- Как сделать молниеотвод в частном доме
- Качество молниезащиты
- Защита солнечных батарей от молнии
- Заземление на даче
- Какие бывают типы заземлений
- Проверка заземления
- Монтаж контурного заземления
- Сколько прослужит заземление и от чего это зависит
- Что дешевле: самостоятельный монтаж или под ключ
- Монтаж штыревого заземления
- Готовый комплект или самодельный вариант
В любой квартире полно электроприборов с металлическим корпусом: холодильник, бойлер, микроволновка и т.д. Техника не вечна, рано или поздно может случиться поломка, так как изоляция силового кабеля со временем изнашивается, теряет прочность, и корпус может внезапно оказаться под напряжением. Все будет работать, как и раньше, только при касании вас ударит током! Но это можно предупредить, если заземлить розетку, чтобы в случае аварии ток утекал в нейтральное поле.
Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) гласят, что измерение сопротивления контура заземления должно проводиться не чаще 1 раза в год для установок особо опасных условий эксплуатации (лифты, бани, прачечные, грузоподъемные механизмы и т.д.) - приложение 1, табл. 25, п.3. Согласно п.6.7.8 ПТЭЭП, на предприятиях замеры должны проводится после монтажа, переоборудования или капитального ремонта заземления, но не реже чем 1 раз в 6 лет.
В сетях до 1000В заземление обязательно должно поддерживаться на уровне, определенном ПУЭ. Измерять сопротивление дома вас никто не заставит, но чисто для себя рекомендуется это делать хотя бы раз в 3-5 лет - за это время зарытая в землю стальная рама может превратиться в груду ржавчины. Вместе с тем не лишним будет осмотр его надземной части.
Отдельно от сетевого делается молниезащитное заземление для безопасного отвода сверхвысокого электрического потенциала в землю. А для эффективности нужен молниеприемник достаточной высоты.
Как сделать молниеотвод в частном доме
Громоотвод в доме не менее важен, чем на любом другом объекте. По статистике Государственной службы Украины по чрезвычайным ситуациям, каждый 7 пожар в частном доме происходит из-за попадания молнии, преимущественно в сельской местности.
Для защиты чаще всего используется стержневой молниеотвод. Он эффективный, сравнительно недорогой и подходит для двухскатных крыш (в более 90% частных домов они именно такие). Некоторые «умельцы» пытаются соорудить молниеприемник своими руками, что не всегда приводит к успешным результатам.
Хуже всего, когда для частного дома громоотвод делают самостоятельно из непригодной проволоки. Вместо нее лучше взять оцинкованный уголок, луженую жесть, дюралевый профиль или оголенную медную проволоку сечением толщиной от 5мм. Лучше всего подойдет нержавеющая сталь, но она дорогая, потому используется нечасто.
Неправильный выбор материала или неточные расчеты часто становятся причиной того, что молния бьет мимо - чаще всего в соседнюю пристройку, например, сарай. От пожаров и разрушений это не спасает.
Иногда для защиты от коррозии молниеприемник пытаются красить - что нельзя делать ни в коем случае. Чтобы лучше уловить молнию, металл должен контактировать с насыщенным влагой воздухом, а краска и любые антикоррозионные средства добавляют диэлектрические свойства.
Чтобы не мастерить наугад, проще все купить в готовом комплекте и установить потом самостоятельно. Производители специально подбирают составы металлов с лучшей проводимостью и устойчивостью к коррозии.
Качественная молниезащита частного дома, это какая
Защитная зона вокруг молниеприемника имеет форму конуса с вершиной на конце, потому радиус защиты увеличивается с приближением к земле. Рассчитать высоту условного конуса можно по формуле:
H = (r + 1,63h)/1,5,
где r - это радиус защищаемой зоны, а h - самая высокая точка здания (это может быть торец крыши или дымоход).
