Miten tehdä maasilmukka omakotitalossa - piirin laskenta ja asennus

Omakotitalon maadoitus, virtapiirien laskenta ja järjestelmän asennus ovat kodin turvallisuuden kannalta olennaisia. Maadoitus täyttää tehtävänsä täysimääräisesti vain, jos virtapiiri on valittu oikein ja kaikkia määräyksiä ja vaatimuksia noudatetaan. Tee-se-itse-asennus edellyttää suunnitteluperiaatteiden ja valmistussääntöjen tuntemusta.

Pitääkö omakotitalo maadoittaa?

Kun käytät mitä tahansa sähkölaitetta talossa, on aina olemassa vaara, että johtojen eristys vaurioituu tai oikosulkeutuu. Tällöin ihmisen kosketus vaaravyöhykkeeseen johtaa sähköiskuun, joka voi päättyä traagisesti. Virta pyrkii aina maadoittumaan, ja ihmiskehosta tulee johdin, joka yhdistää vaurioituneen laitteen maahan.

Mitä maadoitus tarjoaa? Pohjimmiltaan se on järjestelmä, joka tarjoaa sähkövirralle lyhimmän reitin. Fysiikan lain mukaan se valitsee johtimen, jonka sähkövastus on pienin, ja virtapiirillä on tämä ominaisuus. Lähes kaikki virta ohjautuu maadoituselektrodiin, joten vain murto-osa siitä kulkee ihmiskehon läpi eikä voi aiheuttaa haittaa. Tällä tavoin maadoituspiiri takaa sähköturvallisuuden. Sääntelyasiakirjoissa (GOST, SNiP, PUE) täsmennetään, että kaikissa yksityisissä asuinrakennuksissa on oltava se yli 40 V:n ja yli 100 V:n vaihtovirtaverkkoja varten.

Turvallisuuden varmistamisen lisäksi maadoitusjärjestelmä lisää laitteiden luotettavuutta ja kestävyyttä. Se varmistaa laitosten vakaan toiminnan, suojaa ylijännitteiltä ja erilaisilta verkkohäiriöiltä ja vähentää ulkoisten sähkömagneettisen säteilyn lähteiden vaikutusta.

Maadoitusta ei pidä sekoittaa ukkosjohtimiin (ukkosenjohdattimiin). Vaikka periaate on samankaltainen, niillä on erilainen tehtävä. Ukkosenjohdattimet toimivat ohjaamalla salamapurkauksen maahan, kun se iskee taloon. Tämä luo voimakkaan sähkövarauksen, joka ei saa päästä sisäverkkoon, koska se voi yksinkertaisesti sulattaa johdon tai kaapelin. Tämän vuoksi ukkosenjohdinlinja kulkee katolla olevista vastaanottimista ulkoisessa piirissä, eikä se saa olla päällekkäinen maadoituslinjan eli sisäisen linjan kanssa. Ukkosjohtimella ja maadoitusjohdolla voi olla yhteinen maanalainen virtapiiri (jos poikkipinta-alassa on vara), mutta johdotukset on erotettava toisistaan.

Maadoitusjärjestelmät: Mikä on paras?

Omakotitalon maadoitusjärjestelmä riippuu omakotitalon sähköverkon tyypistä. Useimmissa tapauksissa kyseessä on TN-C-järjestelmä. Tällainen järjestelmä varmistetaan kaksijohtimisella kaapelilla tai kaksijohtimisella ilmajohdolla 220 V:n jännitteellä ja nelijohtimisella kaapelilla tai nelijohtimisella johdolla 380 V:n jännitteellä. Toisin sanoen vaihe (L) ja yhdistetty suojamaadoitusjohdin (PEN) kytketään taloon. Täydellisissä nykyaikaisissa verkoissa PEN-johdin on jaettu erillisiin johtimiin - työjohtimeen tai nollajohtimeen (N) ja suojajohtimeen (PE) - ja syöttö tapahtuu vastaavasti kolmi- tai viisijohtimella. Kun otetaan huomioon edellä mainitut vaihtoehdot, maadoitusjärjestelmä voi olla kahdenlainen.

TN-C-S-järjestelmä

Tarjoaa PEN-syötön erottamisen rinnakkaisjohtimiksi. Tätä tarkoitusta varten PEN-johdin jaetaan syöttökotelossa kolmeen kiskoon: N ("nollajohdin"), PE ("maadoitus") ja jakokisko neljää liitäntää varten. Lisäksi N- ja PE-johtimet eivät voi koskettaa toisiaan. PE-kisko on liitetty kotelon runkoon, ja N-johdin on asennettu eristeisiin. Maadoituspiiri johdetaan virtakiskon jakajaan. N-johtimen ja maadoituskiskon väliin asennetaan vähintään 10 mm²:n (kuparipoikkileikkaus) ristiinliitäntä. Nolla- ja maadoitusjohdot eivät risteä toistensa kanssa myöhemmässä johdotuksessa.

