Jak vytvořit zemní smyčku v soukromém domě - výpočet a instalace obvodu

Uzemnění v rodinném domě, výpočty obvodů a instalace systému jsou pro bezpečnost domova nezbytné. Uzemnění plní svou funkci v plném rozsahu pouze tehdy, je-li správně zvoleno zapojení a jsou-li dodrženy všechny předpisy a požadavky. Instalace svépomocí vyžaduje znalost konstrukčních zásad a výrobních pravidel.

Musí být soukromý dům uzemněn?

Při používání jakéhokoli elektrického spotřebiče v domácnosti vždy hrozí poškození izolace vodičů nebo zkrat. V takovém případě má jakýkoli kontakt člověka s nebezpečnou zónou za následek úraz elektrickým proudem, který může skončit tragicky. Proud vždy směřuje k zemi a lidské tělo se stává vodičem spojujícím poškozený spotřebič se zemí.

Co poskytuje uzemnění? V podstatě se jedná o systém, který zajišťuje nejkratší cestu elektrického proudu. Podle fyzikálního zákona si vybírá vodič s nejmenším elektrickým odporem a obvod má tuto vlastnost. Téměř veškerý proud je veden do zemnící elektrody, a proto pouze jeho zlomek projde lidským tělem a nemůže způsobit žádné škody. Uzemňovací obvod tak zajišťuje elektrickou bezpečnost. Předpisové dokumenty (GOST, SNiP, PUE) stanoví, že každý soukromý obytný dům jím musí být vybaven pro střídavé sítě nad 40 V a střídavé sítě nad 100 V.

Kromě zajištění bezpečnosti zvyšuje uzemňovací systém spolehlivost a životnost spotřebičů. Zajišťuje stabilní provoz zařízení, chrání před přepětím a různými poruchami v síti a omezuje vliv vnějších zdrojů elektromagnetického záření.

Uzemnění by se nemělo zaměňovat s hromosvody (hromosvody). Přestože jejich princip je podobný, mají odlišnou funkci. Hromosvody fungují tak, že při úderu blesku do domu odvedou výboj do země. Vzniká tak silný elektrický náboj, který se nesmí dostat do vnitřní sítě, protože by mohl jednoduše roztavit vodič nebo kabel. Proto vede vedení hromosvodu od jímačů na střeše po vnějším obvodu a nesmí se překrývat s uzemňovacím vedením, tedy vnitřním vedením. Hromosvod a uzemňovací vedení mohou mít společný podzemní obvod (pokud je rezerva v průřezu), ale vedení musí být odděleno.

Uzemňovací systémy: Který je nejlepší?

Uzemňovací soustava rodinného domu závisí na typu elektrické sítě, ze které je dům napájen. Ve většině případů se jedná o systém TN-C. Takový systém je zajištěn dvouvodičovým kabelem nebo dvouvodičovým nadzemním vedením o napětí 220 V a čtyřvodičovým kabelem nebo čtyřvodičovým vedením o napětí 380 V. Jinými slovy, k domu je připojena fáze (L) a kombinovaný ochranný vodič (PEN). V kompletních moderních sítích je vodič PEN rozdělen na samostatné vodiče - pracovní vodič nebo nulový vodič (N) a ochranný vodič (PE) - a napájení je provedeno třívodičovým, resp. pětivodičovým vedením. Vzhledem k výše uvedeným možnostem mohou být uzemňovací schémata 2 varianty.

Systém TN-C-S

Zajišťuje rozdělení přívodu PEN na paralelní vodiče. Za tímto účelem je vodič PEN v přívodní skříni rozdělen na 3 přípojnice: N ("nulák"), PE ("zem") a rozdělovací přípojnici pro 4 připojení. Dále se vodiče N a PE nemohou vzájemně dotýkat. Přípojnice PE je připojena k tělesu skříně a vodič N je namontován na izolátorech. Uzemňovací obvod je veden k rozdělovači přípojnic. Mezi vodičem N a uzemňovací tyčí je instalováno křížové propojení o průřezu nejméně 10 mm² (měď). Neutrál a zem se v následném zapojení nekříží.

Informace! Je důležité si uvědomit, že tento systém je účinný pouze s proudovým chráničem (RCD) a proudovým chráničem (RCB).

Systém CT

V tomto systému není nutné rozdělovat vodiče, protože nulový a zemnicí vodič jsou již odděleny ve vhodné síti. Správné připojení se jednoduše provede v rozvaděči. Uzemňovací obvod je připojen k vodiči PE (jádru).

Na otázku, který uzemňovací systém je lepší, neexistuje jednoznačná odpověď. Systém TT je jednodušší na instalaci a nevyžaduje žádná další ochranná zařízení. Převážná většina sítí však funguje podle principu TN-C, což si vynucuje použití schématu TN-C-S. Kromě toho se v domácnostech nezřídka vyskytují dvouvodičové instalace. Při uzemnění TN se kryt těchto spotřebičů stává při poruše izolace živým. Uzemnění TN-C-S je pak mnohem spolehlivější.

