Uzemnění v suterénu soukromého domu – je to možné?

Elektřina je nebezpečná látka, která při nesprávném zacházení může způsobit mnoho problémů. Pokud například dojde ke zkratu elektrického zařízení a vy se ho dotknete, projde vaším tělem náboj proudu, který může zabít.

Aby se minimalizovalo riziko úrazu elektrickým proudem, stejně jako pro ochranu elektronických zařízení před přetížením, jsou elektrické sítě uzemněny, čímž vzniká obvod, ve kterém přebytečná energie jde přímo do země. To je přesně důvod, proč je nutné uzemnění v soukromém domě, venkovském domě nebo na jakémkoli jiném místě, kde se používá elektřina. Níže je schéma, jak správně vytvořit zemnící smyčku.

Proč je nutné uzemnění?

Když dojde ke zkratu, teplota vodiče prudce stoupne, což způsobí roztavení izolace i samotných vodivých pramenů. Pokud se v okamžiku zkratu dotknete drátů, tělem proteče proud, což může být smrtelné. To se děje proto, že proud má vždy tendenci jít cestou nejmenšího odporu – tedy do země.

Uzemnění je cesta, která směřuje elektřinu přímo do země, kde nemůže nikomu ublížit. Proud vždy volí cestu s minimálním odporem a zemní smyčka má přesně tuto vlastnost. Když dojde k úniku energie, přebytek je okamžitě odeslán do zemní smyčky. I když tedy osoba dostane elektrický šok, nebude to vážné, protože většina elektrické energie projde uzemňovacím systémem.

Ukazuje se, že uzemnění je důležitou součástí elektrického bezpečnostního systému. Je třeba říci, že uzemnění je nezbytnou součástí všech objektů, které využívají elektřinu. Podle požadavků regulačních dokumentů musí být každá budova obsahující sítě střídavého proudu s napětím nad 100 W vybavena uzemňovacím systémem.

Uzemnění zajišťuje nejen bezpečnost, ale také chrání domácí spotřebiče. Zemnící smyčka přebírá nadměrné zatížení při kolísání sítě, snižuje dopad rušení a neutralizuje negativní účinky elektromagnetického záření.

Rozdíl mezi hromosvodem a uzemněním

Nezaměňujte uzemnění s hromosvodem. Přestože fungují na podobném principu, jejich úkoly jsou odlišné. Pro příjem výboje z blesku a jeho přenos přes zemní smyčku izolovanou od vnitřní sítě přímo do země je zapotřebí hromosvod.

Uzemnění zase slouží k odvedení proudu z vnitřní domácí sítě v případě přetížení. Zemnící a hromosvody mohou mít v zásadě společný vnější obvod za dodržení bezpečnostních předpisů. Mimochodem, můžete si koupit hotové sady ochrany před bleskem, které splňují všechna pravidla a podmínky pro účinnost a bezpečnost.

Zařízení zemní smyčky

Uzemnění je speciální vodivá struktura vyrobená z materiálů s nízkým odporem. Zemnící systém se skládá ze dvou okruhů vzájemně propojených pomocí rozvodné desky. První smyčka je umístěna v budově a je určena k přenosu proudu do vnější zemní smyčky, z níž je většina pod zemí. Zemnící smyčka je vyrobena z kovových tyčí velkého průřezu, která zajišťuje okamžitý přenos proudu.

Uzemnění v soukromém domě je:

1. Vnitřní obvod sestávající z rozsáhlé sítě vodičů, které se připojují k zásuvkám, vysoce výkonným zařízením a vodivým kanálům (potrubím). Jednotlivé vodiče jsou spojeny do jednoho jádra, které je připojeno k vnější zemnící smyčce.
2. Vnější uzemnění. Několik elektrod je zahloubeno do země a spojuje je s kovovými deskami. Desky jsou zase připojeny k rozvodné desce pomocí masivní přípojnice.

Princip fungování uzemnění je poměrně jednoduchý – když se ve vodičích nebo zařízeních nahromadí nadměrné napětí, obvod funguje jako druh pojistky a rychle vybíjí proud společným obvodem do země. Díky téměř neomezené kapacitě, kterou země má, umožňuje takový obvod využít obrovské napětí.

Typy zemních smyček

Pro zajištění nejrychlejšího a nejstabilnějšího toku proudu do země je několik elektrod zakopáno do země a připojeno pomocí silné přípojnice. Účinnost uzemnění do značné míry závisí na umístění elektrod. Správným umístěním vodivého rámu můžete urychlit absorpci proudu zemí, a tím zlepšit účinnost uzemnění soukromého domu.

