Как сделать заземление для гаража
KIA Soul EV ЭЛЕКТРОБЕГЕМОТ › Бортжурнал › Защитное заземление в гараже (Часть 1)
Приветствую Вас на странице моего БЖ!
Ранее я уже писал о приобретении зарядного устройства для своего будущего электромобиля, и о его монтаже. Для правильного и безопасного функционирования зарядного устройства требуется наличие защитного заземления. О его организации и пойдет речь в этой статье.
Готовясь стать владельцем электромобиля, мне захотелось сделать ПРАВИЛЬНОЕ заземление у себя в гараже. Не «для галочки», а по всем канонам электротехники, или правильнее сказать — по всем канонам ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок).
Существует масса методик организации защитного заземления. Наиболее простые из них — забить в землю три штыря арматуры, треугольником, с расстоянием между штырями в несколько метров, и соединить штыри между собой. Кто-то использует металлические уголки вместо арматуры, кто-то «кругляк», или что-то еще, но…
Хотелось воспользоваться современными, высокотехнологичными решениями, обеспечивающими надежность и длительный срок эксплуатации заземления.
Если говорить о самой технологии, то я остановился на модульной методике глубинного заземления, согласно которой в землю вбивается один стержень необходимой глубины (до нескольких десятков метров). Причем этот стержень не цельный, а составлен из необходимого количества стержней длиной 1,5 метра, скрученных между собой посредством муфтового соединения. Стержни как правило используются стальные, с различным защитным покрытием: от простого оцинкованного до более дорогого и долговечного — обмедненного.
Теория и практика по данной теме очень доходчиво описана в статье журнала «Сети и бизнес»: Стержневые системы заземления.
Из всего многообразия предложений, я остановил свой выбор на Польском оборудовании торговой марки «GALMAR». Приобретя весь необходимый набор комплектующих, принялся за монтаж.
Выбор места вбивания штыря заземления не случаен: необходима возможность иметь запас высоты для установки вертикально самого штыря (1,5 метра), поверх него насадки SDS-MAX (0,25 метра), и сверху отбойный молоток (0,6 метра). Высоты потолка в подвале (1,9 метра) не хватало для выполнения данных монтажных работ. Пришлось вбивать штырь непосредственно в смотровой яме, что по итогу оказалось весьма удобным для выполнения данных работ.
Итак, что же собой представляет модульная система заземления «GALMAR». galmar.org/
Как пишут о ней на сайте производителя: Стержни из тянутой стали, гальванически покрытые чистой медью (99,9%), молекулярно и прочно сцепленной со сталью. Стальной стержень отличается высоким сопротивлением растяжению 600 Н/мм², предоставляющем возможность забивания его на большую глубину с помощью отбойного молотка. Медное покрытие толщиной не менее 0.250 мм обеспечивает сохранность забитого в грунт стержня на протяжении не менее 30 лет. Концы стержней имеют резьбу, нанесенную методом накатки и позволяющую соединять их друг с другом с помощью соединительной муфты — для создания заземлителя большой длины.
Характеристики стержня заземления Galmar:
Материал – сталь омедненная;
Толщина медного покрытия – 0,25 мм;
Длина – 1,5 м;
Диаметр – 14,2 мм;
Вес 1 стержня – 1,85 кг;
Резьба: 5/8″
Производитель — GALMAR, Польша.
Помимо самих стержней, для монтажа заземления потребуются следующие аксессуары (см.фото):
1 — конический стартовый наконечник;
2 — латунные соединительные муфты;
3 — зажим крестообразный, профильный, медь;
4 — головка для забивания стержней (болт);
5 — насадка SDS MAX для отбойного молотка.
Также, для соединения стержней при помощи латунных муфт, необходимо использовать специальные антикоррозионные токопроводящие смазки, которые способствуют снижению переходного сопротивления на стыках, и увеличивают срок службы системы заземления.
