Împământare într-o casă privată: calcul, dispozitiv, instalare

Conținutul articolului

• Fundamente ale împământării de protecție
• Calculul dispozitivului de împământare
• Instalare la pământ
• Materiale și instrumente pentru dispozitivul de împământare
• Asamblarea dispozitivului de împământare

Articolul descrie cum să faceți independent pământul într-o cabană privată. Vom înțelege principiile legării la pământ, vom învăța cum să calculăm configurația acestui dispozitiv și vom determina ce materiale sunt necesare.

În urmă cu aproximativ 20-25 de ani, construiam clădiri private și publice, fără să ne gândim măcar la protecția eficientă a unei persoane împotriva șocurilor electrice. Recent, totul a devenit diferit – plăcile noastre de distribuție de intrare sunt din ce în ce mai mari, acum adăpostesc zeci de întrerupătoare de circuit, mai multe RCD-uri și există aproape întotdeauna un autobuz de împământare separat. Ce s-a schimbat? Electricitatea este acum literalmente în jurul nostru, un număr imens de accesorii de cablare au apărut în case, o masă de electrocasnice și unități de alimentare, care sunt surse potențiale de pericol, în plus, poate, am început să punem în valoare viața umană mai mult.

Codurile de construcție moderne (în special, PUE) impun ca cel puțin una dintre următoarele măsuri să fie aplicată pentru a proteja o persoană în spații rezidențiale:

• cadere de tensiune;
• egalizare potențială;
• utilizarea dublei izolații a firelor;
• utilizarea transformatoarelor de izolare;
• instalarea dispozitivelor cu curent rezidual;
• aranjament de împământare, împământare.

Desigur, problema securității ar trebui abordată în mod cuprinzător și folosită în toate modurile posibile, însă împământarea în casă trebuie să fie obligatorie.

Împământarea instalațiilor electrice este cea mai fiabilă și eficientă metodă de protecție, care, împreună cu alte măsuri, face ca energia electrică să fie absolut sigură. De fapt, împământarea este o legătură deliberată a carcaselor instalațiilor electrice (elemente care nu sunt alimentate cu energie) cu solul. Pentru mulți proprietari de locuințe, organizarea de împământare pare să fie fie prea scumpă și avansată din punct de vedere tehnologic, fie prea simplă, ceea ce nu este de asemenea adevărat..

Într-o casă privată, nu este dificil din punct de vedere tehnic să faceți o împământare fiabilă, deoarece distanța până la sol este foarte mică și puteți găsi întotdeauna zone libere în curte. Locuitorii clădirilor de apartamente vechi sunt mult mai puțin norocoși, în care buclele de împământare nu mai funcționează și atunci unii compatrioți reușesc să se aștepte individual de la etajele superioare, așezând un conductor de la apartamentul lor de-a lungul pereților clădirii până la sol. Între timp, ar fi o greșeală să credem că orice știft de fier introdus în sol sau orice țeavă de apă va deveni o buclă normală de lucru. Pământul este un sistem format din mai multe elemente importante cu parametri specificați, care funcționează după anumite principii, interacționează strâns cu alte sisteme.

Fundamente ale împământării de protecție

Într-un dispozitiv electric defect (de exemplu, dacă izolarea cablului de alimentare este deteriorată), poate apărea tensiune pe carcasa sa. Atunci când o persoană atinge dispozitivul, curentul se grăbește în pământ, trecând prin corpul său și adesea provocând daune ireparabile, nu toate dispozitivele de protecție nu pot reacționa sau au timp să rupă rapid circuitul. De ce merge curentul la pământ? Deoarece acceptă cu ușurință o descărcare, deoarece are o capacitate electrică foarte mare. Dacă curentul de scurgere (prin curentul de conducere care curge între doi sau mai mulți electrozi) este oferit un alt mod, mai simplu, de exemplu, un conductor cu o rezistență mai mică – pentru împământare nu trebuie să depășească 4 ohmi, atunci va merge la sol de-a lungul acestuia și nu printr-o persoană cu rezistență corporală 1 kOhm. În circuit apare un curent de scurgere și un dispozitiv de curent rezidual (RCD) deconectează zona deteriorată într-o secundă.

