Як зробити заземлення на дачі

Будівництво приватного будинку або заміській дачі завжди пов’язане з великим обсягом електротехнічних робіт. У цьому діапазоні завдань, поряд з підведенням електроживлення до будинку, встановлення розподільчого та захисного обладнання, прокладання внутрішніх ліній, не меншу значимість має і грамотно спланована і виконана система заземлення. На жаль, при проведенні «самобуду» недосвідчені господарі про цей момент досить часто забувають або ж навіть навмисно його ігнорують, намагаючись досягти якоїсь помилкової економії грошових коштів і трудовитрат.

А між тим система заземлення має надзвичайну важливість – вона здатна попередити багато неприємності, які можуть призвести до дуже сумних або навіть трагічних наслідків. Згідно з існуючими правилами, фахівці електромереж не справлять підключення будинку до лінії електропередач, якщо цієї системи в будинку немає або ж вона не відповідає необхідним вимогам. І власнику, так чи інакше, доведеться вирішувати питання, як зробити заземлення на дачі.

У сучасних будинках міської забудови контур заземлення обов’язково передбачається ще на стадії проектування будівлі і його внутрішніх комунікацій. Господарю приватного житла це питання доведеться вирішувати самому – запрошувати фахівців або постаратися все зробити своїми руками. Лякатися не треба – все це є цілком реальним завданням.

Для чого необхідний контур заземлення

Для того щоб зрозуміти важливість заземлення, досить базових понять з шкільного курсу фізики.

Переважна більшість приватних будинків живляться від однофазної мережі змінного струму 220 вольт. Електрична ланцюг, необхідна для роботи всіх приладів або установок забезпечується наявністю двох провідників – власне, фазою і нульовим проводом.

Конструкція всіх електричних приладів, інструментів, побутової та іншої техніки передбачає елементи ізоляції і захисні пристосування, які повинні запобігти попадання напруги на струмопровідні корпусу або кожухи. Тим не менш, вірогідність такого явища ніколи не виключається – ізоляція може бути пробита розрядом, прогоріти від ненадійних, искрящих контактів у з’єднаннях проводів, можуть вийти з ладу елементи схеми і т. п. У цьому випадку фазна напруга може потрапити на корпус приладу, дотик до якого стає надзвичайно небезпечною для людини.

Особливу небезпеку представляють ситуації, якщо поруч з таким несправним приладом знаходяться металеві предмети, що мають так зване природне заземлення – стояки опалення, водопровідні або газові труби, відкриті елементи армування будівельних конструкцій і т. п. При найменшому торканні до них ланцюг може замкнутися, і смертельно небезпечний струм пройде через тіло людини у бік меншого потенціалу. Не менш небезпечні подібні ситуації і в тому випадку, якщо людина стоїть босий або в мокрому взутті на вологому підлозі або землі – теж є всі передумови до замикання ланцюга змінного струму від корпусу приладу.

Одне з виражених властивостей електричного струму в тому, що він обов’язково вибере провідник з мінімальним опором. Отже, необхідно заздалегідь створити лінію з мінімальним опором і нульовим потенціалом, за якою у разі пробою на корпус напруга буде безпечно відводитися.

Опір людського тіла – величина змінна, що залежить і від індивідуальних особливостей, і навіть від тимчасового стану людини. В електротехнічній практиці цю величину зазвичай приймають за 1000 Ом (1 кОм). Стало бути, опір заземлюючого контуру має бути багаторазово нижче. Існує складна система розрахунків, але зазвичай оперують величинами в 30 Ом для побутової електромережі приватного будинку і 10 Ом у тому випадку, якщо заземлення використовується ще й в якості захисту від блискавки.

Можуть заперечити, що всі проблеми цілком вирішувані установкою спеціальних захисних пристроїв (УЗО). Але для коректної роботи ПЗВ заземлення також є необхідністю. При появі навіть найменшого витоку струму ланцюг практично миттєво замкнеться і пристрій спрацює, відключивши небезпечну ділянку домашньої електромережі.