Тщательно смазываем все резьбовые соединения токопроводящей смазкой, накручиваем стартовый наконечник и муфту на первый стержень. Готовим его к забиванию в землю.
Самый интересный процесс вбивания стержней в землю остался не запечатлен на фото/видео, т.к. двух рук едва хватало на то, чтобы держать вертикально сам штырь, поверх которого, в головку болта была установлена насадка SDS-MAX для отбойного молотка, ну и сам отбойник — популярный Bosch GSH 11 E, весом 10кг.
Главное в этом деле не спешить — не давать максимальные обороты на отбойнике и не пытаться опередить события. Стержни (особенно первый) входят в землю как в масло. Если на пути стержня попадается камешек, то наконечник его разбивает, и стержень движется дальше в глубь. Но тут главное тоже не торопить события, и не врубать всю скорость, т.к это чревато перегревом наконечника, муфт, болта, насадки и самого отбойника.
Говорят, что при прикладывании чрезмерных усилий, муфты могут лопаться… тогда вся работа на смарку… штырь из глубины уже ни как не вытянуть… только забивать рядом новый. Но, я не спешил, и все прошло удачно. На вбивание одного штыря уходит от 2 до 7 минут чистого времени забивания. Это зависит от того, какой по счету штырь (первый — 2 минуты, седьмой — 7-10 минут).
После вбивания каждого штыря производится контрольный замер сопротивления заземления. Для этого к штырю прикручивается токосьемный провод, подключенный к измерительному прибору.
Как правильно сделать заземление в гараже своими руками?
Для хранения автомобилей многие владельцы используют частные гаражные кооперативы. В силу разных причин состояние электрической проводки на таких объектах оставляет желать лучшего. В связи с этим многим автолюбителям приходится самостоятельно заниматься проблемами электрической инфраструктуры, важнейшая часть которой — заземление в гараже.
Зачем нужен контур заземления
Многие электрические приборы нуждаются в розетках с заземляющим контактом. С помощью этого контакта корпуса техники присоединяются к заземлительному контуру. Изоляционный слой, нанесенный на токоведущие элементы приборов, иногда повреждается, вовнутрь проникают вода или влажный воздух. Результат — образование конденсата на металлических поверхностях электробытовой техники. Вода — отличный проводник электричества.
Гаражи часто бывают достаточно сырыми помещениями. Данные здания квалифицируются как объекты повышенной опасности.
Существуют дополнительные факторы риска, присущие гаражам, корпус которых выполнен из металла. Металлические конструкции, не относящиеся к электроприборам, могут оказаться под напряжением, если выступят в качестве сторонней заземляющей части. Дело в том, что между металлической частью гаража и почвой находится гидроизоляционный слой, стоящий на шпалах или бревнах, поэтому контакт между корпусом и почвой не всегда надежен.
Кабеля обычно прокладывают путем их фиксации к проволоке или металлическим тросам. Последние держатся на гаражных корпусах за счет болтовых или сварных соединений. Нарушение изоляционного слоя на тросе приводит к возникновению потенциала, передаваемого на корпус гаража. Даже при отсутствии прямого контакта кабелей с металлическими поверхностями во время дождя этот контакт неизбежно возникнет.
Таким образом, наличие заземления — важнейшее требование, обеспечивающее безопасность как самой электробытовой техники, так и ее пользователей.
Механизм действия заземлительного контура
Разберем ситуацию, когда заземлительный контур отсутствует, а в распредсети гаража нет УЗО. Изоляционный слой фазы внутри сварочного аппарата нарушен, из-за чего на его корпусе возник фазный потенциал.
Так как трансформаторная нейтраль на подстанции, откуда подается электропитание, заземлена (то есть объединена с заземлительным контуром), разность потенциалов между почвой и корпусом сварочного аппарата составляет 220 Вольт. Обувь не выступает в качестве изолятора, так как пропускает ток. Стоит коснуться корпуса, и человек попадает под напряжение. Величина тока, проходящего через тело при напряжении 220 Вольт, будет не ниже 15 мА. Это означает, что мышцы сократятся до такой степени, что человек не сможет разжать руку и, если в этот момент никто не придет на помощь, наступит летальный исход.
