Come fare un anello di terra in una casa privata - calcolo del circuito e installazione

La messa a terra in una casa indipendente, il calcolo dei circuiti e l'installazione del sistema sono essenziali per la sicurezza della casa. La messa a terra svolgerà appieno la sua funzione solo se il circuito è selezionato correttamente e tutte le norme e i requisiti sono rispettati. L'installazione fai-da-te richiede la conoscenza dei principi di progettazione e delle regole di fabbricazione.

Una casa privata deve essere messa a terra?

Quando si usa qualsiasi apparecchio elettrico in casa, c'è sempre il rischio che l'isolamento dei fili si danneggi o vada in corto circuito. In tal caso, qualsiasi contatto umano con la zona di pericolo provoca una scossa elettrica che può finire tragicamente. La corrente tende sempre alla terra e il corpo umano diventa il conduttore che collega l'apparecchio danneggiato alla terra.

Che cosa fornisce la messa a terra? Essenzialmente, è un sistema che fornisce il percorso più breve per la corrente elettrica. Secondo la legge della fisica, sceglie il conduttore con la resistenza elettrica più bassa e il circuito ha questa proprietà. Quasi tutta la corrente viene indirizzata al dispersore e, pertanto, solo una frazione di essa passa attraverso il corpo umano e non può causare alcun danno. In questo modo, un circuito di messa a terra garantisce la sicurezza elettrica. I documenti normativi (GOST, SNiP, PUE) specificano che qualsiasi edificio privato e residenziale deve esserne dotato per la rete AC sopra i 40 V e la rete AC sopra i 100 V.

Oltre a garantire la sicurezza, un sistema di messa a terra aumenta l'affidabilità e la durata degli apparecchi. Assicura il funzionamento stabile delle installazioni, protegge dalle sovratensioni e dai vari disturbi di rete e riduce l'influenza delle fonti esterne di radiazione elettromagnetica.

La messa a terra non deve essere confusa con i conduttori di fulmini (parafulmini). Anche se il principio è simile, hanno una funzione diversa. I parafulmini funzionano deviando la scarica di un fulmine nel terreno quando colpisce una casa. Questo crea una potente carica elettrica, che non deve entrare nella rete interna, perché può semplicemente fondere il filo o il cavo. Ecco perché la linea del parafulmine va dai ricevitori sul tetto su un circuito esterno e non deve sovrapporsi alla linea di messa a terra, la linea interna. Il parafulmine e la linea di messa a terra possono avere un circuito sotterraneo comune (se c'è una riserva di sezione), ma i cablaggi devono essere separati.

Schemi di messa a terra: qual è il migliore?

Il sistema di messa a terra di una casa indipendente dipende dal tipo di alimentazione di rete. Nella maggior parte dei casi si tratta di un sistema TN-C. Tale sistema è assicurato da un cavo a due fili o da una linea aerea a due fili ad una tensione di 220 V e da un cavo a quattro fili o da una linea a quattro fili a 380 V. In altre parole, una fase (L) e un conduttore di protezione combinato (PEN) sono collegati alla casa. Nelle reti complete e moderne, il conduttore PEN è diviso in conduttori separati - il conduttore di lavoro o neutro (N) e il conduttore di protezione (PE) - e l'alimentazione è fatta da una linea a tre o cinque fili, rispettivamente. Date le opzioni di cui sopra, lo schema di messa a terra può essere di 2 varietà.

Sistema TN-C-S

Fornisce la separazione dell'alimentatore PEN in conduttori paralleli. A questo scopo, il conduttore PEN è diviso nel cubicolo d'entrata in 3 sbarre: N ("neutro"), PE ("terra") e una sbarra splitter per 4 collegamenti. Inoltre, i conduttori N e PE non possono entrare in contatto tra loro. La sbarra PE è collegata al corpo dell'involucro e il conduttore N è montato su isolatori. Il circuito di messa a terra è condotto al separatore di sbarre. Un collegamento incrociato di almeno 10 mm² (sezione di rame) è installato tra il conduttore N e la barra di terra. Il neutro e la terra non si incrociano nel successivo cablaggio.

Informazioni! È importante notare che questo sistema è efficace solo con un interruttore differenziale (RCD) e un interruttore differenziale (RCB).

Sistema CT

In questo sistema, non è necessario dividere i conduttori, poiché i conduttori di neutro e di terra sono già separati in una rete adeguata. La connessione corretta è semplicemente fatta nell'involucro. Il circuito di messa a terra è collegato al conduttore PE (nucleo).

La domanda su quale sistema di messa a terra sia migliore non ha una risposta chiara. Un sistema TT è più semplice da installare e non richiede ulteriori dispositivi di protezione. Tuttavia, la grande maggioranza delle reti opera secondo il principio TN-C, costringendo l'uso dello schema TN-C-S. Inoltre, non è raro trovare installazioni a due fili in casa. Con la messa a terra TN, l'involucro di questi apparecchi diventa sotto tensione quando l'isolamento viene meno. La messa a terra TN-C-S è quindi molto più affidabile.

