Заземяване в частна къща: изчисляване, устройство, монтаж

Съдържание:

Заземяване в частна къща: изчисляване, устройство, монтаж
Заземяване в частна къща: изчисляване, устройство, монтаж

Видео: Заземяване в частна къща: изчисляване, устройство, монтаж

Видео: Заземяване в частна къща: изчисляване, устройство, монтаж
Видео: Настя и сборник весёлых историй 2024, Март
Anonim
  • Основи на защитното заземяване
  • Изчисляване на заземяващото устройство
  • Монтаж на заземяване

    • Материали и инструменти за заземяващото устройство
    • Събираме заземяващото устройство
Заземяване в частна къща
Заземяване в частна къща

Преди около 20-25 години строихме частни и обществени сгради, без дори да мислим за ефективната защита на човек от токов удар. Напоследък всичко стана различно - нашите входни разпределителни табла стават все по-големи, сега в тях се намират десетки прекъсвачи, няколко RCD и там почти винаги има отделна заземяваща шина. Какво се промени? Сега електричеството е буквално около нас, в домовете ни се появи огромен брой аксесоари за окабеляване, маса домакински уреди и захранващи блокове, които са потенциални източници на опасност, освен това, може би, започнахме да ценим човешкия живот повече.

Съвременните строителни норми (по-специално PUE) изискват да се приложи поне една от следните мерки за защита на човек в жилищни помещения:

  • спад на волтажа;
  • изравняване на потенциала;
  • използване на двойна изолация на проводници;
  • използване на изолационни трансформатори;
  • монтаж на устройства за остатъчен ток;
  • подреждане на заземяване, заземяване.

Разбира се, към въпроса за сигурността трябва да се подхожда изчерпателно и да се използва по всички възможни начини, но заземяването в къщата трябва да е задължително.

Заземяващите електрически инсталации са най-надеждният и ефективен метод за защита, който заедно с други мерки прави електричеството в домакинството абсолютно безопасно. Всъщност заземяването е умишлено свързване на загражденията на електрическите инсталации (елементи, които не се захранват) със земята. За много собственици на жилища организацията на заземяването изглежда или твърде скъпа и технологично напреднала, или твърде проста, което също не е напълно вярно.

Заземяване в частна къща
Заземяване в частна къща

В частна къща технически изобщо не е трудно да се направи надеждно заземяване, тъй като разстоянието до земята е много малко и винаги можете да намерите свободни площи в двора. Жителите на стари жилищни сгради имат много по-малко късмет, където контурите за заземяване вече не работят и след това някои сънародници успяват да се заземят индивидуално от горните етажи, като поставят проводник от апартамента си по стените на сградата до земята. Междувременно би било грешка да се смята, че всеки железен щифт, забит в почвата, или която и да е водопроводна тръба, ще се превърне в нормален работен контур на земята. Заземяването е система, състояща се от няколко важни елемента със специфични номинални параметри, която функционира съгласно определени принципи, тясно взаимодейства с други системи.

Основи на защитното заземяване

При повредено електрическо устройство (например, ако изолацията на захранващия проводник е повредена), на неговия корпус може да се появи напрежение. Когато човек докосне устройството, токът се втурва в земята, преминавайки през тялото му и често причинявайки непоправима вреда, не всички защитни устройства могат да реагират или да имат време да прекъснат веригата достатъчно бързо. Защо токът отива на земята? Тъй като лесно приема разряд, тъй като има много висок електрически капацитет. Ако токът на утечка (чрез ток на проводимост, протичащ между два или повече електрода) се предлага друг, по-прост начин, например проводник с по-ниско съпротивление - за заземяване той не трябва да надвишава 4 ома, тогава той ще отиде на земята по него, а не чрез човек с съпротивление на тялото 1 kOhm. Във веригата има ток на утечка,и устройство за остатъчен ток (RCD) изключва повредената зона за части от секундата.

Ето защо всички съвременни електрически задвижващи механизми и блокове са проектирани по такъв начин, че към тях да може да се свърже заземителен проводник, а за окабеляване се използват трижилни проводници. Това важи и за всички съвременни домакински уреди, където корпусът и един от контактите на захранващия щепсел са свързани - за тяхното захранване се използват контакти с PE контакт (антени). Всички лампи, полилеи, канцеларии имат клеми за свързване на "жълто" окабеляване, а металните кутии от разпределителни табла и метални конструкции, върху които е разположено силовото оборудване, са заземени. Всички потребители на мрежи с напрежение на променлив ток над 42 V са заземени непрекъснато, за постоянен ток - над 110 V. Имайте предвид, че заземяването осигурява не само електрическа безопасност на хората, но и:

  • стабилизира работата на електрическите инсталации;
  • предпазва устройствата от пренапрежение;
  • намалява количеството мрежови смущения и интензивността на високочестотното електромагнитно излъчване.

