- Як зробити громовідвід у приватному будинку
- Якість блискавкозахисту
- Захист сонячних батарей від блискавки
- Заземлення на дачі
- Які бувають типи заземлення
- Перевірка заземлення
- Монтаж контурного заземлення
- Яка тривалість служби заземлення та від чого вона залежить
- Що дешевше: самостійний монтаж чи під ключ
- Монтаж штирового заземлення
- Готовий комплект чи саморобний варіант
У будь-якій квартирі повно електроприладів із металевим корпусом: холодильник, бойлер, мікрохвильовка тощо. Техніка не вічна, рано чи пізно може статися поломка, оскільки ізоляція силового кабелю з часом зношується, втрачає міцність, і металевий корпус може раптово опинитися під напругою. Усе буде працювати, як і раніше, але під час дотику вас вдарить струмом! Проте, цю проблему можна попередити, якщо заземлити розетку, щоб у разі аварії струм витікав у нейтральне поле.
Правила технічної експлуатації електроустановок споживачів (ПТЕЕС) свідчать, що вимірювання опору контуру заземлення повинно проводитися не частіше, ніж щороку для електроустаткування в особливо небезпечних умовах експлуатації (ліфти, лазні, пральні, вантажопідйомні механізми тощо) – додаток 1, табл. 25, п.3. Згідно з п.6.7.8 ПТЕЕС, на підприємствах виміри повинні проводиться після монтажу, переобладнання або капітального ремонту заземлення, але не рідше ніж 1 раз у 6 років.
У мережах до 1000В заземлення обов’язково має підтримуватися на рівні, визначеному ПУЕ. Вимірювати опір будинку вас ніхто не змусить, але чисто для себе рекомендується це робити, хоча б раз на 3–5 років – за цей час зарита в землю сталева рама може перетворитися на купу іржі. Водночас не зайвим буде оглянути надземну частини.
Окремо від мережевого робиться блискавкозахисне заземлення для безпечного відведення надвисокого електричного потенціалу в землю. А для ефективного вловлювання потрібен блискавкоприймач достатньої висоти
Як зробити громовідвід у приватному будинку
Громовідвід у будинку не менш важливий, ніж на будь-якому іншому об’єкті. За статистикою Державної служби України з надзвичайних ситуацій, кожна 7 пожежа в приватному будинку відбувається через потрапляння блискавки, переважно в сільській місцевості.
Для захисту найчастіше використовується стрижневий блискавковідвід. Він ефективний, порівняно недорогий і підходить для двосхилих дахів (в понад 90 % приватних будинків вони саме такі). Деякі «умільці» намагаються спорудити блискавкоприймач самостійно, що взагалі не гарантує успішний результат.
Найгірше, коли для приватного будинку громовідвід роблять самостійно з непридатною дроту. Замість нього краще взяти оцинкований куточок, луджену жерсть, алюмінієвий профіль або оголений мідний дріт товщиною від 5 мм. Найкраще підійде нержавіюча сталь, але вона дорога, тому використовується нечасто.
Неправильний вибір матеріалу або неточні розрахунки часто стають причиною того, що блискавка б’є мимо – найчастіше в сусідню прибудову, наприклад, сарай. Від пожеж і руйнувань це не рятує.
Іноді для захисту від корозії блискавкоприймач намагаються фарбувати – що не можна робити у жодному разі. Щоби краще зловити блискавку, метал повинен контактувати з насиченим вологою повітрям, а фарба та різноманітні антикорозійні засоби лише покращують діелектричні властивості.
Щоби не робити навмання, простіше все купити в готовому комплекті та встановити потім самостійно. Виробники спеціально підбирають склади металів із кращою провідністю та стійкістю до корозії.
Якісний блискавкозахист приватного будинку, це який
Захисна зона навколо блискавкоприймача має форму конуса з вершиною на кінці, тому радіус захисту збільшується з наближенням до землі. Розрахувати висоту умовного конуса можна за формулою:
H = (r + 1,63h)/1,5,
де r – це радіус зони, що захищається, а h – найвища точка будівлі (це може бути торець даху або димар).