Cos'è un anello di messa a terra: definizione e costruzione

Un anello di messa a terra è una costruzione speciale a bassa resistenza fatta di materiali elettricamente conduttivi che permette lo scarico istantaneo della corrente elettrica nel terreno. Consiste di 2 parti interconnesse - un sistema interno ed esterno. La loro connessione affidabile è fatta nel pannello elettrico in entrata.

Il sottosistema esterno deve essere progettato per permettere al segnale elettrico di trasferirsi nel terreno e distribuirlo su un'area. Si basa su diversi elettrodi sepolti nel terreno e collegati tra loro da piastre. Dalle piastre, una sbarra collettrice con una sezione sufficiente porta nel quadro elettrico, dove è collegata al sottosistema interno. Ogni elettrodo è un perno di metallo sepolto (martellato) a una certa profondità.

Il sottosistema interno è il cablaggio del circuito di messa a terra in tutta la casa. I conduttori dal quadro si diramano verso le prese, verso gli alloggiamenti di potenti apparecchi elettrici e verso la rete metallica (tubi). I singoli conduttori sono combinati in una sbarra comune che è collegata alla sbarra del circuito esterno.

Il principio dell'anello di messa a terra è abbastanza semplice. La carica elettrica accumulata negli elementi metallici (involucri dell'impianto, tubazioni, raccordi, ecc.) quando l'isolamento dei conduttori di rete è danneggiato o indotto da fonti esterne, si precipita attraverso i fili del sottosistema interno, che ha una bassa resistenza elettrica, al circuito del sottosistema esterno. Attraverso gli elettrodi sepolti nel terreno "scorre" nel terreno. La terra, a sua volta, ha un'enorme capacità che le permette di "assorbire" liberamente tali perdite di elettricità.

Tipi di circuiti di messa a terra

Per "affondare" rapidamente la corrente nel terreno, il sottosistema esterno la ridistribuisce su diversi elettrodi disposti in un certo ordine per aumentare la superficie di dissipazione. Ci sono 2 tipi principali di collegamento dei circuiti.

Triangolo - anello chiuso

In questo caso si tratta di 3 perni collegati a strisce in un triangolo isoscele. La distanza tra gli elettrodi è scelta secondo questo principio: la distanza minima è la lunghezza della parte sotterranea dell'elettrodo (profondità), la massima è 2 profondità. Per esempio, per una profondità di sepoltura standard di 2,5 m, il lato del triangolo è scelto tra 2,5-5 m.

Lineare

Questa versione è composta da diversi elettrodi disposti in una linea o semicerchio. Si usa un circuito aperto quando l'area della trama non permette la formazione di una figura geometrica chiusa. La distanza tra i perni è 1-1,5 volte la profondità. Lo svantaggio di questo metodo è l'aumento del numero di elettrodi.

Questi tipi sono più comunemente usati per la messa a terra di una casa privata. In linea di principio, un circuito chiuso può essere formato sotto forma di un rettangolo, poligono o cerchio, ma sarà necessario un numero maggiore di pin. Il vantaggio principale dei sistemi chiusi è che continuano a funzionare completamente quando il fascio tra gli elettrodi è rotto.

Importante! Il circuito di linea funziona secondo il principio della catena a margherita e un danno al ponticello mette fuori servizio una certa sezione di esso.

Regole e requisiti per un anello di messa a terra

Per far sì che l'anello di messa a terra funzioni in modo efficiente, deve rispettare alcune regole:

1. Il contorno esterno deve essere almeno 1 m e non più di 10 m di distanza dalla casa. La distanza ottimale è di 2-4 metri dalle fondamenta.
2. La profondità degli elettrodi dovrebbe essere scelta entro 2-3 m. Un pezzo di perno lungo 20-25 cm viene lasciato sulla superficie per un collegamento a nastro.
3. Una sbarra collettrice con una sezione minima di 16 mm² viene posata dal pannello di ingresso al circuito.
4. Gli elettrodi sono collegati tra loro solo tramite saldatura. Nel pannello, la connessione può essere fatta con dei bulloni.
5. La resistenza totale del sistema non deve superare 4 Ω per 380 V e 8 Ω per 220 V.

Il circuito di messa a terra esterno è posto nel terreno, il che implica elevate esigenze di progettazione. Deve essere posizionato sotto il livello di gelo del terreno, poiché il gonfiore del suolo spingerà gli elettrodi all'esterno. Durante il funzionamento la corrosione non deve distruggere il metallo e aumentare eccessivamente la sua resistenza elettrica. La forza delle aste dovrebbe permettere di infilarle in un terreno duro.

Calcoli di messa a terra per una casa privata: formule ed esempi

I calcoli di messa a terra per una casa privata si basano su formule per calcolare la resistenza al flusso di corrente per gli elettrodi. Gli esempi sono mostrati qui sotto.

Resistenza di terra

Per una singola asta, si applica la formula:

dove ρ eq è la resistività equivalente di un singolo suolo (scelta dalla tabella 1 per il suolo specifico);

• L - lunghezza dell'elettrodo (m);
• d - diametro dell'elettrodo (m);
• T - distanza dal centro dell'elettrodo alla superficie del suolo (m).

Tabella 1

Dimensioni e distanze per i dispersori

Il numero di elettrodi in un loop può essere calcolato usando la formula dove

Rn è la massima resistenza totale ammissibile del circuito (per la rete 127-220 V - 60 Ohm, per la rete 380 V - 15 Ohm), Ψ è il coefficiente climatico (determinato dalla tabella 2).

Tabella 2

Le dimensioni degli elettrodi sono selezionate in base alle condizioni reali e alle raccomandazioni:

• tubo - spessore minimo della parete 3 mm, diametro secondo la disponibilità del materiale;
• asta di acciaio - diametro minimo 14 mm
• angolo - spessore della parete 4 mm, dimensioni - secondo la disponibilità del materiale;
• Striscia di incollaggio dell'elettrodo - larghezza - almeno 10 mm, spessore - più di 3 mm.

La profondità di interramento (lunghezza degli elettrodi) è scelta a condizione che sia almeno 15-20 cm sotto il livello del gelo. La lunghezza minima è di 1,5 m. La distanza tra i pin è di 1-2 lunghezze di elettrodi e la distanza minima è di 2 metri.

Disegnare un diagramma

I lavori di messa a terra in una casa indipendente iniziano con l'organizzazione dello schema di collegamento a terra. Il più popolare è un sistema triangolare chiuso. Tre elettrodi costituiscono i suoi vertici, e le aste rimanenti sono scavate sui lati tra i vertici. Se la zona vicino alla casa non permette la costruzione di un tale circuito, gli elettrodi sono installati in una linea, semicerchio o "onda". Va notato che l'efficacia di una disposizione triangolare è molto più alta.

Materiali per gli anelli di messa a terra

Un anello di messa a terra deve avere un'alta resistenza meccanica, una bassa resistenza elettrica e la possibilità di fare una connessione sicura. Inoltre, il costo è un fattore importante nella scelta di un materiale.

Parametri e materiali dei perni

Gli elettrodi o i perni di terra sono di solito fatti di profili d'acciaio. Il materiale è attraente perché può essere conficcato nel terreno semplicemente martellando. La sua resistenza elettrica è abbastanza soddisfacente con una sezione sufficiente. I perni possono essere fatti con i seguenti materiali:

1. Rod. La scelta più comune è un'asta con un diametro di 16-18 mm. L'armatura non è raccomandata, perché è soggetta alla muta, che porta ad un aumento della resistenza specifica. Anche la superficie ondulata risulta in un uso inefficiente della sezione trasversale dell'asta.
2. Angolo. La dimensione più comune è un angolo di 50x50 mm con uno spessore della parete di 4-5 mm. La parte inferiore è affilata per facilitare il martellamento.
3. Tubi di oltre 50 mm di diametro con uno spessore di parete di 4-5 mm. I tubi a parete spessa sono raccomandati per i terreni duri e le regioni con frequenti siccità. I fori sono praticati nella parte inferiore di un tale palo. Quando il terreno si asciuga, l'acqua salata viene versata nel tubo per aumentare la capacità di dispersione del terreno.

Con cosa fare un legame metallico

Gli elettrodi conficcati nel terreno sono collegati tra loro da un legame metallico. Può essere realizzato con i seguenti materiali:

1. Nastro o filo di rame con una sezione minima di 10 mm².
2. Nastro o filo di alluminio di almeno 16 mm di sezione².
3. Nastro d'acciaio con una sezione minima di 48 mm².

Il nastro d'acciaio con dimensioni (25-30)x5 mm è il più comune. Il suo vantaggio principale è che può essere saldato in modo affidabile agli elettrodi. Quando un conduttore di metallo non ferroso è usato come legame, i bulloni sono saldati ai perni, sui quali sono fissate le sbarre.

Come fare un interruttore di messa a terra da soli

L'installazione della messa a terra può essere fatta da soli. Tutti i passi sono descritti di seguito.

Selezione di un sito

Deve essere in una parte della proprietà vicino alla casa che non è frequentata da persone o animali domestici inutilmente. Il contorno non dovrebbe essere più vicino di 1 metro dalle fondamenta dell'edificio. Quest'area dovrebbe essere preferibilmente recintata con una siepe bassa. Tutti i punti degli elettrodi sono segnati a terra. Di solito si costruisce un triangolo regolare e isoscele.

