В перечне инженерных комплексов жилого строения особое место занимает электрическая сеть. Электричество представляет собой не только важный ресурс, но и мощную силу. Для обеспечения безопасности и стабильности его использования необходимо корректное выполнение заземления. О порядке осуществления этой работы самостоятельно будет рассказано ниже.

Что такое заземление и зачем оно нужно

Заземление подразумевает соединение металлических элементов электропроводки, бытовой техники и оборудования с выделенной проводящей структурой, обеспечивающей прочный контакт с грунтом. Основная цель – защита. В случае нарушения изоляции электрический ток направляется в землю, исключая угрозу для приборов, здания и прежде всего — людей.

Однако правильно организованная система заземления обладает дополнительными преимуществами. Она способна предотвратить возгорание вследствие короткого замыкания. Кроме того, качественное заземление улучшает качество приема сигнала. Если в помещении наблюдаются сильные помехи – стоит позаботиться о создании заземления, и функционирование компьютера, телевизора, радиоприемника или телефона станет более эффективным. В целом, это приносит ощутимую пользу.

Немного теории

В соответствии с принципами физики, электрический ток движется по пути наименьшего сопротивления. Если человек прикоснется к не заземленному устройству – весь ток пройдет через его тело. При наличии заземления тело человека становится частью цепи и ток направляется в сторону меньшего сопротивления. Следовательно, ключевая задача заключается в достижении минимального уровня сопротивления контура заземления.

В целях обеспечения безопасности, электрическое сопротивление системы заземления для жилого дома должно быть ограничено значением в 4 Ома при напряжении сети 220 вольт и 2 Ома – если используется трехфазная сеть на 380 вольт. Указанные параметры определены с учетом существенного запаса прочности, чтобы компенсировать ухудшение показателей из-за различий состава почвы, коррозии металлических электродов и других факторов.

Каким бывает заземление

Существуют две основные конфигурации: открытая (линейная) и замкнутая.

Линейный контур представляет собой цепочку вертикально установленных проводящих стержней, соединенных горизонтальным кабелем. Такая организация напоминает последовательное соединение элементов в гирлянде. Несмотря на простоту реализации, она характеризуется невысокой надежностью: потеря контакта с землей может вывести из строя часть «гирлянды». Однако это приемлемое решение для участков сложной планировки или небольшой площади, где создание замкнутого контура затруднено.

Использование замкнутого контура представляет собой более безопасное и усовершенствованное решение, поскольку проводящие элементы соединяются по окружности. Наиболее распространенной формой является треугольник: три металлических контакта объединяются сваркой стальным профилем. Тем не менее, допускается создание контура квадратной, овальной или другой конфигурации; подобная конструкция обладает повышенной устойчивостью – при обрыве соединения в одном участке она сохраняет функциональность. Дополнительно это обеспечивает дополнительный уровень защиты и эстетически выгодно: все компоненты располагаются под землей. Именно поэтому данное решение является предпочтительным.

Что нужно для устройства заземления

Материалы:

• В качестве вертикальных элементов используются металлические штыри. Наиболее эффективными являются стальные уголки размером 40×40 мм и более крупные сечения. Также допустимо применение труб с минимальным диаметром 30 мм и толщиной стенок от 3,5 мм. В качестве альтернативы можно использовать стальной пруток, но его поперечное сечение должно быть не менее 10-12 мм. Минимальная длина таких элементов составляет 2-2,5 метра.
• Для объединения вертикальных опор применяют стальные полосы сечением 40×4 мм.
• Аналогичный профиль, предназначенный для подключения к стене здания, изготавливается из черной или нержавеющей стали и имеет длину от 1,2 метра.
• Используется медная проводка диаметром не менее 6 мм с характерным желтым цветом изоляции и зеленой полосой – это стандартное цветовое обозначение для заземления, облегчающее его идентификацию.
• Для соединения деталей рекомендуется использовать крепежные элементы из оцинкованной стали, включая болты с гайками и шайбами. Оптимальным выбором будет диаметр М8 или больше.