De aceea, toate actuatoarele și unitățile electrice moderne sunt proiectate astfel încât un conductor de împământare să poată fi conectat la ele, iar firele cu trei nuclee sunt utilizate pentru cablare. Acest lucru se aplică și tuturor aparatelor electrocasnice moderne, unde corpul și unul dintre contactele mufei sunt conectate – utilizează prize cu contact PE (antene) pentru a le alimenta. Toate lămpile, candelabrele, candelabrele au terminale pentru conectarea cablurilor „galbene” și cutii metalice de plăci de distribuție și structuri metalice pe care se află echipamentul electric sunt împământate. Toți consumatorii rețelelor cu tensiune alternativă de peste 42 V sunt împământate fără avarie, pentru curent continuu – peste 110 V. Rețineți că împământarea oferă nu numai siguranța electrică a oamenilor, ci și:

• stabilizează funcționarea instalațiilor electrice;
• protejează dispozitivele de supratensiune;
• reduce cantitatea de interferență a rețelei și intensitatea radiațiilor electromagnetice de înaltă frecvență.

Dispozitivul de împământare este format din următoarele elemente:

• întrerupător de legare la pământ
• conductori de împământare

Conductorul de împământare va fi orice parte a dispozitivului de împământare care conectează instalațiile electrice la electrodul de împământare, acestea sunt nuclee separate de sârmă (acceptate în general – în izolație galbenă), elemente ale circuitelor externe și interne, o magistrală specială amplasată în scut..

Un conductor de împământare este un electrod, partea din circuitul de împământare care este în contact direct cu pământul. Acest element asigură curgerea curenților în sol și dispersia acestora. În funcție de elementele îngropate ale structurilor de construcție sunt utilizate pentru acesta sau pentru un conductor special creat, conductoarele naturale și artificiale ies în evidență. Potrivit PUE, ar trebui să se acorde întotdeauna preferință utilizării electrozilor naturali de sol (clauza 1.7.35), într-o casă privată poate fi:

• carcasă metalică;
• orice conducte de oțel, inclusiv conducte pentru stabilirea firelor electrice;
• armura de plumb a cablului de alimentare;
• diverse stâlpi și suporturi metalice de pe stradă, de exemplu, elemente de gard;
• elemente de beton armat și metal din clădire (coloane, armături, mine, fundații).

Electrozii artificiali pot fi folosiți dacă rezistența electrozilor naturali la sol nu corespunde normei, atunci îi vom lua în considerare mai detaliat.

Calculul dispozitivului de împământare

Principalul parametru care trebuie calculat este conductivitatea electrodului la sol. Cu alte cuvinte, trebuie să alegem un electrod cu o astfel de configurație, astfel încât rezistența dispozitivului de împământare să nu depășească standardul. Dispozițiile PUE indică următoarele numere, care sunt maximul admis:

• 2 Ohm – pentru o tensiune de linie monofazată de 380 volți;
• 4 ohmi – pentru 220 volți;
• 8 ohmi – pentru 127 de volți.

Cu un curent trifazat, rezistențele maxime vor fi aceleași de 2, 4 și 8 ohmi, dar numai pentru tensiuni de 660, 380 și respectiv 127 de volți.

Ce determină conductivitatea sistemului de electrozi la sol (citiți, rezistența dispozitivului de împământare)? Simplificat – din zona de contact a electrodului cu rezistența la sol și sol. Cu cât electrodul de sol este mai mare, cu atât rezistența este mai mică, cu atât solul este mai mare. Toate formulele de calcul sugerează luarea în considerare a suprafeței electrodului și a profunzimii imersiunii acestuia. De exemplu, pentru a calcula un singur dispozitiv de împământare cu secțiune circulară, avem următoarea formulă:

Unde: d – diametrul pinului, L – lungimea electrodului, T – distanța de la suprafață până la mijlocul electrodului la sol, ln – logaritm, ? – constantă (3.14), ? – rezistivitatea solului (Ohm m).