Припустимо, що радіус навколо будинку 20м, а висота даху 6 метрів. Цих даних достатньо, щоби порахувати висоту блискавкоприймача:
(20м + 1,63 × 6м) / 1,5 = 20 м.
Ми розрахували максимальну висоту, коли захист спрацює навіть за найнесприятливіших обставин. Потрібно ще враховувати наявність будівель поблизу. Наприклад, громовідвід на дачі або в котеджі можна зробити меншої висоти. Там поблизу побудовані точно такі ж будівлі, що вже знижує ймовірність попадання блискавки саме у ваш будинок, тому вистачить і 10м.
Замість даху, блискавкоприймач можна встановити на найвище дерево поблизу. Щоби не пошкодити кору, кріпити краще синтетичними хомутами. Вони дешеві, досить міцні на розрив, не вимагають інструментів і в разі чого – легко зрізаються звичайним будівельним ножем.
Можна використовувати не лише дерево, але й антенну щоглу. Якщо вона підноситься над іншими будівлями, то вже сама по собі – хороший блискавкоприймач, потрібно тільки додати блискавковідвід/
Блискавкозахист антенної щогли може бути поліпшений, якщо до вершини прикріпити сталевий шпиль на 1,5–2 м завтовшки не менше 5мм і з’єднати безпосередньо з «землею».
Металева щогла – уже готовий струмовідвід, а вздовж дерев’яної доведеться додатково закріпити катанку діаметром понад 8мм.
Можна використовувати заземлення телевізійної антени, але якщо воно занадто старе чи не придатне, краще переробити. Іноді його виготовляють зі сталевої пластини 100×50 см, старого оцинкованого відра або шматка ржавого металобрухту, але подібні матеріали згниють за рік-два. Заземлення антени краще зробити з нормальної товстої сталі або спеціальних конструкцій для ефективного відведення високих струмів і довшого протистояння корозії.
У приватному будинку громовідвід іноді з’єднується зі шпилем будівлі або флюгером. Це практичне та вигідне рішення, потрібно тільки докупити з’єднуючий блискавковідвід. Якщо житловий будинок із металевою покрівлею (металочерепицею), то це ще краще, тому що у випадку влучання блискавки потенціал розсіюється на більшій площі. Відводи краще прикріпити по периметру даху, роблячи прольоти через кожні 70см, до того ж важливо щоби на покрівлі не залишилося незаземленого металу.
На похилому даху іноді використовується тросова конструкція заземлення, коли вздовж гребеня натягується сталевий трос.
Висота тросового блискавкоприймача менша, ніж стрижневого. Якщо стріла провисання не перевищує 2м, тоді для розрахунків підходить формула H = (r + 1,85h)/1,75. Беремо параметри будинку з попереднього прикладу (радіус захисту – 20м, а висота даху – 6м) та вираховуємо оптимальну висоту щогл відносно землі:
(20м + 1,85 × 6м) / 1,75 = 18м.
Діаметр дроту для громовідводу повинен бути не меншим за 6мм та має кріпитися скобами через кожні 50–80см. Якщо дах плаский або з малим нахилом, такий варіант може не підійти. Мідна або сталева близкавковловлююча сітка на пласкій покрівлі буде значно ефективнішою, оскільки прокладається квадратами зі стороною від 5м до 20м, і в декількох місцях з’єднується зі стержнями, закопаними навколо будівлі. Завдяки такій схемі високопотужний електричний потенціал розсіюється кількома струмовідводами, тому вони менше нагріваються. Це схоже на захист від блискавки сонячних панелей, коли розряд розсіюється з’єднаними між собою алюмінієвими рамами, а потім безпечно відводиться в землю.
Захист сонячних батарей від блискавки
Вся сонячна електростанція включає безліч напівпровідникових компонентів, уразливих до нелінійних струмових навантаження. Навіть невеликий витік може пошкодити інвертор або самі панелі, тому краще перестрахуватися.
Добре підійде система глибинного модульного заземлення з 1,5-метрових електродів з обмідненої нержавіючої сталі. Почергово вони прикручуються один до одного й забиваються в грунт так, що виходить суцільний довгий електрод.