Устройството за заземяване се състои от следните елементи:

  • превключвател за заземяване
  • заземителни проводници
Заземяване в частна къща
Заземяване в частна къща

Заземяващият проводник ще бъде всяка част от заземяващото устройство, което свързва електрическите инсталации със заземяващия електрод; това са отделни жични жила (общоприети - в жълта изолация), елементи на външната и вътрешната вериги, специална шина, разположена в екрана.

Заземяващият проводник е електрод, частта от заземителната верига, която е в пряк контакт със земята. Този елемент осигурява потока на токовете в земята и тяхното разсейване. В зависимост от това дали за този или специално създаден проводник се използват заровени елементи на строителни конструкции, се разграничават естествени и изкуствени заземяващи проводници. Според PUE винаги трябва да се дава предпочитание на използването на естествени заземяващи проводници (параграф 1.7.35), в частна къща може да бъде:

  • добре метален корпус;
  • всякакви стоманени тръбопроводи, включително тръби за полагане на електрически проводници;
  • оловна броня на захранващия кабел;
  • различни метални стълбове и подпори на улицата, например оградни елементи;
  • заровени стоманобетонни и метални елементи на сградата (колони, ферми, мини, основи).

Изкуствени електроди могат да се използват, ако съпротивлението на естествените заземяващи електроди не съответства на нормата, тогава ще ги разгледаме по-подробно.

Изчисляване на заземяващото устройство

Основният параметър, който трябва да бъде изчислен, е проводимостта на земния електрод. С други думи, трябва да изберем електрод с такава конфигурация, така че съпротивлението на заземяващото устройство да не надвишава стандарта. Разпоредбите на PUE посочват следните цифри, които са допустимият максимум:

  • 2 Ohm - за еднофазно линейно напрежение 380 волта;
  • 4 ома - за 220 волта;
  • 8 ома - за 127 волта.

При трифазен ток максималните съпротивления ще бъдат същите 2, 4 и 8 ома, но само за напрежения съответно 660, 380 и 127 волта.

Какво определя проводимостта на заземяващата електродна система (прочетете, съпротивлението на заземяващото устройство)? Опростено - от зоната на контакт на електрода със земята и съпротивление на почвата. Колкото по-голям е заземяващият електрод, толкова по-ниско е съпротивлението, толкова повече ток отнема почвата. Всички формули за изчисление предлагат да се вземе предвид повърхността на електрода и дълбочината на потапянето му. Например, за да изчислим единично заземяващо устройство с кръгло сечение, имаме следната формула:

Формулата за изчисляване на съпротивлението на заземяващото устройство
Формулата за изчисляване на съпротивлението на заземяващото устройство

където: d е диаметърът на щифта, L е дължината на електрода, T е разстоянието от повърхността до средата на земния електрод, ln е логаритъмът, π е константата (3.14), ρ е съпротивлението на почвата (Ohm m).

Моля, имайте предвид, че съпротивлението на почвата е основният параметър за изчисление. Колкото по-малко е това съпротивление, толкова по-проводимо ще бъде нашето заземяване и толкова по-ефективна защита. Основните основни цифри за определен тип почва могат да бъдат намерени в публично достъпни таблици и графики, но много зависи от действителното й състояние - плътност, воден баланс, температура, сезонна дълбочина на замръзване, наличие и концентрация на "електроактивни" химикали в нея - основи, киселини, соли … Нещо повече, на различни дълбочини ситуацията може значително да се промени, физическите свойства на континенталната основа стават различни, появяват се водоносни хоризонти, които намаляват устойчивостта, температурата се увеличава … Като правило, с увеличаване на дълбочината почвата става по-чувствителна към тока.

Графика на зависимостта на съпротивлението на заземяващия контур от дълбочината
Графика на зависимостта на съпротивлението на заземяващия контур от дълбочината
Графика на зависимостта на съпротивлението на заземяващия контур от влагата в почвата
Графика на зависимостта на съпротивлението на заземяващия контур от влагата в почвата

При температури под нулата устойчивостта на почвите рязко се повишава поради замръзването на водата. Следователно има определени трудности със заземяването в райони с вечни замръзнали почви. По същата причина дължината на земните електроди трябва да бъде с порядък по-голяма от сезонната дълбочина на замръзване при нормални географски ширини.