Tietoa! On tärkeää huomata, että tämä järjestelmä toimii vain vikavirtasuojakytkimen (RCD) ja vikavirtasuojakytkimen (RCB) kanssa.

CT-järjestelmä

Tässä järjestelmässä ei ole tarpeen jakaa johtimia, koska nolla- ja maadoitusjohtimet on jo erotettu toisistaan sopivassa verkossa. Oikea liitäntä tehdään yksinkertaisesti kotelossa. Maadoituspiiri on kytketty suojajohtimeen (ydin).

Kysymykseen siitä, kumpi maadoitusjärjestelmä on parempi, ei ole selkeää vastausta. TT-järjestelmä on yksinkertaisempi asentaa, eikä se vaadi ylimääräisiä suojalaitteita. Valtaosa verkoista toimii kuitenkin TN-C-periaatteen mukaisesti, mikä pakottaa käyttämään TN-C-S-järjestelmää. Lisäksi ei ole harvinaista, että kodissa on kaksijohdinasennuksia. TN-maadoituksessa tällaisten laitteiden kotelo tulee jännitteiseksi, kun eristys pettää. TN-C-S-maadoitus on silloin paljon luotettavampi.

Mikä on maadoitussilmukka: määritelmä ja rakenne

Maadoitussilmukka on erityinen sähköä johtavista materiaaleista valmistettu matalaresistanssinen rakenne, joka mahdollistaa sähkövirran välittömän purkautumisen maahan. Se koostuu kahdesta toisiinsa kytketystä osasta - sisä- ja ulkojärjestelmästä. Niiden luotettava kytkentä tapahtuu sähkökeskuksessa.

Ulkona käytettävä osajärjestelmä on suunniteltava siten, että sähköinen signaali pääsee siirtymään maahan ja jakautumaan alueelle. Se perustuu useisiin maahan upotettuihin elektrodeihin, jotka on kytketty toisiinsa levyjen avulla. Levyistä johtaa poikkileikkaukseltaan riittävä kisko sähkökeskukseen, jossa se liitetään sisäiseen osajärjestelmään. Kukin elektrodi on metallitappi, joka on upotettu (isketty) tiettyyn syvyyteen.

Sisäinen osajärjestelmä on koko talon maadoituspiirin johdotus. Jakokeskuksesta lähtevät johtimet haarautuvat pistorasioihin, tehokkaiden sähkölaitteiden koteloihin ja metalliverkkoon (putkiin). Yksittäiset johtimet yhdistetään yhteiseksi kiskoksi, joka liitetään ulkoisen piirin kiskoon.

Maadoitussilmukan periaate on varsin yksinkertainen. Kun verkkojohtimien eristys vaurioituu tai kun ulkoiset lähteet aiheuttavat sen, metallisiin elementteihin (laitoksen koteloihin, putkistoihin, liitososiin jne.) kertynyt sähkövaraus kulkeutuu sisäisen osajärjestelmän johtojen kautta, joiden sähkövastus on alhainen, ulkoisen osajärjestelmän virtapiiriin. Maahan upotettujen elektrodien kautta se "virtaa" maahan. Maapallolla puolestaan on valtava kapasitanssi, jonka ansiosta se voi vapaasti "imeä" tällaisia sähkövuotoja.

Maadoituspiirien tyypit

Jotta virta "uppoaisi" maahan nopeasti, ulkoilma-alajärjestelmä jakaa sen uudelleen useille elektrodeille, jotka on sijoitettu tiettyyn järjestykseen, jotta häviämisalue olisi suurempi. Piiriliitäntätyyppejä on 2 päätyyppiä.

Kolmio - suljettu silmukka

Tässä tapauksessa on kyse 3 nastasta, jotka on yhdistetty tasakylkisessä kolmiossa oleviin kaistaleisiin. Elektrodien välinen etäisyys valitaan seuraavan periaatteen mukaisesti: vähimmäisetäisyys on elektrodin maanalaisen osan pituus (syvyys), enimmäisetäisyys on 2 syvyyttä. Esimerkiksi 2,5 m:n tavanomaisen hautaussyvyyden tapauksessa kolmion sivu valitaan 2,5-5 m:n väliltä.