Для хорошої провідності необхідні 4 штирі загальною довжиною 6м. На такій глибині часто залягають грунтові води, що тільки поліпшує провідність. Глибина заземлювача залежить від питомого опору грунту. Якщо у вологій глині може вистачити 2–3м, то в сухому піску і 25–30м може бути мало.
| Грунт | Питомий опір, Ом•м |
| Торф | 20 Ом•м |
| Чернозем | 50 Ом•м |
| Глина | 60 Ом•м |
| Супісок | 150 Ом•м |
| Пісок, якщо глибина залягання грунтових вод до 5м | 500 Ом•м |
| Пісок, якщо грунтові води залягають глибше 5м | 1000 Ом•м |
Але в наших широтах грунт переважно складається з чорнозему, тому середню залежність опору від глибини заземлення можна простежити в діаграмі.
У вологих глинистих грунтах, може бути достатньо 3–4,5м, але краще перестрахуватися, тому що в посушливий сезон грунт висихає й питомий опір збільшується.
Штирова конструкція дуже надійна й ефективна, але головна перевага в тому, що вона швидко монтується (можна обійтися без лопати та зварювання). Підходить, як для наземних, так і встановлених на дахах СЕС, де заземлення – обов’язкове.
Домашня СЕС – складна система з генерацією та передачею нелінійних постійних струмів, від чого навіть на раму часто трапляються небезпечні витоки. Вони можуть бути небезпечними, як для самої станції, так і обслуговуючого персоналу.
Без заземлення розряд може потрапити на металочерепицю, а з неї на водостічну ринву, і за випадкового дотику вас може вдарити струмом.
Для допоміжного захисту потрібно поставити в щиток ПЗІП (розрядник). Він безпечно пропускає в «землю» надвисокі струми, спровоковані електромагнітним полем під час попадання блискавки в ЛЕП.
Чим краще заземлити блискавковідвід на дачі
Для цього оптимально підійде товстостінна металева труба або куточки, приварені у вигляді перевернутої літери «Ш», щоб електроди були спрямовані вниз, і закопані на глибині понад 2м. Товщина куточка повинна бути понад 5мм – чим більша площа контакту з грунтом, тим краще. Замість куточків можна використовувати також металеву сітку (наприклад, від старого ліжка), вона забезпечить хороший контакт, але швидко згниє.
Заземлення може додатково підключатися до водопровідних труб, будівельної арматури або артезіанської свердловини. Такі конструкції добре контактують із землею, головне щоби вони були без корозієстійкого покриття, що підвищує питомий опір.
Трубопроводи газопостачання та інші магістралі з горючими речовинами зі зрозумілих причин не підійдуть для цієї мети.
Місце вибирати краще з боку протилежного від входу в будинок, у затіненому місці, де грунт повільніше висихає після дощу. Грунт повинен накопичувати вологу та якомога довше її утримувати, тому краще якщо це буде затінене місце, не під деревом або навісом.
Усе про заземлення в подробицях
Для запобігання удару струму або пожежі необхідно убезпечити всі електроприлади з неізольованими металевими елементами. Найпростіше це зробити через розетки із заземленням (з боків у них розташовані PE-контакти).
Заземлення використовується не лише для захисту та не лише в побуті, тому для кожного випадку в ПУЕ прописані різні технічні вимоги.
Які бувають типи заземлення
На промислових об’єктах часто використовується робоче заземлення, необхідне для функціонування потужного електроустаткування. Воно використовується безпосередньо в електричних ланцюгах: нейтралях генераторів, трансформаторів, дугозагасаючих апаратів тощо.
Побутовим прикладом можна вважати ПЗІП, позаяк одна з його клем підключена до мережі, а друга до «землі». Під час влучання блискавки в ЛЕП, він пропускає імпульсний розряд високої потужності.
Ці види заземлення призначені для підтримки працездатності обладнання, тому до них діють вищі вимоги, ніж до аварійного, бо від питомого опору залежить працездатність складного технічного електроустаткування.
Захисне заземлення служить для відведення електрики в землю у випадку витоку фази на корпус, що часто буває через пробиття ізоляції всередині електроспоживачів. Воно необхідне для захисту від ураження електричним струмом, що може призвести до травм і, навіть, пожежі.
ДБН вимагають, щоби перед введенням в експлуатацію будівлі заземлення було справним і відповідало нормам. Сертифікована компанія повинна перевірити його працездатність і надійність, а за підсумками видати акт випробування. Без нього будинок не поставлять на облік і не підключать до комунікацій (електрика, газ, вода).
Якщо грунт дуже сухий або будинок побудований на пісковику, питомий опір можна знизити, додавши більше точок заземлення.
Норма опору захисного заземлення для приватного будинку вказана в ПУЕ п.1.7.97. Він не повинен перевищувати 10 Ом в електроустановках змінного струму потужністю до 100кВ·А або 4 Ом, якщо сумарна потужність одночасно працюючих споживачів перевищує 100кВ·А. Для порівняння, питомий опір людського тіла – 1000 Ом, що в 100 разів вище.
Загальноприйняті стандарти можна знайти в таблиці ПУЕ.
| Вид заземлення | Максимально допустимий опір, Ом |
| Блискавкозахист | 10 Ом |
| Домашня електромережа | 4-10 Ом |
| Робоче заземлення електроустаткувань | 4-10 Ом |
| Телекомунікації | 2 Ом |
| Серверне обладнання | 1 Ом |
Не дивуйтеся, що для телекомунікаційного та серверного обладнання вимоги вищі, ніж для захисту людини від ураження електричним струмом. Для телекомунікацій неприпустимий навіть мінімальний витік, у випадку потрапляння на корпус обладнання він створює перешкоди, що погіршують якість сигналу.
Хто перевіряє заземлення та в яких випадках це нікого не цікавить?
У квартирах заземлення підключається до загальної шини в під’їзному електрощиті, пов’язаному зі сталевим контуром у фундаменті будинку. Захистити квартирну електромережу можна через загальний щиток, а ось заземлити приватний будинок необхідно самостійно – з допомогою трикутної або квадратної залізної рами. Також можна забити кілька прутів, а потім з’єднати їх струмопровідною рейкою.
Ніякі правила не забороняють самостійний монтаж, але потрібно отримати акт випробування (наприклад, може знадобитися для оформлення пільгового тарифу на електроопалення будинку).
У приватному житловому будинку його може провести будь-яка профільна сертифікована компанія. За викликом приїжджає фахівець з обладнанням, робить виміри в різних місцях проводки та на самій ділянці.
Заземлення в заміському будинку або на дачі ніхто перевіряти не буде, оскільки ніякі нормативні документи цього не вимагають. Хто і як його робив (і чи є воно взагалі) нікому не цікаво, навіть РЕМ, але для себе краще зробити якісно, інакше який у цьому сенс?
Щоби змонтувати трикутну раму, не обов’язково купувати дорогі матеріали, для дачного будинку її можна виготовити з металобрухту та закопати на 1–1,5м. На такій глибині грунт влітку довго зберігає вологу, а взимку не замерзає. Для тривалого терміну служби краще вибрати товстостінну сталь.
Якщо будинок розташований на піщаній ділянці розмістити краще прямо під дощовим відливом, де земля буде залишатися зволоженою протягом тривалого часу.
Замість виклику фахівця можна провести виміри самостійно, тим більше що в цьому випадку акт випробування вам однаково не знадобиться. Точний і технологічний омметр дорого коштує й купувати його на один раз немає сенсу, краще взяти в оренду або купити дешевий мультиметр із функцією виміру опору.
Для об'єктивності, заміри краще проводити в суху погоду. Волога підсилює провідність ґрунту, але він не завжди буде мокрий і під час аварійної ситуації це може зіграти злий жарт.
Якщо отримані виміри не відповідають нормам, можна підключити до ланцюга інші підземні металоконструкції (залізні стовпи забору, обсадні труби свердловини тощо).
Заземлювати необхідно все електрообладнання в будинку, навіть газові котли. Вони працюють та регулюються через електроніку, і якщо пошкодиться ізоляція, напруга перекинеться на сам котел і труби опалення, через що під час дотику можна отримати розряд – навряд чи смертельний, але й не дуже приємний. Електроприлади зазвичай підключаються до «землі» через розетки або безпосередньо через щиток.