Предположим, что радиус вокруг дома 20м, а высота крыши 6 метров. Этих данных достаточно, чтобы посчитать, на сколько метров будет возвышаться молниеприемник:
(20м + 1,63 × 6м) / 1,5 = 20 м.
Мы рассчитали максимальную высоту, когда защита сработает даже при самых неблагоприятных обстоятельствах. Нужно еще учитывать наличие построек поблизости. Например, громоотвод на даче или в коттедже можно сделать меньшей высоты. Там поблизости построены точно такие же здания, что уже снижает вероятность попадания молнии именно в ваш дом, потому хватит и 10м.
Вместо крыши, молниеприемник можно установить на самое высокое дерево поблизости. Чтобы не повредить кору, крепить лучше синтетическими хомутами. Они дешевые, достаточно прочные на разрыв, не требуют инструментов и в случае чего - легко срезаются обычным строительным ножом.
Можно использовать не только дерево, но и антенную мачту. Если она возвышается над остальными постройками, то уже сама по себе - хороший молниеприемник, нужно только добавить молниеотвод.
Молниезащита антенной мачты может быть улучшена, если к вершине прикрепить стальной шпиль на 1,5-2м толщиной не менее 5мм и соединить напрямую с «землей».
Металлическая мачта - уже готовый токоотвод, но вдоль деревянной придется дополнительно закрепить катанку диаметром от 8мм.
Можно использовать действующее заземление телевизионной антенны, но если оно слишком старое или не пригодное, лучше переделать. Иногда его изготавливают из стальной пластины 100 × 50 см, старого оцинкованного ведра или куска ржавого металлолома, но подобные материалы сгниют за год-два. Заземление антенны лучше сделать из нормальной толстой стали или специальных конструкций для эффективного отвода высоких токов и дольшего противостояния к коррозии.
В частном доме громоотвод иногда соединяется со шпилем здания или флюгером. Это практично и выгодно, нужно только докупить соединяющий молниеотвод. Если жилой дом с металлической кровлей (металлочерепицей), то это еще лучше, потому что при попадании молнии потенциал рассеивается на большей площади. Отводы лучше прикрепить по периметру крыши, делая пролеты через каждые 70 см, притом важно чтобы на кровли не осталось незаземленного металла.
На скатной крыше иногда используется тросовая конструкция заземления, когда вдоль конька натягивается стальной трос.
Высота тросового молниеприемника меньше, чем стержневого. Если стрела провеса не превышает 2м, тогда для расчетов подходит формула H = (r + 1,85h)/1,75. Берем параметры дома из предыдущего примера (радиус защиты - 20м, а высота крыши - 6м) и считаем оптимальную высоту мачт относительно земли:
(20м + 1,85 × 6м) / 1,75 = 18м.
Диаметр провода для громоотвода должен быть не менее 6 мм и крепится скобами через каждые 50-80см. Если крыша плоская или скат с малым наклоном, такой вариант может не подойти. Сделанная из меди или стали молниеприемная сетка на плоской кровле будет более эффективна. Т.к. прокладывается квадратами со стороной от 5 до 20м и в нескольких местах соединяется с прутьями, закопанными вокруг здания. И за счет такой схемы высокомощный электрический потенциал рассеивается по нескольким токоотводам, отчего они меньше нагреваются. Это похоже на молниезащиту солнечных панелей, когда разряд рассеивается по соединенным между собой алюминиевым рамам, а затем безопасно отводится в землю.
Защита солнечных батарей от молнии
Вся солнечная электростанция включает множество полупроводниковых компонентов, уязвимых к нелинейным токовым нагрузкам. Даже небольшая утечка может повредить инвертор или сами панели, потому лучше перестраховаться.
Хорошо подойдет система глубинного модульного заземления из 1,5-метровых электродов из омедненной нержавеющей стали. Поочередно они прикручиваются друг к другу и забиваются в почву так, что получается сплошной длинный электрод.