Графика на зависимостта на съпротивлението на заземяващия контур от температурата на почвата
Графика на зависимостта на съпротивлението на заземяващия контур от температурата на почвата

В идеалния случай съпротивлението на земята и заземяващото устройство като цяло трябва да се изследват практически, докато формулите ще ни помогнат да направим основните изчисления. Често анализът се извършва директно на етапа на сглобяване на веригите - електродите се потапят и измерванията на заземяващата проводимост се извършват в реално време: ако съпротивлението е твърде голямо, тогава се увеличава броят на наземните електроди или степента на тяхното погребване.

Имайте предвид, че заземяването трябва да работи по всяко време на годината, затова се препоръчва да го проверявате в най-неблагоприятните условия (суша, слана). Ако това е невъзможно, към резултатите се прилагат специални коефициенти, като се вземат предвид сезонните промени в устойчивостта на почвата в определен район.

Ако се използват няколко електрода за оборудване на системата за заземяване на електрода, тогава процедурата за изчисляване ще бъде малко по-различна:

  1. Съпротивлението се изчислява за всеки от тях (може да се приложи горната формула).
  2. Индикаторите са обобщени.
  3. Необходимо е да се вземе предвид "коефициентът на използване".
  4. Формулата изглежда така:
Формулата за изчисляване на съпротивлението на заземяваща електродна система от няколко електрода
Формулата за изчисляване на съпротивлението на заземяваща електродна система от няколко електрода

където: N е броят на заземените електроди, K и е коефициентът на използване, R 1 е съпротивлението на всеки електрод поотделно.

Както можете да видите, проводимостта на хоризонталните елементи, свързващи електродите в една верига, не се взема предвид.

Коефициентът на използване може да причини известни затруднения - той отразява явлението, при което съседните електроди във веригата си влияят взаимно, тъй като зоните на разсейване на тока в почвата започват да се пресичат, когато са твърде близо. Колкото по-близо са разположени отделните заземяващи електроди един към друг, толкова по-голямо е общото съпротивление на заземяващото устройство. Около всеки електрод в земята се формира работна сфера с радиус, равен на дължината му, което означава, че идеалното разстояние между заземяващите електроди ще бъде дължината им в земята (L), умножена по 2.

Местоположение на заземяващите електроди
Местоположение на заземяващите електроди
Съотношението на разстоянието между електродите към тяхната дължина Брой електроди Коеф. използване 1 пет 0.7 1 десет 0.6 1 петнадесет 0,53 1 20. 0,5 2 пет 0,81 2 десет 0,75 2 петнадесет 0.7 2 20. 0,67 Поставяне на затворен цикъл Съотношението на разстоянието между електродите към тяхната дължина Брой електроди Коеф. използване 1 пет 0,65 1 десет 0,55 1 петнадесет 0,51 1 20. 0,45 2 пет 0,75 2 десет 0,69 2 петнадесет 0,66 2 20. 0,63

За да изчислите колко наземни електроди трябва да бъдат заровени в земята, използвайте следната формула:

Формулата за изчисляване на дълбочината на заземяване
Формулата за изчисляване на дълбочината на заземяване

където: R е проектното съпротивление на заземяващото устройство, R 1 е съпротивлението на един електрод, K и е коефициентът на използване.

Що се отнася до подреждането на заземяващите електроди, те не трябва да образуват триъгълник, въпреки че това е най-често срещаната конфигурация на веригата. Електродите могат да бъдат поставени в един ред с последователна връзка. Тази опция е удобна, ако за организиране на заземяване е отредена тясна ивица земя.

Монтаж на заземяване

По принцип могат да се разграничат два вида заземяващи устройства, които се различават помежду си по отношение на техниката на монтаж и характеристиките на материала. Първият е модулен дизайн с включен модул (фабрично изработен) с един или повече електроди, вторият е домашен вариант с няколко заземени електроди от валцуван метал. Основните им разлики са само в организацията на погребаната част - проводящата, "горна" част, тяхната част е идентична.