Vă rugăm să rețineți că rezistența solului este principalul parametru de calcul. Cu cât această rezistență este mai mică, cu atât mai conductivă va fi împământarea noastră și cu atât o protecție mai eficientă. Principalele cifre de bază pentru un anumit tip de sol pot fi găsite în tabelele și graficele disponibile publicului, însă depinde mult de starea reală a acestuia – densitatea, echilibrul apei, temperatura, adâncimea sezonieră de îngheț, prezența și concentrarea substanțelor chimice „electroactive” din acesta – alcalini, acizi, săruri … Mai mult, la adâncimi diferite, situația se poate schimba semnificativ, proprietățile fizice ale fundației continentale devin diferite, apar acvifere, care reduc rezistența, temperatura crește … De regulă, odată cu creșterea adâncimii, solul devine mai actual..

La temperaturi sub zero, rezistența solurilor crește brusc datorită înghețării apei. Prin urmare, există anumite dificultăți cu împământarea în zonele cu soluri permafrost. Din același motiv, lungimea electrozilor la sol ar trebui să fie de ordinul mărimii mai mare decât adâncimea sezonieră de îngheț la latitudinile normale..

În mod ideal, rezistența solului și a dispozitivului de împământare în ansamblu ar trebui să fie cercetate practic, în timp ce formulele ne vor ajuta să facem calculele de bază. Adesea, analiza are loc direct în etapa de asamblare a circuitelor – electrozii sunt cufundați și măsurătorile conductivității de împământare se fac în timp real: dacă rezistența este prea mare, atunci numărul de electrozi la sol sau gradul de îngropare a acestora este crescut.

Rețineți că împământarea trebuie să funcționeze în orice moment al anului, de aceea este recomandat să îl verificați în cele mai defavorabile condiții (secetă, îngheț). Dacă acest lucru nu este posibil, la rezultate se aplică coeficienți speciali, ținând cont de modificările sezoniere ale rezistenței solului într-o anumită zonă..

Dacă se folosesc mai mulți electrozi pentru echiparea electrodului la sol, atunci procedura de calcul va fi oarecum diferită:

1. Rezistența este calculată pentru fiecare dintre ele (formula de mai sus poate fi aplicată).
2. Indicatorii sunt rezumați.
3. Este necesar să se țină seama de „factorul de utilizare”.
4. Formula arată astfel:

Unde: N – număr de electrozi la sol, LA_și – rata de utilizare, R₁ rezistența fiecărui electrod separat.

După cum puteți vedea, conductivitatea elementelor orizontale care leagă electrozii într-un singur circuit nu este luată în considerare..

Factorul de utilizare poate provoca o oarecare complexitate – reflectă fenomenul în care electrozii adiacenți din circuit se influențează reciproc, deoarece zonele de disipare a curenților din sol încep să se intersecteze atunci când sunt prea aproape. Cu cât electrozii de masă sunt mai apropiați unul de celălalt, cu atât rezistența totală a dispozitivului de împământare este mai mare. În jurul fiecărui electrod din pământ se formează o sferă de lucru cu o rază egală cu lungimea sa, ceea ce înseamnă că distanța ideală dintre electrozii de sol va fi lungimea lor în pământ (L), înmulțită cu 2.

Raportul distanței dintre electrozi și lungimea lor	Numărul de electrozi	Coef. utilizare
1	cinci	0.7
1	zece	0.6
1	15	0.53
1	20	0.5
2	cinci	0,81
2	zece	0,75
2	15	0.7
2	20	0.67

Plasament cu buclă închisă
Raportul distanței dintre electrozi și lungimea lor	Numărul de electrozi	Coef. utilizare
1	cinci	0,65
1	zece	0,55
1	15	0.51
1	20	0,45
2	cinci	0,75
2	zece	0.69
2	15	0,66
2	20	0.63

Pentru a calcula câți electrozi de masă trebuie îngropați în pământ, folosiți următoarea formulă:

Unde: R – rezistența proiectării dispozitivului de împământare, R₁ – rezistența unui electrod, LA_și – rata de utilizare.