Для хорошей проводимости необходимы 4 штыря общей длиной 6м. На такой глубине часто залегают грунтовые воды, улучшающие проводимость. Глубина штыря заземления зависит от удельного сопротивления грунта. Если во влажной глине может хватить 2-3м, то в сухом песке и 25-30м будет мало.
| Грунт | Удельное сопротивление, Ом•м |
| Торф | 20 Ом•м |
| Чернозем | 50 Ом•м |
| Глина | 60 Ом•м |
| Супесь | 150 Ом•м |
| Песок при глубине залегания грунтовых вод до 5м | 500 Ом•м |
| Песок при грунтовых водах глубже 5м | 1000 Ом•м |
Но в наших широтах почва в основном состоит из чернозема, и среднюю зависимость сопротивления от глубины заземления можно проследить по диаграмме.
Во влажных глинистых грунтах, может быть достаточно и 3-4,5 м, но лучше перестраховаться, потому что в засушливый сезон почва высыхает и удельное сопротивление увеличивается.
Штыревая конструкция очень надежная и эффективная, но главное преимущество в том, что быстро монтируется (можно обойтись без лопаты и сварки). Подходит как для наземных, так и установленных на крышах СЭС, где заземление - обязательное.
Домашняя СЭС - сама по себе сложная система c генерацией и передачей нелинейных постоянных токов, отчего и на раму часто случаются опасные утечки. Они несут опасность как для самой станции, так и обслуживающего персонала.
Без заземления разряд может утечь на металлочерепицу, а с нее на водосточный желоб и при случайном касании вас ударит током.
В качестве вспомогательной защиты, необходимо поставить в щиток УЗИП (разрядник). Он безопасно пропускает в «землю» сверхвысокие токи, спровоцированные электромагнитным полем возникшем при попадании молнии в ЛЭП.
Чем лучше заземлить молниеотвод на даче
Для этой цели оптимально подойдет толстостенная металлическая труба или уголки, приваренные в виде перевернутой буквы «Ш», чтобы электроды были направлены вниз, и закопаны на глубине не менее 2м. Толщина уголка должна быть не меньше 5мм - чем больше площадь контакта с грунтом, тем лучше. Вместо уголков можно использовать и металлическую сетку (например, от старой кровати), она обеспечит хороший контакт, но быстро сгниет.
Заземление может дополнительно подключаться к водопроводным трубам, строительной арматуре или артезианской скважине. Такие конструкции хорошо контактируют с землей, главное чтобы они были без коррозионностойкого покрытия, повышающего удельное сопротивление.
Трубопроводы газоснабжения и другие магистрали с горючими веществами по понятной причине не подойдут для этой цели.
Место выбирать лучше со стороны противоположной от входа в дом, в затененном месте, где почва медленнее высыхает после дождя. Почва должна накапливать влагу и как можно дольше ее удерживать, поэтому лучше если это будет затененной место, не под деревом или навесом.
Все о заземлении в подробностях
Для предотвращения удара тока или пожара необходимо обезопасить все электроприборы с неизолированными металлическими элементами. Проще всего это сделать через розетки с заземлением (по бокам у них расположены PE-контакты).
Заземление используется не только для защиты и не только в быту, потому для каждого случая в ПУЭ прописаны разные технические требования.
Какие бывают типы заземлений
На промышленных объектах часто используется рабочее заземление, необходимое для функционирования мощных электроустановок. Оно используется непосредственно в электрических цепях: нейтралях генераторов, трансформаторов, дугогасящих аппаратов и т.д.
Бытовым примером можно считать УЗИП, так как одна из его клемм подключена к сети, а вторая к «земле». При попадании молнии в ЛЭП, он пропускает импульсный разряд высокой мощности.
Эти виды заземления предназначены для поддержания работоспособности оборудования, и к ним применяются более высокие требования, чем к аварийному, так как от удельного сопротивления зависит работоспособность сложных технических электроустановок.
Защитное заземление служит для отведения электричества в землю при утечке фазы на корпус, что часто бывает при пробое изоляции внутри электропотребителя. Оно необходимо для защиты от удара током, что иногда приводит к травмам и пожарам.
