Ako vytvoriť zemnú slučku v súkromnom dome - výpočet a inštalácia obvodu

Uzemnenie v rodinnom dome, výpočty obvodov a inštalácia systému sú nevyhnutné pre bezpečnosť domu. Uzemnenie plní svoju funkciu v plnom rozsahu len vtedy, ak je obvod správne zvolený a sú dodržané všetky predpisy a požiadavky. Samostatná inštalácia si vyžaduje znalosť konštrukčných princípov a výrobných pravidiel.

Musí byť súkromný dom uzemnený?

Pri používaní akéhokoľvek elektrického spotrebiča v domácnosti vždy existuje riziko poškodenia izolácie vodičov alebo skratu. V takom prípade má akýkoľvek kontakt človeka s nebezpečnou zónou za následok úraz elektrickým prúdom, ktorý sa môže skončiť tragicky. Prúd vždy smeruje k zemi a ľudské telo sa stáva vodičom spájajúcim poškodený spotrebič so zemou.

Čo poskytuje uzemnenie? V podstate ide o systém, ktorý poskytuje najkratšiu trasu pre elektrický prúd. Podľa fyzikálneho zákona si vyberá vodič s najnižším elektrickým odporom a obvod má túto vlastnosť. Takmer všetok prúd je vedený do zemniacej elektródy, a preto len jeho zlomok prechádza ľudským telom a nemôže spôsobiť žiadne škody. Týmto spôsobom uzemňovací obvod zabezpečuje elektrickú bezpečnosť. Regulačné dokumenty (GOST, SNiP, PUE) stanovujú, že každá súkromná, obytná budova musí byť vybavená pre striedavé siete nad 40 V a striedavé siete nad 100 V.

Okrem zaistenia bezpečnosti zvyšuje uzemňovací systém spoľahlivosť a životnosť spotrebičov. Zabezpečuje stabilnú prevádzku zariadení, chráni pred prepätím a rôznymi sieťovými poruchami a znižuje vplyv vonkajších zdrojov elektromagnetického žiarenia.

Uzemnenie by sa nemalo zamieňať s bleskozvodmi (bleskozvodmi). Hoci je ich princíp podobný, majú odlišnú funkciu. Úlohou bleskozvodu je odvádzať bleskový výboj do zeme, keď udrie do domu. Vzniká silný elektrický náboj, ktorý sa nesmie dostať do vnútornej siete, pretože by mohol jednoducho roztaviť vodič alebo kábel. Preto vedie bleskozvodné vedenie od prijímačov na streche po vonkajšom obvode a nesmie sa prekrývať s uzemňovacím vedením, vnútorným vedením. Bleskozvod a uzemňovacie vedenie môžu mať spoločný podzemný obvod (ak je rezerva v priereze), ale vedenie musí byť oddelené.

Uzemňovacie schémy: Ktorá je najlepšia?

Uzemňovacia sústava rodinného domu závisí od typu elektrickej siete, z ktorej je napájaný. Vo väčšine prípadov ide o systém TN-C. Takýto systém je zabezpečený dvojvodičovým káblom alebo dvojvodičovým vzdušným vedením pri napätí 220 V a štvorvodičovým káblom alebo štvorvodičovým vedením pri napätí 380 V. Inými slovami, k domu je pripojená fáza (L) a kombinovaný ochranný vodič (PEN). V kompletných moderných sieťach je vodič PEN rozdelený na samostatné vodiče - pracovný alebo nulový vodič (N) a ochranný vodič (PE) - a napájanie sa uskutočňuje trojvodičovým, resp. päťvodičovým vedením. Vzhľadom na vyššie uvedené možnosti môže byť systém uzemnenia 2 variantov.

Systém TN-C-S

Zabezpečuje rozdelenie prívodu PEN na paralelné vodiče. Na tento účel je vodič PEN v prívodnej skrinke rozdelený na 3 prípojnice: N ("neutrál"), PE ("zem") a rozdeľovaciu prípojnicu pre 4 prípojky. Ďalej sa vodiče N a PE nemôžu navzájom dotýkať. Prípojnica PE je pripojená ku krytu skrine a vodič N je namontovaný na izolátoroch. Uzemňovací obvod je vyvedený do rozdeľovača prípojníc. Medzi vodičom N a uzemňovacou tyčou je nainštalované krížové prepojenie s prierezom najmenej 10 mm² (meď). Neutrál a zem sa v následnom zapojení nekrižujú.