Деякі господарі перебувають в упередженні, що для заземлення достатньо використовувати труби водопроводу або опалення. Це – надзвичайно небезпечно і абсолютно ненадійно. По-перше, гарантувати ефективний відвід напруги неможливо – труби можуть бути сильно окислені і не мати достатньо хорошого контакту з землею, а крім того, на них нерідко бувають пластикові ділянки. Не виключається і поразки струмом прикосновении до них у разі пробою електроживлення на корпус, причому такої небезпеки можуть бути піддані в тому числі і сусіди.

Більшість сучасних електроприладів відразу оснащуються кабелем живлення з трехконтактной виделкою. Відповідні розетки повинні установлюватися і при проведенні робіт з монтажу проводки в будинку. (Деякі електроприлади старих моделей мають замість цього контактну клему на корпусі для підключення заземлення).

Є строго певна кольорова «терморегулятори» проводів: синій провід однозначно є «нульовим», фаза може мати різне забарвлення-від білої до чорної, а заземлюючий – завжди жовто-зелений.

І от, знаючи це, деякі «мудрі господарі, бажаючи заощадити на оновлення проведення та організації повноцінного заземлення, просто роблять в розетках перемички між нульовим контактом і заземлюючим. Однак, цим вони не вирішують проблеми, а, швидше, посилюють її. При певних умовах, наприклад, при перегорання або поганому контакті робочого нуля в якомусь ділянці ланцюга, або при випадковій перефазовке, на корпусі приладів з’явиться фазний потенціал, причому це може відбутися в самому несподіваному місці будинку. Небезпека ураження струмом зростає в такій ситуації багаторазово.

Висновок з усього сказаного – заземлення є обов’язковим конструктивним елементом домашньої електричної мережі. Воно виконує відразу функцій:

• Ефективний відвід витоку напруги із струмопровідних деталей, дотик до яких може викликати ураження струмом.
• Вирівнювання потенциалоусех об’єктів в будинку, наприклад, заземлених приладів і труб опалення, водопроводу, подачі газу.
• Забезпечення коректної роботи всіх встановлених систем і пристроїв безпеки – плавких запобіжників, автоматів або УЗО.
• Важливе значення має заземлення і запобігання накопичення на корпусах побутових приладах статичного заряду.
• Особливу важливість набуває воно для сучасної електроніки, особливо – обчислювальної техніки. Наприклад, робота імпульсних блоків живлення комп’ютерів дуже часто супроводжується наведенням напруги на корпуси системних блоків. Будь розряд може призвести до виходу з ладу електронних елементів, збоїв у роботі, втрати інформації.

Тепер, коли важливість системи заземлення роз’яснена, можна перейти до питання, як її зробити умовах приватного будинку самостійно.

Якими бувають системи заземлення в приватних будинках

Отже, грамотно виконана система заземлення повинна забезпечувати надійний контакт з нульовим потенціалом землі та з мінімально можливим опором створеного контуру. Однак, грунт — грунту ворожнечу – різні його типи серйозно відрізняються один від одного питомим опором:

Тип ґрунту	питомий опір грунту (Ом × м)
Пісок (при рівні грунтових вод нижче 5 м)	1000
Пісок (при рівні грунтових вод вище 5 м)	500
Родючий грунт (чорнозем)	200
Волога супісок	150
Напівтвердий або лесовидный суглинок	100
Крейдяний шар або глина напівтверда	60
Графитовыен сланці, глинистий мергель	50
Пластичний Суглинок	30
Пластична глина або торф	20
Підземні водоносні шари	від 5 до 50

Очевидно, що ті верстви, які володіють найменшою питомою опором, розташовуються, як правило, на значній глибині. Але і при заглибленні електрода одержуваних результатів може бути недостатньо. Проблема ця вирішується декількома способами – від збільшення глибини установки штирьових електродів, до збільшення їх кількості, відстані між ними або загальної площі контакту з грунтом. На практиці найчастіше застосовуються кілька основних схем:

• Схема «а» — установка заглибленого металевого замкнутого контуру по периметру будинку. Як варіант – неглибоко забиті штирі, сполучені по кільцю шиною.

