Нормы и требования к заземляющему контуру
Для газовых котлов предъявляются повышенные требования к заземлению. Прежде всего не может быть использована естественная конструкция: трубопроводы горючих жидкостей, горючих или взрывоопасных газов и смесей, трубопроводы канализации или отопления. Поэтому в качестве заземляющего контура всегда используется искусственная конструкция.
Выбор заземлителя
Варианта всегда два: готовый заземляющий комплект (его стоимость в среднем 6-8 тыс. руб.) и самостоятельная сборка конструкции.
Пример готового комплекта с резьбовым соединением.
Газовые службы рекомендуют использовать готовый комплект, но не запрещают сделать его и своими руками, главное – соответствие требованиям к материалу и достижение нормы сопротивления.
Чтобы определиться какие материалы нужны, изучите стандартную конструкцию заземляющего контура:
Стандартный, наиболее оптимальный заземляющий контур, далее мы будем ориентироваться именно на такую конструкцию.
Итак, искусственные заземлители могут быть из черной или оцинкованной стали, либо же медными, но это дорого. Они ни в коем случае не должны быть окрашены. Согласно ПУЭ-7, Раздел 1, Глава 1.7, их толщина и сечение определяется исходя из таблицы наименьших размеров заземлителей и заземляющих проводников, проложенных в земле:
| Материал | Профиль сечения | Диаметр, мм | Площадь поперечного сечения, мм2 | Толщина стенки, мм |
| Черная сталь | Круглый: | |||
| — для вертикальных заземлителей | 16 | — | — | |
| — для горизонтальных заземлителей | 10 | — | — | |
| Прямоугольный | — | 100 | 4 | |
| Угловой | — | 100 | 4 | |
| Трубный | 32 | — | 3,5 | |
| Оцинкованная сталь | Круглый: | |||
| — для вертикальных заземлителей | 12 | — | — | |
| — для горизонтальных заземлителей | 10 | — | — | |
| Прямоугольный | — | 75 | 3 | |
| Трубный | 25 | — | 2 | |
| Медь | Круглый | 12 | — | — |
| Прямоугольный | — | 50 | 2 | |
| Трубный | 20 | — | 2 | |
| Многопроволочный канат | 1,8 (для каждой проволоки) | 35 | — |
Итого, для сборки стандартной конструкции понадобится:
- металлические уголки из нержавеющей стали 50*50 мм длинной 2,1 м (3 шт.). В качестве альтернативы можно использовать стальную водопроводную трубу диаметром 32 мм и толщиной стенок 3,5 мм и более, либо же прямоугольный профиль с поперечным сечением 100 мм2;
- металлические полосы из прямоугольного профиля длинной 1,2 м, шириной 4 см и толщиной не менее 4 мм (3 шт.). Тут также можно использовать альтернативные варианты, ориентируясь на таблицу выше;
- металлическая полоса из нержавеющего прямоугольного профиля шириной 4 см, толщиной 4 мм и длинной от ближней вершины заземляющего треугольника до фундамента дома, желательно не более 3 м (1 шт.);
- болт M8 или M10;
- медный провод, например, ПВ-3, сечением не менее 6 мм2 (или не менее 10 мм2 для домов с большим количеством одновременно используемых мощных электроприборов). В качестве альтернативы можно использовать алюминиевый провод сечением 16 мм2 или стальной сечением не менее 75мм2. В готовых комплектах обычно используется омедненный провод сечением 14,9 мм2.
Расчет параметров для достижения требуемого сопротивления
Сопротивление заземляющей конструкции должно быть:
- не более 10 Ом в глинистом грунте;
- не более 30 Ом в садовой земле близкой к чернозему;
- не более 50 Ом в песчаном грунте;
- не более 150 Ом в глиняно-песчаной смеси.
Физические характеристики контура заземления сильно зависят не только от типа грунта, но и климатических особенностей местности, поэтому даже стандартная, достаточная в большинстве случаев конструкция всегда проверяется на практике. В зависимости от результатов в контур могут быть внесены изменения. Проверка физических свойств конструкции довольно проста:
- Соединяем все вертикальные и горизонтальные проводники, чтобы они плотно прилегали друг к другу.
- С помощью омметра (прибора для измерения сопротивления) замеряем показатели для собранного контура, обычно они находятся в диапазоне 4-8 Ом, т.е. в допустимых пределах для любого типа грунта – конструкция соответствует требованиям и готова к монтажу.
- Если результат измерений превышает допустимые значения, необходимо внести в конструкцию изменения, обычно достаточно добавить еще один или несколько проводников, использовать проводники с большей площадью поперечного сечения и т.д.
Зачем нужно заземлять газовый котел
Обязательный элемент устройства любого газового котла – металлический кожух, на поверхности которого образуются статические заряды при подключении прибора к сети. И если не позаботиться о «путях отхода» для электричества, в один неблагоприятный момент может выйти из строя вся электронная составляющая прибора или ее отдельные элементы – например, плата или система управления.
Чтобы этого не произошло, котел «подстраховывают» заземлением – проводником, который соединяет электроприбор с заземлителем, а последний – непосредственно с грунтом. У земли есть свойство «поглощать» электрический ток, поэтому ее среда и будет являться гарантией безопасности от выхода из строя оборудования при перепадах напряжения или замыканиях в сети.
Какой бы вид котла вы не выбрали – газовый, твердотопливный, электрический – правильный монтаж оборудования невозможен без обустройства заземлительного контура
Заземление необходимо, чтобы:
- Уменьшить взрывоопасность прибора – статическое электричество нередко становится причиной самовозгорания устройств, работающих от газа, да еще и под давлением.
- Исключить вероятность травматизма – металлический корпус иногда «пробивает», и при прикосновении человек может ощутить поражение током от легкого покалывания до мощного заряда с последующим летальным исходом.
- Предупредить поломку автоматики – платы газовых котлов чувствительны к перепадам напряжения, а их замена обойдется минимум в треть стоимости самого оборудования.
Кроме того, к работающему без заземления котлу будет масса вопросов от инспекторов газовой службы, которые могут вылиться в ощутимые штрафы и принудительное отключение прибора. Поэтому оборудовать заземлительный контур стоит в любом случае, ведь речь идет не только об экономических нюансах, а и вашей безопасности.
Как заземлить газовый агрегат?
Как правильно сделать заземление газового котла? Сперва следует учесть ряд важных нюансов:
- Для заземляющей металлоконструкции, устанавливаемой в грунт, подойдут: уголок, швеллер, профильная труба.
- Металлическая поверхность должна быть защищена от коррозии: оцинковкой, медным покрытием или антикоррозийной пастой.
- Площадь поперечного сечения провода, соединяющего нулевую фазу щитка с контуром заземления для газового котла, зависит от типа металла. Для меди оптимальным считается 1 см², для стали – 7,5 см², для алюминия – 16 см².
- Сопротивление заземлителя для песчаных грунтов не должно быть больше 50 Ом, для глинозема – до 10 Ом.
- Электроды должны изготавливаться из материала, который соответствует сопротивлению контура. Лучший вариант – двухдюймовые трубы или уголки длиной от 2 м и площадью поперечного сечения от 6 см².
- Шина должна выполняться только из стальной или медной полосы.
Соблюдение перечисленных условий избавит Вас от претензий со стороны проверяющих органов.
Простой расчет параметров контура
Проще всего произвести заземление газового котла опытным путем без применения сложных формул и расчетов. В этом случае работу выполняют по следующему алгоритму:
- за основу берут контур из трех стержней длиной по 3 м в форме равнобедренного треугольника;
- соединяют проводники;
- берут омметр, который замеряет сопротивление, и измеряют показания контура – оптимальным является значение 4 Ом;
- если результат существенно выше оптимального, то к контуру добавляют еще один элемент и снова измеряют сопротивление; продолжают добавлять до тех пор, пока значение не приблизится к идеальному или хотя бы максимально допустимому в 10 Ом.
При желании можно определить количество электродов с помощью формул, которые имеются в специализированной литературе. Но для оптимальной работы газового агрегата достаточно самого простого расчета параметров.
Монтаж заземления
Установка системы для заземления газового котла должна производиться не ближе 1 м и не далее 5 м от дома. Это место нельзя в дальнейшем использовать для пристроек, возделывания земли или других целей. Лучше обгородить участок бордюром и украсить его композицией из камня.
На выделенном участке сначала рисуют схему контура. В большинстве случаев она имеет форму равнобедренного треугольника, но при недостатке свободного места, может иметь вид квадрата, линии или многоугольника. Форма зависит от количества электродов и положения дома.
Для монтажа понадобятся следующие инструменты:
- сварочный аппарат;
- болгарка для нарезки и корректировки труб;
- дрель или перфоратор;
- лопата, кувалда или ямобур.
Теперь пошагово рассмотрим, как правильно выполнить монтаж и подключение контура:
- По линиям расчерченного макета выкапывают траншеи шириной 35-40 см, глубиной – 50-70 см. От самой ближней к дому вершины треугольника делают траншею до фундамента.
- При помощи кувалды или ямобура в вершинах треугольника забивают электроды – металлические стержни из труб и уголков длиной около 3 м. Вбить их необходимо так, чтобы они высовывались из земли на 15-20 см.
- Затем электроды соединяют между собой. Для этого по дну траншеи укладывают стальные полосы сечением 4,8-5 см². Соединяют конструкцию путем точечной сварки.
- Теперь к ближайшему к дому электроду приваривают металлическую полосу, которая выводится по траншее на место, где будет входить заземление в само здание. От земли эта полоса должна отходить не менее, чем на 50 см.
- Далее заводят систему в дом: делают отверстие перфоратором в стене, через него вводят медный провод, который фиксируется одной стороной к клемме на заземлительной шине, а другой – к металлической пластине на цоколе.
- Теперь газовый котел подключают к щитку через автомат с помощью трехжильного провода. Также рекомендовано подключить стабилизатор напряжения.
Перед тем как закопать конструкцию нужно проверить сопротивление расхождения тока по контуру. Если результат меньше допустимого показателя в 10 Ом, то можно закапывать. Если сопротивление больше контрольного значения, следует добавить еще электроды, пока показатель не достигнет нормы.
Распространенные причины, почему шумит газовый котел
Все о возможных неисправностях газового котла и способах их устранения здесь
Существует еще один верный метод проверки полученного заземления на работоспособность. Для этого потребуется лампочка в 100 Вт, вставленная в патрон с переноской. Один ее конец подключают к фазе 220 В, а другой соединяют с металлической полосой одной из сторон системы. Если лапа горит, как будто вставлена в розетку, то заземление работает. Если свет тусклый или мигающий – следует проверить стыки системы. Если лампочка не горит – нужно проверить всю конструкцию.
Способы заземления для настенного газового котла
Различают два способа заземления по типу устройства и особенностям его изготовления.
По типу устройства
К заземлению газового котла выдвигают особые требования, так как подключать заземляющую цепь нужно предельно внимательно и в соответствии со всеми нормами.
- Сопротивление заземления не выше 50 Ом для почв песчаной породы.
- 10 Ом для почв глинистой породы.
- Запрещается подключаться к трубам и стоякам.
- Находящийся в земле кабель, который ведет от электрощита к контуру, своей площадью сечения должен быть больше 10 мм 2 для меди, 16 мм 2 для алюминия, для стали – 75 мм 2 .
- Вертикальные металлоконструкции изготавливаются из профильной трубы, уголка, швеллера или же двутавра.
По особенностям изготовления
Такое подключение осуществляется с помощью специального готового комплекта или же с помощью подручных материалов.
Перед тем, как заняться заземлением котла, важно определиться с типом заземлителя. Такое оборудование напрямую контактирует с землей и является частью всей системы
Устройства бывают искусственными и естественными:
Естественные заземлители – это различные металлические сооружения, имеющие контакт с грунтом. Данный вид заземлителя обычно связывают с котлом несколькими проводниками (не менее двух). В качестве естественных заземлителей нельзя использовать трубопроводы с горячей жидкостью, канализационные системы.
Фото 1. Естественный заземлитель в виде небольшого металлического сооружения, вкопанного в грунт рядом с домом.
Искусственные заземлители – это внедренные в землю в вертикальном положении стальные трубы и уголковая сталь.