În ceea ce privește dispunerea electrozilor, acestea nu trebuie să formeze un triunghi, deși aceasta este cea mai frecventă configurație a circuitului. Electrozii pot fi amplasați într-un rând cu o conexiune în serie. Această opțiune este convenabilă dacă este alocată o bandă îngustă de teren pentru amenajarea la pământ..

Instalare la pământ

În principiu, se pot distinge două tipuri de dispozitive de împământare, care diferă unele de altele în ceea ce privește tehnica de instalare și caracteristicile materialului. Primul este un design modular cu știft (fabricat din fabrică) cu unul sau mai mulți electrozi, al doilea este o versiune de casă cu mai mulți electrozi de masă din metal laminat. Diferențele lor principale sunt doar în organizarea părții îngropate – conductoare, „superioare”, partea lor fiind identică.

Seturile de împământare din fabrică sunt avansate din punct de vedere tehnologic și prezintă o serie de avantaje:

• furnizate ca un set complet, elementele sunt special concepute pentru aranjarea protecției și sunt produse pe echipamente industriale;
• aproape că nu necesită săpături, nu este necesară o lucrare de sudare;
• vă permite să mergeți adânc la câteva zeci de metri și să obțineți o rezistență foarte scăzută, stabilă a întregului dispozitiv.

Singurul dezavantaj al acestor sisteme este costul ridicat al acestora..

Materiale și instrumente pentru dispozitivul de împământare

Conductoarele de împământare artificiale trebuie să fie confecționate din metal laminat din oțel. Potrivit pentru aceste scopuri:

• colţ;
• țeavă rotundă sau dreptunghiulară;
• tijă.

Pentru a proteja metalul împotriva coroziunii, se folosesc electrozi galvanizați. De asemenea, este permisă utilizarea betonului electric electric ca electrod la sol.

În seturile din fabrică, ace sunt pini de cupru cu un metru și jumătate solidă, cu fire la capete. Pe primul element este instalat un vârf conic ascuțit, pinii individuali sunt conectați cu ajutorul unor cuplaje filetate din alamă. Electrozii sunt cufundați în pământ cu ajutorul unor instrumente de percuție manuale (cartuș SDS-Max, putere de impact aproximativ 20 J). Un adaptor și un cap de ghidare sunt utilizate pentru a transfera energie din burghie. Conexiunea dintre conductorul de împământare și electrod se face printr-o clemă din oțel inoxidabil. Pentru a proteja rosturile de coroziune și a reduce rezistența la îmbinări, se folosește o pastă specială.

Atenţie! Întrerupătoarele de legare la pământ nu trebuie pictate, lubrifiate sau conservate în alt mod care să le reducă conductivitatea..

Efectul coroziunii (partea de oțel se subțiază treptat) ar trebui să fie luate în considerare atunci când alegeți secțiunea transversală a electrodului, este selectat cu o anumită marjă, care asigură o durabilitate suficientă a circuitului. Secțiunile minime admise ale electrozilor de masă aflați în soluri sunt limitate de documente de reglementare:

• tijă zincată – 6 mm;
• tijă metalică feroasă – 10 mm;
• secțiune dreptunghiulară rulată – 48 mm².

Atenţie! Grosimea rafturilor din oțel dreptunghiular sau grosimea pereților conductelor trebuie să fie de cel puțin 4 mm.

O bandă este cel mai adesea folosită ca conductor care conectează mai mulți electrozi în pământ, dar se poate folosi un fir, un colț, o țeavă. Cu aceste materiale, este posibilă aducerea la pământ a panoului electric în sine (secțiunea materialelor are mai puține restricții: tijă – 5 mm, oțel dreptunghiular – 24 mm², grosimea pereților și a rafturilor – 2,5 mm).