Co je uzemňovací smyčka: definice a konstrukce

Uzemňovací smyčka je speciální nízkoodporová konstrukce z elektricky vodivých materiálů, která umožňuje okamžitý odvod elektrického proudu do země. Skládá se ze 2 vzájemně propojených částí - vnitřního a venkovního systému. Jejich spolehlivé připojení je provedeno v přívodním elektrickém rozvaděči.

Venkovní podsystém musí být navržen tak, aby umožnil přenos elektrického signálu do země a jeho distribuci po ploše. Základem je několik elektrod zakopaných v zemi a smyčkovaných pomocí desek. Z desek vede přípojnice dostatečného průřezu do elektrického rozváděče, kde je připojena k vnitřnímu subsystému. Každá elektroda je kovový kolík zakopaný (zatlučený) do určité hloubky.

Vnitřním podsystémem jsou rozvody uzemňovacího obvodu v celém domě. Vodiče z rozváděče se rozvětvují do zásuvek, do krytů výkonných elektrických přístrojů a do kovové sítě (potrubí). Jednotlivé vodiče jsou spojeny do společné přípojnice, která je připojena k přípojnici vnějšího obvodu.

Princip uzemňovací smyčky je poměrně jednoduchý. Elektrický náboj nahromaděný v kovových prvcích (skříně zařízení, potrubí, armatury atd.) při poškození izolace vodičů sítě nebo indukci z vnějších zdrojů se přes vodiče vnitřního subsystému, který má nízký elektrický odpor, dostává do obvodu vnějšího subsystému. Přes elektrody zakopané v zemi "proudí" do země. Země má zase obrovskou kapacitu, která jí umožňuje volně "absorbovat" takové úniky elektřiny.

Typy uzemňovacích obvodů

Aby se proud rychle "ponořil" do země, venkovní podsystém jej přerozděluje mezi několik elektrod uspořádaných v určitém pořadí, aby se zvětšila rozptylová plocha. Existují 2 hlavní typy připojení obvodů.

Trojúhelník - uzavřená smyčka

V tomto případě se jedná o 3 vývody zapojené v pásech do rovnoramenného trojúhelníku. Vzdálenost mezi elektrodami se volí podle této zásady: minimální vzdálenost je délka podzemní části elektrody (hloubka), maximální jsou 2 hloubky. Například pro standardní hloubku pohřbu 2,5 m se strana trojúhelníku volí v rozmezí 2,5-5 m.

Lineární

Tato verze se skládá z několika elektrod uspořádaných do řady nebo půlkruhu. Otevřený obvod se používá v případě, že plocha pozemku neumožňuje vytvoření uzavřeného geometrického útvaru. Vzdálenost mezi kolíky je 1-1,5násobek hloubky. Nevýhodou této metody je zvýšený počet elektrod.

Tyto typy se nejčastěji používají pro uzemnění soukromého domu. Uzavřený obvod lze v zásadě vytvořit ve tvaru obdélníku, mnohoúhelníku nebo kruhu, ale bude zapotřebí větší počet vývodů. Hlavní výhodou uzavřených systémů je, že i po přerušení svazku mezi elektrodami plně fungují.

Důležité! Linkový obvod funguje na principu řetězového propojení a poškození propojky vyřadí určitý úsek z provozu.

Pravidla a požadavky na uzemňovací smyčku

Aby uzemňovací smyčka fungovala efektivně, musí splňovat určitá pravidla:

1. Vnější obrys musí být od domu vzdálen nejméně 1 m a nejvýše 10 m. Optimální vzdálenost je 2-4 metry od základu.
2. Hloubka elektrod by měla být zvolena v rozmezí 2-3 m. Na povrchu je ponechán 20-25 cm dlouhý kus kolíku pro připojení pásu.
3. Od vstupního panelu k obvodu se položí přípojnice o minimálním průřezu 16 mm².
4. Elektrody jsou navzájem spojeny pouze svařováním. V panelu může být spojení provedeno pomocí šroubů.
5. Celkový odpor systému nesmí překročit 4 Ω pro 380 V a 8 Ω pro 220 V.

Vnější uzemňovací obvod je uložen v zemi, což znamená vysoké nároky na jeho konstrukci. Musí být umístěn pod úrovní promrzání půdy, protože bobtnání půdy by elektrody vytlačilo. Během provozu nesmí koroze ničit kov a nadměrně zvyšovat jeho elektrický odpor. Pevnost tyčí by měla umožnit jejich zaražení do tvrdé půdy.

Výpočty uzemnění pro soukromý dům: vzorce a příklady

Výpočty uzemnění pro soukromý dům jsou založeny na vzorcích pro výpočet odporu proti průtoku proudu elektrodami. Příklady jsou uvedeny níže.

Zemní odpor

Pro jednu tyč platí vzorec:

kde ρ eq je ekvivalentní odpor jedné půdy (vybraný z tabulky 1 pro konkrétní půdu);

• L - délka elektrody (m);
• d - průměr elektrody (m);
• T - vzdálenost od středu elektrody k povrchu země (m).

Tabulka 1

Rozměry a vzdálenosti zemnicích elektrod

Počet elektrod ve smyčce lze vypočítat podle vzorce, kde

Rn je maximální přípustný celkový odpor obvodu (pro síť 127-220 V - 60 Ohmů, pro síť 380 V - 15 Ohmů), Ψ je klimatický koeficient (určuje se z tabulky 2).

Tabulka 2

Velikost elektrod se volí podle aktuálních podmínek a doporučení:

• trubka - minimální tloušťka stěny 3 mm, průměr podle dostupnosti materiálu;
• ocelová tyč - průměr nejméně 14 mm
• úhelník - tloušťka stěny 4 mm, velikost - podle dostupnosti materiálu;
• Pásek pro lepení elektrod - šířka - nejméně 10 mm, tloušťka - více než 3 mm.

Hloubka zakopání (délka elektrod) se volí tak, aby byla alespoň 15-20 cm pod úrovní mrazu. Minimální délka je 1,5 m. Vzdálenost kolíků je 1-2 délky elektrod a minimální vzdálenost je 2 metry.

Kreslení diagramu

Uzemňovací práce v rodinném domě začínají uspořádáním schématu zemního spojení. Nejoblíbenější je uzavřená trojúhelníková soustava. Tři elektrody tvoří jeho vrcholy a zbývající tyče jsou vkopané po stranách mezi vrcholy. Pokud oblast v blízkosti domu neumožňuje vybudování takového obvodu, instalují se elektrody v řadě, v půlkruhu nebo ve "vlně". Je třeba poznamenat, že účinnost trojúhelníkového uspořádání je mnohem vyšší.

Materiály pro uzemňovací smyčky

Uzemňovací obvod musí mít vysokou mechanickou pevnost, nízký elektrický odpor a možnost spolehlivého spojení. Kromě toho je důležitým faktorem při výběru materiálu cena.

Parametry a materiály kolíků

Elektrody nebo zemnicí kolíky jsou obvykle vyrobeny z ocelových profilů. Tento materiál je atraktivní, protože se dá jednoduše zatlouct do země. Jeho elektrický odpor je při dostatečném průřezu zcela vyhovující. Kolíky lze vyrobit z následujících materiálů:

1. Rod. Nejčastější volbou je tyč o průměru 16-18 mm. Výztužné tyče se nedoporučují, protože podléhají plesnivění, které vede ke zvýšení měrného odporu. Vlnitý povrch také způsobuje neefektivní využití průřezu tyče.
2. Úhel. Nejběžnější velikost je roh 50x50 mm s tloušťkou stěny 4-5 mm. Spodní část je naostřená, aby se usnadnilo zatloukání.
3. Trubky o průměru nad 50 mm s tloušťkou stěny 4-5 mm. Silnostěnné trubky se doporučují pro tvrdé půdy a oblasti s častým suchem. Ve spodní části takového sloupku jsou vyvrtány otvory. Po vyschnutí půdy se do potrubí nalije slaná voda, aby se zvýšila disperzní kapacita půdy.

Z čeho vyrobit kovovou vazbu

Elektrody zaražené do země jsou navzájem spojeny kovovou vazbou. Může být vyroben z následujících materiálů:

1. Měděný pásek nebo drát o minimálním průřezu 10 mm.².
2. Hliníkový pásek nebo drát o průřezu nejméně 16 mm².
3. Ocelový pás o minimálním průřezu 48 mm².

Nejběžnější je ocelový pásek (25-30)x5 mm. Její hlavní výhodou je, že ji lze spolehlivě přivařit k elektrodám. Pokud se jako vazba používá vodič z neželezného kovu, jsou na kolíky přivařeny šrouby, na které jsou upevněny přípojnice.

Jak si sami vyrobit uzemňovač

Instalaci uzemnění si můžete provést sami. Všechny kroky jsou popsány níže.

Výběr místa

Musí se nacházet v části pozemku v blízkosti domu, kam zbytečně nechodí lidé ani domácí zvířata. Obrys by neměl být blíže než 1 metr od základů budovy. Tento prostor by měl být nejlépe oplocen nízkým živým plotem. Všechny elektrodové body jsou vyznačeny na zemi. Obvykle se sestrojí pravidelný rovnoramenný trojúhelník.

Earthworks

Podél všech značek je vykopán 0,5-0,6 m hluboký příkop. Podobný výkop se vykopává při pokládání přípojnice, která spojuje obvod s napájecí skříní.

Sestavení konstrukce

Začněte se zarážením kolíků do předem nastavené hloubky (obvykle 2-2,5 m), jak je znázorněno na obrázku. K vrcholům čepů je přivařen kovový valník. Jeden pásek se přivaří ke krajní elektrodě (vrchol trojúhelníku) a položí se do výkopu vedoucího k domu.

Vstup do domu

Přípojnice z obvodu se vloží do vstupního elektrického rozvaděče. Na konci je vyvrtán otvor pro šroubový spoj. Zde připojte odpovídající vodič kabelu. V systému TN-C-S je přípojnice připojena k přípojnicovému rozváděči.

Kontrola a monitorování

Kontrola se provádí měřením elektrického odporu celého obvodu. Nesmí překročit standardní hodnoty

Často se používá jednoduchá zkušební metoda. Připojí se 100-150W žárovka - jeden konec k fázi a druhý k zemi. Jasné světlo znamená dobrou instalaci. Pokud svítí slabě, zkontrolujte kvalitu spojů. Pokud kontrolka nesvítí, nebyla montáž provedena správně.

Prefabrikované uzemňovací soupravy pro soukromé domy

Instalace svépomocí může výrazně snížit náklady na uzemňovací systém. Hotové stavebnice však umožňují urychlit práci a zvýšit spolehlivost obvodu. Takové modely můžete zvýraznit:

1. ZandZ - Jedna nebo více elektrod z nerezové oceli. Přípustná hloubka zakopání je až 10 m. Cena závisí na délce kolíčků. Průměrná cena sady s pětimetrovými elektrodami je 23500 rublů.
2. Galmar - má elektrody dlouhé až 30 m. Průměrná cena je 41 000 rublů.
3. Elmast. Tento systém se vyrábí v Rusku a je přizpůsoben ruským provozním podmínkám. Cena - od 8000 rublů.

Důležité! Na ruském trhu je mnoho modelů, které vám umožní vybrat si ten nejlepší. Hloubka pohonu jejich elektrod se pohybuje od 5 do 40 m. Cenové rozpětí je 6000-28000 rublů.

Vlastnosti uzemňovacích schémat 220 V a 380 V

Uzemňovací schémata pro zavedení sítí na 220 a 380 V mají určité rozdíly. Vnější obvod těchto systémů je naprosto stejný. Rozdíl spočívá ve vedení kabelů a vstupu do domu. V případě sítě 220 V je zavedeno dvouvodičové vedení. Jeden vodič je rozdělen na nulový a zemní a druhý je uložen na izolátorech.

V případě sítě 380 V je obvykle vhodné čtyřvodičové vedení. Jeden vodič je rozdělen stejným způsobem jako v předchozím případě a ostatní 3 vodiče jsou namontovány na izolátorech a vzájemně izolovány. Fázové a nulové vodiče jsou vedeny přes proudový chránič a proudový chránič.

Časté chyby při instalaci

Podle odborníků se při neautorizovaných instalacích často dělají následující chyby:

1. Pokus o ochranu elektrod před korozí nátěrem. Tento způsob je nepřijatelný, protože zabraňuje přetečení do země.
2. Připojení ocelového kovového spoje k čepům pomocí šroubů. Koroze rychle přeruší kontakt mezi prvky.
3. Nadměrná vzdálenost smyčky od domu, která výrazně zvyšuje odpor systému.
4. Použití příliš tenkého profilu elektrod. Koroze po krátké době způsobí prudké zvýšení odolnosti kovu.
5. Styk měděných a hliníkových vodičů. V takovém případě dochází ke zhoršení spojení v důsledku kontaktní koroze.

Pokud jsou v návrhu zjištěny závady, je třeba je neprodleně odstranit. Nadměrné zvýšení elektrického odporu nebo narušení kontinuity obvodu narušuje uzemnění. Obvod nemůže zaručit bezpečnost.

Uzemňovací obvod je pro soukromý dům nezbytný. Tato konstrukce zajistí elektrickou bezpečnost cestujících a zabrání tragickým nehodám. Je však třeba mít na paměti, že účinnost uzemnění závisí na správném výpočtu, volbě obvodů a provedení instalace. Pokud máte pochybnosti o vlastních schopnostech, je lepší použít hotovou sadu.

Jaké existují typy uzemňovacích soustav a co je to ochranné uzemnění?

Přerušovač zemního spojení - co to je, popis a schémata zapojení v soukromém domě

Vytváří rukama otevřené retro zapojení

Technické vlastnosti a oblast použití kabelu KG

Hlavní technické vlastnosti napájecího kabelu AVVG

Jak provádět elektroinstalaci v bytě vlastníma rukama?