Existují 2 typy zemních smyček, z nichž každá má své výhody:

1. Trojúhelníkový obrys. Tento typ uzemnění se skládá ze 3 elektrod, které se nejprve zakopou do země a poté se vzájemně spojí tak, aby tvořily trojúhelník. Mezera mezi elektrodami by měla být rovna stejné hloubce, do jaké jsou zakopány zemnící kolíky, nebo ji mírně přesahovat.
2. Lineární zemní smyčka. Pro vytvoření lineárního uzemnění jsou elektrody instalovány v jedné řadě nebo v půlkruhu. Vzdálenost mezi kolíky je 1 nebo 1.5 hloubky. Nevýhodou tohoto typu obvodu je, že je nutné použít více elektrod než při instalaci trojúhelníkového systému, a proto se lineární obvod instaluje, když na místě není dostatek místa pro umístění objemové konstrukce.

Popsané obvody se nejčastěji používají při uspořádání uzemnění v soukromém domě. Je třeba poznamenat, že uzavřený obrys nemusí být trojúhelníkový. Může být vyroben ve formě obdélníku nebo například oválu. Výhodou je, že i když dojde k poškození sběrnice spojující elektrody, zemní smyčka bude nadále plnit svou funkci.

Důležité je také vědět, že lineární uzemnění funguje na principu girlandy a při poškození spojovací sběrnice přestane odříznutý úsek vést proud.

Požadavky na uzemňovací systém

Aby uzemnění plně fungovalo, musí všechny jeho prvky splňovat příslušné požadavky a instalace musí být provedena podle přísného schématu. Pokud tyto podmínky nejsou splněny, uzemnění v soukromém domě nebude účinně chránit dům před přepětím.

Podmínky pro instalaci zemní smyčky:

• Vnější část systému by neměla být blíže než 1 m od domu a ne dále než 10 m. Za optimální se považuje vzdálenost 2-4 m.
• Elektrody jsou umístěny v hloubce přibližně 2-3 m. Část jednoho z kolíků je vyvedena na povrch pro připojení externí sběrnice.
• Průřez vnější propojovací lišty, pomocí které je zemnění spojeno se stíněním, nesmí být menší než 16 mm2.
• Připojení podzemních elektrod by mělo být prováděno výhradně svařováním. V rozvodné desce lze pro upevnění použít šrouby.
• Odpor nemůže být vyšší než 4 ohmy pro 380 W a 8 ohmů pro 220 W.

Při výběru uzemňovací sady se musíte orientovat v místě a vzít v úvahu konkrétní umístění domu. Například, pokud je konstrukce umístěna v chladné oblasti, musí být elektrody prohloubeny pod úroveň zamrznutí půdy, jinak bude struktura postupně vytlačena na povrch.

Pokud chcete zařídit uzemnění v soukromém domě podle všech pravidel, doporučujeme zakoupit některou z hotových zemnících sad, z nichž každá je vyrobena z odolných materiálů s vysokou odolností. Takové soupravy jsou vybírány s ohledem na provozní podmínky, což je zárukou jejich účinnosti.

Jaké schéma zvolit

Než budete pokračovat přímo v instalaci uzemnění, je nutné vybrat schéma, podle kterého budou elektrody umístěny pod zemí. Je nutné správně vybrat materiály, ze kterých budou vyrobeny všechny konstrukční prvky, a také vypočítat rozměry elektrod a spojovacích částí. Parametry uzemnění se vypočítávají pomocí speciálního vzorce, který umožňuje přesně vybrat rozložení všech ochranných prvků.

Pokud jde o vzory uzemnění, trojúhelník je považován za nejúčinnější. Je to třícestný obvod, který zajišťuje rychlou a úplnou absorpci elektřiny zemí a rovnoměrně rozděluje proud po povrchu.

Pokud velikost plochy neumožňuje umístit objemovou trojúhelníkovou strukturu, elektrody se umístí do jedné linie, do půlkruhu nebo např. do vlny. Většina odborníků se však shoduje, že nejlepší uspořádání elektrod je považováno za trojúhelníkové, protože zajišťuje nejrychlejší a nejúčinnější absorpci proudu zemí.

Výběr materiálů pro zemní smyčku

Zemnící elektrody jsou zpravidla vyrobeny z oceli, protože. tento materiál má dostatečnou pevnost. Pomocí ocelového profilu lze elektrody jednoduše zarazit do země, což značně zjednodušuje instalaci.

Průřez zemnících vodičů může být různý. Například:

• Tyč o průřezu 16-18 mm je jednou z nejběžnějších možností. V tomto případě se nedoporučuje používat výztuž, protože je vyrobena z tvrzené oceli, která má zvýšenou odolnost. Vlnitý povrch navíc plně nezajišťuje rozptyl proudu.
• Roh. Nejlepší možností je roh 50×50 mm s tloušťkou stěny 4-5 mm. Pro urychlení instalace je roh ve spodní části zabroušen.
• Trubka. Průměr se volí podle výpočtů (nejčastěji se používají trubky o průměru 50 mm s tloušťkou stěny 4-5 mm). V suchých oblastech se používají tlustostěnné trubky, ve spodní části se vrtají otvory, do kterých se nalévá slaná voda pro zlepšení disperzní schopnosti půdy.

Ocel je nejvhodnějším materiálem pro uzemnění soukromého domu nejen kvůli vysoké pevnosti, ale také díky vhodné odolnosti. Při správném provedení výpočtů jsou ocelové elektrody schopny efektivně využít přepětí bez ohledu na rozsah úniku.

Jak připojit elektrody

Aby uzemnění rychle odstranilo proud, musí být elektrody navzájem spojeny pomocí kovu s nízkým odporem. K tomuto účelu se používá buď ocel, nebo barevné kovy – hliník nebo měď. V tomto případě je nutné správně vypočítat průřez propojovací sběrnice, což zajistí efektivitu celého systému.

Minimální průřez v závislosti na materiálu:

1. Měděná sběrnice nebo vodič musí mít průřez alespoň 10 mm2.
2. Hliníkový konektor nemůže být tenčí než 16 mm2.
3. Ocelový pás o průřezu minimálně 48 mm2.

Je důležité si uvědomit, že neželezné kovy, na rozdíl od oceli, nelze svařovat s běžným železem, a proto, pokud je jako přípojnice použita měď nebo hliník, jsou na elektrodách vyříznuty závity, které pásek připevní ke šroubům.

Uzemnění udělej si sám

Jak lze z výše uvedeného pochopit, instalace uzemnění v soukromém domě je poměrně jednoduchá operace, kterou zvládne každý, pokud se na to důkladně připraví a vše správně vypočítá.

V první řadě je potřeba vybrat místo. Mělo by se jednat o rovnou plochu, dostatečně vzdálenou od domu – je vhodné, aby lidé a domácí zvířata nechodili po uzemněné ploše. Kromě toho není povolena instalace systému blíže než 1 m od budov. V tomto případě je vhodné oplotit umístění zemní smyčky, což vám umožní v budoucnu rychle najít, pokud se vyskytnou nějaké problémy. Umístění elektrod musí být označeno.

Instalace uzemnění probíhá následovně:

• Provádí se značení (nejúčinnější je schéma, ve kterém jsou elektrody uspořádány ve formě rovnoramenného trojúhelníku).
• Podél celého značení (včetně autobusu, který vede k elektrickému panelu) je vykopán příkop.
• Elektrody se instalují do hloubky cca 2-5 metrů, ke kterým je přivařena spojovací přípojnice.
• Sběrnice z okruhu je uložena pod zemí k rozvodnému panelu, kde je zajištěna šroubovým spojem. Pokud to schéma zapojení naznačuje, je sběrnice připojena k rozbočovací sběrnici.

Když je vše připraveno, musí být uzemňovací systém testován, aby byla zajištěna jeho účinnost. K tomu se měří elektrický odpor celého systému, který nemůže být vyšší než hodnoty stanovené v regulačních dokumentech.

Existuje snadný způsob, jak zkontrolovat uzemňovací systém. Je potřeba vzít obyčejnou 100W lampu a připojit ji jedním pólem k fázi a druhým k zemi. Pokud lampa hoří rovnoměrně a jasně, obvod je sestaven efektivně. Pokud je záře slabá, musíte zkontrolovat kvalitu kontaktů. Absence světla svědčí o nekvalitní instalaci.

Hotové uzemňovací sady

Pokud si uzemnění vybavíte sami, můžete výrazně snížit náklady. Výběr a nákup materiálů, jejich příprava a další manipulace spojené s instalací však zaberou spoustu času a mimochodem mohou být i drahé.

V případech, kdy nemáte čas na přípravu, můžete použít hotovou sadu elektrod. To vám umožní výrazně urychlit proces a zároveň ušetřit náklady na instalaci.

Příklady zemnících sad:

1. Zemnící sada EZ – 6 od výrobce EZETEK. Sada obsahuje 4 poměděné elektrody o průměru 14 mm2, spojky, svorky, vodivou pastu, těsnicí pásku atd. Průměrná cena je 6 rublů.
2. Galmar. Sada obsahuje elektrody dlouhé asi 30 m. Průměrná cena je 40 000 rublů.
3. Výrobek od domácího výrobce, který je přizpůsoben těžkým ruským podmínkám. Odhadovaná cena – 8 000 rublů.

