Как сделать заземление в гараже своими руками

Системы заземления

В сетях с глухозаземленной нейтралью существует три вида систем подключения рабочих и заземляющих проводников. Рабочими являются нулевые проводники, по которым протекает ток нагрузки, защитные же служат только для доставки потребителю потенциала земли от заземляющих устройств. Рассмотрим их особенности, и как будет делаться заземление для разных систем.

Система TN-C

Все сети, созданные более десятилетия назад, собраны по системе TN-C. Узнать об этом можно, подсчитав количество проводов в питающем кабеле: их будет только два. Один из них – фазный, другой – нулевой совмещенный (PEN). Совмещенным он называется потому, что по нему протекает рабочий ток, и он же соединен с контуром заземления питающей линии.

Использовать нулевой проводник при такой организации в качестве заземляющего нельзя. Если его подключить к заземляющим контактам розеток, есть риск внезапно оказаться под напряжением при исправных электроприборах.

Во-первых, в этом будет виноват вероятный обрыв проводника PEN. Это вполне ожидаемое событие для старых электросетей, контактные соединения которых находятся в плачевном состоянии, особенно в гаражах. В результате перераспределения токов по фазам в нулевом проводе возникнет потенциал в диапазоне 0 – 220 В. Все заземляющие контакты розеток окажутся под напряжением, а вместе с ними – и корпуса электроприборов.

Но в гаражах даже не потребуется ждать обрыва нулевого провода, чтобы получить потенциал на PEN-проводнике. Электропроводка имеет незначительное сечение (кто-то сэкономил), а расстояние до подстанции значительно. Если вы замечали, что при сварочных работах в соседних гаражах у вас свет может не только тускнеть, но и становиться ярче, то это – результат повышенного сопротивления электропроводки. В эти моменты на нулевом проводнике относительно земли гарантированно появляется потенциал.

Даже если вы устроите у себя контур заземления и подключите его к PEN-проводнику, его все равно нельзя использовать в качестве заземляющего.

Система TN-S

Если ваш питающий кабель имеет три жилы, а в щитке установлены две нулевых шинки – вам повезло. Это признаки наличия системы заземления TN-S. В ней функции защитного и рабочего нулевого проводника разделены. Вне зависимости от нагрузки в гаражах и обрывов нулевых рабочих проводов (N) на защитном (РЕ) не будет опасного потенциала.

Если ваш гараж находится недалеко от подстанции, а проводник РЕ начинается не в соседнем щитке, а на ней самой, то сделанный своими руками контур заземления вам не очень то и нужен. Но если до подстанции далеко, то лишним он не будет.

Вывод от собственного контура подключается к шине РЕ в распределительном (вводном) щитке.

Система TN-C-S

Это гибридная система, при выполнении которой осуществляется переход от TN-C к TN-S. На каком-то участке сети совмещенный нулевой проводник разделяется на рабочий и защитный. В этой точке устраивается контур повторного заземления. Далее потребителям отправляется уже три проводника по системе TN-S.

Сконструировать такой переход можно и у себя в гараже. Но в этом есть один подвох, опять же связанный с возможностью обрыва совмещенного нулевого проводника в сети до вашего гаража. Если при появлении на нем опасного для жизни потенциала ток, проходящий через ваш контур заземления, сможет вызвать срабатывание вашего вводного автомата, то собрать такую систему можно. Если нет – опять же, возникает определенный риск. В этом случае групповые линии лучше дополнительно защитить УЗО.

Система ТТ

Это – то же самое, что и TN-C, но контур заземления не подключается к PEN-проводнику. Он остается независимым и соединяется только с корпусами и металлическими оболочками, заземляющими контактами розеток. Все отходящие от щитка линии в обязательном порядке защищаются УЗО на ток, не более 30 мА.

Недостаток системы в том, что она не спасает от повреждения питающего кабеля, если потенциал фазы от него попадет на металлический корпус гаража.

Делаем заземление своими руками

Пора узнать конкретную инструкцию для проведения надежного заземления в гараж своими силами.

Сразу остановимся на важном совете от специалистов. Контакты нуждаются в особенно пристальном внимании

Не надо делать скрутки. Надежное, качественное соединение обеспечивают клеммы. Поэтому стоит потратить чуть больше времени и аккуратно подключить клеммы во всех местах соединения контактов.

Начнем с наиболее существенных моментов.

• УЗО имеет большое значение. Оно позволит обеспечить безопасность электропроводки даже при утечке тока. Необходимо устанавливать устройство защитного контура, поскольку именно оно и становится оптимальным гарантом для заземляющего контура. Если возникает какая-либо аварийная ситуация, электричество на вводе сразу же отключается благодаря УЗО.
• Вам понадобятся электроды. Для их изготовления лучше всего использовать металлические уголки. Запаситесь этим материалом. Оптимальный размер металлического уголка – минимум 50 на 50 мм. Длина подойдет в 2-2,5 метра. Некоторые гаражники заменяют уголки металлическими трубками. Это тоже нормальное решение. Толщина стенок такой трубки должна составлять не меньше 3,5 мм. Диаметр лучше подобрать больше, чем 32 мм.
• Схема защиты тоже имеет значение. Здесь речь идет о форме. Кто-то прокладывает кабель в виде прямой линии, другие выбирают треугольник. Однако специалисты и гаражники рекомендуют другой вариант, уже проверенный и признанный оптимальным. Схема заземления гаража должна быть Т-образной. В таком случае два электрода располагают по углам, непосредственно в передней части гаражного помещения. Два других электрода вкапывают в смотровой яме. Четыре заземляющих железных электрода соединяют друг с другом. Потом все они подключаются к соответствующей шине в щитке.
• Гибкий провод становится заключительной деталью заземляющего контура. Именно он соединяет подземную систему с шиной заземления, которая расположена на щитке. Специалисты, опытные электрики советуют использовать медный кабель, сечение которого составляет 6 мм. кв. Можно взять и алюминиевый провод, но тогда понадобится сечение 16 мм. кв.

Если у вас уже подготовлены все необходимые материалы, пора начинать монтировать заземляющий контур для вашего гаражного помещения.

Алгоритм работы

Рассмотрим инструкцию.

1. В первую очередь электроды необходимо поместить в землю. Выкапывайте углубления, примерно по 50 см глубиной, в соответствии с вашей схемой размещения электродов. Между ямками сделайте траншеи. Они пригодятся для прокладки соединяющей заземляющей арматуры.
2. Соблюдайте шаг между электродами в 1,2 метра. Как только вы сделали углубления, приходит время вбивания уголков в почву. Желательно каждый уголок сначала заострить с помощью болгарки. Тогда работа пойдет быстрее. Можно использовать трубки, толстую арматуру для изготовления электродов.
3. Затем вбейте электрод в землю кувалдой. Он должен до конца войти в почву. Мастера отмечают, что верхний конец каждого электрода должен располагаться ниже поверхности земли на 0,5 метра.
4. Вбитые в землю уголки нужно соединить металлической полосой. Вам понадобится профиль с шириной 4 см. Толщина металла должна составлять минимум 5 мм. Желательно использовать сварку для соединения элементов. Металл сначала зачищается, а затем сваривается.
5. Для оптимального подключения провода к уголку используйте обычный болт или соединительную клемму.
6. На завершающем этапе протягивается трехжильный провод. Он должен идти от щитка в 220 Вольт по гаражу. Этот кабель и подключается с соответствующим заземлением к розеткам, осветительным приборам.

Если рассмотреть алгоритм прокладки заземления, можно убедиться: данная работа вполне выполнима. Монтаж простой, не требует много времени, экономичен.

Когда гаражное помещение располагается на придомовой территории, можно не делать отдельное заземление. Достаточно организовать заземляющую систему для самого дома, а потом уже от дома к гаражу провести трехжильный кабель от щитка. Главное, выполнять все последовательно, не спеша, в полном соответствии с инструкцией и рекомендациями.

Требуется лишь соблюдение некоторых мер безопасности

Основное правило (неформальное), прокладка должна быть выполнена аккуратно, с использованием качественных материалов. Распространенное заблуждение: «в гараж сойдет любой хлам» может привести к пожару или поражению электротоком.

Основные моменты, которые следует знать:

• Электропроводка укладывается либо в штробы, либо в пожаробезопасную гофру. Для гаража это особенно актуально, поскольку вероятность повреждения магистрали в подобных помещениях выше.
• При монтаже проводки в металлическом гараже, изолирующие гофры обязательны. Коммутационное оборудование монтируется на панели, изготовленные из диэлектрических материалов.
• Необходимо учитывать воздействие сырости и агрессивных жидкостей.
• Обязательно разведение линии освещения и силовых розеток на отдельные автоматы защиты.
• После прибора учета устанавливается общий вводной автомат: покидая гараж, вы сможете обесточить его одним движением. Допускается отдельная линия освещения, которая постоянно будет под нагрузкой.
• Линия энергообеспечения смотровой ямы (подвала) выполняется с отдельной защитой, желательно применение источника пониженного напряжения (12 вольт) с гальванической развязкой от сети 220 вольт.

Часто возникает ситуация, когда вы приобретаете гараж с уже выполненной электрификацией. Если схема электропроводки в гараже выполнена предыдущим хозяином с нарушениями, ее необходимо переделать.

Зачем заземление в гараже

Заземление в гараже жизненно необходимо, если нет желания попасть в неприятную ситуацию.

Электроприборы, обогреватели, а также металлические стены гаража являются первыми источниками риска. При увеличении температуры в помещении вода конденсируется на электропроводке и приборах. Это несет потенциальную опасность, ведь вода является проводником электрического тока. Чтобы заземлить все инструменты, следует использовать заземляющую жилу, а потом подвести к ней электропроводку. В противном случае электрический ток может выйти на корпусы приборов, что станет причиной трагедии.

правила заземления

Виды систем

Прежде чем начинать работы, выбирают систему управления потенциалов. Для организации заземления в гараже применяются следующие системы.

TN-C

Все электросети, проложенные более 10 лет назад, были собраны по такой системе. Схема TN-C предполагает прокладку только двух проводов во вводном кабеле. Первый из них будет фазным, а втором – нулевой совмещенный, или PEN. Последний включает в себя провод, по которому протекает ток, и кабель заземления.

В конфигурации TN-C запрещено использовать нулевой провод в качестве элемента, заземляющего всю сеть. Несоблюдение данного правила приведет к тому, что фаза перейдет на все подключенные электроприборы. Кроме того, при обрыве проводника PEN, под напряжением окажутся заземляющие элементы сети.

Иными словами, при прикосновении, например, к компрессору пользователя ударит током.

TN-S

Система TN-S предполагает наличие 3-жильного вводного кабеля, подключенного к распределительному щитку через 2 нулевые шинки. В этой схеме существует разделение между нулевым и защитным проводниками. Поэтому при обрыве электросети, вызванной, например, высоким скачком напряжения, между двумя указанными проводами не возникает потенциал.

TN-S сегодня используется очень редко, так как эта система требует прокладки двух проводов от подстанции. Однако, если такая схема применяется, то контур заземления может потребоваться лишь в том случае, когда источник питания (общая электросеть) располагается на значительном удалении от гаража (распределительного щитка).

TN-C-S

TN-C-S является оптимальным выбором между TN-C и TN-S, так как объединяет в себе обе последние системы. Данная схема предполагает разделение нулевого проводника на защитный и рабочий. При этом совмещенный PEN тянется от подстанции до распределительного щитка, где и создается контур заземления. От него уже к конечным потребителям прокладываются 3 проводника с использованием схемы TN-S.

Недостатком TN-C-S является то, что при обрыве совмещенного проводника при его подходе к гаражу существует вероятность возникновения потенциала. Однако в подобных ситуациях сработает вводной автомат (при условии, если он установлен), поэтому электроприборам ничего не угрожает.

ТТ

ТТ представляет собой аналог TN-C. Но в этой системе контур заземления не подключается к проводнику PEN, а остается независимым. Защитный элемент соединяется в схеме ТТ с металлическими элементами гаража и розетками. Также эта система предполагает использование нескольких электродов, вкопанных в землю. Именно схема ТТ в основном используется при организации контура заземления в гараже.

Устройство контура заземления в гараже

Контур собирается из горизонтальных и вертикальных электродов, которые закапываются в грунт, а для заземлителей используются различные металлические конструкции. Все элементы заземления внутри гаража относятся к внутреннему контуру, а снаружи к внешнему. В качестве внутреннего контура заземления по периметру стен, как правило, укладывается металлическая полоса, арматура, уголок или другие изделия, на него подключается все оборудование.

Рис. 5: устройство контура заземления в гараже

Посмотрите на рисунок, здесь приведен один из вариантов заземления в гараже, он подходит для тех ситуаций, когда у вас есть возможность обустраивать контур вокруг всего здания. Оптимальный вариант – на этапе строительства, когда происходит монтаж всей электрики. Если доступ к какой-то области заблокирован другими постройками, то металлические электроды смещаются  в свободную область.

Основная задача – обеспечить как можно меньшее сопротивление заземлителя. Для этого вам потребуется предусмотреть достаточную площадь соприкосновения металла с грунтом. Поэтому, если у вас нет возможности установить достаточную протяженность горизонтальных электродов, ее компенсируют нужным количеством вертикальных заземлителей. Способ их установки и соединения может выполняться:

• В линию – наименее надежный вариант;
• Замкнутой фигурой (треугольник, круг и прочие) – более надежное заземление;
• Сложной фигурой – если укладка производится на небольшой площади.

Рис. 6: как соединить заземлители в контур

В качестве заземляющего электрода подойдут обычные стальные трубы, уголки или медные элементы. Любые медные проводники — более надежный вариант, так как со временем медь не разрушается, а сопротивление контура не увеличивается. Размеры заземлителей, в зависимости от их конструкции и материала, выбираются в соответствии с п.1.7.111 ПУЭ по таблице 1:

Таблица 1

Материал	Профиль сечения	Диаметр, мм	Площадь поперечного сечения, мм	Толщина стенки, мм
Сталь	Круглый:
черная	для вертикальных заземлителей;	16	—	—
для горизонтальных заземлителей	10	—	—
Прямоугольный	—	100	4
Угловой	—	100	4
Трубный	32	—	3,5
Сталь	Круглый:
оцинкованная	для вертикальных заземлителей;	12	—	—
для горизонтальных заземлителей	10	—	—
Прямоугольный	—	75	3
Трубный	25	—	2
Медь	Круглый:	12	—	—
Прямоугольный	—	50	2
Трубный	20	—	2
Канат многопроволочный	1,8	35

После того, как вы определились с местом установки заземления гаража и всеми материалами, приступайте к самой процедуре.

Организация заземляющего контура

Для защиты проводки в гараже во вводном щитке необходимо подключить УЗО (устройство защитного контура). Этот элемент обезопасит внутреннюю сеть от токов утечки. По сути, УЗО представляет собой дополнительное устройство защиты: он при возникновении аварии моментально прекращает подачу электроэнергии в гараж.

Сам контур заземления выполняется в виде треугольника, прямоугольника или прямой линии. Также его можно закольцевать. Часть электриков использует Т-образный контур заземления. Он включает в себя 2 электрода, вкопанные с передней стороны гаража, а 2 другие электрода устанавливаются в смотровой яме.

В качестве электрода применяются металлические полосы и уголки: первые вбиваются в земли, а вторые используются для их соединения между собой.

Количество таких элементов и их размеры определяют при помощи специализированной программы. Однако на практике расчеты не всегда соответствуют реалиям, поэтому со временем может возникнуть потребность в добавлении новых электродов в контур заземления.

Если возможность копать траншею нет, то используют естественные заземлители. В их качестве применяют арматуру фундамента или перекрытия пола в гараже.

Как защищает контур заземления

Представим ситуацию, когда контура заземления у вас нет, и в распределительной сети гаража отсутствуют устройства защитного отключения. Изоляция фазного проводника внутри сварочного аппарата нарушилась, на его корпусе появился потенциал фазы.

Поскольку нейтраль трансформатора на подстанции, питающей гаражи, глухо заземлена (соединена с контуром заземления подстанции), то разность потенциалов между поверхностью земли и корпусом сварочника составит 220 В. Ваша обувь не является изолятором – ток она проводит. Прикоснувшись к корпусу, вы окажетесь под напряжением. Через тело потечет ток, величина которого зависит от многих факторов, но при напряжении 220 В гарантированно будет выше предела не отпускания – 15 мА. Мышцы сокращаются, вы не сможете разжать руку, держащую опасный предмет. При больших токах рано или поздно наступает смерть, если не удастся вовремя освободиться или отключить питание.

Теперь соединим корпус с контуром заземления. Снова представим ситуацию, когда повредилась изоляция фазного проводника внутри него.

Теперь защита работает, и происходит это поэтапно. Первый этап называют защитным отключением. Если контуры гаража и подстанции электрически связаны между собой, то через фазный проводник пойдет ток короткого замыкания. Автоматический выключатель или предохранитель, защищающий ввод гаража или отходящую линию в нем, отключит поврежденное электрооборудование за незначительное время. Если даже вы держались при этом за корпус, то времени воздействия тока на ваш организм не хватит, чтобы причинить ему вред.

Если контуры между собой не связаны или эта связь не обеспечивает возникновения тока, достаточного для срабатывания защиты, потребуется установка УЗО для защиты отходящих линий. Тогда определяющим фактором для защитного отключения будет не ток короткого замыкания (хотя он все равно возникнет), а ток утечки на землю через контур заземления гаража. Почувствовав его, УЗО сработает и отключит линию.

Если не произойдет ни того, ни другого, вы все равно будете защищены. Вы стоите на поверхности земли, а сопротивление вашего тела между точкой прикосновения к корпусу и ногами – сотни килоом. Сопротивление же заземляющего проводника между корпусом и контуром заземления составляет доли Ома. Сопротивление контура заземления – единицы или десятки Ом.

Получаем два параллельно соединенных эквивалентных сопротивления: вашего тела и заземляющего контура. Большая часть тока пойдет по пути наименьшего сопротивления, то есть – в контур. На вашу долю останется незначительная величина, ниже порога не отпускания.

Инструкции

Первоначально выкапывают ямки, примерно на полметра глубиной. Между ними проделываются траншеи для расположения заземляющей арматуры. Электроды следует размещать на расстоянии примерно в один метр, можно немного больше. Далее вбивают уголки в землю. Теперь с помощью тяжелого молотка нужно вбить электроды. Каждый электрод вгоняют таким образом, что над ним остается около пятидесяти сантиметров почвы.

Уголки соединяют с помощью полосы металла, толщиной не менее пяти миллиметров. Приварив элементы с помощью сварочного аппарата, их соединяют между собой. Затем подключают провода к уголкам с помощью клемм.

По завершении всех работ остается только протянуть трехжильный кабель к щитку от помещения. Именно этот кабель используется для подключения ко всем электроприборам, он заземлен.

Нужно ли заземление в гараже, решать должен, конечно же, его владелец, но лучше это сделать заранее, не дожидаясь неприятных последствий

Внимание стоит обратить на то, что с электрическим током шутить нельзя

Если гараж располагается на территории возле места проживания, то устройство заземления в гараже иметь необязательно. Ведь система заземления находится в доме. В таком случае проводят трехжильный кабель от дома к гаражу.