В дачному будівництві застосовується вона нечасто-за великого обсягу земляних робіт або у зв’язку з особливостями розташування будівель на ділянці.

• Схема «б», мабуть, найпопулярніша у власників заміського житла. Три або більше помірно заглиблених штирьових електрода, пов’язаних однією шиною – таку конструкцію нескладно виконати самостійно навіть на обмеженому просторі.
• На схемі «в» показано заземлення з одним електродом, встановленим на велику глибину. Іноді подібну систему влаштовують навіть в підвалі будівлі. Схема зручна, але не завжди исполнимая – її практично неможливо реалізувати на кам’янистих грунтах. Крім того, для такої системи заземлення потрібно використовувати спеціальні електроди – мова про неї піде трохи нижче.
• Схема «г» — досить зручна, але лише в тому випадку, якщо вона була продумана ще на стадії проектування будинку, а виконана під час заливки фундаменту. Втілювати її в життя на готовій будівлі буде вкрай нерентабельно.

Отже, найпростіше реалізувати з мінімальними витратами схеми «б» або, по можливості, «в».

Заземлення з використанням саморобних металевих деталей

Щоб зробити систему заземлення такого типу, потрібні металеві профілі, зварювальний апарат, інструменти для земляних робіт, кувалда. У ряді випадків, при складних щільних грунтах, може знадобиться ручний бур.

Схематично ця система виглядає таким чином:

Місце розташування заглиблених електродів вибирається з тим розрахунком, щоб було максимально зручно підвести заземлюючу шину до розподільного щитка. Оптимальна відстань від будинку – 3— 6 метрів. Допустимі межі – не ближче одного метра і не більше десяти.

Розміри, зазначені на схемі, аж ніяк не є якоюсь догмою. Так, сторона трикутника може бути і до трьох метрів в довжину, а глибина забивання штиря може бути трохи меншою — 2,0 ÷ 2,5 м. Кількість електродів теж може змінюватися – якщо грунт плотный і на велику глибину забити штирі не вдається, можна збільшити їх кількість.

Здоровий рада – заздалегідь звернутися в місцеву службу енергопостачання за отриманням рекомендацій по виконанню заземлюючого контуру. У цих фахівців напевно є продумані і випробувані в даному регіоні схеми. Крім того, вони зможуть допомогти прорахувати розміри і виходячи з планованого навантаження домашньої електромережі – це теж має значення.

Що може послужити електродами? Для цих цілей найчастіше використовують сталевий кутник з полицею 50 × 50 мм і товщиною не менше 4 ÷ 5 мм. Можуть застосовуватися труби, краще – оцинковані з товщиною стінок не менше 3,5 мм Можна взяти сталеву смугу з площею поперечного перерізу близько 48 мм2 (12 × 4), але її складніше вбити вертикально в грунт. Якщо вирішено використовувати сталевий прут, тож краще брати оцинкований, діаметром не менш 10 мм.

Щоб зв’язати штирі в один контур, використовують смугу 40 × 4 мм або катанку 12 – 14 мм. Цей же матеріал підійде для прокладки шини заземлення до точки вводу її всередину будинку.

• Отже, спочатку на обраному місці робиться розмітка.

• Потім доцільно відкрити невеликий котлован наміченої форми на глибину до 1 метра. Мінімальна глибина – 0,5 м. Одночасно риється траншея на ту ж глибину – по ній від контуру до цоколю будинку піде шина заземлення.

• Задачу можна спростити, викопуючи не суцільний котлован, а лише траншеї по периметру створюваного контуру. Головне, щоб їх ширина дозволяла вільно проводити забивання електродів і зварювальні роботи.

• Готуються електроди потрібної довжини. Край, якими вони будуть убиватися в землю, необхідно загострити шліфмашинки, обрізавши його під кутом. Метал повинен бути чистим, незабарвленим.

• В намічених місцях електроди забиваються в землю з допомогою кувалди або электромолота. Їх заглиблюють так, щоб в котловані (траншеї) вони виступали над рівнем поверхні приблизно на 200 мм.

• Після того, як всі електроди забиті, пов’язують з загальною шиною (горизонтальним заземлювачем) з металевої смуги 40 × 4 мм, Тут застосовується лише зварювання, хоча можна зустріти рекомендації обійтися болтовим з’єднанням. Ні, щоб забезпечити надійне і довговічне заземлення цю обв’язку обов’язково приварюють – різьбовий контакт, розміщений під землею, швидко окислиться, опір контуру різко зросте.

• Тепер можна прокласти шину з тієї ж смуги до фундаменту будинку. Шина приварюється до одного із забитих електродів і укладається в траншею потім вона заходить на цоколь будівлі.
• Шина кріпиться до цоколю. На рисунку не показано, але доцільно перед точкою кріплення передбачити невеликий вигин, так званий «компенсаційний горб», щоб компенсувати лінійні розширення металу при перепадах температур. На кінці смуги приварюється болт з різьбою М10. До нього буде кріпитися мідна клема з проводом заземлення, який піде на розподільний щиток.

• Для проходження дроти через стіну або через цоколь свердлиться отвір і в нього вставляється пластикова гільза. Провід використовується мідний, перетином 16 або 25 мм2 (цей параметр краще заздалегідь уточнити у фахівців). Гайку і шайби для з’єднання теж краще використовувати мідні.

• Іноді надходять і інакше – до шині приварюють довгу сталеву шпильку так, щоб вона проходила наскрізь через стінку будинку, також через гільзу. У цьому випадку клемна частина опиниться в приміщенні і менше піддається окислюванню під дією підвищеної вологості повітря.

• Заземлюючий провід заводиться до електричного розподільного щитка. Для подальшої роздачі» краще всього застосовувати спеціальну пластину з електротехнічної бронзи – до неї кріпиться всі дроти заземлення, що йдуть до точок споживання.

Не слід поспішати відразу ж засипати змонтований контур грунтом.

— Рекомендується, по-перше, зафіксувати його на фотографії з прив’язкою до оточуючих стаціонарним наземним об’єктам – це може знадобитися для внесення змін в проектну документацію, а також для проведення контрольно-перевірочних заходів у майбутньому.

— По-друге, необхідно перевірити опір отриманого контуру. Для цих цілей краще запросити фахівців енергопостачальної організації, тим більше що їх виклик, так чи інакше, необхідний для отримання дозвільних документів.

Якщо результати перевірки свідчать, що опір великий, необхідно буде додати ще один або навіть декілька вертикальних електродів. Іноді перед перевіркою йдуть на хитрощі, рясно поливаючи місця близько забитих у грунт куточків насиченим розчином звичайної кухонної солі. Це, безумовно, покращить показники, однак, не варто забувати і про те, що сіль активізує корозію металу.

До речі, якщо забити куточки не виходить, то вдаються до буріння свердловин на потрібну глибину. Після установки електродів їх з максимально можливою щільністю заповнюють глиняним грунтом, який також перемішують із сіллю.

Після того як працездатність контуру заземлення перевірена, необхідно обробити зварні шви антикорозійним складом. Це ж можна зробити і з шиною, що йде до будівлі. Потім, після висихання мастики, котловани і траншеї засипаються грунтом. Він повинен бути однорідним, не засміченим і без щебеневих включень. Потім місце засипки ретельно утрамбовується.

Відео: монтаж заземлюючого коньтура з застосуванням металевого кутика

Використання готових заводських комплектів

Дуже зручні для організації заземлення на дачі готові комплекти заводського виготовлення. Вони являють собою набір штирів з сполучними муфтами, що дозволяють нарощувати глибину занурення в грунт у міру забивання.

Ця система заземлення передбачає монтаж одного штирьового електрода, але на велику глибину, від 6 і навіть до 15 метрів.

У комплект зазвичай входять:

• Сталеві штирі завдовжки 1500 мм з оцинкованої або обмідненого поверхнею, або ж зроблені з нержавіючої сталі. Діаметр штырей може в різних комплектах відрізнятися – від 14 до 18 мм.

• Для їх з’єднання вони оснащуються різьбовими муфтами, а для зручності проходки через грунт в комплексний ект входіт сталевий наконечник.

У деяких комплектах муфти є не різьбовими, а запрессовочными. У цьому випадку один кінець заземлюючого штиря звужений за допомогою кування і має ребристу поверхню. При ударному впливі відбувається міцне з’єднання і досягається надійний електричний контакт між стрижнями.

• Для передачі ударного впливу передбачається спеціальна насадка (нагель) з високоміцної сталі, яка не буде деформуватися від впливу молота.

• У деяких комплектах передбачено наявність спеціального перехідника, який дозволяє використовувати в якості забивного інструменту потужний перфоратор.

Для установки такої системи заземлення також доцільно вирити невеликий котлован глибиною до метра і такої ж діаметрі, хоча дехто навіть зовнішнє розміщення.

Штирі послідовно забиваються з нарощуванням на потрібну глибину.

Потім на залишений на поверхні ділянку (близько 200 мм) надівається латунний контактний затискач.

У нього вставляється або струмопровідна шина з металевої смуги, або ж відразу кабель заземлення перетином 25 кв. мм. Для з’єднання зі сталевою смугою передбачена спеціальна прокладка, яка не дає можливості для електрохімічного контакту між мілиною стрижня і сталлю (цинком). Надалі шина або кабель заводиться в будинок і підключаються до розподільного щитка точно так само, як це було описано вище.

Відео: забивання штирьових електродів вручну

Який тип покриття стрижнів вибрати – оцинкований або оміднений?

• З точки зору економічності, оцинковка з тонким шаром (від 5 до 30 мкм) вигідніше. Ці штирі не бояться механічних пошкоджень при монтажі, навіть залишені глибокі подряпини не впливають на ступінь захищеності заліза. Тим не менш, цинк є досить активним металом, і, захищаючи залізо, окислюється сам. З часом, коли весь шар цинку прореагував, залізо залишається без захисту і швидко «з’їдається» корозією. Термін служби таких елементів зазвичай не перевищує 15 років. А робити цинкове покриття більш товстим – це коштує чималих грошей.

• Мідь ж, навпаки, не вступаючи в реакції, захищає закривається нею залізо, яке більш активно з точки зору хімії. Такі електроди можуть без шкоди ефективності служити дуже довго, наприклад, виробник гарантує їх збереження в суглинному ґрунті аж до 100 років. Але при монтажі слід проявляти обережність – у місцях пошкодження шару оміднення напевно виникне ділянку корозії. Щоб знизити ймовірність цього, шар оміднення роблять досить товстим, до 200 мкм, тому такі штирі значно дорожче звичайних оцинкованих.

Які загальні переваги такого комплекту системи заземлення з одним глибоко розміщених електродом:

• Монтаж не представляє особливої складності. Не потрібно обємних земляних робіт, не потрібен зварювальний апарат – все виробляється звичайним інструментом, який є в кожному будинку.
• Система дуже компактна, що її можна розмістити на крихітному «п’ятачку» або навіть в підвалі будинку.
• Якщо використовується обміднені електроди, то термін служби такого заземлення буде обчислюватися декількома десятками років.
• Завдяки гарному контакту з грунтом досягається мінімальне електричний опір. Крім того, на ефективність системи практично не впливають сезонні умови. На рівень промерзання грунту припадає не більше 10% довжини електрода, і зимові температури ніяк не можуть негативно позначитися на провідності.

Є, звичайно, і свої недоліки:

• Такий тип заземлення не може бути реалізований на кам’янистих грунтах – швидше за все, забити електроди на потрібну глибину не вдасться.
• Можливо, когось відлякає і ціна комплекту. Однак це – пиз зпорный, так як якісний металевий прокат для звичайної схеми заземлення теж коштує недешево. Якщо ще додати тривалість експлуатації, простоту та швидкість монтажу, відсутність необхідності в спеціалізованому засобі, то, цілком можливо, такий підхід до вирішення проблеми заземлення може здатися навіть більш перспективним з точки зору економічності.

Відео: як зробити заземлення не дачі з допомогою модульної системи штирьовий