Фабричните комплекти за заземяване са технологично усъвършенствани и имат редица предимства:

  • се доставят в комплект, елементите са специално проектирани за подреждане на защитата и се произвеждат върху промишлено оборудване;
  • почти не изискват изкопни работи, не са необходими заваръчни работи;
  • ви позволяват да отидете дълбоко до няколко десетки метра и да получите много ниско, стабилно съпротивление на цялото устройство.
Монтаж на заземителния контур
Монтаж на заземителния контур

Единственият недостатък на такива системи е тяхната висока цена.

Материали и инструменти за заземяващото устройство

Превключвателите за изкуствено заземяване трябва да бъдат направени от стоманен валцуван метал. Подходящ за тези цели:

  • ъгъл;
  • кръгла или правоъгълна тръба;
  • пръчка.

За защита на метала от корозия се използват поцинковани електроди. Също така е позволено да се използва електропроводим бетон като заземен електрод.

Във фабричните комплекти това са един метър и половина плътно изтеглени медно покрити щифтове с резби в краищата. На първия елемент е монтиран остър коничен връх, отделните щифтове са свързани с помощта на месингови съединители с резба. Електродите се потапят в земята с помощта на ръчни ударни инструменти (патрон SDS-Max, мощност на удара около 20 J). За пренос на енергия от сондажната скала се използват адаптер и направляваща глава. Връзката между заземяващия проводник и електрода се осъществява чрез скоба от неръждаема стомана. За защита на фугите от корозия и намаляване на устойчивостта на фугите се използва специална паста.

Внимание! Превключвателите за заземяване не трябва да се боядисват, смазват или запазват по друг начин, който би намалил тяхната проводимост.

Ефектът на корозия (стоманената част постепенно изтънява) трябва да се вземе предвид при избора на напречното сечение на електрода, той се избира с определен резерв, който осигурява достатъчна издръжливост на веригата. Минимално допустимите напречни сечения на земните електроди, разположени в почвите, са ограничени от нормативни документи:

  • поцинкована пръчка - 6 мм;
  • пръчка от черен метал - 10 мм;
  • валцувана правоъгълна секция - 48 mm 2.

Внимание! Дебелината на рафтовете от правоъгълна стомана или дебелината на стената на тръбите трябва да бъде най-малко 4 mm.

Най-често се използва лента като проводник, свързващ няколко електрода в земята, но може да се използва жица, ъгъл, тръба. С тези материали можете да приведете заземяване към самия електрически панел (напречното сечение на материалите има по-малко ограничения: пръчка - 5 мм, правоъгълна стомана - 24 мм 2, дебелина на стената и рафта - 2,5 мм).

Заземяващият проводник вътре в сградата трябва да има площ на напречното сечение, равна на тази на фазовия проводник, използван в окабеляването на къщата.

Има и минимални изисквания:

  • неизолиран алуминий - 6 мм;
  • медна неизолирана - 4 мм;
  • алуминий в изолация - 2,5 мм;
  • мед в изолация - 1,5 мм.

За комутация на всички заземителни проводници е необходимо да се използват заземителни пръти, изработени от електротехнически бронз. В системата за заземяване TT тези елементи на разпределителното табло са фиксирани директно към стената на металната кутия.

Наземен автобус
Наземен автобус

Самоизработеният заземен електрод се задълбочава с помощта на чук, фабричните комплекти се забиват с отборни чукове. И в двата случая препоръчваме да подготвите платформа или стълба. За да работите с черни валцувани продукти, ще е необходимо да използвате ръчно дъгово заваряване.

Събираме заземяващото устройство

Нека разгледаме реда на действията. В началните точки ще посочим операциите, типични за монтажа на двата вида заземителни електроди.

Оформление и земни работи. Препоръчва се заземителните превключватели да се монтират в земята на разстояние около един метър от основата. В съответствие с проекта, контурната маркировка се извършва - както казахме, това може да бъде равностранен триъгълник, линия, кръг, няколко реда … Разстоянието между електродите се взема от 1,2 метра, което го прави повече от два пъти по-дълъг от дължината на системата на земните електроди е безсмислен. Като основна опция, подходяща за повечето от нашите условия, можете да вземете триъгълник със страна 1,5–3 метра и дължина на електродите 2–3 метра.

Монтаж на заземяване в частна къща
Монтаж на заземяване в частна къща

След това трябва да изкопаете изкоп с дълбочина около 70-80 см, минималната разрешена дълбочина е 50 см. Ширината на изкопа в местата за погребение трябва да осигурява удобство за заваръчни проводници, обикновено те се изкопават с наклони с ширина около 0,5-0,7 метра.