Lineaarinen

Tässä versiossa on useita elektrodeita, jotka on sijoitettu riviin tai puoliympyrään. Avointa piiriä käytetään silloin, kun tontin pinta-ala ei mahdollista suljetun geometrisen kuvion muodostamista. Nastojen välinen etäisyys on 1-1,5 kertaa syvyys. Tämän menetelmän haittapuolena on elektrodien määrän lisääntyminen.

Näitä tyyppejä käytetään yleisimmin omakotitalon maadoitukseen. Periaatteessa suljettu piiri voidaan muodostaa suorakulmion, monikulmion tai ympyrän muotoon, mutta silloin tarvitaan suurempi määrä nastoja. Suljettujen järjestelmien tärkein etu on se, että ne jatkavat toimintaansa täysin, kun elektrodien välinen niputus katkeaa.

Tärkeää! Johtopiiri toimii ketjuperiaatteella, ja hyppääjän vaurioituminen poistaa tietyn osan siitä käytöstä.

Maadoitussilmukkaa koskevat säännöt ja vaatimukset

Jotta maadoitussilmukka toimisi tehokkaasti, sen on noudatettava tiettyjä sääntöjä:

1. Ulkorajan on oltava vähintään 1 metrin ja enintään 10 metrin päässä talosta. Optimaalinen etäisyys on 2-4 metriä perustuksesta.
2. Elektrodien syvyys on valittava 2-3 metrin sisällä. Pinnalle jätetään 20-25 cm:n pituinen pätkä nauhaliitosta varten.
3. Tulopaneelista piiriin asennetaan virtakisko, jonka poikkileikkaus on vähintään 16 mm².
4. Elektrodit liitetään toisiinsa ainoastaan hitsaamalla. Paneelissa liitos voidaan tehdä pulteilla.
5. Järjestelmän kokonaisresistanssi ei saa ylittää 4 Ω 380 V:n jännitteellä ja 8 Ω 220 V:n jännitteellä.

Ulkoinen maadoituspiiri sijoitetaan maahan, mikä asettaa suuria vaatimuksia sen suunnittelulle. Se on sijoitettava maan pakkasrajan alapuolelle, koska maaperän paisuminen työntää elektrodit ulos. Toiminnan aikana korroosio ei saa tuhota metallia eikä lisätä liikaa sen sähkövastusta. Sauvojen lujuuden pitäisi mahdollistaa niiden lyöminen kovaan maahan.

Maadoituslaskelmat omakotitaloa varten: kaavat ja esimerkit

Omakotitalon maadoituslaskelmat perustuvat kaavoihin, joilla lasketaan elektrodien virranvastukset. Alla on esimerkkejä.

Maadoitusresistanssi

Yhden sauvan osalta sovelletaan kaavaa:

jossa ρ eq on yksittäisen maaperän ekvivalenttinen ominaisvastus (joka valitaan taulukosta 1 kyseistä maaperää varten);

• L - elektrodin pituus (m);
• d - elektrodin halkaisija (m);
• T - etäisyys elektrodin keskipisteestä maanpintaan (m).

Taulukko 1

Maadoituselektrodien mitat ja etäisyydet

Silmukan elektrodien lukumäärä voidaan laskea kaavalla, jossa käytetään seuraavaa kaavaa

Rn on piirin suurin sallittu kokonaisresistanssi (127-220 V:n verkossa 60 ohmia, 380 V:n verkossa 15 ohmia), Ψ on ilmastokerroin (määritetään taulukosta 2).

Taulukko 2

Elektrodien koot valitaan todellisten olosuhteiden ja suositusten mukaan:

• putki - seinämän vähimmäispaksuus 3 mm, halkaisija materiaalin saatavuuden mukaan;
• terästanko - vähimmäishalkaisija 14 mm
• kulma - seinämän paksuus 4 mm, koko - materiaalin saatavuuden mukaan;
• Elektrodiliimanauha - leveys vähintään 10 mm, paksuus yli 3 mm.

Maahan upotussyvyys (elektrodien pituus) valitaan sillä edellytyksellä, että sen on oltava vähintään 15-20 cm pakkasrajan alapuolella. Vähimmäispituus on 1,5 m. Nastaväli on 1-2 elektrodin pituutta ja vähimmäisetäisyys 2 metriä.