Na ruském trhu najdete obrovský výběr hotových uzemňovacích sad, které se liší materiálem výroby, způsobem připojení a technologií instalace. Hloubka instalace elektrod se může pohybovat od 5 do 40 m. Cena se pohybuje mezi 6-40 tisíci rubly.

Rozdíl mezi schématy uzemnění pro 220 V a 380 V

Schémata uzemnění pro 220 V a 380 V mají některé rozdíly, které si musíte pamatovat při nákupu sady. Rozdíly se týkají vnitřního obvodu, zatímco vnější zapojení je stejné, bez ohledu na napětí.

Pokud tedy mluvíme o napětí 220 V, pak jsou do domu dodávány 2 vodiče, z nichž jeden se rozdvojuje na neutrál a zem a druhý je odříznut do izolátoru.

Vedení s napětím 380 V se zpravidla skládá ze 4 jader, z nichž jedno je stejně jako v předchozím případě rozdvojené a další 3 jsou instalovány na izolátorech. Fáze a neutrál procházejí proudovým chráničem RCD a difatomatem.

Video: uzemnění v soukromém domě

Chyby instalace

Pokud instalaci uzemnění soukromého domu provádějí neprofesionálové, existuje riziko technických chyb, které snižují účinnost systému. Uvedeme nejčastější chyby, jejichž předcházením zajistíte energetickou bezpečnost svého domova:

• Elektrody nelze nalakovat, jinak ztratí schopnost přenášet proud do země.
• Pneumatiku nelze zajistit šrouby, protože koroze rychle zničí kontakty.
• Zemnící systém se nedoporučuje umisťovat daleko od domu – vzdálenost výrazně zvyšuje odpor.
• Pokud se použijí tenké elektrody, koroze časem sníží vodivost kovu.
• Měděné a hliníkové vodiče by neměly být vzájemně spojeny, protože to způsobí kontaktní korozi v místě připojení.

Pokud se v konstrukci objeví poruchy, uzemnění ztrácí účinnost. Vzhledem k tomu, že neefektivní obvod přestane vést proud, je ochrana proti zkratu výrazně snížena. Z tohoto důvodu je uzemnění soukromého domu ve zranitelném stavu, což může způsobit vážné komplikace, pokud dojde k velkému zkratu. Proto, pokud se v obvodu vyskytnou problémy, musí být okamžitě odstraněny.

Závěr

Instalace uzemňovacího systému je poměrně jednoduchý postup, který zvládne každý. Vzhledem k velkému významu uzemnění je však mimořádně důležitý výběr materiálů a samotná instalace, protože bezpečnost domu přímo závisí na kvalitě hotového systému.

Proto je nutné pečlivě provádět výpočty a vybírat materiály. Pokud pochybujete o svých schopnostech, nebo nemáte čas vše opakovaně kontrolovat, doporučujeme zakoupit hotové uzemňovací sady, které jsou vyráběny s ohledem na všechny regulační požadavky.

Při stavbě soukromého domu na relativně malé ploše často vzniká problém s umístěním uzemnění. Často v blízkosti dobře udržovaného domu prostě není možné najít potřebné místo pro vytvoření uzemňovacího zařízení. Zároveň je v suterénu zemina, do které lze zakopat uzemnění.

Navíc je suterén často vlhký a půda tam nezamrzá. To umožňuje zajistit spolehlivé uzemnění po celý rok relativně levným způsobem, aniž by bylo nutné jít hluboko do půdních vrstev, které nezamrzají. Kromě toho je snazší vést drát ze suterénu do panelu umístěného v prvním patře.

Obecně platí, že na první pohled je umístění uzemnění v suterénu dobrým řešením ze všech stran. Tak úspěšný, že začínáte pochybovat – je v tom nějaký háček? Je toto uzemnění přijatelné z hlediska současných bezpečnostních norem? A pokud ano, jaká jsou omezení?

Klasická verze uzemnění je obvod kolem domu tvořený zemnícími kolíky určité délky navzájem spojenými. Obrys je vzdálen přibližně 1,5 m od stěn domu.

Současně se obvykle kombinuje uzemnění elektrického zařízení v domě a ochrana před bleskem a toto schéma to umožňuje. Ale extrémně hustá zástavba předměstí velkých měst nás nutí tuto neekonomickou variantu přehodnotit.

Co říká PUE o uzemnění v suterénu soukromého domu?

