Электрика · то, что делают до техники
Заземление — единственный расчёт на стройке, который надо сделать раньше всех остальных: контур закладывают в траншею при земляных работах, и переделка после отмостки, дорожек и газона стоит дороже самого заземления. При этом бытовые калькуляторы делят сопротивление одного электрода на их число и ошибаются вдвое: электроды, стоящие рядом, экранируют друг друга. Сажень считает взаимное влияние по геометрии расстановки, показывает, какое требование к вам применимо и почему, и рисует план с разрезом — с той самой границей промерзания, из-за которой контуры чаще всего и переделывают.
Прикидка · бесплатно, без регистрации
Значения подставлены типовые — поправьте под свой случай и пересчитайте.
Расчёт подбирает конструкцию так, чтобы измерение имело шанс пройти, но приёмка — это протокол измерения сопротивления, а не расчёт. Удельное сопротивление грунта на соседних участках отличается в разы, и взятые 100 Ом·м — оценка по типу грунта, а не измерение вашего.
Шаг между электродами 3 м при длине 3 м. Ставить чаще бессмысленно: электроды начинают экранировать друг друга сильнее, чем добавляют проводимости, — коэффициент использования падает быстрее, чем растёт их число.
Соединительная полоса в проводимость не засчитана. Она лежит в слое, который промерзает и пересыхает, и её вклад гуляет в разы от сезона к сезону. Засчитать его значило бы занизить число электродов ровно к тому моменту, когда заземление нужнее всего.
Полоса и верх электродов заложены на 0,7 м, а промерзает грунт на 1,4 м. Всё, что выше границы промерзания, зимой работает вполсилы — а норма должна выполняться в любое время года (ПУЭ п. 1.7.101). Копайте траншею ниже промерзания либо закладывайте запас по числу электродов.
Соединения в грунте — только сварка. Болтовое соединение под землёй за несколько лет уходит в коррозию, сопротивление растёт незаметно, и обнаруживается это на следующем измерении или на аварии. Оцинкованную полосу в месте сварки покрывают битумом.
Список закупки по этой прикидке
| Материал | Кол-во | Ед. |
|---|---|---|
| Уголок или стержень стальной, 3 м | 3 | шт |
| Полоса стальная оцинкованная 40 × 4 мм | 16 | м |
| Электроды сварочные для соединений в грунте | 2 | кг |
| Мастика битумная на сварные швы | 1 | компл |
| Зажим переходной полоса — проводник, нержавеющий | 1 | шт |
| Колодец ревизионный на контрольное соединение | 1 | шт |
Количества — по прикидке. Марки, классы и артикулы попадают в спецификацию полного проекта.
Понадобится вход — расчёт кладётся в ваш объект, а не в браузер.
Треугольник, ряд или замкнутый контур — с шагом размерной линией, по которой размечают колышками. На разрезе глубина траншеи, длина электрода и граница промерзания: всё, что выше неё, зимой работает вполсилы, и на листе это видно сразу.
Требуемое значение и пункт, из которого оно взято. Расчётное — с коэффициентом использования, то есть с учётом того, что электроды мешают друг другу. Отдельно показано, сколько даёт один электрод: разделить это число на их количество нельзя, и здесь видно почему.
Электроды или модульные стержни с муфтами, полоса связи метрами с запасом, сварочные электроды, битум на швы, переходной зажим и ревизионный колодец. Без колодца измерение через год превращается в раскопки.
Почему обычного калькулятора мало
Возьмите суглинок и три трёхметровых электрода в треугольнике — самую частую конструкцию частного дома. С сезонным коэффициентом расчётный грунт выходит 140 Ом·м, и один электрод в нём даёт 46,7 Ом. Кажется, что три таких дадут 15,6, — и бытовые калькуляторы так и считают. На деле получается 20,5: поле каждого электрода поднимает потенциал соседей, и группа теряет на этом взаимном экранировании. Отношение и называют коэффициентом использования; здесь он 0,76, а у восьми электродов по контуру с тем же шагом — уже 0,59. Ошибка всегда в опасную сторону: расчёт обещает норму, измерение её не подтверждает, и переделывать приходится по готовому благоустройству. Сажень считает это влияние по геометрии расстановки — по расстоянию от каждого электрода до каждого, — а не берёт коэффициент из таблицы, которую нельзя сверить.
| ПУЭ, 7-е изд., п. 1.7.103 | Заземляющие устройства электроустановок до 1 кВ сопротивление растеканию каждого повторного заземления PEN-проводника при линейном напряжении 380 В — не более 30 Ом; это и есть норма для дома по TN-C-S. Тот же пункт разрешает увеличивать её в 0,01·ρ раз при удельном сопротивлении земли выше 100 Ом·м, но не более чем десятикратно |
| ПУЭ, 7-е изд., п. 1.7.59 | Защитные меры в системе TT R·I ≤ 50 В, где I — ток срабатывания защиты; для УЗО это его номинальный отключающий дифференциальный ток, и норма для TT считается именно так, а не берётся числом |
| ПУЭ, 7-е изд., п. 1.7.101 | Требование к заземляющим устройствам сопротивление должно выполняться «в любое время года» — отсюда сезонный коэффициент и отсюда же требование класть полосу ниже границы промерзания |
| ПУЭ, 7-е изд., табл. 1.7.4 | Наименьшие размеры заземлителей и заземляющих проводников в земле для чёрной стали прямоугольного профиля 100 мм² при толщине от 4 мм, для оцинкованной 75 мм² при толщине от 3 мм — отсюда типовая полоса 40 × 4, которая проходит по обоим |
| СП 131.13330.2020 | Строительная климатология глубина промерзания по району — та отметка, ниже которой имеет смысл класть полосу и заводить верх электродов |
Каждая величина в расчёте имеет прослеживаемый источник. Инженерия считается кодом по таблицам, а не языковой моделью.
Порядок работ на участке жёсткий, и заземление в нём стоит раньше, чем кажется. Контур попадает в траншею вместе с вводом, до отмостки, до дорожек, до газона и до посадок. Всё, что делается после, переделывать дороже, чем сам контур.
И это единственная часть электрики, которую нельзя доделать потом без разрушения уже сделанного. Розетку можно перенести, автомат поменять, кабель протянуть заново. Контур — только раскопать.
Удельное сопротивление грунта — самая шаткая цифра во всём расчёте. Таблица по типу грунта даёт порядок: торф около двадцати ом на метр, суглинок около сотни, песок от пятисот. Внутри одного типа разброс в разы, и зависит он от влажности, а влажность — от уровня грунтовых вод и от времени года.
Отсюда две вещи. Первая: сезонный коэффициент — не перестраховка, а требование нормы, которая говорит «в любое время года». Вторая: измерение удельного сопротивления перед земляными работами стоит несопоставимо дешевле, чем переделка контура после благоустройства.
Расчёт подбирает конструкцию так, чтобы измерение имело шанс пройти. Пройдёт оно или нет — покажет прибор.
Это не оговорка в мелком шрифте, а устройство самой задачи. Проверить заземление можно только измерением, и протокол измерения — обязательный документ, а не бумажка для галочки. Расчёт нужен затем, чтобы копать один раз и чтобы, если прибор показал не то, было понятно, что делать: добавить электрод, углубить, разнести дальше.
Документ
Чертёж, спецификация с метражом и обоснование по каждому решению — одним PDF за 1 890 ₽. Первый полный проект — за счёт заведения.
Посчитать и забратьОбычный делит сопротивление одного электрода на их число, иногда домножая на коэффициент из таблицы для пяти, десяти и двадцати электродов. Здесь взаимное влияние считается по геометрии: по расстоянию от каждого электрода до каждого. Поэтому работают любые числа — в том числе тройка в треугольнике, которой в справочных таблицах просто нет, а это самая частая конструкция частного дома.
Он выводится. Ток через каждый электрод создаёт поле, которое поднимает потенциал соседей; сложив собственный вклад электрода и вклады остальных, получаем сопротивление группы, а отношение к одиночному и есть коэффициент. Вывод сверен с опубликованными табличными значениями: расхождение в пределах шести процентов на всём диапазоне, а где оно есть — в основном в запас. Сверка зафиксирована тестом, а не обещанием.
На нормальном грунте треугольник из трёх трёхметровых электродов набирает тридцать ом с запасом, и это самое дешёвое решение по материалу. Глубинный модульный дороже стержнями, но не требует траншеи, занимает меньше квадратного метра и почти не зависит от сезона: промерзающий верхний метр — это несколько процентов его длины. На плохом грунте выбора обычно нет: нужен либо контур из многих электродов, либо глубинный в водоносный слой.
Если PEN приходит от сети и делится в щите — 30 Ом по ПУЭ п. 1.7.103, а на грунте хуже 100 Ом·м тот же пункт разрешает увеличить норму в 0,01·ρ раз, до десятикратного: на песке 500 Ом·м это уже 150 Ом. Если система TT, норма считается по п. 1.7.59 от тока вводного УЗО, и формально при ста миллиамперах хватает пятисот ом. Формально. На таком заземлителе не работает ничего, кроме самого УЗО, поэтому расчёт про это предупреждает и советует запас. Если к дому идёт молниезащита — требование ужесточается до десяти ом, и заземлитель делается общий. Десять — это проектная практика, а не цитата: действующий СО 153-34.21.122-2003 сопротивление вообще не нормирует, а прежний РД 34.21.122-87 давал для жилого дома двадцать, да и то импульсных. Десять взяты в запас.
По нему размечают и копают: план даёт расстановку с шагом, разрез — глубину траншеи и длину электродов, ведомость — что купить. Но приёмка заземления — это протокол измерения сопротивления, и его делают после монтажа, до засыпки. Оставьте ревизионный колодец на контрольном соединении: следующее измерение через несколько лет тогда не потребует лопаты.