Как сделать контур заземления 380в: Модульно штыревое заземление — секреты и ошибки монтажа в частном доме.

Опубликовано в Разное
/
6 Дек 2020

Содержание

Заземление в частном доме, описание и монтаж своими руками

Заземление в частном доме совсем недавно стало обязательным требованием, предъявляемым к электросетям – раньше его оборудовали только на производственных и других объектах высокой мощности. Однако, благодаря техническому прогрессу, количество домашних электроприборов постоянно увеличивается. Это привело не только к использованию трехфазных сетей в бытовых целях, но и к необходимости организации правильного заземления. Рассмотрим, как сделать заземление в частном доме или на даче, как произвести необходимые расчеты своими руками.

Содержание:

Зачем нужен контур защитного заземления

Сегодня мы используем в своих домах и квартирах все больше электрического оборудования и, несмотря на общее стремление технологий к экономичности и экологичности, некоторые из них обладают довольно большой потребляемой мощностью. К таким устройствам можно отнести стиральные машины, водонагревательные бойлеры, микроволновки, электрические плиты, полы с подогревом и др. По проводам, проложенным к этим устройствам, идет ток высокого напряжения и силы, поэтому нарушение изоляции может стать причиной самых серьезных последствий, вплоть до фатального исхода. Именно для предотвращения таких случаев необходимо правильно организовать защитное заземление.

Схема заземления в доме.

Итак, защитное заземление представляет собой преднамеренное соединение всех непроводящих ток частей и конструкций электрооборудования с землей. При этом важно, что на них при нормальном функционировании сети не подается напряжение. Это (подача нагрузки) может произойти в случае нарушения герметичности изоляции и контакта с токоведущими частями.

Для более подробного описания обратимся к курсу физики, который все изучали в школе. Итак, одной из главных свойств электрического тока – способность течь в сторону меньшего сопротивления. Как раз это и происходит когда на проводах или токоведущих конструкциях оборудования нарушается изоляция. Таким образом, может появиться «пробой на корпус» — контакт кабеля с металлическим корпусом (поскольку его сопротивление (ну, практически) равно нулю).

Человек или домашнее животное, прикоснувшееся к такому устройству, испытает на себе удар электрическим током.

Защитное заземление обеспечивает безопасность человека в данной ситуации. Его работа основывается на том же самом свойстве тока — течь к потребителю с более низким сопротивлением. Тело человека (и других существ) всегда обладает небольшим сопротивлением (эта величина непостоянна), а сопротивление Земли всегда равно нулю. Соответственно, «выбирая» между двумя этими объектами, ток будет течь в Землю. Однако на практике сопротивление монтируемого заземления не бывает нулевым – это связано с тем, что материалы, с помощью которых создается контур, имеют своё сопротивление. Отсюда вытекает одно из главных требований к создаваемому заземлению – его сопротивление должно быть настолько низким, чтобы при замыкании сети человеком, через него прошел ток с допустимыми параметрами, а остальная его часть ушла на контур.

Конструкция контура

Процесс сборки и присоединения заземляющего контура проводится абсолютно одинаков, вне зависимости от того, используется трехфазная сеть с напряжением 380 В, или однофазная – на 220 В. Чаще всего контур заземления конструируют путем закапывания в землю нескольких электродов, соединенных между собой (схема их соединения и называется контуром). Обычно монтируется «квадрат» или «треугольник», но есть и другие варианты. Иногда незамкнутый контур, получаемый в результате последовательного соединения электродов. Выбор того или иного способа зависит от размера здания, территории, и удобства расположения – иногда даже прибегают к созданию прямоугольного контура по периметру защищаемого здания. После соединения (чаще всего – сварки) заземляющих электродов между собой их подключают с помощью специального кабеля к распределительному электрическому щитку.

 

Контур нельзя располагать произвольно – чтобы правильно его установить, необходимо соблюдать определенные правила и требования. Так, например, запрещено закапывать контур слишком далеко или близко к дому – он должен залегать на расстоянии не меньше 1-2 метров от здания и не дальше 10 метров.

Большое значение имеет и глубина залегания электродов, которая варьируется в зависимости от характера и структуры грунта, отдаленности грунтовых вод.

Точно известно, что контур можно закладывать на глубине ниже уровня промерзания земли – то есть, не меньше 80 см (на большей части России). В зависимости от насыщенности грунта водой, регулируется дальнейшее углубление – если она залегает высоко, то и электроды необходимо прокладывать выше к поверхности, а если же воды нет и земля малонасыщенная, контур будет необходимо забивать как можно глубже (или выполнить заземление другим способом).

Контур из черного металлопроката

Электроды для заземляющего контура как правило изготавливают своими руками из стержней черного металла. Для этой задачи неплохо подходит металлопрокат в виде стальной трубы, уголка, гладкой арматуры и двутавра. Фигурное исполнение проката не оказывает влияния на функциональные показатели схемы, поэтому выбирать его следует исходя из того, насколько удобно будет забивать. Как показывает практика, чаще всего обращаются именно к стальному уголку из-за его доступности – такой материал можно найти практически в каждом гараже или на даче.

Впрочем, один из критериев выбора все-таки есть – нужно брать прокат с площадью сечения не меньше 1,5 см2. Количество забиваемых стержней, устройство контура и его схема могут определяться и опытным путем, однако лучше, конечно, провести необходимые расчеты. Самым распространенным способом соединения является треугольник. Такая схема требует забивать стержни-электроды в вершинах треугольника. Для соединения их между собой можно использовать такой же уголок или металлическую полосу.

Стержни необходимо располагать между собой на расстоянии от 1,2 м, эта величина также должна выбираться исходя из сопротивления грунта. Приложенная ниже схема позволит вам приблизительно определить, какое сопротивление имеют различные слои грунта, перед тем, как выполнять своими руками монтаж заземления на даче, в загородном или частном доме.

Модульные системы

Безусловно, если делать контур заземления своими руками, нужно будет проводить сварочные работы, самому вычислять показатели сети и размеры контура, обеспечивать надежность соединения частей схемы. Для того чтобы избавить от лишних хлопот тех, кому они не по душе, или просто облегчить процесс монтажа, в продаже можно найти модульные заземляющие системы со всеми необходимыми составляющими.

Система комплектуется набором стальных стержней с медным покрытием. Их диаметр составляет 14мм, а длина – до 150 см, а на концах нарезана специальная резьба, тоже покрытая медью. На нее накручивается специальная латунная муфта, позволяющая соединить два стержня между собой. На нижний конец крайнего стержня накручивается конусовидная муфта-наконечник, для облегчения забивания. Примечательно, что эти выпускается несколько типов этих наконечников для различных грунтов. Помимо перечисленных компонентов, набор включает в себя специальные зажимы для металлических полос и стержней. Антикоррозийная защита частей конструкции обеспечивается с помощью специальной пасты, которой необходимо покрывать все узлы и элементы.

Модульные системы для заземления обладают рядом характерных преимуществ:

  • последовательное соединение множества стержней позволяет поместить электроды на глубину до 50 метров;
  • благодаря использованию нержавеющей стали с медным напылением в качестве материала стержни устойчивы к коррозии и обладают повышенным сроком службы;
  • схема заземления с помощью модульной системы, при необходимости, может быть размещена в пределах одного квадратного метра, что очень удобно, например, на даче;
  • монтаж не требует использования профессионального оборудования.

Для того чтобы организовать электрическую безопасность на даче и провести заземление в частный или загородный дом, можно воспользоваться готовой системой или сделать контур своими руками. При правильном монтаже обе этих схемы будут работать эффективно и безопасно. Поэтому выбор должен осуществляться исходя из финансовых или личных предпочтений и особенностей лан

Заземление в частном доме. Монтаж контура заземления своими руками

Для того чтобы создать все условия электробезопасности в частном доме необходимо при монтаже новой электропроводки или реконструкции старой в общий план работ включить такие работы как монтаж заземления.

Монтаж заземления в частном доме не составляет особых трудностей по сравнению с монтажом заземления в многоэтажных домах.

Контур заземления в частном доме состоит из вбитых в почву вертикальных заземлителей, которые соединяются между собой горизонтальными заземлителями и заземляющего проводника который соединяет контур заземления с электрощитом.

В качестве вертикальных заземлителей обычно используют стальной уголок размерами 50×50х5 мм. Для горизонтальных заземлителей подойдет полосовая сталь 40×4 мм. Материалом для заземляющего проводника служит круглая сталь сечением 8-10 мм2. Более точные размеры и материал для заземлителей и заземляющих проводников можно найти в ПУЭ-7, раздел 1.7.

Запрещено в качестве заземлителей и заземляющих проводников использовать арматуру. Объясняется это тем что наружный слой арматуры каленый, из за этого распределение тока по сечению нарушается, а также по другому проходят процессы окисления (быстрее ржавеет).

Конструктивно контур заземления делают в виде равностороннего треугольника. Для этого, во дворе дома делаем разметку в виде равностороннего треугольника. Рекомендуется прокладывать контур заземления на расстоянии не более 1 м от фундамента дома.

После разметки, выкапываем траншею по периметру размеченного нами треугольника глубиной приметно 0.8-1 м. и шириной достаточной для удобного обваривания, примерно 0.5-0.7 м. В этой траншее будет прокладываться горизонтальные заземлители.

Теперь по вершинам треугольника будут вбиваться вертикальные заземлители на глубину 2-3 м. Забивать в землю уголки длиной 2-3 м можно обычной кувалдой, это абсолютно не трудно. Для облегчения этой работы уголок на конце заостряют, чтобы он лучше входил в землю.

Также можно выкопать или пробурить небольшие колодцы по вершинам треугольника глубиной до 1.5 м, это даст возможность забить уголок в меньший слой земли.

После того как подготовительные работы выполнены, выбрано место, произведена разметка и выкопаны траншеи необходимых размеров, приступаем к непосредственному монтажу контура заземления. В траншее по вершинам треугольника забиваем уголки в землю, при этом забиваем их не полностью, а так чтобы край уголка длиной 20-25 см торчал в траншее.

Когда все вертикальные заземлители будут вбиты в землю, их необходимо соединить между собой горизонтальными заземлителями, создав таким образом замкнутый контур.

Делается это с помощью обычной сварки, привариваем к торчащим уголкам стальную полосу. Причем соединять уголок и полосу необходимо именно сваркой, ни в коем случае не применять болтовые соединения, так как со временем эти места окисляются что приводит к потере контакта и неэффективности функционирования заземляющего контура в процессе эксплуатации.

После того как контур заземления собран, необходимо соединить этот контур с электрощитом. Для этого также пользуясь сваркой, привариваем заземляющий проводник, стальную проволоку сечением 8-10 мм, к контуру заземления и прокладываем ее в траншее к электрощиту. На конце подведенной к электрощиту проволоки привариваем болтом М6 или М8 для крепления провода заземления.

Если нет стальной проволоки можно в качестве заземляющего проводника использовать такую же стальную полосу, как и для горизонтального заземлителя.

Полоса с точки зрения эффективности подойдет лучше, чем проволока, так как площадь прикосновения ее с землей будет больше, однако стальную полосу сложнее прокладывать в местах перегиба траншеи, потому что согнуть ее труднее чем стальную проволоку.

После проведения сварочных работ места сварки необходимо обработать от коррозии антикоррозийными составами. После таких несложных манипуляций заземление в частном доме прослужит Вам не один десяток лет.

Некоторые новички-электрики думают, что для того чтобы заземления служило как можно дольше, его необходимо защитить от коррозии путем преднамеренного окрашивания. Этого нельзя делать категорически!

Монтаж такого контура заземления делать абсолютно бессмысленно. Металл должен иметь хорошую связь с землей, а краска препятствует этому, создавая большое сопротивления.

На этом этапе монтаж контура заземления для дома закончен. Убедившись в том что места соединения сваркой надежно обварены, можно засыпать землей выкопанные траншеи. Такая специфика монтажа заземляющего контура также применяется при монтаже молниезащиты.

Подключение в электрощите при наличии контура заземления в частном доме.

Как правило, электропитание в частных домах осуществляется воздушными линиями с системой заземления TN-C. В такой системе нейтраль источника питания заземлена, а к дому подходят фазный провод L и совмещенный нулевой защитный и рабочий провод PEN.

После того как в доме произведен монтаж собственного контура заземления необходимо произвести его подключение к электроустановкам дома. Сделать это можно двумя способами:

  • — переделать систему TN-C на систему заземления TN-C-S;
  • — произвести подключение дома к контуру заземления по системе ТТ.

Подключение дома к контуру заземления по системе TN-C-S.

Как известно в системе заземления TN-C не предусмотрено отдельного защитного проводника, поэтому в доме переделываем систему TN-C на TN-C-S. Осуществляется это разделением в электрощите совмещенного нулевого рабочего и защитного PEN проводника, на два отдельных, рабочий N и защитный PE.

И так, к вашему дому подходят два питающих провода, фазный L и совмещенный PEN. Чтобы получить в доме трехжильную электропроводку с отдельным фазным, нулевым и защитным проводом необходимо в вводном электрощите дома произвести правильное разделение системы TN-C на TN-C-S.

Для этого установите в щите шину которая металлически связана с щитом, это будет шина заземления РЕ к ней будет подключаться PEN проводник со стороны источника питания.

Далее от шины РЕ идет перемычка на шину нулевого рабочего проводника N, шина нулевого рабочего проводника должна быть изолирована от щита. Ну и фазный провод подключаете на отдельную шину, которая тоже изолирована от щита.

После всего этого необходимо соединить электрощит с контуром заземления дома. Это делается с помощью медного многожильного провода, один конец провода соединяете с электрощитом, другой конец крепите к заземляющему проводнику с помощь болта на конце, который для этой цели и был специально приварен.

Подключение дома к контуру заземления по системе TТ.

Для такого подключения не нужно проводить ни каких разделений PEN проводника. Фазный провод подключаете к изолированной от щита шине. Совмещенный PEN проводник источника питания подключаете к шине, которая изолирована от щита и в дальнейшем считаете PEN просто нулевым проводом. Затем подключаете корпус щита к контуру заземления дома.

Как видно из схемы, контур заземления дома не имеет ни какой электрической связи с PEN проводником. Подключение заземления таким способом имеет несколько преимуществ по сравнению с подключением по системе TN-C-S.

В случае отгорания PEN проводника со стороны источника питания, все потребители будут подключены к вашему заземлению. А это чревато многими негативными последствиями. А так ваше заземление не будет иметь связи с PEN проводником, это гарантирует нулевой потенциал на корпусе ваших электроприборов.

Часто встречается и такое, когда на нулевом проводнике из за неравномерной нагрузки по фазам (перекос фаз) появляется напряжение, которое может достигать значений от 5 до 40 В. И когда есть связь между нулем сети и защитным проводником, на корпусах вашей техники также может возникать небольшой потенциал.

Конечно, при возникновении такой ситуации должно сработать УЗО, но зачем надеяться на УЗО. Лучше и правильнее будет не испытывать судьбу и не доводить до такой ситуации.

Из рассмотренных способов подключения контура заземления дома можно сделать вывод, что система ТТ в частном доме более безопасна по сравнению с системой TN-C-S. Недостатком использования системы заземления ТТ является ее дороговизна. То есть, при применении системы ТТ обязательно должны устанавливаться такие защитные устройства как УЗО, реле напряжения.

Также хотелось отметить, что необязательно делать контур в виде треугольника. Все зависит от внешних условий. Можно располагать горизонтальные заземлители в любом порядке, по окружности или по одной линии. Главное чтобы их количество было достаточным для обеспечения минимального сопротивления заземления.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

схемы и размеры контуров, последовательность

Электричество в нашем доме облегчает жизнь и делает её более комфортной, но нельзя забывать, что оно же может стать причиной серьёзных электротравм. Один из способов обезопасить себя -это применять защитное заземление. Кроме того, некоторые современные электроприборы, например, микроволновые печи, газовые котлы, системные блоки домашних компьютеров, нуждаются в заземлении для обеспечения их нормальной работы (уменьшение помех, снижение уровня вредного излучения).

Очень редко можно встретить частный дом или дачу, в которых используется заземление. Перед владельцами такого жилья встаёт выбор, нанять рабочих или сделать заземление самостоятельно. Для сети 220 В (380в) решить эту задачу достаточно просто. Поэтому, если у вас есть желание физически поработать, нет необходимости покупать дорогостоящие комплекты готовых заземлителей или нанимать организации для выполнения этих работ.

В процессе изготовления понадобится выполнение небольшого количества сварочных работ, если с этим трудностей не возникает, остаётся приобрести металлоизделия и приниматься за работу.

Защитное заземление

Большинство наших сетей оборудовано глухозаземленной нейтралью, проще говоря, нулевой провод в розетке на электростанции соединён с землёй. Ещё провод заземляется в дополнительных точках, например, на столбах линий электропередач. К сожалению, электросети сильно изношены, и это заземление оставляет желать лучшего.

Теперь представим ситуацию, когда из-за повреждённой изоляции напряжение попало на корпус прибора. Если прикоснуться к прибору, ток начнёт течь через тело человека к земле. Принято считать, что тело человека имеет сопротивление около 1 тыс. Ом, увеличивает эту величину резиновая подошва обуви, сухой коврик на полу и т. д. Чем меньше эта величина, тем сильнее будет ощущаться воздействие тока на организм.

Если присутствует заземление, ток с повреждённого устройства потечёт на землю по нему. Если в этом случае человек касается корпуса прибора, то его тело становится параллельно подключённым к заземляющему проводнику. Сопротивление последнего намного меньше сопротивления тела, поэтому большая часть тока будет течь по пути наименьшего сопротивления, а человек максимум ощутит лёгкое пощипывание и избежит получения тяжёлых электротравм.

Для того чтобы схема работала так, как описано выше, система заземления должна иметь определённое сопротивление:

  • для сети напряжением 380В — не более 2 Ом;
  • для сети напряжением 220В — не более 4 Ом.

Требования к конструкции устройства заземления частного дома с сетью 380 В более высокие, поэтому такой контур можно использовать и для сети 220 В. При построении отличаются они только тем, что для 380 В применяются заземляющие проводники большего сечения, а элементы конструкции выполнены из более толстого металла. Поэтому нет необходимости отдельно рассматривать, как сделать контур заземления 380 В и 220 В. Рассмотрим изготовление заземления для 380 В.

Элементы и материалы

Устройство заземления состоит из трёх элементов.

  1. Вертикальные заземлители — металлические элементы, которые забиваются вглубь грунта, Предпочтительно их изготавливать из толстостенной трубы диаметром не менее 32 мм или из уголка шириной от 40 мм.
  2. Горизонтальные элементы, которые соединяют все вертикальные элементы в одну цепь. Лучше всего для этих целей подойдёт металлическая полоса 40×4 мм, но можно использовать уголок или прут диаметром от 16 мм.
  3. Шина заземления — металлический проводник, идущий от заземлителей к распределительному щиту или к защищаемому оборудованию. Для этих целей можно применять полосу 40×4 мм. В целях экономии и для удобства выполнения изгибов и поворотов допустимо применение прута диаметром 10 мм. Заводить в дом или в распределительный щит металлическую полосу достаточно трудно. Для облегчения этой процедуры поступают так. Доводят шину заземления до наружной стены дома. На конце приваривают болт с резьбой м10 или м12, с помощью которого присоединяют медный провод сечением не менее 6 мм2. Дальше этот проводник заводят в щит.

Чем больше сечение применяемых металлических элементов, тем лучше токи растекаются на землю, а следовательно, лучше работает весь контур заземления. Кроме того, толстый метал будет дольше разрушаться коррозией, поэтому при прочих равных условиях следует выбирать металл потолще.

Электропроводность у калёного металлопроката ниже, чем у обычной стали, по этой причине не следует применять арматуру, швеллер и подобные им элементы металлоконструкций.

Схемы и размеры

Схема контура заземления частного дома — это способ расположения и соединения вертикальных заземлителей. Если вы делаете заземление 380 вольт на дом, схема выполнения может быть разной, но основных две.

  1. Замкнутая — контур выполняется в виде геометрической фигуры. В углы забивают вертикальные штыри, которые соединяют горизонтальными элементами, образуя стороны выбранной фигуры. Чаще всего контур изготавливают в виде равностороннего треугольника. Длина стороны 2.5−3 метра. Глубина погружения вертикальных стержней около трёх метров. В случае необходимости размер стороны треугольника можно уменьшить до 1.2 метра.
  2. Линейная — контур имеет вид прямой или изогнутой линии. Вертикальные штыри забивают на расстоянии 2.5−3 метра друг от друга и соединяют их последовательно горизонтальными элементами.

Размеры контура заземления для частного дома, приведённые выше, подходят для большинства случаев, но их можно изменять в зависимости от конкретных условий. Например, если на вашем участке грунтовые воды расположены близко, то длина вертикальных заземлителей может быть уменьшена до метра.

Если невозможно углубить заземлители до необходимого уровня, или на участке сухая песчаная почва, может возникнуть ситуация, когда готовое заземление обладает большим сопротивлением и не выполняет свои функции. В этом случае необходимо увеличивать число вертикальных штырей. Например, если уже есть треугольный контур, нужно отступить от него три метра и вбить стержень, который соединяется с треугольником металлической полосой. Получается совмещение замкнутой и линейной схем построения. Можно сделать два треугольника и соединить их между собой. Так поступать до тех пор, пока сопротивление контура не опустится до необходимой величины.

Выбор места

Заземляющее устройство располагается не ближе одного метра от дома.

Хорошо, если в выбранном месте земля никогда не пересыхает, например, участок земли с северной стороны дома, низина и так далее.

Не следует забывать и о мерах предосторожности, нужно ограничить посещение места с контуром заземления животными и людьми. Для этого заземление нужно расположить там, где исключено нахождение людей, или огородить его.

Перед началом земляных работ убедитесь, что под землёй не проложены трубопроводы и кабели.

Защитное зануление

Некоторые люди для экономии или по незнанию вместо защитного заземления используют в частном доме зануление. Схема последнего применяется на предприятиях при использовании промышленного оборудования. Основное назначение зануления — это защита оборудования от короткого замыкания. Поэтому применение его в частном доме нецелесообразно, и оно никак не может заменить защитное заземление.

Не стоит экономить на своей безопасности. Сделать заземление для 220 В в частном доме своими руками несложно. Все необходимые инструменты есть в наличии у каждого хозяина.

Если проводка в вашем доме выполнена двухжильными проводами, то провода для подключения заземляющего проводника нет. Решить эту проблему можно без замены проводки следующим способом. Розетки в доме заменяются с обычных на розетки с заземлением, а заземляющий провод ведут по наружной поверхности стены, можно его спрятать под плинтусом или в декоративный пластмассовый короб.

Для безопасной эксплуатации мощных электроприборов, особенно расположенных во влажных помещениях (бойлер, стиральная машина), применения заземляющего контакта в розетке недостаточно. Корпусы таких приборов нужно соединить медными жилами напрямую с заземляющей шиной. Для этого на корпусе есть специальный болт, помеченный значком заземления.

Элементы заземлителя выполнены из чёрного металла, который под действием коррозии будет постепенно разрушаться, и в какой-то момент заземление перестанет выполнять свои функции. Чтобы не пропустить этот момент, необходимо периодически проверять работоспособность контура и при необходимости восстанавливать его. Поэтому нелишним будет зарисовать план расположения всех элементов.

Заземление в частном доме

Заземление в частном доме

В настоящее время система TN-S в России в частном секторе практически не встречается. От трансформаторов подстанции не протянут отдельный провод заземления (PE) к потребителю. Значит, остается провести заземление самостоятельно по системе TN-C-S или ТТ. В частном доме это сделать намного легче, нежели в многоквартирном.

 

 

Примечание. Система заземления ТТ используется только в том случае, если выполнены все установленные к ней требования и приведена причина отказа от системы TN-C-S.

Отличие частного дома от многоквартирного в том, что в частном доме действительно есть «земля», а в многоэтажке ее просто не достать и подключение заземления ограничивается щитком на этаже.

Вариантов подключения заземления в частном доме 2: по системе TT и TNC-S. Второй вариант встречается наиболее часто, поскольку требует меньше усилий при установке. Заземление начинается от ГЗШ, установленной в ВУ или в щитке дома.

Наилучшим вариантом все-таки является тот, когда заземление делается на опоре, с которой идет линия к дому.

Если заземление сделано непосредственно в доме, то при отгорании ноля на линии, например, где-нибудь возле подстанции, нолем окажется провод, который ведет от столба к дому, и вообще вся нейтраль в доме.

«Ну и что? Ноль он и есть ноль», — скажете вы. Не следует забывать, что на линии, ведущей от подстанции до вашего частного дома, есть еще подключения к другим домам. Вся нагрузка, которая ложилась на нулевой провод ЛЭП, ляжет в этом случае на ноль, находящийся в вашем доме.

Ситуация, когда на подстанции отгорает ноль и нагрузка ложится на нейтраль дома. Исправить ее можно, проведя кабель (от ЛЭП к дому) с сечением жилы, аналогичной проводу ЛЭП, чтобы нолевой провод в случае аварии выдержал нагрузку от нескольких домов

Если же заземление установлено от шины в ВУ, нагрузка ляжет на провод, который ведет от линии к шине, а он, как правило, по сечению соответствует проводу на линии.

Система заземления ТТ используется только в частных домах. Ее установка сопряжена с некоторыми трудностями, в частности урегулированием такой системы в организации электроснабжения. Дело в том, что система ТТ должна пройти апробацию и быть заверена специалистом из технадзора.

Трехфазная схема щитка в частном доме с разделенным проводником нейтрали и заземления

1 — пластиковый или металлический корпус щита; 2 — соединительные элементы нолевых рабочих проводников; 3 — соединительный элемент РЕ-проводника, а также уравнивания потенциалов; 4 — соединительный элемент фазовых проводников групповых сетей; 5 — выключатель дифференциального тока; 6 — автоматические выключатели; 7 — линии групповых цепей; 8 — дифференциальный автоматический выключатель; 9 — счетчик

Чаще всего многие организации предлагают такую систему заземления без вмешательства со стороны владельца дома, конечно, не забыв при этом взять плату за ее монтаж. Если постараться, то можно выполнить эту работу самостоятельно, но после окончания придется ее проверить при помощи все той же организации и заверить документально.

Если вспомнить систему TN-S, то ТТ очень на нее похожа. Отличие в том, что проводник заземления не уходит на подстанцию к заземлителю, а располагается непосредственно на участке рядом с домом. На подстанции система заземления сделана специалистами по всем нормам ПУЭ. На личном участке придется сделать то же самое.

Вариант трехфазной сети с раздельными нейтральным и заземляющим проводниками

1 — пластиковый или металлический корпус щита; 2 — соединительные элементы нолевых рабочих проводников; 3 — соединительный элемент зажимов РЕ-проводника, а также уравнивания потенциалов; 4 — соединительный элемент фазовых проводников групповых цепей; 5 — выключатель дифференциального тока; 6 — автоматические выключатели; 7 — линии групповых цепей; 8 — счетчик

 

 

Очевидно сходство с системой TN-S — провод заземления не контактирует с нулевым и фазовым, а существует сам по себе.

Внимание! Использование УЗО при системе заземления ТТ является обязательным.

Схема трехфазного подключения в более простом варианте

1 — вводный автомат; 2 — трехфазный электросчетчик; 3 — дифавтомат; 4 – шина заземления; 5 – нолевая шина; 6 — модульные автоматические выключатели; 7 — однополюсные дифавтоматы

 

Теперь следует разобраться, куда ведет провод, который уходит в землю от шины заземления, расположенной в домашнем щитке. Заземление — это вовсе не пруток арматуры, воткнутый в землю, с привязанным к нему в виде изящного бантика проводом заземления. Чтобы создать полноценный контур заземления, нужно приложить гораздо больше усилий.

Подключение электроприборов по системе ТТ: заземление не зависит от источника электропитания

Есть всего 2 варианта, как это сделать. Первый из них трудоемкий, но его можно выполнить самостоятельно. Второй выполнят специалисты, но, конечно, не бесплатно. Выбор за вами.

Рассмотрим такой вариант: заземление состоит из заземляющего провода и заземлителя. Заземляющий провод должен быть с сечением жилы не меньше сечения фазовой жилы кабеля, проложенного в доме, но и не больше. Этот провод подключается к шине заземления в распределительном домашнем щитке. К данной шине сходятся все провода заземления от электроприборов.

Использование УЗО при системе заземления ТТ

Заземлитель — это стальная конструкция, которая выравнивает потенциалы в случае появления в заземляющем контуре напряжения. Именно поэтому она должна иметь достаточно большой контакт с грунтом. Далее производятся очень сложные расчеты: определяется сопротивление грунта, какая конструкция, и на какую глубину должна быть установлена. Совершенно разные случаи, когда грунт — сухой песок и влажный чернозем. При первом варианте понадобится очень массивная конструкция, при втором — небольшой арматурный прут, вбитый неглубоко. Чтобы не возиться с расчетами, преодолевая сложнейшие электротехнические формулы, можно сделать конструкцию, которая удовлетворяет всем требованиям практически при любых условиях.

Размеры при монтаже очага заземления

Монтировать такой заземлитель надо так: взять 3 уголка, каждый длиной не меньше 3 м и размерами полок не менее 50 х 50 мм. В качестве замены уголка подойдет обычная труба диаметром 16 мм и толщиной стенки не меньше 3 мм (чтобы не разбить вершину трубы кувалдой). Еще понадобятся 3 куска уголка по 3 м, с размерами полок 40 х 40 мм. Далее нужно прокопать траншею от дома до места, где будет вкопан заземлитель. Эта траншея должна быть глубиной не менее 0,5 м и примерно такой же ширины — так удобнее. Затем в местах, где будут вбиты штыри, выкапываются ямки одинаковой с траншеей глубины — по 0,5 м. Эти ямки необходимо соединить между собой канавками, по которым пройдет соединяющий штыри уголок.

Заземлитель и его соединение с проводником (вид сверху)

После этого надо сделать самое трудное — вбить трехметровый уголок в землю так, чтобы над дном ямки его конец возвышался не больше чем на 15–20 см. Чтобы легче это сделать, концы уголка затачиваются в острие. Понадобится широкая устойчивая стремянка или козлы, чтобы забивать с них уголок. После того как он вбит на нужную глубину, все 3 отрезка размерами 40 х 40 мм соединяются между собой уголком при помощи сварки. В итоге получается равносторонний треугольник размером 3 х 3 х 3 м. Вершина одного из уголков заранее просверливается для соединения с заземляющим проводником. Такое соединение выполняется при помощи болтового зажима. Для этого конец оголенной жилы заземляющего проводника надо запрессовать в наконечник с подходящим под болт отверстием. Затем закопайте траншею и ямки и поставьте знак, обозначающий место, где спрятан заземлитель и проводник до дома, чтобы в дальнейшем не нарушить его при каких-либо работах.

Внимание! При выполнении работ нанятым электриком необходимо проследить, чтобы в грунт рядом с заземлителем не добавлялась пищевая соль. Это делается для того, чтобы снизить сопротивление заземлителя, улучшив его контакт с почвой. Якобы заземлитель должен пройти испытание на замер сопротивления. Не следует так делать! Солевой раствор за несколько лет разъест металл заземлителя, который потеряет свои свойства.

Примечание. Необязательно выполнять заземлитель в виде треугольника, можно забить уголок и линией в ряд. Необходимо лишь соблюдать расстояние между уголками — оно должно быть не меньше 3 м.

После того как заземлитель установлен на место, его засыпают грунтом, лучше — песком, чтобы в дальнейшем облегчить доступ к кабелю.

Теперь рассмотрим другой вариант — при этом способе не придется копать землю и вбивать уголок в грунт. Здесь используется модульная штырьевая система. Это недавнее изобретение, и, следует признать, очень удачное. Чтобы создать наибольшую площадь для соприкосновения грунта с заземлителем, стальной штырь, покрытый медью, забивают на глубину 20–40 м. Для условий средней полосы России это означает, что практически в любом случае данный штырь соприкасается с грунтовыми водами, что резко снижает его сопротивление. Для заземлителя это один из важнейших показателей. Удобство такого типа заземления налицо: не надо копать траншеи, достаточно небольшой ямки 50 х 50 х 40 см.

Заземлитель и соединение его с ГЗШ в здании

Единственное «но» — вбить такой заземлитель молодецкими ударами кувалды не получится. Для этого используется перфоратор со специальной насадкой. Перфоратор — ударная дрель не подойдет, поскольку нужна работа именно в ударном режиме без вращения головки.

При помощи сборного штыря можно углубиться в грунт на 20–40 м

Провод заземления монтируется на стержень при помощи специального зажима, который идет в комплекте с остальным оборудованием. На вопрос о том, на какую глубину придется забивать заземление, можно ответить, только замеряя сопротивление при помощи мультиметра. Это достаточно сложные расчеты, выполнить которые может только квалифицированный специалист.

Чтобы забить штырь, необходимо выкопать небольшую ямку глубиной 40–50 см

Самостоятельно производить их не следует, поскольку сопротивление все равно придет замерять техник из организации со своим оборудованием — никто не поверит вам на слово, что глубина заземлителя достаточна. Следует знать лишь цифры, которые являются нормативом. Для трехфазной сети с напряжением 380 В сопротивление заземлителя должно быть не более 2 Ом, для однофазной с напряжением 220 В — не более 4 Ом.

Впрочем, если можно сделать заземление без оглядки на технадзор, то необходимо узнать уровень залегания грунтовых вод. Заземлитель, достающий до этой отметки, наверняка удовлетворит условиям нормативов. При варианте, когда система заземления дома TN-C-S по устройству заземлителя аналогична системе ТТ, к нему не такие строгие требования, поскольку заземленный ноль находится на подстанции и соединен с ГЗШ в ВУ или ВРУ.

Пошаговая инструкция по монтажу штырьевого заземления

Внимание! Если ГЗШ находится на ВУ, то соединять в дальнейшем ноль и заземление нельзя! Такое соединение должно быть единственным на одном участке, по принципу «либо одно, либо другое», ВУ на столбе или ВРУ возле дома или внутри него.

 

 

 

 

Что бы еще почитать?

Как сделать заземление в частном доме своими руками: 220в и 380в, размеры, устройство и требования к контуру, правильная установка и подключение, схема, фото и видео

Как сделать заземление в частном доме, на даче

Эксплуатация современной бытовой и компьютерной техники без заземления чревата ее выходом из строя. На значительной части нашей страны, особенно в сельской местности, системы электропередач старого образца.

В них наличие защитного заземления не предусмотрено или они находятся в таком состоянии, что просто не удовлетворяют требованиям электробезопасности.

Потому приходится владельцам делать самим заземление частного дома или дачи.

Что оно дает

Защитное заземление необходимо для обеспечения электробезопасности в доме. Правильно выполненное, появлении тока утечки оно ведет к немедленному срабатыванию УЗО (повреждение электроизоляции или при прикосновение к токоведущим частям). Это — главная и основная задача этой системы.

Вторая функция заземления — обеспечение нормальной работы электрооборудования. Для некоторых электроприборов наличия защитного провода в розетке (если он есть) недостаточно. Необходимо подключение к заземляющей шине напрямую. Для этого обычно есть специальные зажимы на корпусе. Если говорить о бытовой технике, то это микроволновая печь, духовка и стиральная машина.

Основная задача заземления — обеспечить электробезопасность частого дома

Мало кто знает, но микроволновка без прямого подключения к «земле» во время работы может существенно фонить, прием уровень излучения может быть опасным для жизни. В некоторых моделях на задней стенке можно увидеть специальную клемму, хотя в инструкции обычно только одна фраза: «необходимо заземление» без уточнения как именно его желательно сделать.

При прикосновении мокрыми руками к корпусу стиральной машины часто ощущается пощипывание. Оно неопасно, но неприятно. Избавиться можно подключив «землю» напрямую на корпус. В случае с духовкой ситуация аналогична. Даже если она не «щиплет», прямое подключение более безопасно, так как проводка внутри установки работает в очень тяжелых условиях.

С компьютерами дело обстоит еще интереснее. Подключив напрямую «земляной» провод к корпусу, вы можете  разы поднять скорость работы Интернета и свести к минимуму количество «зависаний». Вот так просто из-за наличия прямого соединения с заземляющей шиной.

Нужно ли заземление на даче или в деревянном доме

В дачных поселках делать заземление надо обязательно. Особенно, если дом построен из горючего материала — деревянный или каркасный. Дело в грозах. На дачах очень много элементов, притягивающих молнии. Это колодцы, скважины, трубопроводы, лежащие на поверхности или закопанные на минимальную глубину. Все эти объекты притягивают молнии.

На дачах высока вероятность попадания молнии

Если громоотвода и заземления нет, попадание молнии почти равнозначно пожару. Пожарной части поблизости нет, так что огонь распространится очень быстро. Потому в паре с заземлением делайте еще и молниеотвод — хоть пару стержней метровой длины, прикрепленных к коньку и соединенных при помощи стальной проволоки с заземлением.

Системы заземления частного дома

Всего систем шесть, но в индивидуальной застройке применяется, в основном, только две: TN-S-C и TT. В последние годы рекомендована система TN-S-C. В этой схеме нейтраль на подстанции глухозаземлена, а оборудование имеет непосредственный контакт с землей. К потребителю земля (PE) и нейтраль/ноль (N) ведется одним проводником (PEN), а на входе в дом снова разделяется на два отдельных.

Система заземления TN-S-C

При такой системе достаточная степень защиты обеспечивается автоматами (УЗО не обязательны).

Недостаток — при отгорании или повреждении провода PEN на участке между домом и подстанцией на земляной шине в доме появляется фазное напряжение, которое ничем не отключается.

Потому ПУЭ предъявляет жесткие требования к такой линии: должна быть обязательная механическая защита провода PEN, а также периодическое резервное заземление на столбах через 200 м или 100 м.

https://www.youtube.com/watch?v=6MIOsXp7Tso

Тем не менее, многие линии электропередачи в сельской местности этим условиям не удовлетворяют. В этом случае рекомендована к использованию система TT. Также эта схема должна использоваться в отдельно стоящих открытых хозяйственных пристройках с земляным полом. В них есть риск прикоснуться одновременно к заземлению и грунту, что может быть опасным при системе TN-S-C.

Система заземления частного дома TT

Разница в том, что «земляной» провод на щиток идет от индивидуального контура заземления, а не от трансформаторной подстанции, как в предыдущей схеме.

Такая система устойчива к повреждениям защитного провода, но требует обязательной установки УЗО. Без них защиты от поражения электрическим током нет.

Поэтому ПУЭ определяет ее только как резервную, если имеющаяся линия не удовлетворяет требованиям системы TN-S-C.

Система заземления ТТ в более понятном изображении

Устройство заземления частного дома

Некоторые старые линии электропередачи вообще не имеют защитного заземления. Все они должны меняться, но когда это произойдет — вопрос открытый. Если у вас именно такой случай, необходимо сделать отдельный контур.

Варианта два — сделать заземление в частном доме или на даче самостоятельно, своими руками или доверить исполнение кампании.

Услуги кампаний дороги, но имеется важный плюс: если в процессе эксплуатации возникнут проблемы, вызванные неправильным функционированием системы заземления, возмещает ущерб кампания, которая производила монтаж (должно быть прописано в договоре, внимательно читайте). В случае самостоятельного исполнения все на вас.

Устройство заземления в частном доме

Состоит система заземления частного дома из:

  • заземлителей-штырей,
  • металлических полос, их объединяющих в одну систему;
  • линии от контура заземления до электрощитка.

Из чего делать заземлители

В качестве штырей можно использовать металлический прут диаметром 16 мм и больше. Причем брать арматуру нельзя: поверхность у нее каленая, что меняет распределение тока. Также каленый слой в земле быстрее разрушается.

Второй вариант — металлический уголок с полочками 50 мм. Эти материалы хороши тем, что в мягкий грунт их можно забить кувалдой.

Чтобы это было легче делать, один конец заостряют, на второй приваривают площадку, по которой проще бить.

В качестве стержней можно использовать трубы, уголок, металлический стержень

Иногда используют металлические трубы, один край которых сплющен (заварен) в конус. В нижней их части (около полуметра от края) сверлятся отверстия.

При пересыхании грунтов распределение тока утечки значительно ухудшается, а в такие стержни можно заливать соляной раствор, восстанавливая работу заземления.

Минус этого способа — приходится под каждый стержень копать/бурить скважины — забить их кувалдой на нужную глубину не получится.

Штыри-заземлители должны уходить в грунт ниже глубины промерзания как минимум на 60-100 см. В регионах с засушливым летом желательно чтобы штыри находились хотя бы частично во влажном грунте. Потому используются в основном уголки или прут длиной 2-3 м. Такие размеры обеспечивают достаточную площадь соприкосновения с грунтом, создающую нормальные условия для рассеивания токов утечки.

Чего делать нельзя

Работа защитного заземления состоит в том, чтобы рассеивать по большой площади токи утечки. Происходит это за счет плотного контакта металлических заземлителей — штырей и полос — с грунтом.

Поэтому элементы заземления никогда не красят. Это очень сильно снижает токопроводимость между металлом и землей, защита становится неэффективной.

Предотвратить коррозию в местах сварки можно антикоррозионными составами но не краской.

Второй важный момент: заземление должно иметь маленькое сопротивление, а для этого очень важен хороший контакт. Он обеспечивается сваркой.

Все соединения провариваются, причем качество шва должно быть высоким, без трещин, каверн и других дефектов. Еще раз обращаем внимание: заземление в частном доме нельзя делать на резьбовых соединениях.

Со временем металл окисляется, разрушается, сопротивление многократно возрастает, защита ухудшается или вообще не работает.

Использовать только сварные соединения

Очень неразумно использовать в качестве заземлителя трубопроводы или других металлические конструкции, находящиеся в земле. Какое-то время такое заземление в частном доме работает.

Но со временем стыки труб из-за электрохимической коррозии, активизированной токами утечки, окисляются и разрушаются, заземление оказывается нерабочим, как и трубопровод.

Потому такие виды заземлителей лучше не использовать.

Как правильно сделать

Сначала разберемся с формой заземлителя. Наиболее популярный — в виде равностороннего треугольника, в вершинах которого забиты штыри. Есть еще линейное расположение (те же три штуки, только в линию) и в виде контура — штыри забиваются вокруг дома с шагом около 1 метр (для домов площадью более 100 кв. м).  Штыри между собой соединены металлическими полосами — металлосвязью.

Самая популярная модель заземлителя

Порядок действий

От края отмостки дома до места установки штыре должно быть не менее 1,5 метров. На выбранном участке копают траншею в виде равностороннего треугольника со стороной 3 м. Глубина траншеи 70 см, ширина — 50-60 см — чтобы было удобно варить. Одну из вершин, как правило, расположенную ближе к дому, соединяют с домом траншеей имеющей глубину не менее 50 см.

Копают траншею

В вершинах треугольника забивают штыри (круглый пруток или уголок длиной по 3 м). Над дном котлована оставляют около 10 см. Обратите внимание, заземлитель на выводят на поверхность земли. Он находится ниже уровня грунта на 50-60 см.

К выступающим частям стержней/уголков приваривают металлосвязь — полосу 40*4 мм. Созданный заземлитель с домом соединяют металлической полосой (40*4 мм) или круглым проводником (сечением 10-16 мм2). Полосу с созданным треугольником из металла тоже сваривают. Когда все готово, места сварки очищают от шлака, покрывают антикоррозионным составом (не краской).

Приваренная полоса

После проверки сопротивления заземления (в общем случае оно не должно превышать 4 Ом), траншеи засыпают землей. В грунте не должно быть крупных камней или строительного мусора, земля послойно утрамбовывается.

На входе в дом к металлической полосе от заземлителя приваривают болт, к которому крепится медный проводник в изоляции (традиционно окраска заземляющих проводов — желтая с зеленой полосой) сечением жилы не менее 4 мм2.

Выход заземления у стены дома с приваренным на конце болтом

В электрощитке заземление подключается к специальной шине. Причем, только на специальную площадку, начищенную до блеска и смазанную консистентной смазкой.

От этой шины «земля» подключается к каждой линии, которая разводится по дому. Причем разводка «земли» отдельным проводником по ПУЭ недопустима — только в составе общего кабеля.

Это значит, что если у вас проводка разведена двухжильными проводами, вам придется ее полностью менять.

Почему нельзя делать отдельные заземления

Переделывать проводку во всем доме, конечно долго и дорого, но если вы хотите без проблем эксплуатировать современные электроприборы и бытовую технику, это необходимо. Отдельное заземление определенных розеток неэффективно и даже опасно. И вот почему.

Наличие двух или более таких устройств рано или поздно приводит к выходу включенного в эти розетки оборудования. Все дело в том, что сопротивление контуров зависит от состояния почвы в каждом конкретном месте.

В какой-то ситуации между двумя устройствами заземления возникает разница потенциалов, которая приводит к поломке оборудования или электротравме.

Модульная штырьевая система

Все описываемые ранее устройства — из забиваемых уголков, труб и стрежней — называют традиционными. Их недостаток — большой объем земельных работ и большая площадь, которая требуется при устройстве заземлителя.

Все потому, что необходима определенная площадь контакта штырей с грунтом, достаточная для того чтобы обеспечить нормальное «растекание» тока. Сложность может вызвать и необходимость сварки — по другому соединять элементы заземления нельзя. Зато плюс этой системы — относительно небольшие затраты.

Если делать традиционное заземление в частном доме своими руками, оно по-максимуму обойдется в 100$. Это если покупать весь металл и платить за сварку, а остальные работы проводить самостоятельно

Набор модульной системы заземления

.

Несколько лет назад появились модульные штыревые (штырьевые) системы. Это комплект штырей, которые забиваются на глубину до 40 м. То есть получается очень длинный заземлитель, который уходит на глубину. Фрагменты штыря соединяются друг с другом при помощи специальных хомутов, которые не только фиксируют их, но и обеспечивают качественное электрическое соединение.

Плюс модульного заземления — малая площадь и меньший объем работ, которые необходимы. Требуется небольшой приямок со сторонами 60*60 см и глубиной 70 см, траншея, соединяющая заземлитель с домом.

Штыри длинные и тонкие, забивать их в подходящий грунт несложно. Вот тут и подошли к основному минусу: глубина большая, и если на пути встретиться, например, камень, придется начинать сначала. А вынуть стержни — это проблема.

Они не сварены, а выдержит или нет хомут — вопрос.

Второй минус — высокая цена. Вместе с установкой обойдется вам такое заземление в 300-500$. Самостоятельная установка проблематична, так как забивать эти стержни кувалдой не получится.

Нужен специальный пневматический инструмент, который научились заменять перфоратором с ударным режимом. Еще необходима проверка сопротивления после каждого забитого стержня.

Но если вы не хотите связываться со сваркой и земельными работами, модульное штыревое заземление — неплохой вариант.

Источник: http://stroychik.ru/elektrika/zazemlenie-v-chastnom-dome

Как сделать заземление в частном доме

В статье будет затронут вопрос устройства заземления в частном доме, даче или на небольшом производстве своими руками. Многие ошибочно полагают, что заземление — это ненужная, дополнительная вещь, которую из вредности, требует энергоснабжающая организация или проверяющие инспектора.

Самое главное, что должен понять любой потребитель электроэнергии — заземление это неотъемлемая часть любого электроснабжения. Это такая же необходимость, как установка автоматических выключателей в распредщитке, прибора учета и другой аппаратуры.

Чтобы качественно выполнить заземление, необходимо произвести большой объем земляных работ. Грубо рассчитывайте, что минимум, Вам придется вручную вырыть один кубометр земли. Также необходим будет сварочный аппарат и умения сварочных работ.

Самый оптимальный вариант выполнить заземление собственными руками, так как не все электрики любят это делать, да и те кто берется, в большинстве своем делают это не качественно.

И так, как же правильно делается контур заземления?

Оба правильные. Какой выбрать, решать Вам самим, исходя из свободного пространства возле дома.

контур заземления треугольником

линейный контур заземления

Материал для контура заземления

Контур заземления состоит из вертикальных и горизонтальных заземлителей.
Материал из которого не рекомендуется делать вертикальные заземлители:

  • рифленая арматура
  • круглая сталь диаметром менее 10мм

Из чего можно делать:

  • круглая сталь 14мм и более (меньшим диаметром электрод проблематично забить в землю)
  • стальной уголок размерами минимум 40*40*5

Конец уголка или круглой стали срезают на угол в 30 градусов. Это наиболее оптимальный угол для вхождения стали в землю.

Горизонтальный заземлитель делают из стальной полосы 40*4.

Размеры и расстояния для заземляющих электродов

Обязательные условия которые необходимо соблюдать при устройстве заземления в частном доме:

    • длина электрода, который забивается в землю. Он должен быть минимум 2,5-3 метра

Изначально лучше брать электрод длиной 3м. Так как в процессе забивания его кувалдой, будет расплющиваться та часть, по которой наносится удар. В конце Вам придется болгаркой несколько сантиметров такого расплющенного электрода срезать.

    • расстояние между электродами. Оно также должно быть 2,5-3 метра

Вне зависимости от того, какого вида у Вас контур — в виде треугольника или прямой линии. Это связано с явлением растекания тока от заземлителей. Если электроды будут забиты ближе чем 2,5м то получается нет никакой разницы, сколько электродов Вы забили.

Работать они будут почти как один электрод.

    • заглубление траншеи от планировочной отметки земли — 0,7-0,8м

Траншея — это место для укладки полосы, связывающей электроды. При меньшем углублении траншеи, полоса будет подвержена воздействию осадков и быстрому процессу коррозии. При большем углублении — опять возникает риск воздействия сырости от грунтовых вод.

  • расстояние контура заземления от фундамента дома — не менее 1м
  • после раскопки траншеи ее подсыпают песком для лучшего отвода воды от горизонтального заземлителя.

Заглубление электродов

Когда весь материал и траншеи готовы приступают к процессу забивания электрода. Для облегчения процесса в яму подливают немного воды. Вертикальный электрод можно забивать двумя способами:

      • кувалдой
      • мощным перфоратором или отбойным молотком с насадкой

Первоначально верхний конец электрода будет на большой высоте. Поэтому потребуется стремянка.

Забивать до конца весь электрод в землю не надо. Минимум 20см оставляйте на поверхности, так как в этом месте нужно будет приварить полосу. Длина сварочного шва — не менее 6-10см. Сам шов прокрашивается.

Тем самым Вы увеличите сопротивление заземления и ухудшите связь с землей.

Чтобы улучшить контур заземления, можно его соединить с уже существующими металлическими конструкциями заглубленными в земле — например с забором.

Соединение заземления с электрощитом

Когда контур сделан, его необходимо соединить с электрощитом. Здесь уже можно использовать не полосу, а проволоку диаметром 10мм. С горизонтальным заземлителем ее связывают сваркой, а с корпусом щита при помощи болтового соединения.

Также Вы можете вывести полосу горизонтального заземлителя на поверхность возле щита, и приварив к полосе болт, медным проводником сечением 10мм2 соединить контур с щитовой. Болтовое соединение должно быть на поверхности и доступно для ревизии.

Проверив надежность соединения сварочных швов, траншею засыпают землей. На этом монтаж контура заземления окончен.

Источник: https://domikelectrica.ru/kak-sdelat-zazemlenie-v-chastnom-dome/

Как сделать заземление в частном доме правильно своими руками. Устройство, схема, контур

  Как защитить людей, проживающих в частном доме, от поражения электрическим током? Для этого существует мера безопасности, при которой главная электроустановка соединяется с землей посредством проводника. Обладая элементарными навыками, можно сделать заземление частного дома своими руками, существенно сэкономив на услугах специальных организаций. 

  Необходимо подробно изучить правила устройства электроустановок (ПУЭ), технику безопасности при работе с приборами.

К выбору оборудования и инструментов следует подходить внимательно, отдавая предпочтение надежным производителям. Перед началом работ следует изучить существующее оборудование и фактическую разводку по дому.

Исходные данные нужны для правильного расчета заземляющего устройства – важнейшей составляющей всей системы. 

Заземление частного дома своими руками

  В результате будут получены оптимальные значения величины сопротивления, количество электродов и расстояние между ними. Затем производится разметка на местности возле здания для определения наилучшего варианта конструкции.

От выбранного типа заземляющего устройства зависят способы закладки траншеи и заглубления электродов. Монтаж установки – важнейший этап, от грамотности его исполнения зависит, будет ли эффективно работать вся система заземления.

Роль заземления

  Зададимся вопросом. Зачем вообще нужно заземление? Обилие бытовой техники и других электрических приб

Как сделать своими руками заземление в частном доме

Электропроводка во всех современных квартирах и домах делается с третьим защитным проводником, который подключается к шине PE заземления в электрическом щите.

Назначение заземления.

При помощи заземляющих контактов розетки соединяются металлические корпуса холодильников, СВЧ печей, стиральных машин и т. д. с заземлением. Благодаря чему при возникновении поломок бытовой техники, при которых происходит пробой фазы на корпус- возникает короткое замыкание или токи перегрузки и выбивает автомат.

Да же если при незначительных утечках его не выбьет и человек прикоснется к металлическому корпусу- ток проходящий через его тело будет очень малым и безопасным.  Сопротивление тела человека от 1000 до 100 000 Ом, а сопротивление заземления по нормам должно быть не более 4 Ом. И ток на землю пропорционально будет во столько раз больше, во сколько раз больше сопротивление человека, чем заземления.

Таким образом заземление защищает нас от электротравматизма, а кроме того заземленный металлический корпус электроприборов многократно снижает уровень излучаемого ими вредного электромагнитного излучения.

В обязательном порядке сделайте перемычку между заземляющей и нулевой шинами в электрощите на 380 Вольт. Это защитит вашу всю бытовую технику и лампочки от перегорания в случае обрыва нуля. Подробнее об этом в статье о скачках напряжения.

Как сделать заземление.

В качестве естественного заземляющего устройства могут использоваться металлические трубы или конструкции, находящиеся в земле.

Но как показывает моя многолетняя практика электрика, эффективные естественные заземлители возле частного дома находятся очень редко, поэтому делать заземление приходится самостоятельно. Это не сложный процесс и с ним справиться практически любой. Для этого Вам понадобятся:

  • Для электродов- трубы или уголок с толщиной стенки от 4 миллиметров, арматура толщиной не менее 14 мм.
  • Для соединений— сварочный аппарат.
  • Для резки— болгарка или ножовка по металлу.
  • Металлическая полоса шириной не менее 50 мм и толщиной от 3 миллиметров (50х3) для соединения электродов и монтажа заземляющего вывода возле электрощита.
  • Для подключения у электрощиту— медный провод ПВ3 сечением не менее 10 квадратных миллиметров.

Я делаю заземление по следующим образом:

  1. Выкапываю траншею в виде треугольника.
  2. Забиваю кувалдой три арматуры или уголка длиной 2 метра по вершинам треугольника ниже уровня земли на сантиметров 20-30. Если дом стоит на песчаных почвах с высоким удельным сопротивлением, тогда делаем треугольник со стороной 3 метра и забиваем 6 электродов через каждые 1.5 метра. Это делается для того, что бы добиться необходимой величины сопротивления не более 4 Ом. А если посыпать  солью электроды— сопротивление значительно снизится, но ускорится процесс коррозии.
  3. Все электроды соединяем полосой (50х3 мм) между собой надежно только при помощи сварки.
  4. Делаем вывод полосой к фундаменту дома и запускаем ее через стену в дом возле электрощита.
  5. Покрываем все места сварки антикором.
  6. Я после этого проверяю величину сопротивления специальным дорогостоящим измерительным прибором с работы. При необходимости добавляю электроды. Вам придется пропустить этот шаг.
  7. Засыпаем траншею.
  8. Окрашиваем внешнюю часть полосы, находящуюся над поверхностью земли.
  9. В доме к полосе привариваем болт.
  10. Надеваем и опрессовываем наконечник на медный провод. Прикручиваем его к болту.
  11. Заводим провод в щит и подключаем его к главной заземляющей шине (ГЗШ). На нее же присоединяется заземляющий проводник от линии электропитания и на отдельную шину заземления PE. И обязательно делается перемычка между ГЗШ и нулевой шиной.  Но если у Вас не трехфазный ввод на 380 В, а однофазный на 220 Вольт, то в установке ГЗШ нет необходимости, тогда подключайте провод с заземляющего контура сразу на шину PE.

Вот и все заземление для вашего дома готово! Теперь осталось подключить к шине PE все проводники, идущие на розетки и светильники.

Металл в земле подвергается коррозии, поэтому не используйте тонкое железо и хорошо сваривайте.

контуров заземления

контуров заземления

[Начало] [ Вверх]

Ground Loops Radio Оборудование

Контуры заземления Транспортные средства

Контуры заземления Аудио Системы

Как заземлить Возникновение петель (техническое)

Автопарк и Заземление

Примечание: это обсуждение применяется только к основаниям внутри платформы или системы.Оно делает не относится к кабелям или проводке вне здания, где повреждение светом или другие скачки напряжения вызывают беспокойство.

Проблемы контура заземления обычно возникают, когда соединительные порты заземлены к пунктам, работающим с перепады напряжения. Разница в напряжениях обычно возникает из-за высоких токов. на другом заземленном пути. Проблемные перепады напряжения обычно создаются падение напряжения вдоль Сильноточный провод, заземленный с обоих концов на общую землю.Это может создают разность потенциалов вдоль пути заземления сигнального провода, и это напряжение передается в чувствительную схему.

Нежелательное взаимодействие, которое мы называем «контур заземления», обычно является непреднамеренным результат плохой техники подключения, плохого планирования источника или порта нагрузки, или комбинация всего.


Примечание: «Порт» по определению подключение входа или выхода сигнала, обычно через разъем, разъем или терминал полоса. «Порты» — это точка соединения, в которой соединительный провод или кабель входит или выходит Устройство.

Использование шины заземления вдоль стола не вызывает «заземления». петля ». Замена проводов на звезду или прокладка отдельных заземляющих проводов на дальние общая точка, как и стержень, не исправляет контуры заземления. Несколько заземляющих проводов в далекую точку не исправьте контуры заземления или радиопомехи, кроме случая чистой случайности. Длинные изолированные заземляющие провода от оборудования на столе до общего места вне рабочего стола, например, удочка, не годится наука.

Низкая частота оборудования или контуры заземления постоянного тока вызваны мощностью падение напряжения на кабеле и отсутствие использования одноточечного заземления на одном конце пути.RFI вызваны синфазным RF на антенных кабелях или нарушение целостности экрана. Более короткий и более низкий путь заземления сопротивление между оборудованием в одной точке, тем лучше! Исключение составляет как правило, любой сильноточный источник питания или нагрузка. Источники или нагрузки сильного тока в целом НЕ должен быть привязан к наземная шина более чем в одной точке. Что-то вроде сильноточной мощности Отрицательный провод питания должен быть заземлен только со стороны оборудования. В идеале отрицательная шина должна плавать на источнике питания, но должна иметь предохранительный зажим, который это высокий импеданс при нормальных условиях при ограничении отрицательной клеммы поднимаются при неисправностях.

С за исключением сильноточного источника питания с заземленным минусом шасси, который должно быть заземлено непосредственно на сильноточное оборудование, которое оно обслуживает, Самый короткий путь с наименьшим сопротивлением между оборудованием всегда лучше. Этот обычно требует наличия тяжелой заземляющей шины с низким сопротивлением и короткой гибкой плетеные провода, соединяющие настольное оборудование с этой настольной шиной.

Отрицательный вывод предохранители на оборудовании — тоже вообще плохая идея, но мы видим это повсюду.Предохранители с отрицательным выводом были необходимы из-за плохих инструкций по подключению!

Современные автомобили используют микропроцессорную систему для изучения многих аспекты состояния двигателя. Процессор считывает внешние датчики и, используя эти данные, вычисляет время зажигания, топливо форсунка открывает окна, включает насосы и вентиляторы, управляет системой рециркуляции отработавших газов, регулирует двигатель холостой ход и множество других функций. Несколько датчиков сообщают компьютеру множество различных параметров включая положение дроссельной заслонки, поток воздуха в двигатель, охлаждающую жидкость температура, барометрическое давление, содержание кислорода в выхлопных газах, положение коленчатого вала, и другие параметры.Разница между подачей топлива на 15 лошадиных сил или подача топлива на 500 лошадиных сил может быть менее 3 вольт, на некоторых датчики! Десятые доли вольта могут существенно изменить критические параметры двигателя, и изменения датчика в сотых долях вольта могут заметно изменить смесь. количество. Эта чувствительность к относительно небольшим изменениям напряжения датчика является корнем Проблемы с контуром заземления системы управления двигателем. ключ к правильному управлению сложными функциями. читает датчики низкого напряжения с высоким сопротивлением, обычно работающие в диапазоне от нуля до пять вольт, точно.Шум может особенно повлиять на точность чувствительной синхронизации функции.

Повреждение оборудования может произойти в результате проблемы с контуром заземления. Из-за плотного упаковка и миниатюрная конструкция, современная электроника использует небольшие проводники (следы фольги) и компоненты. Контур заземления может расплавить следы фольги, повредить полупроводники или микросхемы или разрушить малые резисторы. Контур заземления может вывести из строя дорогую электронную систему за доли секунды. второй. Хуже того, контур заземления, влияющий на дозирование топлива или время зажигания, может разрушить двигатель.

Мои проблемы с Послепродажная система EFI — хороший пример угрозы контура заземления. ресурс двигателя.

Высокая чувствительность к малым уровням напряжения лежит в основе шум или гудение контура заземления звука.

Вторая проблема — повреждение оборудования. Из-за плотного упаковка, современная аудиоэлектроника часто использует небольшие проводники из фольги и текущие чувствительные компоненты. Полупроводники малой мощности могут быть непоправимо повреждены под действием нескольких вольт или нескольких тысячных долей напряжения. амперный ток.Как и в случае с домашними компьютерами и автомобилями, контур заземления может расплавить следы фольги, повредить полупроводники или микросхемы, или разрушить небольшие резисторы или конденсаторы. Дорогой аудиокомпонент может быть испорчен доли секунды.

Когда я начал заниматься радиовещанием, наземные пути между различными частями аудиооборудования были изолированы. Инженеры заземлили щиты на симметричных линиях в одной точке пути, обычно на терминалах входного порта. Экраны на несимметричных линиях, если только оборудование не было установлено в одной стойке, были плавает изолирующим трансформатором на одном конце.

Единственными общими соединениями шасси были провода питания, радио частотные основания и основания безопасности. Экраны заземления звуковых сигналов или сигналов низкого уровня были всегда изолирован от шасси или заземления на одном конце. Это было универсально верно для всех низкоуровневых сигнальные линии. Изоляция предотвратила нежелательные сигналы контура заземления, обычно проявляющиеся в виде гула или шума, из-за фоновый мусор. Было очень плохой практикой балансировать и заземлять шасси постоянного тока. несбалансированные линии, особенно линии с экраном толщиной менее нескольких толщин кожи или чрезмерно резистивные экраны более чем в одной точке кабельной трассы.

Аналоговые измерения низкого уровня и сигнальные заземления также нарушены землей петли. Как правило, по крайней мере один конец участка должен быть независимым от земли или земля изолирована. Это предотвратит нарушение критического сигнала контурами заземления. напряжения и выдача ложных показаний.

Самый простой контур заземления показан ниже:

Если мы рассмотрим систему постоянного тока с «A» как источник и «B» в качестве нагрузки, напряжение «C» подтолкнет «B -» вверх на. 5 вольт. Это означает, что разница между плюсом и минусом «B» будет 2,5 вольта.

И наоборот, если «B» был источником 2,5 В, а «A» нагрузка, «C» подтолкнет «A -» к более отрицательному значению, а разница «A» между + и — будут 3 вольта.

Вот почему мы должны быть уверены, что ничто не заставляет внешнее напряжение на заземляющем проводе. Единственный способ исключить возможность заземления петля, нарушающая чувствительное напряжение или даже вызывающая повреждение, будет плавать один или оба конца системы полностью заземлены.Хотя бы один конец, либо конец источника или конец нагрузки должен быть в дифференциальном режиме. «Дифференциальный» означает, что касается только разницы напряжений между + и -, а не внешней источник. Если поместить один конец в дифференциал, он будет выглядеть так:

В приведенном выше случае «B -» будет иметь единственный точка заземления. В точке «А -» не могло быть земли. Не заземляя любой конец отрицательный и создание дифференциала нагрузки или источника устраняет контур заземления.

Решение проблемы с контуром заземления путем изготовления заземляющего проводника больше, как правило, не лучший способ делать что-то, хотя, безусловно, помочь за счет уменьшения падения напряжения (уменьшения сопротивления тракта).Проблема в том, что кондукторы, какими бы большими они ни были, всегда есть неизбежное падение напряжения с током. Это падение напряжения определяется законом Ома, где ток, умноженный на сопротивление, — это падение напряжения на пути тока. Если проводник передает высокочастотные сигналы, проблема осложняется импедансом и эффекты стоячей волны. Для большинства систем аудио, питания и управления мы можем просто рассмотреть сопротивление. Для более высоких частот или резко возрастающих форм волны (например, зажигания системные импульсы), мы должны учитывать реактивные части импеданса проводки.

Системы со смесью больших токов и чувствительных линии нижнего уровня доставляют гораздо больше хлопот, чем другие системы. Сильные токи могут легко создавать перепады напряжения, которые составляют значительную часть низкого сигнала уровни. Когда системы высокого и низкого уровня имеют общую основу, текущее падение напряжения по заземляющей или нейтральной проводке может передаваться на другие наземные пути. Это передает часть высокого тока в низкий система уровней.

В схемах ниже, даже с тысячными долями Ом сопротивление проводника и соединения, сильноточная цепь заземления Падение на 1/10 вольт.Сигнальный провод, даже с проводом гораздо меньшего размера, имеет только падение на несколько милливольт. Это потому, что ток нагрузки очень низкий.

Давайте рассмотрим несколько основных несбалансированных систем. В этих схемах:

R1 — R4 сигнальный провод и сопротивления соединений
R5 индикатор или сопротивление нагрузки
R6 Сильноточная нагрузка
R7-R10 Сопротивление проводника сильноточной нагрузки
VS1 Источник сигнала
VS2 Источник для сильноточной нагрузки

В системе ниже мы видим напряжение сигнала, на которое ничего не влияет, кроме небольшое падение напряжения в сигнальных проводниках. Нет тока нагрузки большой мощности и нет контура заземления.

В системе ниже общий провод заземления между верхней и нижней нейтралью. был добавлен в левом конце. Мы видим, что на напряжение сигнала ничего не влияет, кроме небольшое падение напряжения в сигнальных проводниках. Нет контура заземления и нет высокого сила тока нагрузки. Датчик низкого уровня считывает только 0,004 В от источник.

В системе ниже мы видим напряжение сигнала, на которое ничего не влияет, кроме небольшое падение напряжения в сигнальных проводниках.В R6 ток нагрузки 118 ампер, но ток не влияет на напряжение сигнала, потому что заземление сигнала у свинца только одна земля точка. Нет контура заземления.

В системе ниже мы видим, что напряжение сигнала сильно зависит от высокого текущая нагрузка. Это связано с тем, что в вышеупомянутой системе есть контур заземления. Сигнал провод заземлен с каждого конца.

В системе ниже тяжелая заземляющая шина с очень низким сопротивлением была добавлена ​​в попытаться уменьшить сопротивление шасси или нейтрального тракта.Несмотря на то что снижается, напряжение сигнала остается под влиянием падения напряжения в верхнем токопроводы. Этот пример демонстрирует, почему лучшее решение — избегать контуров заземления, вместо того, чтобы пытаться ослабить контуры заземления за счет лучшего заземления между точками заземления системы.

