Como fazer um loop de terra em uma casa particular - cálculo e instalação do circuito

Problemas de aterramento em uma casa particular, cálculos de circuitos e instalação do sistema exigem uma solução obrigatória para garantir a segurança da vida. O aterramento desempenhará plenamente suas funções somente se o circuito for escolhido corretamente e todas as normas e requisitos forem observados. A automontagem requer conhecimento dos princípios de design e regras de fabricação.

Preciso de aterramento em uma casa particular

Ao usar qualquer aparelho elétrico em casa, há sempre o risco de danificar o isolamento dos fios ou de curto-los com o gabinete. Nesse caso, qualquer pessoa que toque na zona de perigo leva a um choque elétrico, que pode terminar tragicamente. A corrente sempre tende para o solo, e o corpo humano se torna um condutor que conecta o dispositivo danificado ao solo.

O que o aterramento oferece? Na verdade, este é um sistema que fornece o caminho mais curto para a corrente elétrica. De acordo com a lei da física, ele escolhe o condutor com a menor resistência elétrica, e o circuito tem essa propriedade. Quase toda a corrente é direcionada para o eletrodo de aterramento e, portanto, apenas uma pequena parte dela passará pelo corpo humano, o que não pode causar danos. Assim, o loop de terra fornece segurança elétrica. Documentos regulamentares (GOSTs, SNiP, PUE) indicam que qualquer edifício residencial privado deve ser equipado com redes CA com tensão acima de 40 V e redes CA acima de 100 V.

Além de garantir a segurança, o sistema de aterramento aumenta a confiabilidade e durabilidade dos eletrodomésticos. Garante o funcionamento estável das instalações, proteção contra sobretensões e diversas interferências na rede, reduz o impacto de fontes externas de radiação eletromagnética.

O aterramento não deve ser confundido com para-raios (para-raios). Embora o princípio de seu funcionamento seja semelhante, eles realizam uma tarefa diferente. O trabalho de um pára-raios é desviar uma descarga de raio para o solo quando atinge uma casa. Nesse caso, surge uma poderosa carga elétrica, que não deve cair na rede interna, porque.pode simplesmente derreter o fio ou cabo. É por isso que a linha do pára-raios corre dos receptores no telhado ao longo do contorno externo e não deve ser combinada com a linha interna de aterramento. O pára-raios e o aterramento podem ter um circuito subterrâneo comum (se tiver margem), mas a fiação deve ser separada.

Esquemas de aterramento: qual é melhor fazer

O sistema de aterramento de uma casa particular depende do tipo de conexão de rede a ela. Na maioria das vezes, é realizado de acordo com o princípio TN-C. Tal rede é fornecida com um cabo de dois fios ou uma linha aérea de dois fios a uma tensão de 220 V e um cabo de quatro fios ou uma linha de quatro fios a 380 V. Em outras palavras, a fase (L) e os fios neutros de proteção combinados (PEN) são adequados para a casa. Em redes modernas e completas, o condutor PEN é dividido em fios separados - de trabalho ou zero (N) e de proteção (PE), e o fornecimento é realizado por uma linha de três ou cinco fios, respectivamente. Dadas essas opções, o esquema de aterramento pode ser de 2 variedades.

Sistema TN-C-S

Prevê a divisão da entrada PEN em condutores paralelos. Para isso, no gabinete de entrada, o condutor PEN é dividido em 3 barramentos: N (“neutro”), PE (“terra”) e um barramento divisor em 4 conexões. Além disso, os condutores N e PE não podem entrar em contato um com o outro. O barramento PE é conectado ao corpo do gabinete e o condutor N é montado em isoladores. O loop de terra é conectado ao barramento do divisor. Um jumper com seção transversal de pelo menos 10 mm2 (para cobre) é instalado entre o condutor N e o eletrodo de aterramento. Na fiação adicional, "neutro" e "terra" não se cruzam.

Referência! É importante considerar que este sistema só é eficaz na instalação de um RCD e um disjuntor do tipo diferencial.

sistema TT

Em tal circuito, não é necessário dividir os condutores, porque. o neutro e o condutor de terra já estão separados em uma rede adequada. No gabinete, a conexão correta é feita simplesmente. O loop de aterramento é conectado ao fio PE (núcleo).