Kaavion piirtäminen

Omakotitalon maadoitustyöt aloitetaan maadoituskaavion laatimisella. Suosituin on suljettu kolmiojärjestelmä. Kolme elektrodia muodostaa sen kärkipisteet, ja loput sauvat on kaivettu sen sivuille kärkipisteiden väliin. Jos talon lähellä oleva alue ei salli tällaisen piirin rakentamista, elektrodit asennetaan riviin, puoliympyrään tai "aaltoon". On huomattava, että kolmionmuotoisen järjestelyn tehokkuus on paljon suurempi.

Maadoitussilmukoiden materiaalit

Maadoituspiirillä on oltava suuri mekaaninen lujuus, alhainen sähkövastus ja mahdollisuus luotettavan yhteyden muodostamiseen. Lisäksi kustannukset ovat tärkeä tekijä materiaalin valinnassa.

Nastojen parametrit ja materiaalit

Elektrodit tai maadoitustapit on yleensä valmistettu teräsprofiileista. Materiaali on houkutteleva, koska se voidaan lyödä maahan yksinkertaisesti vasaralla. Sen sähkövastus on varsin tyydyttävä, kun poikkileikkaus on riittävä. Nastat voidaan valmistaa seuraavista materiaaleista:

1. Rod. Yleisin valinta on sauva, jonka halkaisija on 16-18 mm. Raudoitustankoja ei suositella, koska ne ovat alttiita homehtumiselle, mikä johtaa ominaisvastuksen kasvuun. Myös aaltopinta johtaa sauvan poikkileikkauksen tehottomaan käyttöön.
2. Kulma. Yleisin koko on 50x50 mm:n kulma, jonka seinämän paksuus on 4-5 mm. Alaosa on teroitettu vasaroimisen helpottamiseksi.
3. Halkaisijaltaan yli 50 mm:n putket, joiden seinämän paksuus on 4-5 mm. Paksuseinäisiä putkia suositellaan kovalle maaperälle ja alueille, joilla esiintyy usein kuivuutta. Tällaisen pylvään pohjaan porataan reiät. Kun maaperä kuivuu, putkeen kaadetaan suolavettä maaperän hajotuskyvyn lisäämiseksi.

Mistä tehdä metalliliitos

Maahan upotetut elektrodit on yhdistetty toisiinsa metalliliitoksella. Se voidaan valmistaa seuraavista materiaaleista:

1. Kuparikaistale tai -lanka, jonka poikkileikkaus on vähintään 10 mm.².
2. Alumiininauha tai -lanka, jonka poikkileikkaus on vähintään 16 mm.².
3. Teräsnauhat, joiden poikkileikkaus on vähintään 48 mm².

Teräsnauhat, joiden mitat ovat (25-30)x5 mm, ovat yleisimpiä. Sen tärkein etu on, että se voidaan hitsata luotettavasti elektrodeihin. Kun sidoksena käytetään ei-rautametallia, tappeihin hitsataan pultit, joihin kiskot kiinnitetään.

Kuinka tehdä maadoituskytkin itse

Maadoitusasennuksen voi tehdä itse. Kaikki vaiheet kuvataan jäljempänä.

Sivuston valitseminen

Sen on sijaittava kiinteistön sellaisessa osassa lähellä taloa, jonne ihmiset ja lemmikit eivät mene ilman hätätilannetta. Korkeusraja ei saisi olla lähempänä kuin 1 metrin päässä rakennuksen perustuksesta. Tämä alue olisi mieluiten aidattava matalalla pensasaidalla. Kaikki elektrodipisteet on merkitty maahan. Yleensä muodostetaan säännöllinen, tasakylkinen kolmio.

Maanrakennustyöt

Kaikkia merkintöjä pitkin kaivetaan 0,5-0,6 metriä syvä kaivanto. Samanlainen kaivanto kaivetaan, kun asennetaan virtakisko, joka yhdistää virtapiirin virtalähdekoteloon.

Rakenteen kokoaminen

Aloita lyömällä tapit sisään ennalta asetettuun syvyyteen (yleensä 2-2,5 m) kuvan mukaisesti. Metallilevy on hitsattu tappien yläosiin. Yksi kaistale hitsataan uloimpaan elektrodiin (kolmion kärkeen) ja asetetaan taloon menevään kaivantoon.

Sisäänkäynti taloon

Piirin virtakisko työnnetään sisäänkäynnin sähkökeskukseen. Päätyyn porataan reikä ruuviliitosta varten. Kytke tähän kaapelin vastaava johdin. TN-C-S-järjestelmässä virtakisko on kytketty virtakiskon jakelijaan.

