Come realizzare un circuito di terra in una casa privata: calcolo e installazione del circuito

I problemi di messa a terra in una casa privata, i calcoli del circuito e l'installazione del sistema richiedono una soluzione obbligatoria per garantire la sicurezza della vita. La messa a terra svolge pienamente le sue funzioni solo se il circuito è scelto correttamente e tutte le norme e i requisiti sono rispettati. L'autoassemblaggio richiede la conoscenza dei principi di progettazione e delle regole di produzione.

Ho bisogno di una messa a terra in una casa privata

Quando si utilizzano apparecchi elettrici in casa, c'è sempre il rischio di danneggiare l'isolamento dei fili o di cortocircuitarli con la custodia. In questo caso, qualsiasi persona che tocchi la zona pericolosa provoca una scossa elettrica, che può finire tragicamente. La corrente tende sempre a terra e il corpo umano diventa un conduttore che collega il dispositivo danneggiato a terra.

Cosa fornisce la messa a terra? In effetti, questo è un sistema che fornisce il percorso più breve per la corrente elettrica. Secondo la legge della fisica, sceglie il conduttore con la minor resistenza elettrica e il circuito ha questa proprietà. Quasi tutta la corrente è diretta all'elettrodo di terra e quindi solo una piccola parte di essa passerà attraverso il corpo umano, che non può causare danni. Pertanto, il circuito di terra fornisce sicurezza elettrica. I documenti normativi (GOST, SNiP, PUE) indicano che qualsiasi edificio residenziale privato deve essere dotato di reti CA a una tensione superiore a 40 V e reti CA superiori a 100 V.

Oltre a garantire la sicurezza, il sistema di messa a terra aumenta l'affidabilità e la durata degli elettrodomestici. Garantisce il funzionamento stabile degli impianti, la protezione da sovratensioni e varie interferenze nella rete, riduce l'impatto delle fonti esterne di radiazione elettromagnetica.

La messa a terra non deve essere confusa con i parafulmini (parafulmini). Sebbene il principio del loro funzionamento sia simile, svolgono un compito diverso. Il lavoro di un parafulmine è di deviare una scarica di fulmine a terra quando colpisce una casa. In questo caso, sorge una potente carica elettrica, che non dovrebbe cadere nella rete interna, perché.può semplicemente fondere il filo o il cavo. Ecco perché la linea del parafulmine corre dai ricevitori sul tetto lungo il contorno esterno e non deve essere combinata con la linea interna di messa a terra. Il parafulmine e la messa a terra possono avere un circuito sotterraneo comune (se ha un margine), ma il cablaggio deve essere separato.

Schemi di messa a terra: quale è meglio fare

Il sistema di messa a terra di una casa privata dipende dal tipo di connessione di rete ad essa. Molto spesso, viene eseguito secondo il principio TN-C. Tale rete prevede un cavo a due fili o una linea aerea a due fili alla tensione di 220 V e un cavo a quattro fili o una linea a quattro fili a 380 V. In altre parole, la fase (L) e il filo combinato protettivo-neutro (PEN) è adatto per la casa. Nelle reti moderne e a tutti gli effetti, il conduttore PEN è diviso in fili separati: funzionante o zero (N) e protettivo (PE) e l'alimentazione viene effettuata rispettivamente da una linea a tre o cinque fili. Date queste opzioni, lo schema di messa a terra può essere di 2 varietà.

Sistema TN-CS

Prevede la divisione dell'ingresso PEN in conduttori paralleli. Per fare ciò, nell'armadio di ingresso, il conduttore PEN è suddiviso in 3 bus: N ("neutro"), PE ("massa") e un bus splitter in 4 connessioni. Inoltre, i conduttori N e PE non possono entrare in contatto tra loro. La sbarra PE è collegata al corpo dell'armadio e il conduttore N è montato su isolatori. L'anello di terra è collegato al bus splitter. Tra il conduttore N e l'elettrodo di terra è installato un ponticello con una sezione di almeno 10 mmq (per rame). In ulteriori cablaggi, "neutro" e "massa" non si intersecano.

Riferimento! È importante considerare che questo sistema è efficace solo quando si installa un RCD e un interruttore di tipo differenziale.

Sistema TT

In un tale circuito, non è necessario dividere i conduttori, perché. il neutro e il conduttore di terra sono già separati in una rete adeguata. Nell'armadio, viene semplicemente eseguito il collegamento corretto. Il circuito di terra è collegato al filo PE (nucleo).

La domanda su quale sistema di messa a terra sia migliore non ha una risposta chiara. Il circuito CT è più facile da installare e non richiede dispositivi di protezione aggiuntivi. Tuttavia, la stragrande maggioranza delle reti funziona secondo il principio TN-C, che impone l'uso dello schema TN-CS. Inoltre, nella vita di tutti i giorni vengono spesso utilizzati impianti elettrici con alimentazione a due fili. Quando si collega a terra il TA, la custodia di tali dispositivi viene eccitata se l'isolamento è danneggiato. In questo caso, la messa a terra TN-C-S è molto più affidabile.