Теперь представим ситуацию, когда контур заземления есть, произошло повреждение изоляционного материала фазного провода. В таком случае происходит поэтапное включение защитного механизма. Вначале наступает стадия защитного отключения: при связанных друг с другом контурах гаража и подстанции через фазу идет ток короткого замыкания, а автомат отключает технику на некоторое время. Даже если человек прикоснулся к корпусу под напряжением, период контакта будет слишком кратким, и не будет причинен существенный вред здоровью.
При отсутствии связи между контурами и если данная связанность не позволяет образовать ток, необходимый для подключения защиты, понадобится устройство защитного подключения. УЗО будет защищать отходящие линии. При таком подходе защитное отключение будет срабатывать не на короткое замыкание, а на ток утечки в почву через гаражный заземлительный контур. Как только УЗО обнаружит утечку, тут же выключит сеть. Таким образом, человек стоящий на земле, будет в безопасности.
Сопротивление тела между участком, где есть напряжение, и нижними конечностями составляет сотни кОм. Сопротивление проводника между корпусом и заземлительным контуром гораздо меньше одного Ом, а сопротивление самого контура не выше нескольких десятков Ом. В результате есть два параллельно присоединенных сопротивления — тела и заземлителя. Основная часть электричества идет по пути наименьшего сопротивления (к заземлительному контуру). Человеку достанется небольшая величина тока, не превышающая порога отпускания.
Системы заземления
При наличии глухозаземленной нейтрали имеется три варианта систем подключения рабочих и заземляющих проводников. К рабочим относят нули (по ним течет ток нагрузки). Защитные проводники используются исключительно для транспортировки потребителю потенциала земли от заземлителей. Существует несколько вариантов того, как сделать защитное заземление. Выбор осуществляется между системами TN-C, TN-S, TN-C-S и TT.
Защита по схеме TN-C
Данный стандарт был общепринятым более десяти лет назад. Систему легко узнать по количеству проводников в питающем кабеле: их всегда два. Один — фаза, другой — совмещенный нуль (PEN). Такое название (совмещенный) обусловлено двумя функциями проводника: по нему проходит рабочий ток и выполняется соединение с заземлительным контуром питающего кабеля.
При подобном подходе нулевой проводник в качестве заземлителя применять нельзя. В противном случае при подключении к заземляющим контактам розеток есть высокая вероятность неожиданно оказаться под напряжением. К такому результату приведет обрыв проводника PEN, что очень вероятно в старых электрических сетях, так как контакты в них обычно в крайне плохом состоянии. Вследствие перераспределения токов по фазам в нулевом проводнике появится потенциал в диапазоне от 0 до 220 Вольт, и все заземляющие розеточные контакты будут под напряжением. Раз под напряжением будут контакты, то же самое произойдет и с корпусами электробытовой техники.
Когда речь идет о гараже, не понадобится даже обрыва нуля для получения потенциала на проводнике PEN. Электрическая проводка отличается небольшим сечением, а дистанция до подстанции большая. Наверняка многие замечали, что при работе со сварочным аппаратом в соседних гаражах свет не только мигает или тускнеет, но и периодически становится ярче — это следствие увеличившегося сопротивления проводки. В такой момент на нуле возникает потенциал.
Защита по схеме TN-S
Трехжильные питающие кабеля, пара нулевых шин — признаки заземлительной системы TN-S. Здесь задачи защитного и нулевого проводника разведены. Какая бы ни была нагрузка в сети гаража, когда бы ни возникли обрывы нулевых рабочих проводников на защите, опасный потенциал не возникнет.
Если гараж расположен неподалеку от подстанции и защитный проводник начинается именно там, изготавливать контур нет необходимости. Однако при значительном расстоянии до подстанции без контура не обойтись. Вывод от контура гаража подключают к шине защитного проводника в распредщите.