Informácie! Je dôležité poznamenať, že tento systém je účinný len s prúdovým chráničom (RCD) a prúdovým chráničom (RCB).

CT systém

V tomto systéme nie je potrebné rozdeľovať vodiče, pretože nulový a zemniaci vodič sú už oddelené vo vhodnej sieti. Správne pripojenie sa jednoducho vykoná v skrini. Uzemňovací obvod je pripojený na vodič PE (jadro).

Na otázku, ktorý systém uzemnenia je lepší, neexistuje jednoznačná odpoveď. Systém TT je jednoduchší na inštaláciu a nevyžaduje žiadne ďalšie ochranné zariadenia. Prevažná väčšina sietí však funguje podľa princípu TN-C, čo si vynucuje používanie schémy TN-C-S. Okrem toho sa v domácnostiach nezriedka vyskytujú dvojvodičové inštalácie. Pri uzemnení TN sa kryt takýchto spotrebičov pri poruche izolácie stáva živým. Uzemnenie TN-C-S je potom oveľa spoľahlivejšie.

Čo je uzemňovacia slučka: definícia a konštrukcia

Uzemňovacia slučka je špeciálna nízkoodporová konštrukcia z elektricky vodivých materiálov, ktorá umožňuje okamžitý odvod elektrického prúdu do zeme. Skladá sa z 2 prepojených častí - vnútorného a vonkajšieho systému. Ich spoľahlivé pripojenie sa uskutočňuje v prívodnom elektrickom paneli.

Vonkajší podsystém musí byť navrhnutý tak, aby umožnil prenos elektrického signálu do zeme a jeho distribúciu po celej ploche. Je založený na niekoľkých elektródach zakopaných v zemi a spojených do slučky pomocou platní. Z dosiek vedie prípojnica s dostatočným prierezom do elektrického rozvádzača, kde je pripojená k vnútornému podsystému. Každá elektróda je kovový kolík zakopaný (zatlčený) do určitej hĺbky.

Vnútorným podsystémom je zapojenie uzemňovacieho obvodu v celom dome. Vodiče z rozvádzača sa rozvetvujú do zásuviek, do krytov výkonných elektrických zariadení a do kovovej siete (potrubia). Jednotlivé vodiče sú spojené do spoločnej prípojnice, ktorá je pripojená k prípojnici vonkajšieho obvodu.

Princíp uzemňovacej slučky je celkom jednoduchý. Elektrický náboj nahromadený v kovových prvkoch (kryty zariadení, potrubia, armatúry atď.) pri poškodení izolácie sieťových vodičov alebo pri indukcii z vonkajších zdrojov prechádza cez vodiče vnútorného podsystému, ktorý má nízky elektrický odpor, do obvodu vonkajšieho podsystému. Cez elektródy zakopané v zemi "prúdi" do zeme. Zem má zasa obrovskú kapacitu, ktorá jej umožňuje voľne "absorbovať" takéto úniky elektriny.

Typy uzemňovacích obvodov

Aby sa prúd rýchlo "ponoril" do zeme, vonkajší podsystém ho prerozdeľuje na niekoľko elektród usporiadaných v určitom poradí, aby sa zväčšila rozptylová plocha. Existujú 2 hlavné typy zapojenia obvodov.

Trojuholník - uzavretá slučka

V tomto prípade ide o 3 vývody spojené do pásov v rovnoramennom trojuholníku. Vzdialenosť medzi elektródami sa volí podľa tejto zásady: minimálna vzdialenosť je dĺžka podzemnej časti elektródy (hĺbka), maximálna je 2 hĺbky. Napríklad pri štandardnej hĺbke pochovávania 2,5 m sa strana trojuholníka volí v rozmedzí 2,5-5 m.

Lineárne

Táto verzia sa skladá z niekoľkých elektród usporiadaných do línie alebo polkruhu. Otvorený obvod sa používa vtedy, keď plocha pozemku neumožňuje vytvorenie uzavretého geometrického útvaru. Vzdialenosť medzi kolíkmi je 1-1,5-násobok hĺbky. Nevýhodou tejto metódy je zvýšený počet elektród.

Tieto typy sa najčastejšie používajú na uzemnenie súkromného domu. Uzavretý obvod možno v zásade vytvoriť v tvare obdĺžnika, mnohouholníka alebo kruhu, ale bude potrebný väčší počet vývodov. Hlavnou výhodou uzavretých systémov je, že plne fungujú aj po prerušení zväzku medzi elektródami.

Dôležité! Obvod linky funguje na princípe reťazového zapojenia a poškodenie prepojky vyradí určitý úsek z prevádzky.

Pravidlá a požiadavky na uzemňovaciu slučku

Aby uzemňovacia slučka fungovala efektívne, musí spĺňať určité pravidlá:

1. Vonkajší obrys musí byť od domu vzdialený najmenej 1 m a najviac 10 m. Optimálna vzdialenosť je 2-4 metre od základu.
2. Hĺbka elektród by sa mala zvoliť v rozmedzí 2 - 3 m. Na povrchu sa ponechá 20-25 cm dlhý kus kolíka na pripojenie pásu.
3. Od vstupného panela k obvodu sa položí prípojnica s minimálnym prierezom 16 mm².
4. Elektródy sú navzájom spojené iba zváraním. V paneli je možné spojenie vykonať pomocou skrutiek.
5. Celkový odpor systému nesmie prekročiť 4 Ω pre 380 V a 8 Ω pre 220 V.

Vonkajší uzemňovací obvod je umiestnený v zemi, čo znamená vysoké nároky na jeho konštrukciu. Musí byť umiestnený pod úrovňou mrazu, pretože napučanie pôdy vytlačí elektródy. Počas prevádzky nesmie korózia zničiť kov a nadmerne zvýšiť jeho elektrický odpor. Pevnosť tyčí by mala umožniť ich zatlčenie do tvrdej pôdy.

Výpočty uzemnenia pre súkromný dom: vzorce a príklady

Výpočty uzemnenia pre súkromný dom sú založené na vzorcoch pre výpočet odporu proti toku prúdu pre elektródy. Príklady sú uvedené nižšie.

Odpor uzemnenia

Pre jednu tyč platí vzorec:

kde ρ eq je ekvivalentný odpor jednej pôdy (vybraný z tabuľky 1 pre konkrétnu pôdu);

• L - dĺžka elektródy (m);
• d - priemer elektródy (m);
• T - vzdialenosť od stredu elektródy k povrchu zeme (m).

Tabuľka 1

Rozmery a vzdialenosti uzemňovacích elektród

Počet elektród v slučke možno vypočítať pomocou vzorca, kde

Rn - maximálny prípustný celkový odpor obvodu (pre sieť 127-220 V - 60 Ohmov, pre sieť 380 V - 15 Ohmov), Ψ - klimatický koeficient (určený z tabuľky 2).

Tabuľka 2

Veľkosti elektród sa vyberajú podľa aktuálnych podmienok a odporúčaní:

• rúrka - minimálna hrúbka steny 3 mm, priemer podľa dostupnosti materiálu;
• oceľová tyč - minimálny priemer 14 mm
• uholník - hrúbka steny 4 mm, veľkosť - podľa dostupnosti materiálu;
• Pásik na lepenie elektród - šírka najmenej 10 mm, hrúbka viac ako 3 mm.

Hĺbka zakopania (dĺžka elektród) sa volí tak, aby bola aspoň 15 - 20 cm pod úrovňou mrazu. Minimálna dĺžka je 1,5 m. Vzdialenosť medzi kolíkmi je 1-2 dĺžky elektród a minimálna vzdialenosť je 2 metre.

Kreslenie diagramu

Uzemňovacie práce v rodinnom dome sa začínajú usporiadaním schémy uzemnenia. Najobľúbenejšia je uzavretá trojuholníková sústava. Tri elektródy tvoria jeho vrcholy a zvyšné tyče sú vkopané po stranách medzi vrcholmi. Ak oblasť v blízkosti domu neumožňuje vybudovanie takéhoto obvodu, elektródy sa inštalujú v línii, polkruhu alebo "vlne". Treba poznamenať, že účinnosť trojuholníkového usporiadania je oveľa vyššia.

Materiály pre uzemňovacie slučky

Uzemňovacia slučka musí mať vysokú mechanickú pevnosť, nízky elektrický odpor a možnosť bezpečného spojenia. Okrem toho je dôležitým faktorom pri výbere materiálu cena.

Parametre a materiály kolíkov

Elektródy alebo zemniace kolíky sú zvyčajne vyrobené z oceľových profilov. Tento materiál je atraktívny, pretože sa dá jednoducho zatĺcť do zeme. Jeho elektrický odpor je pri dostatočnom priereze celkom uspokojivý. Kolíky môžu byť vyrobené z týchto materiálov:

1. Rod. Najbežnejšou voľbou je tyč s priemerom 16-18 mm. Výstuž sa neodporúča, pretože podlieha plesniveniu, ktoré vedie k zvýšeniu špecifického odporu. Vlnitý povrch tiež spôsobuje neefektívne využitie prierezu tyče.
2. Uhol. Najbežnejšia veľkosť je roh 50x50 mm s hrúbkou steny 4-5 mm. Spodná časť je naostrená, aby sa uľahčilo zatĺkanie.
3. Rúry s priemerom nad 50 mm a hrúbkou steny 4 až 5 mm. Silnostenné rúry sa odporúčajú pre tvrdé pôdy a regióny s častým suchom. V spodnej časti takéhoto stĺpika sú vyvŕtané otvory. Keď pôda vyschne, do potrubia sa naleje slaná voda, aby sa zvýšila disperzná kapacita pôdy.

Z čoho vyrobiť kovovú väzbu

Elektródy zapustené do zeme sú navzájom spojené kovovým spojom. Môže byť vyrobený z týchto materiálov:

1. Medený pás alebo drôt s minimálnym prierezom 10 mm².
2. Hliníkový pás alebo drôt s prierezom najmenej 16 mm².
3. Oceľový pás s minimálnym prierezom 48 mm².

Najbežnejšia je oceľová páska (25-30)x5 mm. Jeho hlavnou výhodou je, že sa dá spoľahlivo zvárať s elektródami. Ak sa ako spojenie používa vodič z neželezného kovu, na kolíky sa privaria skrutky, na ktoré sa upevnia prípojnice.

Ako si sami vyrobiť uzemňovač

Inštaláciu uzemnenia môžete vykonať sami. Všetky kroky sú opísané nižšie.

Výber lokality

Musí sa nachádzať v časti pozemku v blízkosti domu, kam zbytočne nechodia ľudia ani domáce zvieratá. Obrys by nemal byť bližšie ako 1 meter od základov budovy. Tento priestor by mal byť najlepšie ohradený nízkym živým plotom. Všetky elektródové body sú označené na zemi. Zvyčajne sa zostrojí pravidelný rovnoramenný trojuholník.

Zemné práce

Pozdĺž všetkých značiek sa vykopala ryha hlboká 0,5-0,6 m. Podobný výkop sa vykopáva pri pokládke prípojnice, ktorá spája obvod s napájacou skriňou.

Zostavenie štruktúry

Začnite zatĺkaním kolíkov do vopred nastavenej hĺbky (zvyčajne 2-2,5 m), ako je znázornené na obrázku. K vrcholom čapov je privarený kovový valček. Jeden pás sa privarí na krajnú elektródu (vrchol trojuholníka) a položí sa do výkopu vedúceho k domu.

Vstup do domu

Prípojnica z obvodu sa vloží do vstupného elektrického rozvádzača. Na konci je vyvŕtaný otvor na skrutkový spoj. Tu pripojte príslušný vodič kábla. V systéme TN-C-S je prípojnica pripojená k prípojnicovému rozvádzaču.