За задвижване на модулно едноелектродно заземяване е необходима само една яма 50x50x50 cm.

Подготовка на електрода. За да се улесни потапянето на земния електрод в земята, валцуваният метал се заточва с помощта на мелница, например, рафтовете се изрязват под ъгъл под ъгъл, тръбата се нарязва косо, пръчката се заточва. Ако се използва използван метал, тогава, ако е необходимо, той трябва да бъде напълно почистен от защитни покрития.

На фабричния модулен заземен щифт се завинтва заострена глава, връзката е покрита с паста.

Ъглите (най-често това са ъгли 50х50х5 мм) се забиват в земята чрез удари с чук. Най-удобно е да започнете работа от скелето. Ако металът е мек, по-добре е да ударите детайлите през дървени дистанционни елементи. Главата на заземителния превключвател трябва да се издига на 150-200 мм над дъното на изкопа, за да можем да свържем електродите във верига.

Монтаж на заземяване в частна къща
Монтаж на заземяване в частна къща

Фабричните щифтове се заравят с помощта на чук за разрушаване с патронник на опашка SDS-Max и ударна способност от 20-25 джаула. След потапяне на всеки щифт (1,5 метра) върху него се завинтват втулка и следващият заземителен елемент, този цикъл се повтаря, докато електродът достигне проектната дълбочина или възникне повреда (невъзможност за по-нататъшно задълбочаване). В случай на повреда, допълнителните заземителни щифтове са запушени и системата става многоелектродна.

Превключвателите за заземяване са свързани с хоризонтален проводник, като правило е най-удобно да се работи с лента 40x4 mm. За черния метал тук е необходимо заваряване, тъй като болтовите съединения бързо се окисляват и съпротивлението на устройството ще се увеличи. Хващането няма да работи - имате нужда от висококачествен дълъг заваръчен шев.

Монтаж на заземяване в частна къща
Монтаж на заземяване в частна къща

От получения контур вземете лентата към къщата, огънете я и я фиксирайте върху цокъла. В края на лентата заваряваме болт M8, през който ще бъде свързан защитният заземителен проводник, идващ от щита.

Монтаж на заземяване в частна къща
Монтаж на заземяване в частна къща

На последния модулен щифт е монтирана скоба и проводникът е фиксиран. Скобата е обвита със специална хидроизолационна лента.

Изкопът е покрит с пръст. За тези цели се препоръчва да се използват плътни еднородни финозърнести състави.

Фабричните комплекти с един електрод могат да бъдат завършени с пластмасов кладенец за ревизия.

Монтаж на заземяване в частна къща
Монтаж на заземяване в частна къща

Заземяващият проводник се вкарва в разпределителното табло. Той може да бъде прикрепен директно към строителни конструкции, с изключение на зони с висока влажност - по-добре е да използвате изолатори там. През стените проводникът се изтегля с помощта на метални или пластмасови тръби-втулки, всъщност правилата за полагане се прилагат същите като за "основното" окабеляване (това ще бъде една от следващите статии).

В разпределителното табло проводникът, след като е пресован с болтова връзка, е свързан към заземяващата шина, която е инсталирана на корпуса на кутията (система TT).

Съпротивлението на заземяващото устройство се проверява с мултицет, ако, като се вземат предвид сезонните коефициенти (определени от Държавната служба за енергиен надзор за различни географски ширини, има готови таблици), надвишава 4 ома, тогава е необходимо да се увеличи броят на електродите.

По време на превключването на разпределителната уредба проводниците на проводниците в жълта изолация (те идват от токови консуматори) също са затегнати в съединителите на шината.

При свързване на гнезда, устройства, лампи, жълтите заземителни проводници се превключват на подходящите места (обикновено те са маркирани със специален знак - три хоризонтални ивици с различни размери), например в гнездата това е централният винт.

Инсталиране на заземен контакт
Инсталиране на заземен контакт

Система, при която земната верига не е свързана по никакъв начин с нулевия работен проводник N, се нарича TT. Препоръчва се за използване, когато опциите TN (има връзка между неутралния и заземителния проводник) не могат да се използват, например, при незадоволително състояние на въздушни електропроводи. Разбира се, поради тази често срещана причина той стана много популярен. Но трябва да се отбележи, че системата TT с независима солидно заземена неутрала на потребителите трябва да бъде застрахована с помощта на RCD. За устройствата с остатъчен ток ще говорим в следващата статия.

Препоръчано: