Los problemas de conexión a tierra en una casa privada, los cálculos de circuitos y la instalación del sistema requieren una solución obligatoria para garantizar la seguridad de la vida. La conexión a tierra realizará sus funciones al máximo solo si el circuito se elige correctamente y se observan todas las normas y requisitos. El autoensamblaje requiere el conocimiento de los principios de diseño y las reglas de fabricación.
Contenido
- 1 ¿Necesito conexión a tierra en una casa privada?
- 2 Esquemas de puesta a tierra: cuál es mejor hacer
- 3 ¿Qué es un bucle de tierra: definición y dispositivo?
- 4 Tipos de bucles de tierra
- 5 Reglas y requisitos para el bucle de tierra.
- 6 Cálculo de puesta a tierra para una casa privada: fórmulas y ejemplos.
- 7 Desarrollamos un esquema
- 8 Materiales para el bucle de tierra
- 9 Cómo hacer la instalación del bucle de tierra usted mismo
- 10 Kits de puesta a tierra listos para usar para una casa privada.
- 11 Características de los circuitos de puesta a tierra de 220 V y 380 V.
- 12 Errores comunes al realizar trabajos de instalación
¿Necesito conexión a tierra en una casa privada?
Cuando se utilizan aparatos eléctricos en la casa, siempre existe el riesgo de dañar el aislamiento de los cables o de que se produzca un cortocircuito en la carcasa. En este caso, cualquier persona que toque la zona de peligro provoca una descarga eléctrica, que puede terminar trágicamente. La corriente siempre tiende a tierra y el cuerpo humano se convierte en un conductor que conecta el dispositivo dañado a tierra.
¿Qué proporciona la puesta a tierra? De hecho, este es un sistema que proporciona el camino más corto para la corriente eléctrica. De acuerdo con la ley de la física, elige el conductor con la menor resistencia eléctrica y el circuito tiene esta propiedad. Casi toda la corriente se dirige al electrodo de tierra y, por lo tanto, solo una pequeña parte pasará a través del cuerpo humano, lo que no puede causar daño. Por lo tanto, el bucle de tierra proporciona seguridad eléctrica. Los documentos reglamentarios (GOST, SNiP, PUE) indican que cualquier edificio residencial privado debe estar equipado con ellos con redes de CA a un voltaje superior a 40 V y redes de CA superiores a 100 V.
Además de garantizar la seguridad, el sistema de puesta a tierra aumenta la fiabilidad y la durabilidad de los electrodomésticos. Asegura el funcionamiento estable de las instalaciones, protección contra sobretensiones y diversas interferencias en la red, reduce el impacto de fuentes externas de radiación electromagnética.
La puesta a tierra no debe confundirse con los pararrayos (pararrayos). Aunque el principio de su funcionamiento es similar, realizan una tarea diferente. El trabajo de un pararrayos es desviar la descarga de un rayo al suelo cuando golpea una casa. En este caso, surge una poderosa carga eléctrica, que no debe caer en la red interna, porque.simplemente puede derretir el alambre o el cable. Es por eso que la línea de pararrayos se extiende desde los receptores en el techo a lo largo del contorno exterior y no debe combinarse con la línea interior de puesta a tierra. El pararrayos y la puesta a tierra pueden tener un circuito subterráneo común (si tiene margen), pero el cableado debe estar separado.
Esquemas de puesta a tierra: cuál es mejor hacer
El sistema de puesta a tierra de una casa privada depende del tipo de conexión de red. Muy a menudo, se realiza de acuerdo con el principio TN-C. Dicha red está provista de un cable de dos hilos o una línea aérea de dos hilos a una tensión de 220 V y un cable de cuatro hilos o una línea de cuatro hilos a 380 V. En otras palabras, la fase (L) y los hilos neutros de protección combinados (PEN) son adecuados para la casa. En redes modernas y completas, el conductor PEN se divide en cables separados: de trabajo o cero (N) y de protección (PE), y el suministro se realiza mediante una línea de tres o cinco cables, respectivamente. Dadas estas opciones, el esquema de puesta a tierra puede ser de 2 variedades.
sistema TN-C-S
Prevé la división de la entrada PEN en conductores paralelos. Para ello, en el armario de entrada se divide el conductor PEN en 3 buses: N (“neutro”), PE (“tierra”) y un bus divisor en 4 conexiones. Además, los conductores N y PE no pueden estar en contacto entre sí. La barra colectora PE está conectada al cuerpo del gabinete y el conductor N está montado en aisladores. El bucle de tierra está conectado al bus divisor. Se instala un puente con una sección transversal de al menos 10 mm2 (para cobre) entre el conductor N y el electrodo de tierra. En el cableado adicional, "neutro" y "tierra" no se cruzan.
¡Referencia! Es importante considerar que este sistema solo es efectivo cuando se instala un RCD y un interruptor automático de tipo diferencial.
sistema TT
En tal circuito, no se requiere dividir los conductores, porque. el conductor neutro y el de tierra ya están separados en una red adecuada. En el armario, simplemente se realiza la conexión correcta. El bucle de tierra está conectado al cable PE (núcleo).
La pregunta de qué sistema de puesta a tierra es mejor no tiene una respuesta clara. El circuito CT es más fácil de instalar y no requiere dispositivos de protección adicionales. Sin embargo, la gran mayoría de las redes operan según el principio TN-C, lo que obliga al uso del esquema TN-C-S. Además, las instalaciones eléctricas con alimentación de dos hilos se utilizan a menudo en la vida cotidiana. Al conectar a tierra el CT, la carcasa de dichos dispositivos se energiza si el aislamiento está dañado. En este caso, la puesta a tierra TN-C-S es mucho más confiable.
¿Qué es un bucle de tierra: definición y dispositivo?
El bucle de tierra es un diseño especial de materiales eléctricamente conductores con baja resistencia eléctrica, que proporciona una descarga instantánea de corriente eléctrica a tierra. Consta de 2 partes interconectadas: sistema interno y externo. Su conexión confiable se lleva a cabo en el panel eléctrico de entrada.
El dispositivo del subsistema externo debe asegurar la transición de la señal eléctrica a tierra con su distribución en el área. Se basa en varios electrodos enterrados en el suelo y conectados entre sí en un circuito mediante placas. De las placas parte un bus de sección suficiente, que se introduce en el cuadro eléctrico, donde se conecta al subsistema interior. Cada electrodo es un pasador de metal enterrado (impulsado) a una cierta profundidad.
El subsistema interno es el cableado del circuito de tierra en toda la casa. Los conductores del escudo se desvían a enchufes, a cajas de dispositivos eléctricos potentes, a líneas metálicas (tuberías). Los conductores separados se combinan en un bus común, que está conectado al bus del circuito externo.
El principio de funcionamiento del bucle de tierra es bastante simple. La carga eléctrica acumulada en elementos metálicos (carcasas de plantas, tuberías, accesorios, etc.) en caso de daños en el aislamiento de los conductores de la red eléctrica o inducida por fuentes externas, se precipita a lo largo de los cables del subsistema interno, que tienen baja resistencia eléctrica. , al circuito del subsistema externo. En los electrodos enterrados en el suelo, "fluye" hacia el suelo. A su vez, la tierra tiene una gran capacidad, lo que le permite "absorber" libremente tales fugas de electricidad.
Tipos de bucles de tierra
Para "drenar" rápidamente la corriente hacia el suelo, el subsistema externo la redistribuye a varios electrodos dispuestos en un cierto orden para aumentar el área de disipación. Hay 2 tipos principales de conexión al circuito.
Triángulo - lazo cerrado
Este caso involucra el uso de 3 pines conectados por rayas en un triángulo isósceles. La distancia entre los electrodos se selecciona de acuerdo con el siguiente principio: la distancia mínima es la longitud de la parte subterránea del electrodo (profundidad), la máxima es 2 profundidades. Por ejemplo, para una profundidad estándar de 2,5 m, el lado del triángulo se selecciona entre 2,5 y 5 m.
Lineal
Esta opción se compone de varios electrodos dispuestos en línea o en semicírculo. Se usa un contorno abierto en los casos en que el área del sitio no permite la formación de una figura geométrica cerrada.La distancia entre los pines se selecciona dentro de 1-1.5 de profundidad. La desventaja de este método es un aumento en el número de electrodos.
Estos tipos se usan con mayor frecuencia para organizar la conexión a tierra de una casa privada. En principio, se puede formar un bucle cerrado en forma de rectángulo, polígono o círculo, pero se requerirán más pines. La principal ventaja de los sistemas cerrados es la continuación del pleno funcionamiento cuando se rompe la unión entre los electrodos.
¡Importante! El circuito lineal funciona según el principio de una guirnalda y el daño al puente desmantela una determinada sección.
Reglas y requisitos para el bucle de tierra.
Para que el circuito de tierra funcione de manera efectiva, debe cumplir con ciertas reglas:
- El contorno externo debe ubicarse a una distancia de al menos 1 my no más de 10 m de la casa. La distancia óptima es de 2-4 m desde la base.
- La profundidad de los electrodos se selecciona dentro de 2-3 M. Se deja una parte del pin de 20-25 cm de largo en la superficie para conectarlo con una tira.
- Desde el escudo de entrada al circuito, se coloca un autobús con una sección transversal de al menos 16 metros cuadrados. milímetro
- La unión de los electrodos entre sí se proporciona solo mediante soldadura. En el escudo, la conexión se puede hacer con pernos.
- La resistencia total del sistema no debe exceder los 4 ohmios para 380 V y los 8 ohmios para 220 V.
El bucle de tierra externo está ubicado en el suelo, lo que implica mayores requisitos para su diseño. Debe ubicarse por debajo del nivel de congelación del suelo, porque. la hinchazón del suelo empujará los electrodos hacia afuera. Durante el funcionamiento, la corrosión no debe destruir el metal y aumentar excesivamente su resistencia eléctrica. La fuerza de las varillas debe permitirles clavarse en tierra firme.
Cálculo de puesta a tierra para una casa privada: fórmulas y ejemplos.
Los cálculos de puesta a tierra para una casa privada se basan en las fórmulas para calcular la resistencia a la propagación de corriente para electrodos. A continuación se mostrarán ejemplos.
Resistencia de tierra
Con una sola varilla, se aplica la fórmula:
donde ρ equiv es la resistividad equivalente de un suelo de una sola capa (seleccionado de acuerdo con la Tabla 1 para un suelo específico);
- L es la longitud del electrodo (m);
- d es el diámetro del electrodo (m);
- T es la distancia desde el centro del electrodo hasta la superficie del suelo (m).
tabla 1
| Cebado | ρ equivalente, Ohm·m |
|---|---|
| Turba | 20 |
| Suelo (chernozem, etc.) | 50 |
| Arcilla | 60 |
| franco arenoso | 150 |
| Arena con agua subterránea hasta 5 m | 500 |
| Arena con agua subterránea a más de 5 m de profundidad | 1000 |
Dimensiones y distancias para electrodos de tierra
El número de electrodos en el circuito se puede calcular mediante la fórmula, donde:
Rн - la resistencia total máxima permitida del circuito (para una red de 127-220 V - 60 Ohm, para 380 V - 15 Ohm), Ψ - coeficiente climático (determinado según la tabla 2).
Tabla 2
| Tipo de electrodo | Zona climática | |||
|---|---|---|---|---|
| yo | II | tercero | IV | |
| varilla vertical | 1.8 ÷ 2 | 1.5 ÷ 1.8 | 1.4 ÷ 1.6 | 1.2 ÷ 1.4 |
| barra horizontal | 4.5 ÷ 7 | 3.5 ÷ 4.5 | 2 ÷ 2.5 | 1.5 |
Las dimensiones de los electrodos se seleccionan teniendo en cuenta las condiciones y recomendaciones reales:
- tubería - espesor de pared mínimo 3 mm, diámetro - según la presencia de material;
- barra de acero - diámetro no inferior a 14 mm;
- esquina - espesor de pared 4 mm, tamaño - según la presencia de material;
- tira para unir electrodos - ancho - no menos de 10 mm, espesor - más de 3 mm.
La profundidad de penetración (la longitud de los electrodos) se selecciona de la condición: al menos 15-20 cm por debajo del nivel de congelación. La longitud mínima es de 1,5 m, el espaciado de los pines es de 1-2 longitudes de electrodo y la distancia mínima es de 2 m.
Desarrollamos un esquema
El trabajo para organizar la conexión a tierra de una casa privada comienza con el desarrollo de un circuito de bucle de tierra. El más popular es un sistema cerrado en forma de triángulo. Tres electrodos forman sus vértices y las varillas restantes se clavan en sus lados entre los vértices. Si el área cercana a la casa no permite la construcción de dicho circuito, los electrodos se instalan en una línea, en un semicírculo o en una "onda". Cabe señalar que la eficiencia de la disposición triangular es mucho mayor.
Materiales para el bucle de tierra
El lazo de tierra debe tener alta resistencia mecánica, baja resistencia eléctrica y la posibilidad de una conexión confiable. Además, su costo juega un papel importante en la elección del material.
Parámetros y materiales de pines.
Los electrodos o pasadores suelen estar hechos de un perfil de acero. Este material atrae con la posibilidad de profundizar las varillas simplemente clavándolas. Al mismo tiempo, su resistencia eléctrica satisface completamente los requisitos con una sección transversal suficiente. Los pines se pueden hacer de los siguientes materiales:
- Bar. La opción más común es una varilla con un diámetro de 16-18 mm. No se recomienda utilizar accesorios, porque. se calienta, lo que conduce a un aumento de la resistividad. Además, la superficie ondulada conduce a un uso irracional de la sección de varilla.
- Esquina. La esquina más utilizada tiene un tamaño de 50x50 mm con un espesor de pared de 4-5 mm. La parte inferior es puntiaguda para facilitar el atasco.
- Tubo con un diámetro de más de 50 mm con un espesor de pared de 4-5 mm. Las tuberías de paredes gruesas se recomiendan para suelos duros y regiones con sequías frecuentes. Se perforan agujeros en la parte inferior de dicho pasador.Cuando el suelo se seca, se vierte agua salada en la tubería, lo que aumenta la capacidad de dispersión del suelo.
Qué hacer un enlace de metal
Los electrodos martillados en el suelo están interconectados por un enlace de metal. Se puede fabricar con los siguientes materiales:
- Bus o cable de cobre con una sección transversal de al menos 10 mm2.
- Tira o alambre de aluminio con una sección transversal de al menos 16 mm2.
- Fleje de acero con una sección transversal de al menos 48 mm2.
El fleje de acero más utilizado tiene un tamaño de (25-30)x5 mm. Su principal ventaja es la posibilidad de soldadura confiable con electrodos. Cuando se utiliza un conductor no ferroso como conexión, los pernos se sueldan a los pasadores en los que se fijan los neumáticos.
Cómo hacer la instalación del bucle de tierra usted mismo
La instalación de puesta a tierra se puede hacer a mano. Todos los pasos se describirán a continuación.
Elegir un lugar
Debe ubicarse en esa parte del sitio cerca de la casa donde una persona no va sin necesidad urgente y mascotas. El contorno se encuentra a no más de 1 m de los cimientos del edificio. Es mejor si este sitio está cercado con una cerca baja. Todos los puntos de ubicación de los electrodos están marcados en el suelo. Por lo general, se construye un triángulo isósceles regular.
Excavación
Se cava una zanja de 0,5-0,6 m de profundidad a lo largo de toda la marca.
Montaje de la estructura
Primero, de acuerdo con el esquema, los pasadores se introducen a una profundidad determinada (generalmente de 2 a 2,5 m). Un enlace de metal está soldado a la parte superior de las varillas. Una tira se suelda al electrodo extremo (la parte superior del triángulo) y se coloca en una zanja que conduce a la casa.
Entrando a la casa
El bus del circuito se introduce en el cuadro eléctrico de entrada. Se perfora un agujero en el extremo para una conexión atornillada. El núcleo del cable correspondiente se conecta aquí. Con un sistema TN-C-S, el bus está conectado a un bus divisor.
Comprobar y controlar
El control se realiza midiendo la resistencia eléctrica de todo el circuito. No debe exceder los valores estándar.
A menudo se utiliza un método de verificación simple. Una lámpara incandescente con una potencia de 100-150 W está conectada, un extremo por fase, el otro, a tierra. Su claro resplandor indica una instalación de calidad. Con una quema tenue, es necesario verificar la calidad de las juntas. Si la lámpara no se enciende, entonces el montaje no se realizó correctamente.
Kits de puesta a tierra listos para usar para una casa privada.
El autoensamblaje puede reducir significativamente el costo del sistema de puesta a tierra. Sin embargo, los kits listos para usar le permiten acelerar el trabajo y aumentar la confiabilidad del circuito. Se pueden distinguir los siguientes modelos:
- ZandZ – circuito con uno o más electrodos de acero inoxidable. Penetración permitida: hasta 10 m El precio depende de la longitud de los pasadores. El precio medio de un juego con electrodos de cinco metros es de 23.500 rublos.
- Galmar - tiene electrodos de hasta 30 m de largo El precio promedio es de 41,000 rublos.
- olmo. Este sistema se fabrica en Rusia y se adapta a las condiciones de funcionamiento rusas. Precio - desde 8000 rublos.
¡Importante! Hay muchos modelos en el mercado ruso, lo que le permite tomar la mejor decisión. La profundidad de obstrucción de sus electrodos varía de 5 a 40 M. El rango de precios es de 6000-28000 rublos.
Características de los circuitos de puesta a tierra de 220 V y 380 V.
Los esquemas de conexión a tierra al ingresar a redes de 220 y 380 V tienen ciertas diferencias. El contorno externo de tales sistemas es absolutamente el mismo. La diferencia radica en el cableado y la entrada a la casa.En el caso de una red de 220 V, se introduce una línea de dos hilos. Un núcleo se divide en "neutro" y "tierra", y el otro se instala en aisladores.
En el caso de una red de 380 V, lo más adecuado suele ser una línea de cuatro hilos. Un cable se divide de manera similar al caso anterior, y otros 3 conductores se instalan en aisladores y se aíslan entre sí. Los conductores de fase y "neutro" pasan a través del RCD y el difavtomat.
Errores comunes al realizar trabajos de instalación
Los expertos señalan que durante el autoensamblaje, los siguientes errores se cometen con mayor frecuencia:
- Un intento de proteger los electrodos de la corrosión mediante pintura. Este método es inaceptable, porque. impide el flujo hacia el suelo.
- Conexión de una conexión de metal de acero con pasadores con pernos. La corrosión rompe rápidamente el contacto entre los elementos.
- Eliminación excesiva del circuito de la casa, lo que aumenta significativamente la resistencia del sistema.
- Aplicación de perfil demasiado delgado para electrodos. Después de un corto período de tiempo, la corrosión provoca un fuerte aumento en la resistencia del metal.
- Contacto de conductores de cobre y aluminio. En este caso, la conexión se deteriora debido a la corrosión por contacto.
Si se encuentran deficiencias en el diseño, deben eliminarse de inmediato. Un aumento excesivo de la resistencia eléctrica o una violación de la continuidad del circuito interrumpe el funcionamiento de la puesta a tierra. El circuito no podrá garantizar la seguridad.
Se requiere un bucle de tierra para una casa privada. Este diseño garantizará la seguridad eléctrica de los residentes y eliminará accidentes trágicos. Sin embargo, debe recordarse que la efectividad de la puesta a tierra depende de los cálculos correctos, la elección del circuito y la instalación.Si hay dudas sobre las propias habilidades, es mejor usar un kit ya hecho.
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