Защита по схеме TN-C-S
Данное устройство является переходным от TN-C к более совершенной TN-S. Совмещенный нуль расходится на защитный и рабочий. На участке разделения организуется повторный заземлительный контур. В дальнейшем к потребителям идет уже три провода (согласно системе TN-S).
Создать такой контур своими руками не составит проблем. Однако следует учесть нюанс, сопряженный все с той же потенциальной опасностью разрыва совмещенного нуля. Если при возникновении на проводнике опасного потенциала ток, идущий через контур, вызовет реакцию вводного автомата, — система должна обеспечивать безопасность. В противном случае рекомендуется дополнительно защитить групповые линии устройством защитного отключения.
Защита по схеме ТТ
Система — аналог TN-C, но есть и отличие, состоящее в отсутствии подключения заземлительного контура к PEN-проводнику. Контур оставляют независимым, соединяют его лишь с корпусами, металлическими поверхностями, заземляющими розеточными контактами. Отводы от электрощита всегда защищены устройством защитного отключения для токов свыше 30 мА.
Минус схемы заключается в неэффективности при повреждении кабеля в случае попадания тока на металлические конструкции гаража.
Создание заземления
Перед тем как своими руками сделать контур заземления, рекомендуется обратить внимание на ряд важных обстоятельств:
Существующие конфигурации заземлительных контуров показаны на рисунке ниже.
Вертикальный заземлитель
В большинстве случаев для создания вертикального контура выбирают вертикальные заземлители с использованием (на выбор) уголков, труб или медного проводника. Ниже представлена стандартная схема организации заземления в гараже.
Для монтажа заземлительного контура заранее выкапывают яму. Ее глубина должна составлять примерно полметра.
Заземлительные устройства вертикального типа нельзя вкапывать в грунт. Допустимо только вбивание. Между электродами следует поддерживать определенную дистанцию (от полутора до двух метров). Электроды забивают в землю с помощью кувалды. Устройство должно полностью войти в грунт и даже уйти вглубь примерно на 50 сантиметров.
Установленные электроды объединяют друг с другом металлической лентой или прутком. Рекомендуемое сечение ленты — от 100 квадратных миллиметров. Диаметр прутка должен превышать 10 миллиметров.
Соединения выполняют при помощи сварочного аппарата. Все швы подлежат покраске, чтобы защитить металл от коррозийных процессов.
Финальная часть работы — прокладка трехжильного кабеля, который отходит от электрощита. Кабель подключают к розеткам и осветительной технике.
Горизонтальный заземлитель
Данная схема подразумевает укладку металлической ленты на поверхности траншеи. К ленте приваривают болт, к которому направляют кабель (из меди или алюминия). Второй конец провода подводят к шине PE (находится в распредщите). Завершают процесс закапыванием траншеи рыхлой землей. Используемый грунт не должен содержать крупных камней или строительных отходов.
На рисунке ниже показана схема функционирования горизонтального заземления.
Проверка системы
Вне зависимости от выбранной схемы организации заземления после окончания работы требуется протестировать созданную систему на работоспособность.
С этой целью рекомендуется пригласить профессионального электрика, имеющего специальное оборудование. Результат проверки, дающий показатель свыше 47 Ом, указывает на необходимость установки еще нескольких электродов.
Описанные схемы актуальны для гаражей, находящихся на отдалении от жилых построек. Если гараж расположен рядом с частным домом, оборудованным заземлительным контуром, ситуация принципиально иная. Достаточно подтянуть к гаражному строению трехжильный кабель от распредщита.