Готовые комплекты заземления для частного дома
Самостоятельный монтаж позволяет существенно снизить затраты на систему заземления. Однако готовые комплекты позволяют ускорить работы и повысить надежность контура. Можно выделить такие модели:
- ZandZ – контур с одним или несколькими электродами из нержавеющей стали. Допускаемое заглубление — до 10 м. Цена зависит от длины штырей. Средняя цена комплекта с пятиметровыми электродами — 23500 рублей.
- Galmar – имеет электроды длиной до 30 м. Средняя цена — 41000 рублей.
- Elmast. Эта система изготавливается в России и адаптирована к российским условиям эксплуатации. Цена – от 8000 рублей.
Как правильно заземлить газовый котел в частном доме
Расстояние от корпуса до места расположения контура должно быть не более 5 м. На каждые 3 м дополнительной длины сечение шины придется увеличивать на 10%. Кроме того, для сборки заземления необходимо выбирать влажное затененное место, максимально удаленное от общей «земли» домашней электросети и от точки установки молниеотвода.
Проектирование и подготовительные работы
Сам по себе процесс изготовления контура и подключения «земли» к газовому оборудованию не представляет особой сложности, так как все основные требования обычно изложены в сопроводительной документации и паспорте на газовый котел. Обычно на установку газового котла выполняется проект монтажа, в котором обязательно будет раздел по электрооборудованию и заземлению. Нужно лишь точно выполнить предписание по размерам контура и сечениям материалов, используемых для оборудования заземления газового котла.
Сборка и монтаж заземляющего контура
Если в силу каких-то причин нет возможности собрать полноценный заземляющий контур из стального уголка, то, как альтернативу, можно использовать комплект модульного заземления по типу Z 000 0-15. По сути, это длинный бур-штанга, который заворачивается в грунт на глубину до 2 м и обеспечивает эффективное и надежное заземление даже для высоконагруженных электрических генераторов. Можно установить в подвале дома, а шину подключения выполнить в виде медного провода сечением 15-25 мм2.
Классический вариант контура сваривают точечной сваркой из стальных уголков длиной не менее 200 см каждый. Все три уголка соединяют или обвязывают монтажной шиной сечением 75 мм, обычно это стандартная электрическая шина 40х4 мм, применяемая для изготовления земли для газовых и электрических котлов.
Схема контура
Для монтажа в грунт необходимо вырыть как минимум котлован или три траншеи в виде треугольника на глубину не менее метра. Далее садовым буром пробивают в вершинах углубления еще по 20-30 см. Расстояние между ними должно быть не менее 3 м.
Каждый кол срезают углом с внутренней стороны. Перед тем как забивать уголок, в углубление наливают воды и оставляют на пару часов для размягчения почвы. Кол нужно только забивать, можно кувалдой, можно ручным хоппером, но никаких вариантов с укладкой уголка в пробуренную скважину не допускается.
Нужно будет приварить резьбовую шпильку под контакт
Верхушки кольев обвязывают сваркой с горизонтальными перемычками. К ближайшему уголку подключают шину, идущую от газового котла, и фиксируют контакт металлической накладкой, ее тоже приваривают.
Как подключить заземление к газовому котлу
После того как контур был собран и сварен, нужно убедиться в том, что контакт между концом шины на корпусе газового котла и металлом кольев устойчивый и не исчезает даже при легком постукивании молотком по металлической обвязке. Стандартное заземление, сделанное для газового котла своими руками, не должно исчезать под давлением грунта, при его осадке и пучении, независимо от погоды и температуры воздуха.
Схема обвязки заземляющими перемычками
Клемму заземляющей шины крепят на несущую станину котла, ее, как правило, собирают из алюминиевого или оцинкованного профиля. Отдельно нужно будет прокинуть заземляющий кабель на корпус автоматики и на плату электроники. Для настенного газового котла нужно сделать своими руками заземление для всасывающего патрубка. Именно на нем в сухую ветреную погоду появляется потенциал статического электричества.
Тонкости устройства контура
Система заземления может быть естественной или искусственной. К первому варианту относятся конструкции из металла или железобетона, которые напрямую контактируют с грунтом. Это может быть фундамент здания, трубопровод или другие подземные коммуникации.
Но для газового котла естественное заземление предусматривает наличие минимум двух контактов с отдельными частями корпуса, причем трубы канализации, отопления и газопровод в этом случае исключены. Поэтому при монтаже чаще используется искусственная система, организацию которой мы и рассмотрим.
Какой материал выбрать для заземлителей?
Для искусственного заземления проводниками-электродами становятся стержни или трубы, которые соединяются между собой металлическими полосами. Они устанавливаются в толще грунта вертикально, чтобы обеспечить работу системы даже в зимнее время года, когда верхний слой земли промерзает.
Важное условие – металлические элементы не должны быть защищены от коррозии изолирующим материалом. Срок службы заземляющего контура во многом зависит от наличия антикоррозийной защиты на его электродах – дольше всего прослужат омедненные и нержавеющие элементы. В продаже можно найти и готовые комплекты для системы заземления, которые состоят из стальных стержней (обычно с медным покрытием) и специальными заостренными наконечниками для грунта различной плотности
В продаже можно найти и готовые комплекты для системы заземления, которые состоят из стальных стержней (обычно с медным покрытием) и специальными заостренными наконечниками для грунта различной плотности.
В набор также входит антикоррозийное средство для обработки системы перед монтажом и соединительные элементы — латунные муфты, зажимы. Основное преимущество такого решения – собрать контур можно без сварочных работ и длительной подготовки. Хотя контролирующие службы ратуют за готовые наборы для заземления, конструкцию посильно изготовить самостоятельно – нарушением это не будет, а обойдется в разы дешевле
Чтобы собрать систему из подручных материалов, следует учесть несколько важных нюансов:
- Металлоконструкции, предназначенные для установки в грунт, могут быть сделаны из профильной трубы, двутавра, швеллера, уголка.
- Металл заземлителя должен быть защищен от разрушения оцинковкой, омеднением или, на крайний случай, антикоррозийной пастой.
- Площадь поперечного сечения провода, соединяющего нулевую фазу щитка с заземлительным контуром, зависит от разновидности металла, из которого он изготовлен. Для меди оптимальное значение 1 см2, для стали — 7,5 см2, а для алюминия – 16 см2.
- Сопротивление заземлителя для песчаной земли не должно превышать 50 Ом, для глинистого грунта — максимум 10 Ом.
- Материалы для электродов должны выбираться и с учетом сопротивления контура. Оптимальный вариант — двухдюймовые трубы либо уголки длиной от 2 м и площадью поперечного сечения от 5 см2.
- Заземлительная шина выполняется из медной или стальной полосы (алюминий для данного случая использовать запрещено).
Соблюдение этих требований и правильно выполненный монтаж заземляющего контура поможет исключить претензии со стороны инспекторов газовой службы вне зависимости от того, использовали вы готовую модульную систему или собрали ее собственноручно.
Галерея изображенийФото из В устройстве погруженных в грунт контуров заземления используются стержни и полосы из всех видов металлических сплавов с высокой проводимостью. В приоритете стержни и полосы из нержавейки, а также из омедненной и оцинкованной сталиДля сокращения переходного электротехнического сопротивления в местах соединения наконечников со стержнями, вертикальных заземлителей и горизонтальных применяется графитовая токопроводящая смазкаВсе вертикальные заземлители должны быть связаны в единую систему горизонтальным заземлителем. Не нужно каждый из них подключать к заземляющей шинеС главной заземляющей шиной (ГЗШ) вся система заземления соединяется медным проводником. Все наружные части системы должны быть покрыты защитными составами, исключающими коррозиюКонтур заземления из нержавеющей сталиИспользование электропроводящей графитовой смазкиУстройство последовательной цепи заземленияЗаземляющая шина из луженой меди
Устройство заземления своими руками: поэтапная инструкция
Если Вы задаетесь вопросом: «как сделать заземление на даче?», то для выполнения данного процесса потребуется следующий инструмент:
- сварочный аппарат или инвертер для сварки металлопроката и вывода контура на фундамент здания;
- угловая шлифмашинка (болгарка) для разрезания металла на заданные куски;
- гаечные глючи для болтов с гайками М12 или М14;
- штыковая и подборная лопаты для рытья и закапывания траншей;
- кувалда для вбивания электродов в землю;
- перфоратор для разбивания камней, которые могут встречаться при рытье траншей.
Чтоб правильно и согласно нормативным требованиям выполнить контур заземления в частном доме нам потребуются следующие материалы:
- Уголок 50х50х5 — 9 м (3 отрезка по 3 метра).
- Сталь полосовая 40х4 (толщина металла 4 мм и ширина изделия 40 мм) — 12 м в случае вывода одной точки заземлителя на фундамент здания. Если же Вы хотите выполнить контур заземления по всему фундаменту к указанному количеству добавьте общий периметр здания и еще возьмите запас для подрезки.
- Болт М12 (М14) с 2 шайбами и 2-я гайками.
- Медный заземлитель. Может быть использована заземляющая жила 3-х жильного кабеля либо провод ПВ-3 с сечением 6–10 мм².
После того как все необходимые материалы и инструменты есть в наличии можно переходить непосредственно к монтажным работам, которые детально расписаны в следующих главах.
Выбор места для монтажа контура заземления
В большинстве случаев рекомендуется монтировать контур заземления на расстоянии в 1 м от фундамента здания в месте где оно будет скрыто от человеческого глаза и к которому будет сложно добраться как людям, так и животным.
Такие меры необходимы для того, что при повреждении изоляции в электропроводке потенциал будет идти на контур заземления и может возникнуть шаговое напряжение, которое может привести к электротравме.
Выполнение земляных работ
После того как было выбрано место, выполнена разметка (под треугольник со сторонами 3 м), определено место вывода полосы с болтами на фундамент здания можно приступать к земляным работам.
Для этого необходимо с помощью штыковой лопаты по периметру размеченного треугольника со сторонами по 3 м снять слой земли в 30–50 см. Это необходимо для того, чтоб в дальнейшем без особых трудностей к заземлителям приварить полосовой металл.
Также стоит дополнительно прокопать траншею такой же глубины для подвода полосы к зданию и выводу ее на фасад.
Забивание заземлителей
После подготовки траншеи можно приступать к монтажу электродов контура заземления. Для этого предварительно с помощью болгарки необходимо заточить края уголка 50х50х5 или круглой стали диаметром 16 (18) мм².
Далее выставить их в вершины полученного треугольника и с помощью кувалды забить в землю на глубину 3 м
Также важно чтоб верхние части заземлителей (электродов) находились на уровне выкопанной траншеи чтоб к ним можно было приварить полосу
Сварные работы
После того как электроды будут забиты на необходимую глубину с помощью стальной полосы 40х4 мм необходимо сварить между собой заземлители и вывести данную полосу на фундамент здания где будет подключен заземляющий проводник дома, дачи или коттеджа.
Там, где полоса будет выходить на фундамент на высоте 0.3–1 мот земли, необходимо приварить болт М12 (М14) к которому в дальнейшем будет подключено заземления дома.
Обратная засыпка
После выполнения всех сварных работ полученную траншею можно засыпать. Однако перед этим рекомендуется залить траншею соляным раствором в пропорции 2–3 пачки соли на ведро воды.
После полученную почву необходимо хорошо утрамбовать.
Проверка контура заземления
После выполнения всех монтажных работ возникает вопрос «как проверить заземление в частном доме?». Для этих целей конечно обычный мультиметр не подойдет, поскольку у него очень большая погрешность.
Для выполнения данного мероприятия подойдут приборы Ф4103-М1, Клещи Fluke 1630, 1620 ER и так далее.
Однако эти приборы очень дорогие, и если Вы выполняете заземление на даче своими руками, то для проверки контура Вам будет достаточно обычной лампочки на 150–200 Вт. Для данной проверки Вам необходимо один вывод патрона с лампочкой подключить к фазному проводу (обычно коричневого цвета) а второй — к контуру заземления.
Если лампочка будет ярко светить — все отлично и контур заземления полноценно функционирует, если же лампочка будет тускло светить или вообще не испускать световой поток — значит контур смонтирован неверно и нужно либо проверять сварные стыки или монтировать дополнительные электроды (что бывает при низкой электропроводимости почвы).