Earthworks

Lungo tutte le marcature, viene scavata una trincea profonda 0,5-0,6 m. Una trincea simile viene scavata nel corso della posa della sbarra che collega il circuito all'armadio di alimentazione.

Assemblare la struttura

Iniziare inserendo i perni a una profondità prestabilita (di solito 2-2,5 m) come mostrato nel diagramma. Un galletto di metallo è saldato alla parte superiore dei perni. Una striscia viene saldata all'elettrodo più esterno (il vertice di un triangolo) e posata in una trincea che va verso la casa.

Entrare nella casa

La sbarra del circuito è inserita nel quadro elettrico d'ingresso. Un foro è praticato all'estremità per una connessione bullonata. Qui si collega il conduttore corrispondente del cavo. In un sistema TN-C-S la sbarra è collegata a un distributore di sbarre.

Controllo e monitoraggio

Il controllo viene effettuato misurando la resistenza elettrica dell'intero circuito. Non deve superare i valori standard

Spesso si usa un metodo di prova semplice. Una lampada a incandescenza da 100-150 W è collegata - un'estremità alla fase e l'altra alla terra. Una luce chiara indica una buona installazione. Se brilla debolmente, controlla la qualità dei giunti. Se la lampada non si accende, il montaggio non è stato eseguito correttamente.

Kit di messa a terra prefabbricati per case private

L'installazione fai-da-te può ridurre significativamente il costo di un impianto di messa a terra. Tuttavia, i kit già pronti permettono di accelerare il lavoro e di aumentare l'affidabilità del circuito. È possibile evidenziare tali modelli:

1. ZandZ - Uno o più elettrodi in acciaio inossidabile. La profondità di interramento consentita è fino a 10 m. Il prezzo dipende dalla lunghezza dei perni. Il prezzo medio di un set con elettrodi da cinque metri è di 23500 rubli.
2. Galmar - ha elettrodi lunghi fino a 30 m. Il prezzo medio è di 41.000 rubli.
3. Elmast. Questo sistema è prodotto in Russia e adattato alle condizioni operative russe. Prezzo - da 8000 rubli.

Importante! Ci sono molti modelli sul mercato russo, il che permette di fare la scelta migliore. La profondità di guida dei loro elettrodi varia da 5 a 40 m. La gamma di prezzi è di 6000-28000 rubli.

Caratteristiche degli schemi di messa a terra a 220 V e 380 V

Gli schemi di messa a terra per l'introduzione di reti a 220 e 380 V hanno alcune differenze. Il circuito esterno di questi sistemi è esattamente lo stesso. La differenza sta nel passaggio dei cavi e nell'entrata in casa. Nel caso di una rete a 220 V, viene introdotta una linea a due fili. Un conduttore è diviso in un neutro e una terra e l'altro è installato su isolanti.

Nel caso di una rete a 380 V, una linea a quattro fili è solitamente adatta. Un conduttore è diviso come nel caso precedente, e gli altri 3 conduttori sono montati su isolatori e isolati tra loro. I conduttori di fase e il neutro sono instradati attraverso un RCD e un dispositivo di corrente residua.

Errori di installazione comuni

Secondo gli esperti, i seguenti errori sono spesso commessi durante le installazioni non autorizzate:

1. Tentare di proteggere gli elettrodi dalla corrosione con la pittura. Questo metodo è inammissibile in quanto impedisce la tracimazione nel terreno.
2. Collegare l'incollaggio del metallo d'acciaio ai perni con dei bulloni. La corrosione rompe rapidamente il contatto tra gli elementi.
3. Distanza eccessiva del circuito dalla casa, che aumenta notevolmente la resistenza del sistema.
4. Uso di un profilo troppo sottile per gli elettrodi. Dopo un breve periodo di tempo, la corrosione provoca un forte aumento della resistenza del metallo.
5. Contatto di conduttori di rame e alluminio. In questo caso la connessione si deteriora a causa della corrosione dei contatti.

Se vengono rilevati dei difetti nel progetto, bisogna porvi rimedio immediatamente. Un aumento eccessivo della resistenza elettrica o un disturbo nella continuità del circuito interrompe l'operazione di messa a terra. Un circuito non può garantire la sicurezza.

Un circuito di messa a terra è essenziale per una casa privata. Questa costruzione garantirà la sicurezza elettrica degli occupanti ed eviterà tragici incidenti. Tuttavia, bisogna ricordare che l'efficacia della messa a terra dipende dal calcolo corretto, dalla scelta del circuito e dall'esecuzione dell'installazione. Se c'è qualche dubbio sulle proprie capacità, è meglio usare un kit pronto all'uso.

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