A questão de qual sistema de aterramento é melhor não tem uma resposta clara. O circuito CT é mais fácil de instalar e não requer dispositivos de proteção adicionais. No entanto, a grande maioria das redes opera no princípio TN-C, o que obriga o uso do esquema TN-C-S. Além disso, as instalações elétricas com alimentação de dois fios são frequentemente usadas na vida cotidiana. Ao aterrar o TC, a caixa de tais dispositivos é energizada se o isolamento estiver danificado. Neste caso, o aterramento TN-C-S é muito mais confiável.

O que é um loop de terra: definição e dispositivo

O loop de aterramento é um projeto especial de materiais eletricamente condutores com baixa resistência elétrica, proporcionando uma descarga instantânea de corrente elétrica para o solo. Consiste em 2 partes interconectadas - sistema interno e externo. Sua conexão confiável é realizada no painel elétrico de entrada.

O dispositivo do subsistema externo deve garantir a transição do sinal elétrico para o solo com sua distribuição pela área. Ele é baseado em vários eletrodos enterrados no solo e conectados entre si em um circuito usando placas. Um barramento de seção transversal suficiente parte das placas, que é introduzido no painel elétrico, onde é conectado ao subsistema interno. Cada eletrodo é um pino de metal enterrado (cravado) a uma certa profundidade.

O subsistema interno é a fiação do circuito de aterramento em toda a casa. Os condutores da blindagem são desviados para tomadas, para caixas de aparelhos elétricos potentes, para linhas metálicas (tubos). Condutores separados são combinados em um barramento comum, que é conectado ao barramento do circuito externo.

O princípio de operação do loop de terra é bastante simples. A carga elétrica acumulada em elementos metálicos (carcaças de plantas, tubulações, conexões, etc.) , ao circuito do subsistema externo. Nos eletrodos enterrados no solo, ele "flui" para o solo. Por sua vez, a terra tem uma enorme capacidade, o que permite "absorver" livremente esses vazamentos de eletricidade.

Tipos de loops de terra

Para "drenar" rapidamente a corrente para o solo, o subsistema externo a redistribui para vários eletrodos dispostos em uma determinada ordem para aumentar a área de dissipação. Existem 2 tipos principais de conexão ao circuito.

Triângulo - circuito fechado

Este caso envolve o uso de 3 pinos conectados por listras em um triângulo isósceles. A distância entre os eletrodos é selecionada de acordo com o seguinte princípio: a distância mínima é o comprimento da parte subterrânea do eletrodo (profundidade), a máxima é de 2 profundidades. Por exemplo, para uma profundidade padrão de 2,5 m, o lado do triângulo é selecionado dentro de 2,5-5 m.

Linear

Esta opção é composta por vários eletrodos dispostos em linha ou em semicírculo. Um contorno aberto é usado nos casos em que a área do site não permite a formação de uma figura geométrica fechada.A distância entre os pinos é selecionada dentro de 1-1,5 profundidade. A desvantagem deste método é um aumento no número de eletrodos.

Esses tipos são mais usados ​​para organizar o aterramento de uma casa particular. Em princípio, um loop fechado pode ser formado na forma de um retângulo, polígono ou círculo, mas serão necessários mais pinos. A principal vantagem dos sistemas fechados é a continuação da operação completa quando a ligação entre os eletrodos é quebrada.

Importante! O circuito linear funciona no princípio de uma guirlanda e danos ao jumper desativa uma certa seção dele.

Regras e requisitos para o loop de terra

Para que o loop de terra funcione de forma eficaz, ele deve cumprir certas regras:

1. O contorno externo deve estar localizado a uma distância de pelo menos 1 m e não mais de 10 m da casa. A distância ideal é de 2-4 m da fundação.
2. A profundidade dos eletrodos é selecionada dentro de 2-3 M. Uma parte do pino de 20-25 cm de comprimento é deixada na superfície para conexão com uma tira.
3. Da blindagem de entrada ao circuito, é colocado um barramento com uma seção transversal de pelo menos 16 metros quadrados. milímetros.
4. A ligação dos eletrodos entre si é fornecida apenas por soldagem. Na blindagem, a conexão pode ser feita com parafusos.
5. A resistência total do sistema não deve exceder 4 ohms para 380V e 8 ohms para 220V.

O loop de aterramento externo está localizado no solo, o que implica em maiores requisitos para seu projeto. Deve estar localizado abaixo do nível de congelamento do solo, porque. o inchaço do solo empurrará os eletrodos para fora. Durante a operação, a corrosão não deve destruir o metal e aumentar excessivamente sua resistência elétrica. A força das hastes deve permitir que sejam conduzidas em terra firme.

