodzielnego montażu najczęściej popełniane są następujące błędy:

1. Próba zabezpieczenia elektrod przed korozją poprzez malowanie. Ta metoda jest niedopuszczalna, ponieważ. zapobiega spływaniu do podłoża.
2. Połączenie stalowego połączenia metalowego za pomocą kołków ze śrubami. Korozja szybko przerywa kontakt między elementami.
3. Nadmierne usuwanie obwodu z domu, co znacznie zwiększa odporność systemu.
4. Zastosowanie zbyt cienkiego profilu na elektrody. Po krótkim czasie korozja powoduje gwałtowny wzrost wytrzymałości metalu.
5. Kontakt przewodów miedzianych i aluminiowych. W takim przypadku połączenie pogarsza się z powodu korozji kontaktowej.

Jeśli w projekcie zostaną znalezione braki, należy je natychmiast usunąć. Nadmierny wzrost rezystancji elektrycznej lub naruszenie ciągłości obwodu zakłóca pracę uziemienia. Obwód nie będzie w stanie zagwarantować bezpieczeństwa.

W przypadku prywatnego domu wymagana jest pętla uziemienia. Taka konstrukcja zapewni bezpieczeństwo elektryczne mieszkańców i wyeliminuje tragiczne wypadki. Należy jednak pamiętać, że skuteczność uziemienia zależy od poprawnych obliczeń, wyboru obwodu i instalacji.Jeśli masz wątpliwości co do własnych umiejętności, lepiej użyć gotowego zestawu.

Jakie rodzaje systemów uziemiających istnieją i co to jest uziemienie ochronne?

SPD - co to jest, opis i schematy połączeń w prywatnym domu

Wykonujemy otwarte okablowanie retro własnymi rękami

Charakterystyka techniczna i zakres kabla KG

Główne parametry techniczne kabla zasilającego AVVG

Jak przeprowadzić okablowanie w mieszkaniu własnymi rękami?