Cos'è un anello di terra: definizione e dispositivo

L'anello di terra è un design speciale di materiali elettricamente conduttivi con bassa resistenza elettrica, che fornisce una scarica istantanea di corrente elettrica a terra. Si compone di 2 parti interconnesse: sistema interno ed esterno. Il loro affidabile collegamento avviene nel quadro elettrico di ingresso.

Il dispositivo del sottosistema esterno deve garantire il passaggio del segnale elettrico a terra con la sua distribuzione sull'area. Si basa su diversi elettrodi sepolti nel terreno e collegati tra loro in un circuito tramite piastre. Dalle piastre parte un bus di sezione sufficiente, che viene introdotto nel quadro elettrico, dove si collega al sottosistema interno. Ogni elettrodo è un perno di metallo sepolto (conficcato) a una certa profondità.

Il sottosistema interno è il cablaggio del circuito di terra in tutta la casa. I conduttori dello schermo vengono deviati verso prese, alle casse di potenti dispositivi elettrici, a linee metalliche (tubi). Conduttori separati sono combinati in un bus comune, che è collegato al bus del circuito esterno.

Il principio di funzionamento del circuito di terra è abbastanza semplice. La carica elettrica accumulata negli elementi metallici (involucri degli impianti, tubazioni, raccordi, ecc.) in caso di danneggiamento dell'isolamento dei conduttori della rete elettrica o indotta da fonti esterne, scorre lungo i fili del sottosistema interno, che hanno una bassa resistenza elettrica , al circuito del sottosistema esterno. Sugli elettrodi sepolti nel terreno, "scorre" nel terreno. A sua volta, la terra ha un'enorme capacità, che consente di "assorbire" liberamente tali perdite di elettricità.

Tipi di anelli di terra

Per "drenare" rapidamente la corrente nel terreno, il sottosistema esterno la ridistribuisce su più elettrodi disposti in un certo ordine per aumentare l'area di dissipazione. Esistono 2 tipi principali di connessione al circuito.

Triangolo - anello chiuso

Questo caso prevede l'uso di 3 pin collegati da strisce in un triangolo isoscele. La distanza tra gli elettrodi è selezionata secondo il seguente principio: la distanza minima è la lunghezza della parte sotterranea dell'elettrodo (profondità), la massima è 2 profondità. Ad esempio, per una profondità standard di 2,5 m, il lato del triangolo viene selezionato entro 2,5-5 m.

Lineare

Questa opzione è composta da più elettrodi disposti in linea oa semicerchio. Un contorno aperto viene utilizzato nei casi in cui l'area del sito non consente la formazione di una figura geometrica chiusa.La distanza tra i perni è selezionata entro 1-1,5 profondità. Lo svantaggio di questo metodo è un aumento del numero di elettrodi.

Questi tipi sono più spesso utilizzati per organizzare la messa a terra di una casa privata. In linea di principio, un anello chiuso può essere formato sotto forma di rettangolo, poligono o cerchio, ma saranno necessari più pin. Il principale vantaggio dei sistemi chiusi è la continuazione del pieno funzionamento quando si interrompe il legame tra gli elettrodi.

Importante! Il circuito lineare funziona secondo il principio di una ghirlanda e il danneggiamento del ponticello ne disattiva una certa sezione.

Regole e requisiti per l'anello di terra

Affinché il circuito di terra funzioni in modo efficace, deve rispettare alcune regole:

1. Il contorno esterno deve essere posizionato ad una distanza di almeno 1 me non superiore a 10 m dalla casa. La distanza ottimale è di 2-4 m dalla fondazione.
2. La profondità degli elettrodi è selezionata entro 2-3 M. Una parte del perno lungo 20-25 cm viene lasciata sulla superficie per il collegamento con una striscia.
3. Dallo scudo di ingresso al circuito viene posato un bus con una sezione trasversale di almeno 16 metri quadrati. mm.
4. Il collegamento degli elettrodi tra loro è fornito solo dalla saldatura. Nello schermo, il collegamento può essere effettuato con bulloni.
5. La resistenza totale del sistema non deve superare 4 ohm per 380V e 8 ohm per 220V.

L'anello di terra esterno si trova nel terreno, il che implica maggiori requisiti per la sua progettazione. Dovrebbe essere posizionato al di sotto del livello di congelamento del suolo, perché. il rigonfiamento del terreno spingerà fuori gli elettrodi. Durante il funzionamento, la corrosione non deve distruggere il metallo e aumentarne eccessivamente la resistenza elettrica. La forza delle aste dovrebbe consentire loro di essere spinti in un terreno solido.