Инструменты:

• Необходим электроинструмент – угловая шлифовальная машина (обыкновенная «болгарка») для резки стальных листов;
• Сварочный аппарат
• Перфоратор
• Штыковая лопата
• Кувалда
• Гаечные ключи.

В последующем видеоролике вы найдете дополнительные сведения о заземляющей системе и важности ее установки:

Порядок работ

На первом этапе необходимо отметить местоположение траншеи, которую нужно будет углубить под контур. Ее глубина должна составлять от 0,5 до 0,7 метра; при меньшей глубине электроды могут быстро разрушиться из-за воздействия влаги. Заглублять котлован без необходимости не следует, так как это может привести к коррозии вследствие контакта с грунтовыми водами.

После этого вертикальные секции устанавливаются на глубину от двух до двух с половиной метров друг от друга. Их можно либо закапывать в грунт, либо забивать кувалдой. Первый способ более удобен, но обеспечит менее качественный контакт между элементами. Чтобы облегчить процесс забивания, концы заостряют: их подрезают болгаркой под углом двадцати-тридцати градусов, формируя клин.

Для ускорения работы грунт можно увлажнить водой – она действует как смазка и одновременно улучшает сцепление. Забивание продолжается до тех пор, пока над основанием траншеи не останется примерно два десятка-тридцать сантиметров.

Далее эти выступающие части необходимо объединить стальной полосой. Наиболее эффективный метод – это сварка прочным и непрерывным швом с использованием мощного тока. Использование болтовых соединений недопустимо, так как их долговечность составляет всего две-три недели. Сварные участки следует покрыть битумом или краской для предотвращения коррозии.

Отдельный участок полосы подводит контур к стене здания и крепится болтами – желательно в двух точках, чтобы повысить безопасность.

Теперь можно наполнить выкопанную канавку песком для обеспечения водоотвода и засыпать грунтом, создав над ней насыпь. Со временем почва уплотнится и осядет. Один вертикальный стержень пока не обязательно засыпать – если сопротивление контура окажется избыточным, к нему всегда можно добавить дополнительные детали. Таким образом, основная часть работ завершена.

Проверяем заземление

В соответствии с установленными нормами, эти операции следует проводить при помощи специализированного оборудования. Тем не менее, существует и альтернативный метод. Ключевую нить лампочки накаливания мощностью от ста ватт подключают одним контактом к проводу под напряжением, а другим – к контуру заземления. Если лампа светится почти с прежней интенсивностью – это свидетельствует о хорошем качестве заземления. При снижении яркости указывает на наличие слабого соединения в каком-либо месте. Полное отсутствие горения говорит о необходимости повторного выполнения работ.

Так делать нельзя!

Напоследок – о самых частых ошибках.

• Запрещается подключать систему к каким угодно металлическим трубам, поскольку это несет потенциальную опасность и может повлечь за собой значительные финансовые санкции;
• Не применяйте слишком тощие провода. В случае возникновения поломки они просто перегорят. Арматура также непригодна для этой цели: в процессе производства она подвергается закалке, что существенно повышает ее электрическое сопротивление.
• Поверхность электродов для предотвращения ржавчины нельзя окрашивать – это приведет к значительному увеличению их электрического сопротивления.
• Предпочтительнее применять стальные компоненты, а не медные или алюминиевые изделия, чтобы минимизировать вероятность возникновения электрохимической коррозии. Также стоит учитывать, что эти материалы невозможно соединить с помощью сварки, что может привести к быстрому выходу системы из рабочего состояния.
• Не следует экономить средства на замене болтовых соединений сваренными элементами – именно такой способ соединения обеспечивает максимальную прочность и долговечность конструкции.

Категорически запрещается совмещать контуры заземления с системой защиты от ударов молнии! Это совершенно различные инженерные решения, предназначенные для выполнения отдельных функций.