А ось заземлення теплої підлоги робиться трохи інакше: живлення підключається до регулятора температури та окремо заземлюється нагрівальний кабель. Пластиковий корпус регулятора – діелектрик, і витік через нього неможливий.
Значно складніше заземлення басейну, позаяк вимагає подвійного захисту. Потрібно окремо захистити електрообладнання (насосне обладнання, освітлення, підігрів тощо) та саму чашу (перила, решітки та інші металеві елементи). Це може врятувати життя, якщо раптом напруга потрапить на воду під час купання.
Якщо контур змонтований неякісно або з металів із поганою провідністю, тоді вся система заземлення – марна. Тому до вибору матеріалів і монтажу потрібно підійти відповідально.
Як монтувати контур заземлення
Класичний варіант – трикутна рама зі спрямованими вглиб штирями, така конструкція довгий час зберігає цілісність і забезпечує хороший контакт із грунтом. Рейка, що веде до щитка, приварюється до однієї з вершин так, щоби місце з’єднання перебувало на однаковій відстані від двох інших з’єднаних між собою кутів.
При мінімальних витратах на матеріали трикутна рама забезпечує хорошу провідність, але її головний недолік у габаритах. Викопати 1,5-метрову яму для неї можуть перешкодити прибудови, фундамент або коріння дерев.
У такому випадку краще зробити заземлення з одного штиря, убитого на більшу глибину. Як варіант, можна закопати та з’єднати між собою кілька коротких куточків – головне, щоби підсумковий опір відповідав необхідним нормам.
Монтаж заземлення робиться за таким алгоритмом:
- Робиться розмітка траншеї, місце краще вибрати поблизу від електрощитка на відстані 1–2м від стіни;
- Викопується траншея глибиною 0,8–1м і шириною 0,7–0,9м, відповідно до габаритів рами. Для трикутника зазвичай беруть розміри 3×3×3м. Для зручності, на кожній вершині можна пробурити ями, щоби легше було потім забивати штирі;
- Конструкція виготовляється зі сталевого куточка 50×50мм завтовшки понад 5мм. Замість нього можна також узяти дводюймову трубу;
- На кутах забиваються штирі на глибину 2–3м, так щоби стирчав невеликий кінець. Електроди можна зробити з такого ж сталевого куточка. Кінці краще зрізати болгаркою під кутом, щоби легше заходили вглиб;
- Забиті прути прикручуються болтами або приварюються до рами. З’єднувати можна сталевими пластинами завтовшки від 5мм. Для виведення назовні приварюється сталева шина 40×4мм;
- Можна покрити антикорозійним засобом або фарбою тільки болтові з’єднання та зварні шви, щоб уповільнити руйнування від корозії. Не можна фарбувати всю конструкцію, інакше погіршиться провідність і контакт із грунтом;
- Рама закопується без утрамбовування чи бетонування;
- Виведена назовні шина з’єднується зі щитком.
На весь будинок робиться один контур заземлення, але якщо котедж великий, то краще кілька з різних сторін. Так надійніше, а значить – безпечніше.
Вертикальна або горизонтальна конструкція вибирається залежно від особливостей грунту. Іноді на глибині 2–3 метри трапляється шар кам’янистої породи, тоді замість штирового вертикального заземлення краще закопати горизонтальну раму.
Від чого залежить тривалість служби контуру заземлення
Будь-який метал у землі буде окислюватися та гнити, через що з часом буде погіршуватися пропускна здатність. На швидкість корозії впливає вологість і хімічний склад грунту. Глинисті ґрунти та чорноземи відрізняються хорошою провідністю, але в них метал зберігається найгірше. Середня тривалість служби 5–10 років, але заземлюючий контур із міді може згнити й за 3 роки, тому все індивідуально.
Велике значення має стійкість металу до корозії. Мідь дуже схильна до корозії, але добре проводить струм, тому добре підходить для піщаних сухих ґрунтів.