Calcolo della messa a terra di una casa privata: formule ed esempi

I calcoli di messa a terra per una casa privata si basano sulle formule per calcolare la resistenza alla diffusione della corrente per gli elettrodi. Di seguito verranno mostrati degli esempi.

Resistenza al suolo

Con una sola asta si applica la formula:

dove ρ equiv è la resistività equivalente di un terreno monostrato (selezionato secondo la tabella 1 per un terreno specifico);

• L è la lunghezza dell'elettrodo (m);
• d è il diametro dell'elettrodo (m);
• T è la distanza dal centro dell'elettrodo alla superficie del terreno (m).

Tabella 1

Dimensioni e distanze dei dispersori

Il numero di elettrodi nel circuito può essere calcolato dalla formula, dove:

Rн - la resistenza totale massima consentita del circuito (per una rete di 127-220 V - 60 Ohm, per 380 V - 15 Ohm), Ψ - coefficiente climatico (determinato secondo la tabella 2).

Tavolo 2

Le dimensioni degli elettrodi sono selezionate tenendo conto delle condizioni e delle raccomandazioni reali:

• tubo - spessore minimo della parete 3 mm, diametro - in base alla presenza di materiale;
• barra d'acciaio - diametro non inferiore a 14 mm;
• angolo - spessore della parete 4 mm, dimensione - in base alla presenza di materiale;
• striscia per il collegamento di elettrodi - larghezza - non inferiore a 10 mm, spessore - superiore a 3 mm.

La profondità di penetrazione (la lunghezza degli elettrodi) è selezionata dalla condizione - almeno 15-20 cm sotto il livello di congelamento. La lunghezza minima è di 1,5 m La distanza tra i pin è di 1-2 lunghezze degli elettrodi e la distanza minima è di 2 m.

Sviluppiamo uno schema

I lavori per organizzare la messa a terra di una casa privata iniziano con lo sviluppo di un circuito ad anello di terra. Il più popolare è un sistema chiuso a forma di triangolo. Tre elettrodi costituiscono i suoi vertici e le barre rimanenti sono scavate nei suoi lati tra i vertici. Se l'area vicino alla casa non consente la costruzione di un tale circuito, gli elettrodi vengono installati in linea, a semicerchio o in una "onda". Va notato che l'efficienza della disposizione triangolare è molto più alta.

Materiali per il circuito di terra

L'anello di terra deve avere un'elevata resistenza meccanica, una bassa resistenza elettrica e la possibilità di un collegamento affidabile. Inoltre, il suo costo gioca un ruolo importante nella scelta del materiale.

Parametri e materiali dei perni

Gli elettrodi o i perni sono generalmente realizzati con un profilo in acciaio. Questo materiale attrae con la possibilità di approfondire le aste semplicemente inserendole. Allo stesso tempo, la sua resistenza elettrica soddisfa pienamente i requisiti con una sezione trasversale sufficiente. I perni possono essere realizzati con i seguenti materiali:

1. Sbarra. L'opzione più comune è un'asta con un diametro di 16-18 mm. Non è consigliabile utilizzare raccordi, perché. viene riscaldato, il che porta ad un aumento della resistività. Inoltre, la superficie ondulata porta a un uso irrazionale della sezione dell'asta.
2. Angolo. L'angolo più comunemente usato è di dimensioni 50x50 mm con uno spessore della parete di 4-5 mm. La parte inferiore è appuntita per facilitare l'intasamento.
3. Tubo con un diametro superiore a 50 mm con uno spessore della parete di 4-5 mm. I tubi a pareti spesse sono consigliati per terreni duri e regioni con frequenti siccità. I fori sono praticati nella parte inferiore di tale perno.Quando il terreno si asciuga, l'acqua salata viene versata nel tubo, aumentando la capacità di dispersione del terreno.

Cosa fare un legame metallico

Gli elettrodi piantati nel terreno sono interconnessi da un legame metallico. Può essere realizzato con i seguenti materiali:

1. Bus o filo di rame con una sezione di almeno 10 mm².
2. Nastro o filo di alluminio con una sezione trasversale di almeno 16 mm².
3. Nastro di acciaio con una sezione trasversale di almeno 48 mmq.

Il nastro di acciaio più comunemente usato è di dimensioni (25-30)x5 mm. Il suo principale vantaggio è la possibilità di una saldatura affidabile con elettrodi. Quando viene utilizzato un conduttore non ferroso come collegamento, i bulloni vengono saldati ai perni, su cui sono fissati i pneumatici.

Come eseguire da soli l'installazione del circuito di terra

L'installazione della messa a terra può essere eseguita manualmente. Tutti i passaggi saranno descritti di seguito.