ДБН требуют, чтобы перед вводом в эксплуатацию заземление здания было исправным и соответствовало нормам. Сертифицированная компания должна проверить его работоспособность и надежность, а по итогам выдать акт испытания. Без него дом не поставят на учет и не подключат к коммуникациям (электричество, газ, вода).
Если почва слишком сухая или дом построен на песчанике, удельное сопротивление можно снизить, добавив больше точек заземления.
Норма сопротивления защитного заземления для частного дома указана в ПУЭ п.1.7.97. Оно не должно превышать 10 Ом в электроустановках переменного тока при мощности до 100 кВ·А или 4 Ом, если суммарная мощность одновременно работающих потребителей превышает 100 кВ·А. Для сравнения, удельное сопротивление человеческого тела - 1000 Ом, что в 100 раз выше.
Общепринятые стандарты можно найти в таблице ПУЭ.
| Вид заземления | Максимально допустимое сопротивление, Ом |
| Молниезащита | 10 Ом |
| Домашняя электросеть | 4-10 Ом |
| Рабочее заземление электроустановок | 4-10 Ом |
| Телекоммуникации | 2 Ом |
| Серверное оборудование | 1 Ом |
Не удивляйтесь, что для телекоммуникационного и серверного оборудования требования выше, чем для защиты человека от удара током. Для телекоммуникаций недопустима даже минимальная утечка, при попадании на корпус оборудования она создает помехи, ухудшающие качество сигнала.
Кто проверяет заземление и когда это никого не заинтересует?
В квартирах заземление подключается к общей шине в подъездном электрощите, связанной со стальным контуром в фундаменте дома. Защитить квартирную электросеть можно через общий щиток, а вот заземлить частный дом необходимо самостоятельно - с помощью треугольной или квадратной рамы из железа. Также можно забить несколько прутьев, а затем соединить их токопроводящей рейкой.
Никакие правила не запрещают самостоятельный монтаж, но акт испытания потом все равно нужно получить (например при оформлении льготного тарифа на электроотопление дома).
В частном жилом доме его может провести любая профильная сертифицированная компания. По вызову приезжает специалист с оборудованием, и делает замеры в разных местах проводки и на самом участке.
Заземление в загородном доме или на даче никто проверять не будет, так как никакие нормативные документы того не требуют. Кто и как его делал (и есть ли оно вообще) никому не интересно, даже РЭС, но для себя лучше сделать качественно, иначе какой в этом смысл?
Чтобы смонтировать треугольную раму, не обязательно покупать дорогие материалы, для дачного дома достаточно сделать ее из металлолома и закопать на 1-1,5 м. На такой глубине грунт летом долго сохраняет влагу, а зимой не замерзает. Для большего срока службы лучше выбрать толстостенную сталь.
Если дом находится на песчаном участке место размещения лучше спланировать прямо под дождевым отливом, где земля большую часть времени будет влажной.
Вместо вызова специалиста можно провести замеры самостоятельно, тем более что в этом случае акт испытания вам все равно не понадобится. Точный и технологичный омметр, как у замерщика дорого стоит и покупать его на один раз нет смысла, лучше взять в аренду или купить более дешевый мультиметр с функцией замера сопротивления.
Замеры в сухую погоду дадут более объективные результаты. Влага усиливает проводимость грунта, но он не всегда будет мокрый и при аварийной ситуации это может сыграть злую шутку.
Если полученные замеры не отвечают нормам, можно подключить к цепи другие подземные металлоконструкции (железные столбы забора, обсадную трубу скважины и т.д.).
Заземлять необходимо все электрооборудование в доме, даже газовые котлы. Они работают за счет электроники, и если повредится изоляция, напряжение упадет на сам котел и трубы отопления, отчего при касании можно получить разряд - вряд ли смертельный, но и не очень приятный. Большинство электроприборов подключаются к «земле» через розетки или напрямую через щиток.
А вот заземление теплого пола делается немного иначе: питание подключаются к регулятору температуры и отдельно заземляется нагревательный кабель. Пластиковый корпус регулятора - диэлектрик, и утечка через него невозможна.
И еще более сложное заземление бассейна, так как требует двойной защиты. Нужно отдельно защитить электрооборудование (насосное оборудование, освещение и т.д.) и саму чашу (перила, решетки и другие металлические элементы). Это может спасти жизнь, если вдруг напряжение пойдет на воду во время купания.
Если контур смонтирован некачественно или из слабопроводящих металлов, тогда вся система заземления - бесполезна. Потому к выбору материалов и монтажу нужно подойти ответственно.
Как смонтировать контур заземления
Классический вариант - треугольная рама с направленными вглубь штырями, такая конструкция долгое время сохраняет целостность и обеспечивает максимальный контакт с почвой. К одной из вершин приваривается ведущая к щитку рейка, так чтобы место соединения находилось на одинаковом расстоянии от двух других соединенных между собой углов.
При минимальных затратах на материалы треугольная рама обеспечивает хорошую проводимость, но ее главной недостаток в габаритах. Выкопать 1,5-метровую яму под нее могут помешать пристройки, фундамент или корни деревьев.
В таком случае лучше сделать заземление из одного штыря, вбитого на бОльшую глубину. Как вариант, можно закопать и соединить между собой несколько коротких уголков - главное, чтобы итоговое сопротивление отвечало необходимым нормам.
Монтаж заземления делается по такому алгоритму:
- Делается разметка траншеи, место лучше выбрать поблизости от электрощитка на расстоянии 1-2 м от стены;
- Выкапывается траншея глубиной 0,8-1м и шириной 0,7-0,9 м, в соответствии с габаритами рамы. Для треугольника обычно берут размеры 3×3×3 м. Для удобства, на каждой вершине можно пробурить колодцеобразные ямки, чтобы легче было потом забивать штыри;
- Конструкция делается из стального уголка 50×50 мм толщиной не менее 5мм. Вместо него можно также взять двухдюймовую трубу;
- По углам забиваются штыри на глубину 2-3м, так чтобы остался торчать небольшой конец. Электроды можно сделать из такого же стального уголка. Концы лучше срезать болгаркой под углом, чтобы легче заходили вглубь;
- Забитые прутья прикручиваются болтами или привариваются к раме. Соединять можно стальными пластинами толщиной от 5мм. Для вывода наружу приваривается стальная шина 40×4 мм;
- Можно покрыть антикоррозионным средством или краской только болтовые соединения и сварные швы, чтобы замедлить разрушение от коррозии. Нельзя красить всю конструкцию, иначе ухудшится проводимость и контакт с почвой;
- Рама закапывается без утрамбовки или бетонирования.
- Выведенная наружу шина соединяется со щитком.
На весь дом делается один контур заземления, но если коттедж большой, то лучше несколько с разных сторон. Так надежнее, а значит - безопаснее.
Вертикальная или горизонтальная конструкция выбирается зависимо от особенностей грунта. Иногда на глубине 2-3 метра встречается слой каменистой породы, тогда вместо стержневого вертикального заземления лучше зарыть горизонтальную раму.
От чего зависит срок службы контура заземления
Любой металл в земле будет окисляться и гнить, отчего со временем будет ухудшаться пропускная способность. На скорость коррозии влияет влажность и химический состав почвы. Глинистые грунты и черноземы отличаются хорошей проводимостью, но в них металл хранится хуже всего. Средний срок службы 5-10 лет, но иногда в частном доме заземляющий контур из меди может сгнить и за 3 года, потому все индивидуально.
Важна стойкость металла к коррозии. Медь сильно подвержена коррозии, но хорошо проводит ток - хорошо подходит для песчаных сухих грунтов.