Conductorul de împământare din interiorul clădirii trebuie să aibă o secțiune transversală egală cu secțiunea transversală a conductorului de fază utilizat în cablarea casei.

Există, de asemenea, cerințe minime:

• aluminiu neizolat – 6 mm;
• cupru neizolat – 4 mm;
• aluminiu în izolație – 2,5 mm;
• cupru în izolație – 1,5 mm.

Pentru comutarea tuturor conductorilor de împământare este necesar să folosiți bare de împământare din bronz electrotehnic. În sistemul de împământare TT, aceste elemente ale tabloului de comandă sunt atașate direct de peretele cutiei metalice.

Electrodul de pământ auto-fabricat este adâncit cu o tracțiune, trusele din fabrică sunt ciocănite cu jackhammers. În ambele cazuri, vă recomandăm să pregătiți o platformă sau o scară. Pentru a lucra cu produse laminate negru, va fi necesară utilizarea sudării cu arc manual.

Asamblarea dispozitivului de împământare

Să luăm în considerare ordinea acțiunilor. În punctele inițiale, vom indica operațiunile tipice pentru instalarea ambelor tipuri de electrozi la sol.

Dispunere și săpătură.Se recomandă instalarea întrerupătorilor de legare la pământ la o distanță de aproximativ un metru de fundație. În conformitate cu proiectul, circuitul este marcat – așa cum am mai spus, poate fi un triunghi echilateral, linie, cerc, mai multe rânduri … Distanța dintre electrozi este luată de la 1,2 metri, ceea ce face mai mult de două ori lungimea sistemului de electrozi la sol este inutilă. Ca o opțiune de bază, potrivită pentru majoritatea condițiilor noastre, puteți lua un triunghi cu o latură de 1,5-3 metri și o lungime de electrozi de 2-3 metri.

În continuare, trebuie să săpați o șanț cu o adâncime de aproximativ 70-80 cm, adâncimea minimă admisă este de 50 cm. Lățimea șanțului în punctele de adâncime ar trebui să ofere comoditate conductoarelor de sudare, de obicei, săpa cu pante de aproximativ 0,5-0,7 metri lățime.

Pentru a acoperi o împământare modulară cu un singur electrod, este necesară o singură groapă de dimensiuni de 50x50x50 cm.

Pregătirea electrodului.Pentru a facilita imersiunea electrodului în pământ, metalul rulat este ascuțit cu ajutorul unei măcinătoare, de exemplu, rafturile sunt tăiate în unghi în unghi, țeava este tăiată oblic, tija este ascuțită. Dacă se folosește metal folosit, atunci, dacă este necesar, trebuie curățat complet de acoperirile de protecție.

Un cap orientat este înșurubat pe știftul de pământ modular din fabrică, conexiunea este acoperită cu pastă.

Colțurile (cel mai adesea sunt colțuri de 50x50x5 mm) sunt ciocnite în pământ prin lovituri cu o lovitură de trage.Cel mai convenabil este să începeți lucrul de la schela. Dacă metalul este moale, este mai bine să lovești piesele prin distanțiere din lemn. Capul întrerupătorului de împământare ar trebui să se ridice cu 150-200 mm deasupra fundului șanțului, astfel încât să putem conecta electrozii într-un circuit.

Stâlpii din fabrică sunt îngropați folosind un ciocan de demolare cu o mandrină de tijă SDS-Max și o capacitate de impact de 20-25 de joule. După imersarea fiecărui pin (1,5 metri), se înșurubează un manșon și următorul element de legare la pământ, acest ciclu se repetă până când electrodul atinge adâncimea de proiectare sau se produce o defecțiune (imposibilitatea aprofundării ulterioare). În caz de defecțiune, pinii suplimentari de împământare sunt înfundați, sistemul devine multi-electrod.

Întrerupătoarele de legare la pământ sunt conectate cu un conductor orizontal,în general este cel mai convenabil să lucrezi cu o bandă de 40×4 mm. În cazul metalelor feroase, aici este necesară sudarea, deoarece îmbinările cu șuruburi se vor oxida rapid și rezistența dispozitivului va crește. Atacarea nu va funcționa – aveți nevoie de o sudură lungă de înaltă calitate.

Din conturul rezultat, luați fâșia spre casă, îndoiți-o și fixați-o pe plinta. La sfârșitul benzii am sudat un șurub M8 prin care va fi conectat un conductor de împământare de protecție care vine de la scut.

Pe ultimul pivot modular este instalată o clemă de prindere și conductorul este fixat. Clema este învelită cu o bandă specială de impermeabilizare.

Șanțul este acoperit cu sol.Se recomandă utilizarea în acest scop a unor compoziții dens omogene de granule fine..

Seturile din fabrică cu un electrod pot fi completate cu o sondă de revizuire din plastic.

Conductorul de împământare este dus în tablou.Poate fi atașat direct la structurile clădirii, cu excepția zonelor cu umiditate ridicată – este mai bine să folosiți izolatoare acolo. Prin pereți, conductorul este desenat cu mâneci de conducte din metal sau plastic, de fapt, regulile de așezare se aplică la fel ca pentru cablarea „principală” (acesta va fi unul dintre articolele următoare).

În tablou de comandă, conductorul, după ce a fost sertizat cu o conexiune cu șurub, este conectat la magistrala de masă, care este instalat pe corpul cutiei (sistem TT).

Rezistența dispozitivului de împământare este verificată cu un multimetru, dacă, ținând cont de coeficienții sezonieri (determinați de Serviciul de Stat de Supraveghere a Energiei pentru diferite latitudini, există tabele gata făcute), depășește 4 ohmi, atunci este necesar să creșteți numărul de electrozi.

În timpul comutării panoului de comandă, conductorii cablurilor cu izolație galbenă (provin de la consumatorii actuali) sunt fixați și în conectorii magistralei.

Când conectați prize, dispozitive, lămpi, conductoarele de împământare galbene sunt comutate în locurile corespunzătoare (de obicei, sunt marcate cu un semn special – trei dungi orizontale de dimensiuni diferite), de exemplu, în prize este un șurub central.

Un sistem în care bucla la sol nu este conectată în niciun fel cu conductorul de lucru neutru N se numește TT. Se recomandă utilizarea atunci când opțiunile TN (există o conexiune între neutrul și conductorul de împământare), de exemplu, cu o condiție nesatisfăcătoare a liniilor de alimentare electrice aeriene. Desigur, din acest motiv comun, a devenit foarte popular. Însă, trebuie menționat că sistemul TT cu un neutru independent al solului de consumatori trebuie asigurat cu ajutorul unui RCD. Vom vorbi despre dispozitive curente reziduale în articolul următor..

Intrări similare:

1. Norme de împământare Conținutul articolului Norme de împământare „Pământ” și „neutralizare” Bucla la sol Ceea ce este necesar pentru cablarea în jurul casei Experiența mea amară ca electrician îmi permite să afirm: dacă „împământarea”...
2. Siguranța electrică: care este diferența dintre împământare și zero Conținutul articolului Rolul legării la pământ într-o rețea trifazată Cum funcționează bucla la sol Diferența dintre împământare și zero Tipuri de sisteme de împământare Punctele cheie ale instalației electrice Unele aspecte...
3. Casa panourilor sandwich: calcul, instalare, nuanțe Conținutul articolului Selectarea tipului de panouri sandwich Calculul cantității necesare Componente pentru panouri sandwich Elemente în formă Sigilii și încălzitoare Elementele de fixare speciale Reguli de bază pentru instalarea și întreținerea...
4. Suprapunere monolitică diy: calcul, pregătire și instalare cofraj Conținutul articolului Calculul unui etaj monolitic Date inițiale Calculul betonului Calculul armăturii Cantitatea materialului din avion Numărul de grinzi de inventar Numărul de rafturi Instalarea cofrajelor de inventar Instalarea cofrajelor realizate...

Citește mai mult  Caracteristici de instalare și înlocuire a radiatoarelor de încălzire în clădiri noi