Cálculo de aterramento para uma casa particular: fórmulas e exemplos

Os cálculos de aterramento para uma casa particular são baseados nas fórmulas para calcular a resistência ao espalhamento de corrente para eletrodos. Exemplos serão mostrados abaixo.

Resistência de aterramento

Com uma única haste, a fórmula é aplicada:

onde ρ equiv é a resistividade equivalente de um solo de camada única (selecionado de acordo com a Tabela 1 para um solo específico);

• L é o comprimento do eletrodo (m);
• d é o diâmetro do eletrodo (m);
• T é a distância do meio do eletrodo até a superfície do solo (m).

tabela 1

Dimensões e distâncias para eletrodos de aterramento

O número de eletrodos no circuito pode ser calculado pela fórmula, onde:

Rн - a resistência total máxima permitida do circuito (para uma rede de 127-220 V - 60 Ohm, para 380 V - 15 Ohm), Ψ - coeficiente climático (determinado de acordo com a tabela 2).

mesa 2

As dimensões dos eletrodos são selecionadas levando em consideração as condições reais e recomendações:

• tubo - espessura mínima de parede 3 mm, diâmetro - de acordo com a presença do material;
• barra de aço - diâmetro não inferior a 14 mm;
• canto - espessura da parede 4 mm, tamanho - de acordo com a presença do material;
• tira para ligar eletrodos - largura - não inferior a 10 mm, espessura - superior a 3 mm.

A profundidade de penetração (o comprimento dos eletrodos) é selecionada a partir da condição - pelo menos 15 a 20 cm abaixo do nível de congelamento. O comprimento mínimo é de 1,5 m. O espaçamento dos pinos é de 1-2 comprimentos de eletrodo e a distância mínima é de 2 m.

Desenvolvemos um esquema

O trabalho para organizar o aterramento de uma casa particular começa com o desenvolvimento de um circuito de loop de terra. O mais popular é um sistema fechado na forma de um triângulo. Três eletrodos compõem seus vértices, e as hastes restantes são cavadas em seus lados entre os vértices. Se a área perto da casa não permitir a construção de tal circuito, os eletrodos serão instalados em uma linha, em um semicírculo ou em uma “onda”. Deve-se notar que a eficiência do arranjo triangular é muito maior.

Materiais para o loop de terra

A malha de aterramento deve ter alta resistência mecânica, baixa resistência elétrica e possibilidade de conexão confiável. Além disso, um papel importante na escolha do material é desempenhado pelo seu custo.

Parâmetros e materiais dos pinos

Os eletrodos ou pinos são geralmente feitos de um perfil de aço. Este material atrai com a possibilidade de aprofundar as hastes simplesmente introduzindo-as. Ao mesmo tempo, sua resistência elétrica atende plenamente aos requisitos com uma seção transversal suficiente. Os pinos podem ser feitos dos seguintes materiais:

1. Bar. A opção mais comum é uma haste com diâmetro de 16 a 18 mm. Não é recomendado o uso de acessórios, porque. é aquecido, o que leva a um aumento na resistividade. Além disso, a superfície ondulada leva ao uso irracional da seção da haste.
2. Canto. O canto mais comumente usado é de 50x50 mm com uma espessura de parede de 4-5 mm. A parte inferior é pontiaguda para facilitar o entupimento.
3. Tubo com diâmetro superior a 50 mm com espessura de parede de 4-5 mm. Tubos de paredes grossas são recomendados para terrenos duros e regiões com secas frequentes. Os furos são perfurados na parte inferior desse pino.Quando o solo seca, a água salgada é despejada no tubo, o que aumenta a capacidade de dispersão do solo.

O que fazer uma ligação metálica

Os eletrodos martelados no solo são interconectados por uma ligação metálica. Pode ser feito dos seguintes materiais:

1. Barramento ou fio de cobre com seção transversal de pelo menos 10 mm².
2. Tira ou fio de alumínio com seção transversal de pelo menos 16 mm².
3. Tira de aço com seção transversal de pelo menos 48 mm quadrados.

A tira de aço mais comumente usada é (25-30) x 5 mm de tamanho. Sua principal vantagem é a possibilidade de soldagem confiável com eletrodos. Quando um condutor não ferroso é usado como conexão, os parafusos são soldados aos pinos, nos quais os pneus são fixados.

Como fazer a instalação do loop de terra você mesmo

A instalação do aterramento pode ser feita manualmente. Todas as etapas serão descritas a seguir.

Escolha um lugar

Deve estar localizado na parte do local perto da casa onde uma pessoa não vai sem necessidade urgente e animais de estimação. O contorno está localizado a menos de 1 m da fundação do edifício. É melhor que este local seja cercado com uma cerca baixa. Todos os pontos de localização dos eletrodos estão marcados no solo. Normalmente, um triângulo isósceles regular é construído.

Escavação

Uma vala de 0,5-0,6 m de profundidade é cavada ao longo de toda a marcação.

Montando a estrutura

Primeiro, de acordo com o esquema, os pinos são inseridos em uma determinada profundidade (geralmente 2-2,5 m). Uma ligação metálica é soldada aos topos das hastes. Uma tira é soldada ao eletrodo extremo (o topo do triângulo) e colocada em uma vala que leva à casa.

Entrando na casa

O barramento do circuito é introduzido no painel elétrico de entrada. Um furo é perfurado no final para uma conexão aparafusada. O núcleo do cabo correspondente é conectado aqui. Com um sistema TN-C-S, o barramento é conectado a um barramento divisor.

Verifique e controle

O controle é realizado medindo a resistência elétrica de todo o circuito. Não deve exceder os valores padrão

Um método de verificação simples é frequentemente usado. Uma lâmpada incandescente com potência de 100-150 W é conectada - uma extremidade por fase, a outra - ao terra. Seu brilho claro indica uma instalação de qualidade. Com a queima fraca, é necessário verificar a qualidade das juntas. Se a lâmpada não acender, a montagem não foi realizada corretamente.

Kits de aterramento prontos para uma casa particular

A automontagem pode reduzir significativamente o custo do sistema de aterramento. No entanto, kits prontos permitem acelerar o trabalho e aumentar a confiabilidade do circuito. Os seguintes modelos podem ser distinguidos:

1. ZandZ – circuito com um ou mais eletrodos de aço inoxidável. Penetração permitida - até 10 M. O preço depende do comprimento dos pinos. O preço médio de um conjunto com eletrodos de cinco metros é de 23.500 rublos.
2. Galmar - possui eletrodos de até 30 m de comprimento, o preço médio é de 41.000 rublos.
3. Elmast. Este sistema é fabricado na Rússia e adaptado às condições operacionais russas. Preço - a partir de 8000 rublos.

Importante! Existem muitos modelos no mercado russo, o que permite que você faça a melhor escolha. A profundidade do entupimento de seus eletrodos varia de 5 a 40 M. A faixa de preço é de 6.000 a 28.000 rublos.

Características dos circuitos de aterramento 220 V e 380 V

Os esquemas de aterramento ao entrar em redes de 220 e 380 V apresentam algumas diferenças. O contorno externo de tais sistemas é absolutamente o mesmo. A diferença está no cabeamento e na entrada da casa.No caso de uma rede de 220 V, é introduzida uma linha de dois fios. Um núcleo é dividido em "neutro" e "terra" e o outro é instalado em isoladores.

No caso de uma rede de 380 V, uma linha de quatro fios é mais adequada. Um fio é dividido de forma semelhante ao caso anterior, e outros 3 condutores são instalados em isoladores e isolados um do outro. Condutores de fase e "neutro" são passados ​​pelo RCD e difavtomat.

Erros comuns ao realizar o trabalho de instalação

Os especialistas observam que, durante a automontagem, os seguintes erros são cometidos com mais frequência:

1. Uma tentativa de proteger os eletrodos da corrosão pintando. Este método é inaceitável, porque. impede o escoamento para o solo.
2. Conexão de uma conexão de metal de aço com pinos com parafusos. A corrosão quebra rapidamente o contato entre os elementos.
3. Remoção excessiva do circuito da casa, o que aumenta significativamente a resistência do sistema.
4. Aplicação de perfil muito fino para eletrodos. Após um curto período de tempo, a corrosão causa um aumento acentuado na resistência do metal.
5. Contato de condutores de cobre e alumínio. Neste caso, a conexão se deteriora devido à corrosão de contato.

Se forem encontradas deficiências no projeto, elas devem ser eliminadas imediatamente. Um aumento excessivo na resistência elétrica ou uma violação da continuidade do circuito interrompe a operação do solo. O circuito não poderá garantir a segurança.

Um loop de terra é necessário para uma casa particular. Este projeto garantirá a segurança elétrica dos moradores e eliminará acidentes trágicos. No entanto, deve-se lembrar que a eficácia do aterramento depende dos cálculos corretos, da escolha do circuito e da instalação.Se houver dúvida nas próprias habilidades, é melhor usar um kit pronto.

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