Как правильно сделать заземление в гараже
Зачем нужен заземляющий контур
Дело в том, что чаще всего гаражи делают металлическими с не очень хорошей гидроизоляцией, в результате чего внутри помещения присутствует повышенная влажность. Одновременно с этим автолюбители при ремонте машины используют мощный электроинструмент – сварочный аппарат, компрессор, обогреватели и т.д. Все эти электроприборы обязательно должны быть заземлены иначе при утечке тока на корпус, а особенно если работы происходят во влажной среде, Вы можете стать жертвой поражения электрическим током. В лучшем случае все может закончиться травмой, которая запомниться Вам на всю жизнь. Чтобы лишний раз не подвергать свою жизнь опасности рекомендуется сделать заземление в гараже своими руками, потратив на это немного времени и денег. Ниже мы предоставим простую инструкцию о том, как правильно провести заземляющий контур и какие схемы лучше не использовать.
Существующие системы
Итак, сначала вкратце рассмотрим, как можно самому сделать заземление гаража. Существует несколько систем, которые используются на сегодняшний день.
Ниже мы рассмотрим один из вариантов монтажа заземления в гараже своими руками. Инструкция с фото примерами поможет Вам самостоятельно сделать PE контур с минимальными затратами времени и денег.
Инструкция по подключению
Итак, для начала разберем схему правильного заземляющего контура гаражного помещения.
Во вводном щитке обязательно нужно подключить УЗО, которое защитит проводку при обнаружении токов утечки. Устройство защитного отключения является очень хорошим помощником заземляющему контуру, т.к. при возникновении аварийной обстановки моментально отключает электроэнергию на вводе.
Что касается самой схемы заземления гаража на 220В, она может быть выполнена либо в виде треугольника, либо в виде прямой линии, как показано ниже. Некоторые электрики рекомендуют сделать Т-образную схему защиты – 2 электрода вбить по углам с передней стороны помещения и 2 электрода вкопать в смотровой яме. Все 4 железных заземлителя соединяются между собой и подключаются к соответствующей шине в щитке.
Электроды могут быть представлены уголками из металла, длиной от 2 до 2,5 метров. Размер уголка должен быть не менее 50*50 мм. Если Вы решили использовать металлическую трубу для того чтобы сделать заземление гаража своими руками, ее диаметр должен быть не менее 32 мм, а толщина стенок свыше 3,5 мм.
Ну и последний элемент контура – гибкий провод, соединяющий подземную конструкцию с заземляющей шиной. Рекомендуется использовать медный провод сечением не менее 6 мм.кв. либо алюминиевый с поперечным сечением свыше 16 мм.кв.
Подготовив все материалы можно переходить к сборке контура. Первым делом нужно вкопать электроды в почву. Для этого подготовьте небольшие ямки, глубиной по 50 см, согласно выбранной схеме, и прокопайте между ними траншеи для соединения заземляющей арматуры. Самое подходящее расстояние между электродами – 1,2 метра. Выкопав ямы согласно схеме заземления гаража можно переходить к вбиванию уголка в землю. Для этого рекомендуется заблаговременно подточить его нижний конец болгаркой, после чего кувалдой вбить электрод, чтобы он вошел до конца (верхний конец должен быть ниже земной поверхности на полметра).
Вбитые уголки соединяются между собой металлической полосой, шириной не менее 4 см и толщиной не менее 5 мм. Соединять элементы схемы рекомендуется сваркой, предварительно зачистив металл до блеска.
Для удобства подключения провода к уголку рекомендуется приварить болт либо специальную клемму, как показано на фото ниже.
В последнюю очередь трехжильный провод протягивается от щитка 220 Вольт по гаражу и подключается с заземлением к розеткам и светильникам. Наглядно увидеть весь процесс Вы можете на видео уроках ниже, с которыми мы Вам настоятельно рекомендуем ознакомиться.
Вот по такой инструкции можно запросто сделать заземление гаража своими руками. Как Вы видите, все довольно просто и не занимает много времени. Если гаражное помещение находится на территории дома, то совсем не обязательно делать индивидуальный защитный контур. Правильнее будет изначально сделать заземление частного дома, после чего пустить трехжильный провод от домашнего щитка к гаражу.
Будет интересно прочитать: