Uzemljenje u privatnoj kući: proračun, uređaj, instalacija

Sadržaj članka

• Osnove zaštitnog uzemljenja
• Proračun uređaja za uzemljenje
• Ugradnja uzemljenja
• Materijali i alati za uzemljenje
• Sastavljanje uređaja za uzemljenje

U članku je opisano kako samostalno napraviti uzemljenje u privatnoj vikendici. Razumjet ćemo principe uzemljenja, naučiti ćemo izračunati konfiguraciju ovog uređaja i odrediti koji su materijali potrebni.

Prije nekih 20-25 godina gradili smo privatne i javne zgrade, a da uopće nismo razmišljali o učinkovitoj zaštiti osobe od strujnog udara. U posljednje vrijeme sve je postalo drugačije – naši ulazni razdjelnici postaju veći, sada su u njih deseci prekidača, nekoliko RCD-a, a tamo je gotovo uvijek poseban uzemljeni autobus. Što se promijenilo? Električna energija je sada doslovno oko nas, kuće imaju ogroman broj priključaka za ožičenje, puno kućanskih aparata i napajanja, koji su potencijalni izvori opasnosti, a uz to smo vjerojatno više cijenili ljudski život.

Suvremeni građevinski propisi (posebno PUE) zahtijevaju primjenu barem jedne od sljedećih mjera za zaštitu osobe u stambenim prostorijama:

• pad napona;
• izjednačavanje potencijala;
• uporaba dvostruke izolacije žica;
• uporaba izolacijskih transformatora;
• ugradnja uređaja za zaostalu struju;
• raspored uzemljenja, uzemljenja.

Naravno, pitanju sigurnosti treba pristupiti sveobuhvatno i koristiti sve moguće metode, ali uzemljenje kuće mora biti obvezno.

Uzemljenje električnih instalacija najpouzdaniji je i najučinkovitiji način zaštite, koji zajedno s ostalim mjerama čini električnu energiju u kućanstvu apsolutno sigurnom. U stvari, uzemljenje je namjerna povezanost kućišta električnih instalacija (elementi koji nisu pod naponom) sa tlom. Za mnoge vlasnike kuća organizacija ozidanja čini se ili skupo i tehnološki napredno ili previše jednostavno, što također nije u potpunosti točno..

U privatnoj kući tehnički uopće nije teško napraviti pouzdano uzemljenje, budući da je udaljenost do tla vrlo mala, a u dvorištu uvijek možete pronaći slobodne površine. Stanovnici starih stambenih zgrada imaju mnogo manje sreće, gdje petlje za uzemljenje više ne rade, a zatim se neki sunarodnjaci uspijevaju pojedinačno prizemljiti s gornjih katova, postavljajući dirigent iz svog stana uz zidove zgrade do tla. U međuvremenu, bilo bi pogrešno vjerovati da će svaki željezni čep utaknut u tlo ili bilo koja cijev za vodu postati normalna radna petlja. Uzemljenje je sustav koji se sastoji od nekoliko važnih elemenata s točno određenim parametrima, koji funkcioniraju prema određenim principima i usko surađuju s drugim sustavima.

Osnove zaštitnog uzemljenja

U neispravnom električnom uređaju (na primjer, ako je oštećena izolacija opskrbne žice), napon se može pojaviti na kućištu. Kada osoba dodirne uređaj, struja se žuri u zemlju, prolazeći kroz njegovo tijelo i često uzrokujući nepopravljivu štetu, ne mogu svi zaštitni uređaji reagirati ili imati vremena za brzo prekid kruga. Zašto struja ide na zemlju? Zato što lako prihvaća pražnjenje, budući da ima vrlo veliki električni kapacitet. Ako se struja istjecanja (kroz struju vodenja koja teče između dvije ili više elektroda) ponudi drugi, jednostavniji način, na primjer, provodnik s manjim otporom – za uzemljenje ne bi trebao prelaziti 4 ohma, tada će ići do tla duž njega, a ne kroz osobu s otpor tijela 1 kOhm. U krugu se javlja struja istjecanja, a uređaj za zaostalu struju (RCD) odvaja oštećeno područje u djeliću sekunde.

Zato su svi moderni električni aktuatori i jedinice dizajnirani na takav način da se na njih može spojiti uzemljivač, a za ožičenje se koriste trožilne žice. To se odnosi i na sve moderne kućanske uređaje, na kojima su tijelo i jedan od kontakata mrežnog utikača – oni koriste utičnice s PE kontaktom (antenama) kako bi ih napajali. Sve svjetiljke, lusteri, škure imaju terminale za spajanje “žutog” ožičenja, a metalne kutije razvodnih ploča i metalnih konstrukcija na kojima se nalazi električna oprema nalaze se. Svi potrošači mreža s naponom izmjenične struje preko 42 V uzemljuju se bez greške, za istosmjernu struju – preko 110 V. Imajte na umu da uzemljenje osigurava ne samo električnu sigurnost ljudi, već i:

• stabilizira rad električnih instalacija;
• štiti uređaje od prenapona;
• smanjuje količinu mrežnih smetnji i intenzitet visokofrekventnog elektromagnetskog zračenja.

Uređaj za uzemljenje sastoji se od sljedećih elemenata:

• prekidač za uzemljenje
• uzemljivači

Vodič za uzemljenje bit će svaki dio uzemljivačkog uređaja koji spaja električne instalacije na sustav uzemljenja uzemljenja, to su zasebne žičane jezgre (općenito prihvaćene – u žutoj izolaciji), elementi vanjskih i unutarnjih krugova, posebna magistrala smještena u štitu.

Uzemljivač je elektroda, dio kruga uzemljenja koji je u izravnom kontaktu sa zemljom. Ovaj element osigurava protok struje u zemlju i njihovu disperziju. Ovisno o tome koriste li se zakopani elementi građevinskih konstrukcija za to ili posebno stvoreni vodnik, razlikuju se prirodni i umjetni vodiči za uzemljenje. Prema PUE-u, uvijek treba dati prednost prirodnim uzemljenim elektrodama (odredba 1.7.35.), U privatnoj kući to može biti:

• kućište metalnih bušotina;
• bilo koji čelični cjevovod, uključujući cijevi za polaganje električnih žica;
• olovni oklop kabela za napajanje;
• razni metalni stupovi i nosači na ulici, na primjer, elementi ograde;
• zakopani armirano-betonski i metalni elementi građevine (stubovi, rešetke, rudnici, temelji).

Umjetne elektrode mogu se koristiti ako otpor prirodnih uzemljenih elektroda ne odgovara normi, tada ćemo ih detaljnije razmotriti..

Proračun uređaja za uzemljenje

Glavni parametar koji treba izračunati je vodljivost uzemljene elektrode. Drugim riječima, trebamo odabrati elektrodu takve konfiguracije, tako da otpor uzemljujućeg uređaja ne prelazi standard. Odredbe PUE upućuju na sljedeće brojeve, koji su dopušteni maksimum:

• 2 Ohm – za jednofazni napon od 380 volti;
• 4 ohma – za 220 volti;
• 8 ohma – za 127 volti.

Uz trofaznu struju, maksimalni otpori bit će isti 2, 4 i 8 ohma, ali samo za napone od 660, 380 i 127 volti.

Što određuje vodljivost sustava elektroda uzemljenja (očitanje, otpor uzemljujućeg uređaja)? Pojednostavljeno – iz područja dodira elektrode sa zemljom i otporom tla. Što je veća elektroda uzemljenja, to je manji otpor, više struje uzima tlo. Sve formule za proračun predlažu uzimajući u obzir površinu elektrode i dubinu njenog uranjanja. Na primjer, za proračun jednog uređaja za uzemljenje s kružnim presjekom imamo sljedeću formulu:

Gdje: d – promjer igle, L – duljina elektrode, T – udaljenost od površine do sredine elektrode uzemljenja, ln – logaritam, ? – konstanta (3,14), ? – otpornost tla (Ohm m).

Imajte na umu da je otpornost tla glavni parametar izračuna. Što je niži otpor, to će provoditi naše uzemljenje i učinkovitija će biti zaštita. Glavne osnovne brojke određene vrste tla mogu se naći u javno dostupnim tablicama i grafikonima, ali mnogo toga ovisi o stvarnom stanju – gustoća, vodna ravnoteža, temperatura, sezonska dubina smrzavanja, prisutnost i koncentracija “elektroaktivnih” kemikalija u njoj – lužine, kiseline, soli … Štoviše, na različitim dubinama situacija se može značajno promijeniti, fizička svojstva kontinentalnog temelja postaju različita, pojavljuju se vodonosnici koji smanjuju otpor, temperatura raste … U pravilu, s povećanjem dubine, tlo postaje aktualnije skupljanje.

Na temperaturama ispod nule, otpor tla se naglo povećava zbog smrzavanja vode. Stoga postoje određene poteškoće s uzemljenjem na područjima s permafrostnim tlima. Iz istog razloga, duljina uzemljenih elektroda trebala bi biti veličine veće od sezonske dubine smrzavanja u normalnim geografskim širinama..

U idealnom slučaju, otpornost tla i uređaja za uzemljenje u cjelini treba praktično ispitati, dok će nam formule pomoći u osnovnim proračunima. Često se analiza odvija izravno u fazi sastavljanja krugova – elektrode su uronjene i mjerenja vodljivosti uzemljenja se obavljaju u stvarnom vremenu: ako je otpor prevelik, tada se povećava broj uzemljenih elektroda ili stupanj njihove sahrane.

Imajte na umu da uzemljenje mora raditi u bilo koje doba godine, pa se preporučuje provjeriti ga u najnepovoljnijim uvjetima (suša, mraz). Ako to nije moguće, na rezultate se primjenjuju posebni koeficijenti, uzimajući u obzir sezonske promjene otpornosti tla na određenom području..

Ako se za opremanje mase elektrode koristi nekoliko elektroda, postupak izračuna bit će nešto drugačiji:

1. Za svaki se od njih izračunava otpor (može se primijeniti gornja formula).
2. Pokazatelji su zbrojeni.
3. Potrebno je uzeti u obzir “faktor iskorištenosti”.
4. Formula izgleda ovako:

Gdje: N – broj uzemljenih elektroda, DO_i – stopa iskorištenosti, R₁ otpor svake elektrode zasebno.

Kao što vidite, vodljivost vodoravnih elemenata koji spajaju elektrode u jedan krug ne uzima se u obzir..

Faktor iskorištenja može uzrokovati složenost – odražava fenomen u kojem susjedni elektrodi u krugu utječu jedan na drugog, budući da se zone raspršivanja struja u tlu počinju presijecati kad su preblizu. Što su pojedinačniji uzemljivači bliži jedan drugom, veći je i ukupni otpor uzemljujućeg uređaja. Oko svake elektrode u tlu formira se radna sfera polumjera jednaka njegovoj duljini, što znači da će idealna udaljenost između elektroda uzemljenja biti njihova duljina u tlu (L), pomnožena sa 2.

Omjer udaljenosti između elektroda i njihove duljine	Broj elektroda	Koeficijente. koristiti
1	pet	0,7
1	deset	0.6
1	15	0.53
1	20	0.5
2	pet	0,81
2	deset	0.75
2	15	0,7
2	20	0.67

Položaj zatvorene petlje
Omjer udaljenosti između elektroda i njihove duljine	Broj elektroda	Koeficijente. koristiti
1	pet	0.65
1	deset	0.55
1	15	0,51
1	20	0,45
2	pet	0.75
2	deset	0.69
2	15	0.66
2	20	0.63

Za izračunavanje koliko uzemljenih elektroda treba ukopati u zemlju, koristite sljedeću formulu:

Gdje: R – konstrukcijski otpor uzemljujućeg uređaja, R₁ – otpor jedne elektrode, DO_i – stopa iskorištenosti.

Što se tiče izgleda elektroda za uzemljenje, oni ne moraju formirati trokut, iako je to najčešća konfiguracija kruga. Elektrode se mogu smjestiti u jedan red sa serijskim priključkom. Ova je opcija prikladna ako je za uređenje uzemljenja dodijeljena uska traka zemlje..

Ugradnja uzemljenja

U principu mogu se razlikovati dvije vrste uzemljujućih uređaja koji se međusobno razlikuju s obzirom na tehniku ​​ugradnje i karakteristike materijala. Prva je modularna izvedba s pinovima (tvornički izrađena) s jednom ili više elektroda, druga je kućna verzija s nekoliko uzemljenih elektroda od valjanog metala. Njihove glavne razlike su samo u organizaciji pokopanog dijela – provodni, “gornji”, njihov je dio identičan.

Tvornički kompleti za uzemljenje tehnološki su napredni i imaju niz prednosti:

• isporučeni u kompletu, elementi su posebno dizajnirani za postavljanje zaštite i proizvode se na industrijskoj opremi;
• gotovo ne zahtijevaju iskop, nisu potrebni nikakvi radovi za zavarivanje;
• omogućuju vam duboko prelazak na nekoliko desetaka metara i postizanje vrlo niskog, stabilnog otpora cijelog uređaja.

Jedini nedostatak takvih sustava je njihova visoka cijena..

Materijali i alati za uzemljenje

Provodnici za umjetno uzemljenje trebaju biti izrađeni od čeličnog valjanog metala. Pogodno za ove svrhe:

• kutak;
• okrugla ili pravokutna cijev;
• štap.

Za zaštitu metala od korozije koriste se pocinčane elektrode. Također je dopušteno koristiti električno vodljivi beton kao uzemljenu elektrodu.

U tvorničkim se postavkama radi o jednom i pol metra uvučenim bakrenim čepovima s navojima na krajevima. Na prvi element instaliran je oštar konusni vrh, pojedinačni igle spojene su pomoću mesinganih spojnica s navojima. Elektrode su uronjene u zemlju pomoću ručnih udaraljki (SDS-Max uložak, snaga udara oko 20 J). Za prijenos energije iz bušilice za stijene koristi se adapter i glava za vođenje. Veza između vodiča za uzemljenje i elektrode izvedena je sponom od nehrđajućeg čelika. Za zaštitu zglobova od korozije i smanjenje otpora na spojevima, koristi se posebna pasta.

Pažnja! Prekidači za uzemljenje ne smiju biti obojani, podmazani ili sačuvani na bilo koji drugi način koji bi smanjio njihovu vodljivost..

Učinak korozije (čelični dio se postupno razrjeđuje) treba uzeti u obzir pri odabiru presjeka elektrode, odabran je s određenom marginom, što osigurava dovoljnu trajnost kruga. Najmanji dozvoljeni presjeci uzemljenih elektroda smještenih u tlu ograničeni su regulatornim dokumentima:

• pocinčana šipka – 6 mm;
• šipka od željeznog metala – 10 mm;
• valjani pravokutni presjek – 48 mm².

Pažnja! Debljina polica pravokutnog čelika ili debljina stijenke cijevi mora biti najmanje 4 mm.

Traka se najčešće koristi kao provodnik koji povezuje nekoliko elektroda u zemlji, ali može se koristiti žica, ugao, cijev. Pomoću ovih materijala moguće je dovesti uzemljenje do same električne ploče (poprečni presjek materijala ima manje ograničenja: šipka – 5 mm, pravokutni čelik – 24 mm², debljina stijenke i police – 2,5 mm).

Vodič za uzemljenje unutar zgrade mora imati površinu presjeka jednaku poprečnom presjeku faznog vodiča koji se koristi u kućištu ožičenja.

Postoje i minimalni zahtjevi:

• neizolirani aluminij – 6 mm;
• bakar neizoliran – 4 mm;
• aluminij u izolaciji – 2,5 mm;
• bakar u izolaciji – 1,5 mm.

Za spajanje svih vodiča za uzemljenje potrebno je koristiti uzemljujuće šipke izrađene od elektrotehničke bronce. U sustavu uzemljenja TT ti se elementi razvodne ploče montiraju izravno na zid metalne kutije.

Samoljepljena uzemljivačka elektroda produbljuje se čekićem, tvornički se kompleti zabijaju čekićem. U oba slučaja preporučujemo pripremu perona ili ljestvi. Za rad s crno valjanim proizvodima bit će potrebno koristiti ručno lučno zavarivanje.

Sastavljanje uređaja za uzemljenje

Razmotrimo redoslijed postupaka. U početnim ćemo točkama navesti postupke tipične za ugradnju obje vrste uzemljujućih elektroda.

Izgled i zemljani radovi.Preporučuje se ugraditi prekidače za uzemljenje u zemlju na udaljenosti od oko jednog metra od temelja. U skladu s projektom, krug je označen – kao što smo već rekli, to može biti jednakostranični trokut, linija, kružnica, nekoliko redova … Udaljenost između elektroda uzima se od 1,2 metra, što čini više od dvostruke duljine sustava elektrode uzemljenja besmislenim. Kao osnovnu opciju, pogodnu za većinu naših uvjeta, možete uzeti trokut sa stranom od 1,5-3 metra i duljinom elektroda od 2-3 metra.

Zatim je potrebno iskopati rov s dubinom od oko 70-80 cm, najmanja dopuštena dubina je 50 cm. Širina rova ​​na mjestima produbljivanja trebala bi osigurati pogodnost za zavarivanje vodiča, obično se kopaju s kosinama širine oko 0,5-0,7 metara..

Za pogon modularnog jednoelektronskog uzemljenja potrebna je samo jedna jama dimenzija 50x50x50 cm.

Priprema elektrode.Da bi se olakšalo uranjanje uzemljene elektrode u zemlju, valjani se metal naoštri uz pomoć brusilice, na primjer, police se izrezuju pod kutom, cijev se kosi izrezuje, šipka je naoštrena. Ako se koristi rabljeni metal, tada ga treba, ako je potrebno, u potpunosti očistiti od zaštitnih premaza.

Šiljata glava je navijena na tvornički modularni pin, spoj je obložen pastelom.

Kutovi (najčešće su to kutovi 50x50x5 mm) udareni su u zemlju udarcima čekićem.Najprikladnije je započeti rad s skelom. Ako je metal mekan, bolje je udarati u radne dijelove kroz drvene odstojnike. Glava prekidača za uzemljenje trebala bi se podići 150-200 mm iznad dna rova ​​kako bismo elektrode mogli spojiti u strujni krug.

Tvorničke igle zakopane su pomoću udarnog čekića sa SDS-Max držačem i glavom udarne snage 20-25 džula. Nakon uranjanja svakog klina (1,5 metra), na njega se zavrtju čahura i sljedeći element za uzemljenje, ovaj se ciklus ponavlja sve dok elektroda ne dosegne predviđenu dubinu ili ne dođe do kvara (nemogućnost daljnjeg produbljivanja). U slučaju kvara, začepljuju se dodatni uzemljujući igle, sustav postaje višeelektronski.

Prekidači za uzemljenje spojeni su vodoravnim vodičem,općenito je najprikladnije raditi s trakom od 40×4 mm. Ovdje je za zavarivanje metala potrebno zavarivanje, jer će se spojevi s vijcima brzo oksidirati, a otpor uređaja povećati. Kaljenje neće raditi – potreban vam je visokokvalitetni dugački zavar.

Iz rezultirajuće konture uzmite traku prema kući, savijte je i popravite na postolju. Na kraju trake zavarimo vijak M8 kroz koji će biti spojen zaštitni uzemljivač koji dolazi iz oklopa.

Stezaljka stezaljke ugrađena je na zadnji modularni pin i provodnik je fiksiran. Stezaljka je omotana posebnom hidroizolacijskom trakom.

Tren je prekriven tlom.U ove se svrhe preporučuje uporaba gustih homogenih sitnozrnih sastava..

Tvornički setovi s jednom elektrodom mogu se upotpuniti plastičnom revizijskom bušotinom.

Uzemljivač se vodi u razvodnu ploču.Može se pričvrstiti izravno na građevne konstrukcije, s izuzetkom područja s visokom vlagom – tamo je bolje koristiti izolatore. Kroz zidove vodič se provlači metalnim ili plastičnim cijevima-rukavima, u stvari, pravila polaganja vrijede isto kao i za “glavno” ožičenje (ovo će biti jedan od sljedećih članaka).

U rasklopnoj ploči provodnik je nakon što je pričvršćen vijkom spojen sa uzemljenom magistralom, koja je ugrađena na kućište kutije (TT sustav).

Otpor uzemljujućeg uređaja provjerava se multimetrom, ako, uzimajući u obzir sezonske čimbenike (koje određuje Državna služba za energetski nadzor za različite zemljopisne širine, postoje gotove tablice), on prelazi 4 Ohm, tada je potrebno povećati broj elektroda.

Tijekom uključivanja razvodnog uređaja, provodnici žica u žutoj izolaciji (dolaze od trenutnih potrošača) također se stežu u spojnicama sabirnice..

Pri povezivanju utičnica, uređaja, svjetiljki, žuti uzemljeni vodiči prebacuju se na odgovarajuća mjesta (obično su označeni posebnim znakom – tri vodoravne trake različitih veličina), na primjer, u utičnicama je to središnji vijak.

Sustav u kojem uzemljivačka petlja ni na koji način nije povezana s neutralnim radnim vodičem N naziva se TT. Preporučuje se za uporabu kada se TN opcije (postoji veza između neutralnog i uzemljujućeg vodiča) ne mogu koristiti, na primjer, ako je stanje nadzemnih vodova napajanja nezadovoljavajuće. Naravno, iz ovog uobičajenog razloga postao je vrlo popularan. No, treba napomenuti da se sustav TT s neovisnim čvrsto utemeljenim neutralnim potrošačima mora osigurati uz pomoć RCD-a. O ostatnim trenutnim uređajima govorit ćemo u sljedećem članku..

Povezani unosi:

1. Učinite sami uzemljenje u privatnoj kući Sadržaj članka Odabir mjesta za obris Otpor tla i proračun elektroda Kako brzo čekati glavne uzemljene elektrode Vezanje kontura, otvor na sabirnici Provjera regulatornih parametara, održavanje kruga Vaš vlastiti uzemljeni krug...
2. Napravite kanalizacijski sustav u privatnoj kući: dijagram i uređaj Sadržaj članka Opća struktura kanalizacijskog sustava Uređaj Riser Spojne točke na podovima Ugradnja cjevovoda Dostojni životni uvjeti ne mogu se zamisliti bez dobro opremljenog kupatila i, sukladno tome, sustava odvodnje. Postoje...
3. Međuslojna preklapanja na drvenim gredama: uređaj, instalacija, polaganje komunikacija Sadržaj članka Vrste podnih sustava na gredama i rešetkama Dizajn i izrada drvene rešetke Potporni rešetke na nosećoj konstrukciji Montaža poda i polaganje komunikacija Koje punilo koristiti Je li moguće ugraditi...
4. Uređaj na krovu i instalacija: rafter sustav Sadržaj članka Koja opterećenja ima krov tijekom rada Koji su splavi Osnovne informacije o krovnim nosačima Obloga: o čemu se radi i o kojima ovise njegovi parametri Što su potkrovlja i...

Čitaj više  Dijagrami za spajanje radijatora na sustav grijanja