Как замечательно прибыть на дачу в выходные или отпуск и отдохнуть там. Или приехать на лето, чтобы возделывать приусадебный участок. А ещё лучше осенью — собирать плоды своих трудов. Рутинную работу пусть делает для нас электричество: в комнатах горит свет, одежда стирается в машине-автомате, утром заваривается кофе в электрокофеварке, а еда готовится на плите. К этому добавим телик, комп и всю ту электротехнику, что загромождала квартиру, поэтому вывезли её сюда.

Но давайте не будем забывать, что электричество очень опасно, особенно при пользовании старыми и необслуживаемыми электроприборами. Поэтому заземление на даче — это крайне необходимый элемент, способный надёжно обезопасить эксплуатацию электрических устройств. Тем более что отдалённые от трансформаторной подстанции одноэтажные дома хуже всего защищены от воздействия фазного потенциала на корпусе оборудования, в случае его неисправности.

Терминология

Устройство заземления и требования к занулению регламентированы ПУЭ Глава 1.7. Также все нужные рекомендации и правила монтажа заземления и его контура изложены в ГОСТ Р 50571.5.54-2013.

Зачем нужно и как устроено

При пробое или повреждении внутренней изоляции электроприбора, если не подключено заземляющее устройство, на токопроводящих элементах его корпуса относительно земли появляется угрожающий жизни потенциал. Пользование таким электрооборудованием может быть смертельно опасным. Даже УЗО не будет работать корректно и не сможет отключиться при необходимости. Но если корпус электрооборудования соединён с контуром заземления с сопротивлением не более 10 Ом, то при КЗ, фаза шунтируется с землёй и автомат в 16А надёжно сработает, отключив сеть.

Треугольником или нет — вот в чем вопрос

Треугольный контур заземления является наиболее компактным и одновременно надёжным. Если контакт в любом месте соединения элементов контура пропадёт, то гальваническая связь элементов, расположенных по периметру, всё равно сохранится.

Альтернативой может быть:

• Линия заземления — требует надёжного соединения всех элементов конструкции, лучше использовать сварку;
• Прямоугольник — нуждается в большем задействовании участка земли;
• Овальный или круглый контур — требуется возможность изгибания материала контура;
• Вертикальный штырь — нужны специальные материалы и оборудование для сверления или бурения.

Осложнением применения треугольного или другого фигурного контура является выбор места. Дело в том, что заземление выполняется в том месте, где вероятность нахождения людей или животных минимальная. А на плотно задействованном участке дачи найти такое место может быть проблематичным. Да и расстояние от вводного щита до контура должно быть минимальным, желательно не более 10 метров.

Увеличение этой дистанции скажется на стоимости провода. Если расстояние становится длиннее, то сечение жилы проводника тоже должно быть большим. Этим можно компенсировать неминуемо растущее увеличение сопротивления линии заземления. Если какая-то сторона здания дачи прилегает к забору, то это лучшее место размещения заземления.

Пример простого расчета заземляющего контура

Заземляющее устройство состоит из:

• Вертикальных заземлителей;
• Горизонтальных заземлителей, которые соединены с вертикальными;
• Проводника, соединяющего элементы заземления с шиной PE электропроводки.

Для расчёта необходимо знать удельное сопротивление грунта. Его можно взять из таблицы или измерить самому.

Расчёт сопротивления можно сделать с помощью онлайн-калькуляторов, любой поисковик выдает их множество, вот такой попался мне. К примеру, верхняя часть грунта суглинок полутвёрдый, а нижняя — глина. 3 вертикальных заземлителя имеют длину по 2 метра. Горизонтальный заземлитель соединён с вертикальным на глубине 05 м, длина соединительной полосы — 1 м. При диаметре вертикального соединителя и ширине полки горизонтального соединителя 2,5 см. получится результат менее 10 Ом. А общая длина горизонтальных соединителей — 5м (по 1,7м для сторон треугольного контура заземления).

Для самостоятельного измерения проводимости грунта можно задействовать омметр или мультиметр и 2 шампура. Сначала их вставляют в грунт, где намечено делать заземление, на расстоянии 2 метра и замеряют сопротивление земли. Для этого понадобится медный гибкий провод, чтобы подключить один из отдалённых электродов (в нашем случае шампур) к щупу прибора. Второй замер делают на том же участке в других точках с отдалённостью 1 метр. Третий замер с расстоянием полметра.

Первый полученный результат делят на 2, а третий — умножают на 2. Общие результаты будут примерно одинаковыми со вторым итогом измерения. Если значения сильно разнятся, то замеры следует повторить. Искомым параметром будет округлённое значение измерения сопротивления на расстоянии электродов в 1 м.

Схема подключения к электрощиту и проводке

Существует 2 основные системы заземления:

• TT — не присоединённая к нейтрали;
• TN (TN-C, TN-S и TN-C-S) — нейтраль в качестве заземления или с заземлённым нулевым проводником.

Так вот, чтобы не поубивать себя и соседей за забором, возле которого будет расположено заземление, используют систему TT. То есть, нулевой проводник не соединят с заземляющим устройством. Особенно если линия электропередачи воздушная. В случае обрыва нулевого провода самодельное заземление не выдержит нагрузки всей улицы. Это положение установлено в ПУЭ 1.7.

Готовые решения — комплекты и отдельные элементы от отечественных производителей

Если грунт не каменистый и есть перфоратор или хотя бы мощная дрель, то можно приобрести набор штырей для создания вертикального глубинного заземлителя. На современном рынке продает я множество комплектов заземления разной конструкции, с разным количеством электродов и их длиной.

Также можно купить безмуфтовый комплект производства EKF, ОБО Беттерманн, TORR и других отечественных производителей. Такой комплект обычно который состоит из стержней, зажимов для подключения проводников и соединения электродов между собой. При монтаже электрод забивается в землю ударным инструментом (например, перфоратором). Чтобы не повредить торцы стержней и не испортить резьбу, в комплекте часто поставляется специальная насадка.

Как сделать своими руками из подручных средств и металлоконструкций

Заземление на даче своими руками можно выполнить из таких материалов:

• Медь — имеет высокую коррозийную устойчивость, но дорогостоящая;
• Латунь — дешевле меди, но менее долговечна;
• Железо — наиболее дешёвый материал, но быстро разрушается коррозией;
• Оцинкованная сталь — обладает повышенной устойчивостью от разрушения;
• Омеднённый — лучше по характеристикам предыдущего, но дороже.

Форма элементов заземления может быть различной: уголок, труба или прут. Поверхность не должна быть покрыта краской или каким-либо стойким загрязнением. Перед монтажом детали лучше зачистить и обработать электропроводящей антикоррозионной смазкой. Качественные материалы такого типа хорошо защищают поверхность металла и сохранят токопроводящие свойства до 10 лет и более.

Сначала выбирают место и делают расчёты, определяя количество вертикальных заземлителей, исходя из имеющегося материала. Если сервис онлайн-калькулятора предлагает увеличить какой-то параметр, то так необходимо и сделать. Потому что на практике, при различной влажности  грунта, итоговое сопротивление земли может меняться. Поэтому запас всегда будет только на пользу.

После предварительных расчётов проверяют наличие требуемого количества материалов и вмещается ли рассчитанный контур на выбранном участке. Далее выкапывают углубление по длине или периметру контура, согласно выбранного проекта. Первыми нужно забить или вкопать вертикальные детали, затем монтируют горизонтальные соединительными муфтами либо сваркой. Простого болтового соединения может быть недостаточно для создания надёжного контакта на многие годы.

Чтобы замерить получившееся сопротивление нужен специальный прибор. Но можно сделать это с помощью клещей (амперметра переменного тока) и лампочки накаливания. Для этого используют формулу: R = (Uс – Uз)/I, где Uс — напряжение сети, Uз — напряжение на нагрузке, I — ток в цепи через контур заземления; Обычно у клещей есть режим измерения напряжения, но можно задействовать отдельный вольтметр (см. рисунок).

Соединительную полосу, выступающую из-под земли нужно покрасить грунтовкой. Чтобы снизить сопротивление можно в засыпаемый грунт добавить соли. Это немного усилит агрессивность почвы, но и увеличит надёжность первоначального действия заземляющего устройства. Со временем, когда почва утрамбуется, сопротивление её снизится. Если соль к этому времени уже растворится и вымоется из грунта. Так что токопроводящие свойства земли останутся почти неизменными. Через год можно будет сделать повторный замер сопротивления заземления.