Автостоянка в Типичные легковые автомобили unibody — это особая ситуация. Механический строительные методы, которые делают платформу жесткой, также работают для формирования большого тракт заземления шасси большой площади с очень низким сопротивлением.Сварная оболочка образует заземляющий провод с очень низким сопротивлением и является отличным местом для заземление для сигнального и силового заземления. Хотя сопротивление не нулевое, Оболочка тела — самое близкое к нему. Использование четырехпроводного измерения сопротивления Мой Мустанг 1989 года измеряет менее 0,002 Ом от заземления заднего аккумулятора. к земле рельса рамы переднего внутреннего крыла. Это приблизительный эквивалент 15 футов медного провода и разъемов AWG № 0. Большая часть этого сопротивления концентрируется вокруг клемм заземления (до того, как ток сможет распространение), а не по пути тела.Если я улучшил точки подключения, я может значительно уменьшить небольшое сопротивление моей системы сейчас. Это не совсем необходимо, так что я не заморачивался.

Нет смысла запускать тяжелый медный минус от двигатель к батарее, когда шасси уже есть и корпус, включая потери при случайном подключении, имеет меньшее сопротивление, чем хорошо сделанный кабель.

Пример заземления сопротивление:

Сопротивление любого однородного проводника обратно пропорционально площади поперечного сечения и прямо пропорционально к удельному сопротивлению и длине. Проще говоря, если мы удвоим крест площадь сечения проводника мы сокращаем сопротивление (и падение напряжения) в половина. Если мы удвоим длину, мы удвоим сопротивление и удвоим падение напряжения.

Медный провод номер 1 AWG имеет эффективный диаметр около 0,3. дюймов. Площадь круга равна пи * р в квадрате. У этого провода был бы крест площадь сечения около пи * 0,15 * 0,15 = 0,071 квадратных дюйма.

Предположим, что толщина стального корпуса составляет около 16 калибра, или около 0,06. дюймов толщиной.Площадь в один фут будет иметь 12 * 0,06 = 0,72 кв. дюймы площади поперечного сечения. Физическое сечение около десяти раз больше, чем площадь поперечного сечения медного провода.

Удельное сопротивление стали около 15 Ом на 10-6 см. В удельное сопротивление меди 1,7 Ом на 10-6 см. Мы можем разумно предположить сталь имеет примерно 15 / 1,7 = 8,8-кратное сопротивление меди для того же длина и одинаковая площадь поперечного сечения. Пока корпус корпуса выше материал удельного сопротивления, тело также имеет гораздо большее поперечное сечение площадь.

Это означает стальной корпус шириной в один фут, если этот корпус толщиной всего 0,06 дюйма, сопротивление примерно на 10% меньше, чем у аналогичного длина пути через медный провод. Легко понять, почему наземный путь через кузов автомобиля, который, вероятно, несколько футов шириной и намного толще во многих областях это малая часть сопротивления медного провода.

Поверхность пола шириной четыре фута и толщиной всего 0,06 дюйма, будет иметь поперечное сечение около 2.88 квадратных дюймов. Эквивалент медный проводник должен быть 2,88 / 8,8 = 0,327 квадратных дюйма, или диаметр = 2 * квадрат A / pi или 0,645 дюйма в диаметре! Сопротивление тонкой стальной напольной кастрюли шириной 4 фута с медный кабель требует кабеля больше 4/0, и у нас даже нет рассчитывал на помощь каркасных реек, рокеров или дорожек на крыше!

Давайте посмотрим, почему Ford сделал систему определенным образом и как схемы могут вводить в заблуждение.Это схема отрицательного вывода аккумуляторного кабеля на Фокс Мустанги:

Правильная схема вышеуказанного:

В системе, описанной выше, отрицательный вывод EEC не заземлен на отрицательный полюс аккумулятора. Отрицательный EEC фактически подключается к шасси автомобиля рядом с пусковым реле, где он имеет общую точку заземления шасси с отрицательной клеммой аккумулятора. Основания как это работает только тогда, когда аккумулятор установлен спереди и сделан точно так, как изначально сделано.Эта система приемлема, потому что:

1.) Мустанг изначально имел довольно низкое потребление тока от система зарядки.

2.) Заземлил блок от головы до файрволла.

3.) Очень короткий и тяжелый провод аккумулятора был надежно подключен. к блоку.

Схема альтернативного метода для передней батареи во избежание контуров заземления:

Задний аккумулятор для предотвращения опасности возгорания контура заземления и заземляющего провода:

Соединения отрицательного полюса батареи:

С аккумулятором на задней панели нет причин долго работать отрицательные выводы от ничего к аккумулятору.Исключение составляют некоторые устройства зоны багажника с плавающей площадкой, например, топливные насосы или другие электродвигатели. Это предполагает цельный автомобиль или раму большой площади. со сварной конструкцией в качестве шины заземления. В Европе основания для отрицательные клеммы АКБ для средств связи запрещены из-за пожара и угрозы безопасности.

Устройство с аккумулятором сзади Всегда допустимо до нег пост Допустимо, но часто нежелательно Никогда не допустимо к отрицательному сообщение
Усилитель с общим минусом на корпус и домкраты Х
Усилитель с минусом с плавающей запятой шкаф и домкраты Х * Х **
Электродвигатель или насос с изолированным земля Х * Х **
Блок зажигания с минусовой общей к корпус или другие провода Х
Инвертор мощности с отрицательным общим выводом до жилья и торговых точек Х
Инвертор мощности с отрицательным изолирован от шкафа и домкратов х
Радиосистема, включая стереосистемы и системы двусторонней связи с общим минусом шкаф и домкраты х
Радиосистема, включая стереосистемы и системы двусторонней связи с минусом изолированным от шкафа и розеток Х * х *

* если рядом с аккумулятором ** если далеко от аккумулятор

С аккумулятором, устанавливаемым спереди, прочный заземляющие устройства вообще может быть подключен к минусовой батарее практически любым способом.

Устройство, с аккумулятором спереди Всегда допустимо до нег пост Допустимо, но обычно нежелательно Никогда не допустимо к отрицательному сообщение
Усилитель с общим минусом к шкафу и домкраты Х
Усилитель с минусом с плавающей запятой шкаф и домкраты Х * Х **
Электродвигатель или насос с изолированным земля Х
Блок зажигания с минусовой общей к корпусу или другим проводам Х
Инвертор мощности с отрицательным общим выводом к шкафу и розеткам Х
Инвертор мощности с отрицательным изолирован от шкафа и домкратов Х
Радиосистема, включая стерео и двустороннюю с общим минусом к корпусу и гнездам х
Радиосистема, включая стерео и двустороннюю с минусом изолированным от шкафа и розеток Х

Сделай сам: как построить пассивную петлевую антенну с шумоподавлением (NCPL)

Я получил ряд запросов от читателей SWLing Post с просьбой предоставить пошаговое руководство по созданию пассивной рамочной антенны, о которой я упоминал в ряде предыдущих сообщений.Эта антенна является доморощенной версией коммерчески доступной Airspy Youloop.

Это работает. И да, ребята … строить это весело.

Существует несколько конструкций петель, и, чтобы отличать эту, я в дальнейшем буду называть ее так, как указано в заголовке выше: антенна с пассивным шумоподавлением (NCPL) .

Прежде чем мы начнем строить, немного теории антенн…

Я не инженер и не специалист по антеннам, поэтому я обратился к президенту и инженеру Airspy Юссефу Туилу, чтобы узнать, как именно работает эта пассивная петля.Юсеф был тем парнем, который экспериментировал с несколькими конструкциями петель и в конечном итоге вдохновил меня на создание этой петли в сочетании с его HF + Discovery SDR и SDRplay RSPdx. «Основная характеристика этого контура, — отмечает Юсеф, — это его способность подавлять электрические шумы намного лучше, чем у более простых конструкций контура». Понял! [См. Контурную схему ниже]

«Второй характеристикой этой рамочной антенны является то, что она представляет собой петлю с высоким импедансом , что может показаться нелогичным.Это означает, что он может работать напрямую со многими приемниками, которые имеют низкий коэффициент шума, чтобы уменьшить потери из-за рассогласования импеданса.

Обратите внимание на лепесток резонанса около 4 МГц. Резонансная частота определяется диаметром контура, паразитной емкостью кабеля и нагрузкой трансформатора. Он находится именно там, где нам это нужно больше всего.

Трансформатор представляет собой БАЛАН 1: 1, который покрывает весь ВЧ-диапазон с минимальными потерями.Наш BALUN обычно имеет потери 0,28 дБ.

[…] Соединяя центр этого внешнего экрана с землей линии передачи, вы эффективно подавляете все электрические шумы. BALUN требуется для балансировки электрического шума, а не для настройки импеданса.

[…] Если вы хотите повысить производительность в диапазонах VLF, LW и MW, вы можете попробовать другое соотношение импеданса, но это убьет более высокие диапазоны ».

Что делает этот цикл настолько привлекательным (для меня), так это то, что он может быть построен с очень небольшим количеством общих частей — действительно, у многих из нас уже есть все элементы в наших ящиках для мусора.Как следует из названия, это пассивный дизайн, поэтому он не требует источника питания, что очень удобно, когда вы работаете в портативном режиме.

В сочетании с SDR с расширенным динамическим диапазоном, таким как Airspy HF + Discovery или SDRplay RSPdx, вы будете довольны широкой полосой пропускания этой антенны и ее шумоподавляющими свойствами.

Если вы не собираетесь строить эту антенну, Airspy продает собственную версию этой петли за скромные 35 долларов.

Но создание антенны — это весело, и вы можете настроить дизайн, чтобы настроить производительность, поэтому приступим:

  • A длина * коаксиального кабеля для шлейфа (см. Примечания ниже относительно длины)
  • Другой кабель длиной с оконцовкой на одном конце с разъемом по вашему выбору в качестве линии питания
  • A BN-73-302 Широкополосный ферритовый сердечник с 2 отверстиями
  • Магнит с покрытием , всего восемь витков на БН-73-302
  • Термоусадочная трубка или другое средство для закрытия и фиксации точки пересечения кабеля и балуна.(Вы можете заключить эти точки подключения, например, с помощью ПВХ или небольших корпусов электрических коробок)
  • Изолента
  • A Инструмент для зачистки кабеля, нож, и / или резак для коробок
  • Паяльник и припой
  • A тепловая пушка (при использовании термоусадки)
  • Немного терпения

* Примечание о длине кабеля шлейфа: Мы с Владо сделали петлю с 1.5 метров кабеля. Airspy Youloop поставляется с двумя ножками длиной 1 метр, которые в совокупности дают общий диаметр петли около 63,6 см.

Когда я впервые решил построить эту петлю, это было всего за день до поездки на побережье Южной Каролины, где я планировал немного заняться DXing. У меня не было всех компонентов, поэтому я зашел к моему приятелю Вальдо (N3CZ). К счастью, у Владо были все компоненты, и он хотел помочь построить этот цикл. Как я уже упоминал в предыдущих постах, Владо — потрясающий инженер и техник по ремонту, поэтому, когда я говорю «мы» его построили, я имею в виду, что это сделал Владо! Но я мог это сделать сам.

На самом деле это очень простая сборка — это под силу даже новичку, если он умеет пользоваться паяльником. требует терпения, чтобы правильно подготовить контурный кабель. Не торопитесь, когда начнете, и вы будете в эфире через час или два.

1. Зачистите концы контурного кабеля.

Хотя тип и диаметр кабеля могут отличаться, оголите концы кабеля примерно так.
Чтобы упростить поиск середины кабеля, мы заклеили концы лентой.

2. Сделайте отверстие в середине кабеля, чтобы прикрепить выводы балуна к центральному проводу.

Это самая сложная часть всей операции. Цель состоит в том, чтобы создать отверстие для подключения к центральному проводнику кабеля.

Нужно проделать дырку посередине кабеля на

1 срезание части внешней оболочки;

2 осторожно отделяя и открывая экран;

3 прокапывают диэлектрическую жилу, и наконец

4 обнажая центральную жилу кабеля

Постарайтесь сделать отверстие достаточно большим , чтобы получить доступ к центральному проводу кабеля, но не больше. Не допускайте касания какой-либо части экрана к центральному проводнику.

Когда вы дойдете до центрального проводника, обнажите его достаточно, чтобы можно было закрепить его посередине и создать отверстие для припайки выводов балуна к обоим концам проводника.

Когда вы закончите с этим шагом, ваш кабель должен выглядеть примерно так…

На фотографии выше, , обратите внимание, что экран полностью снят, диэлектрическая сердцевина прорезана, и перерезали центральный проводник, оставил зазор, достаточно большой для пайки.

3. Сделайте балун 1: 1

Возьмите BN-73-302 и с помощью магнитного провода с покрытием сделайте четыре обмотки с одной стороны и четыре с другой. Должно получиться так:

У вас нет ферритового сердечника бинокля, подобного приведенному выше? Если у вас сломан кабель с ферритовыми сердечниками, его можно взломать! Кликните сюда, чтобы узнать больше.

4. Подключите балун к питающей линии.

У Владо случайно оказался BNC-кабель в его хижине (он такой парень), поэтому мы разрезали и обнажили один конец, затем подключили центральный провод и экран к одной стороне балуна.Затем мы заключили балун в термоусадочную трубку, чтобы позже его было немного легче прикрепить к петле:

Конечно, вы также можете создать это соединение в небольшой корпусной коробке или коротком поперечном сечении из ПВХ. Есть несколько способов защитить это.

Юсеф также добавил следующее примечание о линии подачи:

Для использования антенны NCPL без предусилителя рекомендуется, чтобы длина кабеля не превышала 10 метров. Поставляемого кабеля Youloop длиной 2 метра [например] достаточно, чтобы защитить антенну от магнитных помех компьютера или планшета, и он имеет очень низкие потери и паразитную емкость.

5. Подключите балун к коаксиальному шлейфу.

Чтобы сделать надежное соединение, залудите обе стороны центрального проводника. Затем прикрепите другой конец симметричного кабеля к каждой части центрального проводника, как показано ниже:

Обновление: Обратите внимание на контурную схему в верхней части страницы, что заземляющий провод на выходном разъеме подключается к коаксиальному экрану контура на первичной стороне балуна.Я не помню, чтобы мы делали это в сборке, но я бы посоветовал вам сделать это. Это должно привести к еще более низкому уровню шума, хотя, по общему признанию, я очень впечатлен работой нашего без этого соединения. Спасибо тем из вас, кто указал на это несоответствие!

6. Закрепите переход Balun / Coax.

Поскольку этот шлейф предназначен для довольно частого использования в полевых условиях, убедитесь, что точка соединения симметрирующего шлейфа и коаксиального шлейфа надежна. Опять же, мы использовали несколько слоев термоусадочных трубок, так как они у нас были в хижине.

7. Припаяйте и закрепите переходную точку.

Затем создайте точку пересечения петли, просто прикрепив центральный провод одного конца кабеля к экрану на другом конце… и наоборот.

Однако, прежде чем брать паяльник , если, как мы, вы используете термоусадочную трубку для закрепления точки пересечения петли на следующем этапе, вам сначала нужно сдвинуть отрезок трубки на коаксиальный кабель перед тем, как спаять концы вместе.Владо, конечно, подумал об этом заранее … Я не уверен, что смогу!

Не торопитесь, спаяйте это соединение и сделайте его как можно более прочным. Если вы паяете его правильно и используете высококачественный кабель, как мы, то точка перехода будет на удивление прочной. Если вы используете более тонкий кабель, просто убедитесь, что соединение прочное, а затем используйте что-нибудь, чтобы сделать соединение менее предрасположенным к разрыву — например, рассмотрите возможность герметизации отрезка полужесткой трубки вокруг этой точки.

Владо умело добавил термоусадочную трубку вокруг точки перехода, чтобы защитить и закрепить ее.

Готово!

Вот и все, ребята! Теперь вы готовы поднять петлю в воздух.

В зависимости от того, какой тип кабеля вы использовали для этой петли, вам может потребоваться или будет предпочтительнее какая-то диэлектрическая структура для поддержки петли, чтобы она сохраняла идеальную круглую форму. Моя петля довольно хорошо сохраняет свою целостность без опор.Я поддерживал его несколько раз леской / нитью с двух сторон (завязывал на 10 и 2 часа на петле). Кажется, это работает довольно хорошо.

В этой установке я просто использовал спинку кресла-качалки, чтобы удерживать антенну. Как видите, петля неплохо сохранила форму.

Если вы хотите увидеть и услышать, как эта антенна показала себя при первом выходе, прочтите этот пост.

Если вы создаете антенну NCPL, пожалуйста, поделитесь своим дизайном здесь, на SWLing Post ! Учитывая, что существует несколько способов построения этого цикла и, вероятно, даже больше оптимизаций для его улучшения или упрощения его построения, нам бы очень хотелось увидеть ваши проекты и / или методы построения.Прокомментируйте или, если хотите, свяжитесь со мной.

И большое спасибо моему хорошему другу Владо (N3CZ) за то, что помог мне с этим проектом и позволил мне задокументировать процесс, чтобы поделиться им здесь, в Post. Вам нужно радио? Владо доктор!


Пожалуйста, поддержите нас через Patreon или наш Coffee Fund!

Ваша поддержка делает возможными статьи, подобные этой. Спасибо!

Связанные

Предотвращение образования контуров заземления в конструкции печатной платы | Блог о проектировании печатных плат

Altium Designer

| & nbsp 30 марта 2018 г.

Думаю, мы все там были.Вы покупаете эту потрясающую стереосистему только для того, чтобы слышать знакомый гудящий звук на заднем плане. Когда вы приносите его обратно в магазин, продавец обвиняет производителя. Затем производитель стереосистемы обвиняет производителя компонентов, и производитель компонентов не может никого винить. На самом деле источником проблемы являются контуры заземления, которые образуются из-за некачественной конструкции.

Контуры заземления создают шум в электрических цепях. В плоскостях заземления могут существовать большие токи, а разница напряжений между соединениями заземления вызывает образование контура заземления.Звон или гудение в некоторых аудиосистемах — лишь одно из проявлений шума контура заземления.

Почему вообще важна маршрутизация по земле?

Если вы помните свой класс «Электроника 101», вы знаете, что все электрические токи движутся по замкнутым контурам. На печатной плате сигналы маршрутизируются вокруг платы с использованием сигнальных и близлежащих обратных трасс. Когда сигнал достигает полной мощности и проходит через плату, сигнальная и обратная трассы создают токовую петлю. Сила индуцированного обратного тока зависит от ряда факторов.Если мы кратко рассмотрим дорожку и ее заземляющую пластину изолированно, ток индуцируется в заземляющей пластине через паразитную емкость между дорожкой и ее заземляющей пластиной.

Так почему это важно? Если дорожка находится ближе к плоскости заземления, емкостный импеданс, воспринимаемый сигналом на дорожке, будет ниже, что заставляет обратный путь следовать ближе к области под дорожкой. Это означает, что если вы хотите обеспечить надежный обратный сигнал на землю, ваш сигнал и возврат должны быть расположены как можно ближе друг к другу.Размещение сигнальной дорожки ближе к ее заземляющей пластине обеспечит более низкую индуктивность контура, что помогает снизить восприимчивость к электромагнитным помехам. Поместив заземляющую пластину ниже сигнальных дорожек, возвратный сигнал будет естественным образом формироваться ниже сигнальной дорожки, и ваша цепь будет завершена.

Соединения с плоскостью заземления

Когда заземляющая пластина расположена непосредственно под плоскостью, содержащей ваши сигнальные дорожки, все ваши сигнальные дорожки будут индуцировать свой собственный обратный путь непосредственно в заземляющей пластине.Это должно продемонстрировать удобство использования большой плоскости заземления для маршрутизации обратных сигналов, а не маршрутизации обратных трасс по отдельности.

Отсутствие заземляющего слоя — идеальный проводник; у него есть сопротивление и реактивность. Если две сигнальные дорожки соединяются с землей в разных точках, между этими двумя соединениями может существовать небольшой перепад напряжения. Это основной источник контуров заземления печатной платы в плоскости заземления. Потенциалы контура заземления и обратного пути обычно составляют порядка микровольт, но этого все же достаточно, чтобы вызвать проблемы с целостностью сигнала, особенно в слаботочных устройствах.


Надлежащее планирование может уменьшить несколько потенциальных проблем контура заземления

Хотя шум, возникающий из-за контуров заземления, невозможно полностью устранить, его можно значительно уменьшить, так что его влияние на целостность сигнала сведено к минимуму. Вместо того, чтобы соединять заземляющие соединения в разных точках, лучше провести трассы к заземляющему соединению с заземляющей пластиной. Это сводит к минимуму любую разность потенциалов между соединениями заземляющих проводов печатной платы, просто уменьшая расстояние между ними.

Заземляющий возврат к источнику питания также должен быть подключен к заземляющей пластине в одной точке. Когда пластина заземления подключена к источнику питания только в одной точке, вся пластина заземления будет иметь почти одинаковый потенциал. Если заземляющая пластина подключена к возвратной линии источника питания в нескольких точках, могут образоваться контуры заземления из-за разницы напряжений между этими подключениями. Использование единой и правильной точки заземления устраняет эти петли.

Правильная топология

К сожалению, только более простые конструкции с низким уровнем взаимосвязи компонентов позволят разместить заземляющую пластину, которая проходит под каждой дорожкой сигнала.Расширение заземляющего слоя под дорожками сигнала обычно является хорошей идеей для низкочастотных устройств. Сохранение небольшой площади между дорожками сигнала и заземляющим слоем также снижает восприимчивость к внешним электромагнитным помехам.

Распределение большой заземляющей поверхности под каждым компонентом может быть нежелательно даже в высокочастотных приложениях. Например, в схемах высокочастотных смешанных сигналов, управляемых кварцевыми генераторами, размещение заземляющего слоя непосредственно под тактовым сигналом создает патч-антенну с центральным питанием.Это фактически обострит проблемы EMI, и целостность сигнала, вероятно, будет ухудшена без значительного экранирования.

Если вы решите использовать несколько плоскостей заземления, можно предотвратить образование контуров заземления между плоскостями заземления, используя правильную топологию. Вместо того, чтобы соединять плоскости заземления в кольцевой или гирляндной топологии, плоскости заземления можно подключать к заземлению источника питания в топологии звезды. Последовательное соединение ваших заземляющих плоскостей может привести к образованию контуров заземления между заземляющими плоскостями.Топология звезды соединяет каждую плоскость напрямую с источником питания и исключает петли между плоскостями заземления.


Используйте топологию звезды для соединения нескольких заземляющих плоскостей

Когда в вашем проекте используется несколько плоскостей заземления, старайтесь избегать трассировки трасс по нескольким плоскостям заземления. Трассы следует прокладывать только по их собственной заземляющей плоскости. Это особенно важно при проектировании смешанных сигналов. Например, если цифровой сигнал маршрутизируется по аналоговой заземляющей поверхности, между цифровыми и аналоговыми сигналами может возникнуть шумовая связь.Это сводит на нет всю цель звездной топологии.

Инструмент PDN Analyzer ™ в Altium Designer® позволяет оптимизировать проект, сводя к минимуму проблемы целостности сигнала. Кроме того, интерфейс 3D-дизайна печатной платы, безусловно, может помочь визуализировать ваши проекты. Чтобы узнать больше, поговорите с экспертом Altium сегодня.

.

Оставить комментарий