Elektrické napájení soukromých domů se provádí s napětím menším než 1000 V AC pomocí pevně uzemněného neutrálu. U této možnosti PUE nestandardizuje vzdálenost mezi zemní smyčkou a stěnami. Pro jednofázovou síť 220 V nebo třífázovou síť s lineárním napětím 380 V je standardizován pouze zemnící odpor, který by celoročně neměl překročit 30 Ohmů (při absenci plynového kotle na ohřev vody resp. aktuální zdroje). Více o požadované hodnotě odporu uzemňovacího zařízení si můžete přečíst na speciální stránce našeho webu.

Odtud zase vyplývá, že je možné, aniž by došlo k porušení pravidel PUE, umístit uzemňovací smyčku uvnitř obvodu budovy. A to je právě umístění uzemnění v suterénu. Toto uzemnění se provádí, když v suterénu ještě není žádný potěr. V tomto případě musí být suterén nejprve zcela vyčištěn od stavebních sutí. Ještě pohodlnější způsob instalace je položit uzemnění ve fázi výstavby budovy.

Zde je třeba poznamenat, že první nevýhodou uzemnění v suterénu je obtížná údržba. Jakékoli opravy budou vyžadovat otevření betonu. Pokud však nevyrábíte betonový potěr, ale používáte jiné způsoby pokrytí podlahy v suterénu, zajišťující její snadnou demontáž a montáž, pak je tato nevýhoda zanedbatelná. Dalším způsobem řešení problému je použití modulárních zemnících systémů vyrobených z materiálů odolných proti korozi. Takové systémy jsou sestaveny jako stavebnice z hotových prvků vyrobených v továrně, slouží dlouhou dobu a zpravidla nevyžadují údržbu po mnoho let. Příkladem takového uzemnění je stavebnicový systém ZANDZ. Jeho charakteristickým znakem je měděný povlak ocelových dílů, nanášený nikoli jednoduchou chemickou metodou, ale elektrolytickým nanášením. Při správné instalaci vydrží takové uzemnění asi 100 let. Bezspojkové tyče Galmar se také vyznačují vysokou spolehlivostí. Tyto tyče jsou také vyrobeny z oceli potažené mědí elektrolyticky, ale při jejich výrobě se používá kování. Na spoji je instalováno speciální pouzdro z nerezové oceli, které při zarážení tyče do země těsně dosedá na kované konce tyčí. Tím je zajištěno spolehlivé spojení zemnících prvků.

Rozpory s SO 153-34.21.122-2003

Otázky ochrany budov před bleskem v Rusku upravuje dokument SO 153-34.21.122-2003 „Pokyny pro instalaci ochrany budov, staveb a průmyslových komunikací před bleskem“. Podle tohoto dokumentu musí být uzemnění elektroinstalace a uzemnění ochrany před bleskem budovy spojeno. Současně jsou stanoveny přísné požadavky na uzemnění systému ochrany před bleskem – zemnící smyčka musí být vnější a vzdálená od stěn budovy minimálně 1 m. To je nutné, aby se zabránilo vzniku nebezpečného krokového napětí uvnitř budovy během úder blesku.

Není-li možné kombinovat uzemnění pro elektrické instalace a ochranu před bleskem, musí být připojeny systémem vyrovnání potenciálu. Zároveň však musí být uzemnění pro ochranu před bleskem stále umístěno mimo budovu, jak to vyžadují pokyny. Kromě uzemnění ve sklepě tedy budete muset provést uzemnění také po obvodu. A to neguje ekonomický přínos umístění uzemnění v suterénu.

Ale stále existuje způsob, jak se omezit na uzemnění ve sklepě. U malého soukromého domu umístěného v těsné blízkosti přirozených hromosvodů (jako jsou mobilní věže, vedení vysokého napětí atd.) nemusí být vyžadován vlastní hromosvod, a proto může být uzemnění instalované v suterénu použito pro elektrické instalací. Samozřejmě, že pro velké domy je tento přístup nepřijatelný, ale ve vztahu k nim to není nutné – rozpočet stavby je tam úplně jiný a je iracionální šetřit na uzemňovacích zařízeních.

Je důležité si uvědomit, že na otázku, zda je ochrana před bleskem nutná či nikoli, lze odpovědět pouze výpočty, potřebu ochrany před bleskem nelze posoudit „okem“.

Závěry

Uzemnění instalované v suterénu soukromého domu je technickým řešením, jehož konstrukce je mnohem levnější než zemnící smyčka umístěná mimo obvod domu. Takové řešení bude bezpečné a předpisy přijatelné pouze v případě, že budova nebude mít vlastní systém ochrany před bleskem.