Сталь стійка до корозії, але в неї гірша електропровідність, тому її часто покривають шаром міді. Згодом мідне покриття окислюється, але сталь ще довго служить. Для сильно вологого грунту доцільно використовувати оцинковану сталь. У неї ще гірша провідність, але чудова стійкість до корозії.
Перш ніж вибирати матеріал, оцініть склад грунту та ретельно розрахуйте розміри конструкції. Якщо не впевнені, завжди можете доручити цю справу фахівцям.
І пам’ятайте: чим більше металу закопаєте, тим краще.
Монтаж під ключ чи самостійне виконання заземлення?
Простіше та легше викликати фахівців, щоби ті все встановили «під ключ», підключили та протестували. Середня ціна монтажу в Києві $200–300. Багатьох може відлякати вартість робіт, і спробувати самостійно виявиться єдиним рішенням. Але немає досвіду. Як же бути?
Бригади працюють переважно з модульними системами заземлення, вони не такі складні в монтажі, як може здатися. Для такого монтажу потрібно мінімум навичок та інструментів.
Монтаж здійснюється в такому порядку:
- Вибираєте відповідне місце поблизу від електрощитка;
- Накручуєте на штир наконечник і під прямим кутом забиваєте;
- Через 5–10 ударів перевіряйте кут нахилу, інакше піде косо й не вистачить глибини;
- Коли залишиться стирчати 20–30 см, приєднайте наступну частину;
- Забивайте другий штир плавними ударами зверху, періодично перевіряючи нахил;
- Через гвинтове з’єднання на кінці підключаєте до щитка.
Навіть якщо все монтувати поодинці, піде біля 30–40 хвилин часу. Щоби забити штир не потрібна велика площа, тому заземлити будинок можна навіть через підвал. Достатньо розкрити невелику ділянку, зняти підлогове покриття. Якщо дозволяє глибина підвалу, забити можна прямо в стіну.
Середня ціна комплекту заземлення для приватного будинку $50–150, на ньому можна заощадити не менше 50 %. Вибирати краще особисто, так орієнтуючись за вартістю ви будете знати на яку якість розраховувати, тому що монтажники зазвичай купують найдешевше, що можуть знайти.
Модульно-штирова система заземлення – це найзручніший та дуже вигідний варіант. Багато хто скаже, що дешевше самостійно зварити каркас із куточків або старих труб. Дешевше, але не якісніше, притому що доведеться копати траншею, різати та приварювати сталеві деталі, потім усе це закопувати. На роботу піде цілий день, не кажучи вже про те, скільки буде витрачено сил.
Готове рішення чи самостійний монтаж власними силами?
Більшість віддає перевагу монтувати самостійно, матеріали можна знайти і вдома, наприклад, куточок або арматуру. Але проблема в тому, що доведеться самостійно все вимірювати, різати та з’єднувати, тому потрібні будуть інструменти.
Якщо майструвати самостійно, вартість заземлюючого контуру буде нижчою за покупний, але доведеться витратити на нього багато часу та сил, а так відразу все підігнано під перетин. Усі з’єднувачі вже на своїх місцях, потрібно тільки все зібрати та з’єднати. Збірка займає значно менше часу, ніж монтаж «з нуля».
Імовірність несумісності вкрай мала. Виробники здебільшого підтримують один стандарт, а грунт в Україні складається переважно з чорноземів, тому після монтажу опір швидше за все буде в нормі.
Заводські металеві деталі характеризуються високою провідністю і зносостійкість, тому прослужать значно довше, ніж самостійно змайстрована рама з металобрухту.
Якщо потрібен «специфічний» проект (особлива структура грунту, мало місця тощо), краще вибирати серед преміальних виробників, у них великий асортимент
Явний лідер вітчизняного ринку - OBO Bettermann - хоча вартість цього заземлення від німецького виробника вища, ніж бюджетного заземлення DKC або Zuver, але асортимент у десятки разів більше. Збирається все з модульних деталей, як конструктор, тільки різноманітність деталей дуже велика.
Ще одна перевага OBO Bettermann в наявності необхідних сертифікатів і дозволів, тому під час здачі в експлуатацію комерційного об’єкта, менша ймовірність, що «причепляться» перевіряючі інстанції.