Scegli un posto

Dovrebbe essere posizionato in quella parte del sito vicino alla casa dove una persona non va senza bisogno urgente e animali domestici. Il contorno si trova a non meno di 1 m dalla fondazione dell'edificio. È meglio se questo sito è recintato con una recinzione bassa. Tutti i punti di posizionamento degli elettrodi sono contrassegnati a terra. Di solito viene costruito un triangolo isoscele regolare.

Scavo

Una trincea profonda 0,5-0,6 m viene scavata lungo l'intera marcatura.

Assemblaggio della struttura

Innanzitutto, secondo lo schema, i perni vengono inseriti a una determinata profondità (di solito 2-2,5 m). Un legame metallico è saldato alle parti superiori delle aste. Una striscia viene saldata all'elettrodo estremo (la parte superiore del triangolo) e posizionata in una trincea che conduce alla casa.

Entrando in casa

Il bus del circuito viene introdotto nel quadro elettrico di ingresso. All'estremità viene praticato un foro per una connessione bullonata. Qui viene collegato il conduttore del cavo corrispondente. Con un sistema TN-C-S, il bus è collegato a un bus splitter.

Verifica e controllo

Il controllo viene effettuato misurando la resistenza elettrica dell'intero circuito. Non deve superare i valori standard

Viene spesso utilizzato un metodo di verifica semplice. Una lampada a incandescenza con una potenza di 100-150 W è collegata - un'estremità per fase, l'altra - a terra. Il suo chiaro splendore indica un'installazione di qualità. Con una combustione debole, è necessario controllare la qualità delle articolazioni. Se la lampada non si accende, l'assemblaggio non è stato eseguito correttamente.

Kit di messa a terra pronti per una casa privata

L'autoassemblaggio può ridurre significativamente il costo del sistema di messa a terra. Tuttavia, i kit già pronti consentono di accelerare il lavoro e aumentare l'affidabilità del circuito. Si possono distinguere i seguenti modelli:

1. ZandZ – circuito con uno o più elettrodi in acciaio inox. Penetrazione consentita - fino a 10 m Il prezzo dipende dalla lunghezza dei perni. Il prezzo medio di un set con elettrodi da cinque metri è di 23.500 rubli.
2. Galmar - ha elettrodi lunghi fino a 30 m Il prezzo medio è di 41.000 rubli.
3. Elmast. Questo sistema è prodotto in Russia e adattato alle condizioni operative russe. Prezzo - da 8000 rubli.

Importante! Ci sono molti modelli sul mercato russo, che ti permettono di fare la scelta migliore. La profondità di intasamento dei loro elettrodi varia da 5 a 40 M. La fascia di prezzo è 6000-28000 rubli.

Caratteristiche dei circuiti di messa a terra 220 V e 380 V

Gli schemi di messa a terra quando si accede a reti a 220 e 380 V presentano alcune differenze. Il contorno esterno di tali sistemi è assolutamente lo stesso. La differenza sta nel cablaggio e nell'ingresso in casa.Nel caso di una rete a 220 V viene introdotta una linea a due fili. Un nucleo è diviso in "neutro" e "terra" e l'altro è installato su isolatori.

Nel caso di una rete a 380 V, è spesso adatta una linea a quattro fili. Un filo è diviso in modo simile al caso precedente e altri 3 conduttori sono installati su isolatori e isolati l'uno dall'altro. I conduttori di fase e il "neutro" passano attraverso l'RCD e il difavtomat.

Errori comuni durante l'esecuzione dei lavori di installazione

Gli esperti notano che durante l'autoassemblaggio vengono spesso commessi i seguenti errori:

1. Un tentativo di proteggere gli elettrodi dalla corrosione mediante verniciatura. Questo metodo è inaccettabile, perché. impedisce il flusso a terra.
2. Collegamento di una connessione metallica in acciaio con perni con bulloni. La corrosione interrompe rapidamente il contatto tra gli elementi.
3. Rimozione eccessiva del circuito dalla casa, che aumenta notevolmente la resistenza del sistema.
4. Applicazione di profilo troppo sottile per elettrodi. Dopo un breve periodo di tempo, la corrosione provoca un forte aumento della resistenza del metallo.
5. Contatto di conduttori in rame e alluminio. In questo caso, la connessione si deteriora a causa della corrosione da contatto.

Se si riscontrano carenze nella progettazione, dovrebbero essere eliminate immediatamente. Un eccessivo aumento della resistenza elettrica o una violazione della continuità del circuito interrompe il funzionamento della terra. Il circuito non sarà in grado di garantire la sicurezza.

Per una casa privata è necessario un circuito di terra. Questo progetto garantirà la sicurezza elettrica dei residenti ed eliminerà tragici incidenti. Tuttavia, va ricordato che l'efficacia della messa a terra dipende dai calcoli corretti, dalla scelta del circuito e dall'installazione.Se c'è un dubbio sulle proprie capacità, allora è meglio usare un kit già pronto.

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