Tarkastus ja seuranta

Valvonta suoritetaan mittaamalla koko virtapiirin sähkövastus. Se ei saa ylittää vakioarvoja

Usein käytetään yksinkertaista testimenetelmää. Kiinnitetään 100-150 W:n hehkulamppu - toinen pää vaiheeseen ja toinen maahan. Kirkas valo osoittaa, että asennus on hyvä. Jos se palaa heikosti, tarkista liitosten laatu. Jos lamppu ei pala, asennusta ei ole suoritettu oikein.

Tehdasvalmisteiset maadoitussarjat yksityiskoteihin

Tee-se-itse-asennus voi vähentää merkittävästi maadoitusjärjestelmän kustannuksia. Valmiiden sarjojen avulla voit kuitenkin nopeuttaa työtä ja lisätä piirin luotettavuutta. Voit korostaa tällaisia malleja:

1. ZandZ - Yksi tai useampi ruostumattomasta teräksestä valmistettu elektrodi. Sallittu hautaussyvyys on enintään 10 m. Hinta riippuu nastojen pituudesta. Viiden metrin elektrodisarjan keskihinta on 23500 ruplaa.
2. Galmar - on jopa 30 metrin pituisia elektrodeja. Keskihinta on 41 000 ruplaa.
3. Elmast. Järjestelmä on valmistettu Venäjällä ja mukautettu venäläisiin käyttöolosuhteisiin. Hinta - alkaen 8000 ruplaa.

Tärkeää! Venäjän markkinoilla on monia malleja, joiden avulla voit tehdä parhaan valinnan. Niiden elektrodien ajosyvyys vaihtelee 5-40 metrin välillä. Hintahaarukka on 6000-28000 ruplaa.

220 V:n ja 380 V:n maadoitusjärjestelmien ominaisuudet

Maadoitusjärjestelmissä 220 ja 380 V:n verkkojen käyttöönotossa on tiettyjä eroja. Tällaisten järjestelmien ulkoinen piiri on täsmälleen sama. Ero on kaapelin reitityksessä ja sisääntulossa taloon. Jos kyseessä on 220 V:n verkko, otetaan käyttöön kaksijohtiminen linja. Yksi johdin on jaettu nollajohtimeen ja maadoitukseen, ja toinen on asennettu eristeisiin.

Kun kyseessä on 380 V:n verkko, nelijohtiminen linja on yleensä sopiva. Yksi johdin on jaettu samalla tavalla kuin edellisessä tapauksessa, ja muut kolme johdinta on asennettu eristeisiin ja eristetty toisistaan. Vaihejohtimet ja nollajohdin ohjataan RCD- ja vikavirtasuojakytkimen kautta.

Yleiset asennusvirheet

Asiantuntijoiden mukaan luvattomien asennusten yhteydessä tehdään usein seuraavia virheitä:

1. Pyritään suojaamaan elektrodit korroosiolta maalaamalla. Tätä menetelmää ei voida hyväksyä, koska se estää ylivuodon maahan.
2. Teräsmetallisidoksen liittäminen tappeihin pulteilla. Korroosio katkaisee nopeasti elementtien välisen kontaktin.
3. Silmukan liiallinen etäisyys talosta, mikä lisää huomattavasti järjestelmän vastusta.
4. Liian ohuen profiilin käyttö elektrodeissa. Lyhyen ajan kuluttua korroosio aiheuttaa metallin resistanssin jyrkän nousun.
5. Kupari- ja alumiinijohtimien kosketus. Tällöin liitos heikkenee kosketuskorroosion vuoksi.

Jos suunnittelussa havaitaan puutteita, ne on korjattava välittömästi. Sähkövastuksen liiallinen kasvu tai häiriö virtapiirin jatkuvuudessa häiritsee maadoitustoimintaa. Piirillä ei voida taata turvallisuutta.

Maadoituspiiri on välttämätön omakotitalossa. Tällä rakenteella varmistetaan asukkaiden sähköturvallisuus ja estetään traagiset onnettomuudet. On kuitenkin muistettava, että maadoituksen tehokkuus riippuu oikeasta laskennasta, virtapiirin valinnasta ja asennuksen toteutuksesta. Jos on epäilyksiä omista kyvyistäsi, on parempi käyttää valmista sarjaa.

Millaisia maadoitusjärjestelmiä on olemassa ja mitä on suojamaadoitus?

Maasulkukytkin - mikä se on, kuvaus ja kytkentäkaaviot omakotitalossa

Tekee käsillään avoimen retrojohdotuksen

KG-kaapelin tekniset ominaisuudet ja käyttöalue

AVVG-virtakaapelin tärkeimmät tekniset ominaisuudet

Miten tehdä johdotukset asunnossa omin käsin?