Сталь более устойчива, и для лучшей проводимости ее покрывают слоем меди. Со временем медное покрытие окисляется, но сталь еще долго служит. Для сильно влажного грунта целесообразно использовать оцинкованную сталь. Немного хуже проводимость, но зато выше устойчивость к коррозии.
Перед тем, как выбирать материал, оцените состав почвы и тщательно рассчитайте размеры конструкции. Если не уверены, всегда можете поручить это дело бригаде монтажников.
И помните: чем больше металла закопаете, тем лучше.
Монтаж под ключ или самостоятельное выполнение заземления?
Проще и легче вызвать специалистов, чтобы те все установили «под ключ», подключили и протестировали. Средняя цена монтажа по Киеву $200-300. Многих может отпугнуть стоимость работ, и попробовать самостоятельно окажется единственным выходом их ситуации. Но нет опыта. Как же поступить?
Бригады в основном работают с модульными системами заземления, а они не такие и сложные в монтаже, как может показаться. Для такого монтажа нужно минимум навыков и инструментов.
Монтаж делается в таком порядке
- Выбираете подходящее место поближе к электрощитку;
- Накручиваете на штырь наконечник и под прямым углом забиваете;
- Через 5-10 ударов проверяйте угол наклона, иначе пойдет косо и не хватит глубины;
- Когда останется торчать 20-30 см, хорошо прикрутите следующую часть;
- Забивайте второй штырь плавными ударами сверху, периодически проверяя наклон;
- Через винтовое соединение на конце подключаете к щитку.
Даже если всё монтировать в одиночку, на все уйдет около 30-40 минут. Чтобы забить штырь не нужна большая площадь, потому заземлить дом можно даже через подвал. Достаточно вскрыть небольшой участок, снять напольное покрытие. Если позволяет глубина подвала, забить можно прямо в стену.
Средняя цена комплекта заземления для частного дома $50-150, на нем можно сэкономить не меньше 50%. Выбирать лучше лично, так ориентируясь по стоимости вы будете знать на какое качество рассчитывать, потому что монтажники обычно покупают самое дешевое, что могут найти.
Модульно штыревая система заземления - это самый удобный и выгодный вариант. Многие скажут, что дешевле самостоятельно сварить каркас из уголков или старых труб. Дешевле, но не качественнее, притом что придется копать траншею, резать и приваривать стальные детали, затем все это закапывать. На работу уйдет целый день, не говоря уже о том, сколько будет потрачено сил.
Готовое решение или самостоятельный монтаж своими руками?
Многие предпочитают выполнять монтаж своими руками, материалы можно найти и дома, например уголок или арматура. Но проблема в том, что придется самостоятельно все измерять, резать и соединять, потому нужны будут инструменты.
Если делать самостоятельно, стоимость заземляющего контура будет ниже покупного, но придется потратить на него много времени и сил, а так сразу все подогнано под сечение. Все соединители уже на своих местах, нужно только все собрать и прикрутить. Сборка занимает в разы меньше времени, чем монтаж «с нуля».
Вероятность несовместимости крайне мала. Везде применяется один стандарт, а почва в Украине в основном состоит из черноземов, потому после монтажа сопротивление скорее всего будет в норме.
Заводские металлические детали характеризуются высокой проводимостью и износостойкостью, потому прослужат значительно дольше, чем если самому мастерить раму из металлолома.
Если нужен «специфический» проект (особая структура грунта, мало места и т.д.), лучше выбирать среди премиальных производителей, у них больше ассортимент.
Явный лидер отечественного рынка - OBO Bettermann - хоть стоимость этого заземления от немецкого производителя выше, чем бюджетного заземления DKC или Zuver, но ассортимент в десятки раз больше. Собирается все из модульных деталей, как конструктор, только разновидность деталей очень большая.
Еще одно преимущество OBO Bettermann в наличии необходимых сертификатов и разрешений, потому при сдаче в эксплуатацию коммерческого объекта, меньше вероятность что придерутся проверяющие инстанции.