Kontrola a monitorovanie

Kontrola sa vykonáva meraním elektrického odporu celého obvodu. Nesmie prekročiť štandardné hodnoty

Často sa používa jednoduchá testovacia metóda. Pripojí sa 100-150 W žiarovka - jeden koniec k fáze a druhý k zemi. Jasné svetlo znamená dobrú inštaláciu. Ak svieti slabo, skontrolujte kvalitu spojov. Ak svietidlo nesvieti, montáž nebola vykonaná správne.

Prefabrikované uzemňovacie súpravy pre súkromné domy

Inštalácia svojpomocne môže výrazne znížiť náklady na uzemňovací systém. Hotové súpravy však umožňujú urýchliť prácu a zvýšiť spoľahlivosť obvodu. Takéto modely môžete zvýrazniť:

1. ZandZ - Jedna alebo viac elektród z nehrdzavejúcej ocele. Prípustná hĺbka zakopania je do 10 m. Cena závisí od dĺžky kolíkov. Priemerná cena súpravy s päťmetrovými elektródami je 23500 rubľov.
2. Galmar - má elektródy dlhé až 30 m. Priemerná cena je 41 000 rubľov.
3. Elmast. Tento systém sa vyrába v Rusku a je prispôsobený ruským prevádzkovým podmienkam. Cena - od 8000 rubľov.

Dôležité! Na ruskom trhu je veľa modelov, ktoré vám umožnia urobiť najlepší výber. Hĺbka vedenia ich elektród sa pohybuje od 5 do 40 m. Cenové rozpätie je 6000-28000 rubľov.

Vlastnosti uzemňovacích systémov 220 V a 380 V

Uzemňovacie schémy pre zavedenie sietí na 220 a 380 V majú určité rozdiely. Vonkajší obvod takýchto systémov je úplne rovnaký. Rozdiel spočíva vo vedení káblov a vstupe do domu. V prípade siete 220 V je zavedené dvojvodičové vedenie. Jeden vodič je rozdelený na nulový a zemný a druhý je uložený na izolátoroch.

V prípade 380 V siete je zvyčajne vhodné štvorvodičové vedenie. Jeden vodič je rozdelený rovnakým spôsobom ako v predchádzajúcom prípade a ostatné 3 vodiče sú namontované na izolátoroch a navzájom izolované. Fázové a nulové vodiče sú vedené cez prúdový chránič a prúdový chránič.

Bežné chyby pri inštalácii

Podľa odborníkov sa pri neoprávnených inštaláciách často robia tieto chyby:

1. Pokus o ochranu elektród pred koróziou náterom. Tento spôsob je neprípustný, pretože zabraňuje preliatiu do zeme.
2. Pripojenie oceľového kovového spojenia k čapom pomocou skrutiek. Korózia rýchlo naruší kontakt medzi prvkami.
3. Nadmerná vzdialenosť slučky od domu, ktorá výrazne zvyšuje odpor systému.
4. Použitie príliš tenkého profilu elektród. Po krátkom čase korózia spôsobí prudké zvýšenie odporu kovu.
5. Kontakt medených a hliníkových vodičov. V tomto prípade sa spojenie zhoršuje v dôsledku kontaktnej korózie.

Ak sa v návrhu zistia chyby, musia sa okamžite odstrániť. Nadmerné zvýšenie elektrického odporu alebo narušenie kontinuity obvodu narúša činnosť uzemnenia. Obvod nemôže zaručiť bezpečnosť.

Uzemňovací obvod je pre súkromný dom nevyhnutný. Táto konštrukcia zabezpečí elektrickú bezpečnosť cestujúcich a zabráni tragickým nehodám. Je však potrebné mať na pamäti, že účinnosť uzemnenia závisí od správneho výpočtu, výberu obvodov a vykonania inštalácie. Ak máte pochybnosti o vlastných schopnostiach, je lepšie použiť hotovú súpravu.

Aké typy uzemňovacích systémov existujú a čo je to ochranné uzemnenie?

Prerušovač zemného spojenia - čo to je, popis a schémy zapojenia v súkromnom dome

Vytvára otvorené retro zapojenie rukami

Technické vlastnosti a oblasť použitia kábla KG

Hlavné technické charakteristiky napájacieho kábla AVVG

Ako vykonávať elektroinštaláciu v byte vlastnými rukami?