Aarding in een privéwoning: berekening, apparaat, installatie

Het artikel beschrijft hoe u zelfstandig aarding kunt maken in een privécottage. We zullen de principes van aarding begrijpen, leren hoe we de configuratie van dit apparaat kunnen berekenen en bepalen welke materialen nodig zijn.

Aarding in een privéwoning

Zo’n 20-25 jaar geleden bouwden we privé- en openbare gebouwen, zonder zelfs maar na te denken over de effectieve bescherming van een persoon tegen elektrische schokken. De laatste tijd is alles anders geworden – onze ingangsverdeelborden worden groter, ze bevatten nu tientallen stroomonderbrekers, verschillende aardlekschakelaars en er is daar bijna altijd een aparte aardingsbus. Wat veranderde? Elektriciteit is nu letterlijk om ons heen, huizen hebben een enorm aantal bedradingsaccessoires, veel huishoudelijke apparaten en stroomeenheden, die potentiële bronnen van gevaar zijn, bovendien zijn we waarschijnlijk het menselijk leven meer gaan waarderen.

Moderne bouwvoorschriften (in het bijzonder PUE) vereisen dat ten minste een van de volgende maatregelen wordt toegepast om een ​​persoon in woongebouwen te beschermen:

  • spanningsval;
  • potentiaalvereffening;
  • gebruik van dubbele isolatie van draden;
  • gebruik van scheidingstransformatoren;
  • installatie van aardlekschakelaars;
  • opstelling van aarding, aarding.

Natuurlijk moet de kwestie van beveiliging alomvattend worden benaderd en op alle mogelijke manieren worden gebruikt, maar aarding in het huis moet verplicht zijn.

Het aarden van elektrische installaties is de meest betrouwbare en effectieve beschermingsmethode die, samen met andere maatregelen, de elektriciteit van het huishouden absoluut veilig maakt. Aarding is in feite een bewuste verbinding van de behuizingen van elektrische installaties (elementen die niet onder spanning staan) met de aarde. Voor veel huiseigenaren lijkt de organisatie van aarding óf te duur en technologisch geavanceerd, óf te simpel, wat ook niet helemaal waar is..

Aarding in een privéwoning

In een privéwoning is het technisch helemaal niet moeilijk om een ​​betrouwbare aarding te maken, omdat de afstand tot de grond erg klein is en je altijd vrije plekken in de tuin kunt vinden. De bewoners van oude appartementsgebouwen hebben veel minder geluk, waar de aardingslussen niet meer werken, en dan slagen sommige landgenoten erin om zichzelf individueel te aarden vanaf de bovenste verdiepingen en een geleider van hun appartement langs de muren van het gebouw op de grond te leggen. Ondertussen zou het een vergissing zijn te denken dat een ijzeren pen die in de grond wordt gedreven, of een waterpijp, een normale werkende aardlus zal worden. Aarding is een systeem dat bestaat uit verschillende belangrijke elementen met specifiek beoordeelde parameters, dat functioneert volgens bepaalde principes en nauw samenwerkt met andere systemen.

Grondbeginselen van beschermende aarding

Bij een defect elektrisch apparaat (bijvoorbeeld als de isolatie van de voedingsdraad is beschadigd), kan er spanning op de behuizing verschijnen. Wanneer een persoon het apparaat aanraakt, stroomt de stroom de grond in, gaat door zijn lichaam en veroorzaakt vaak onherstelbare schade, niet alle beschermende apparaten kunnen reageren of hebben tijd om het circuit snel te verbreken. Waarom gaat de stroom naar de grond? Omdat het gemakkelijk een ontlading accepteert, omdat het een zeer hoge elektrische capaciteit heeft. Als de lekstroom (door geleidingsstroom die tussen twee of meer elektroden stroomt) op een andere, eenvoudigere manier wordt aangeboden, bijvoorbeeld een geleider met een lagere weerstand – voor aarding mag deze niet hoger zijn dan 4 ohm, dan gaat hij erlangs naar de grond en niet door een persoon met lichaamsweerstand 1 kOhm. Er treedt een lekstroom op in het circuit en een aardlekschakelaar (RCD) koppelt het beschadigde gebied in een fractie van een seconde los.

Daarom zijn alle moderne elektrische actuatoren en units zo ontworpen dat er een aardgeleider op kan worden aangesloten en voor de bedrading worden driekernige draden gebruikt. Dit geldt ook voor alle moderne huishoudelijke apparaten, waar het lichaam en een van de contacten van de stekker zijn aangesloten – ze gebruiken stopcontacten met een PE-contact (antennes) om ze van stroom te voorzien. Alle lampen, kroonluchters, schansen hebben aansluitingen voor het aansluiten van “gele” bedrading, en metalen dozen met verdeelborden en metalen constructies waarop de elektrische apparatuur zich bevindt, zijn geaard. Alle verbruikers van netwerken met een wisselstroomspanning van meer dan 42 V zijn absoluut geaard, voor gelijkstroom – meer dan 110 V. Merk op dat aarding niet alleen de elektrische veiligheid van mensen biedt, maar ook:

  • stabiliseert de werking van elektrische installaties;
  • beschermt apparaten tegen overspanning;
  • vermindert de hoeveelheid netwerkinterferentie en de intensiteit van hoogfrequente elektromagnetische straling.

Het aardingsapparaat bestaat uit de volgende elementen:

  • aardingsschakelaar
  • aardingsgeleiders

Aarding in een privéwoning

De aardgeleider is elk deel van het aardingsapparaat dat elektrische installaties verbindt met de aardelektrode, dit zijn afzonderlijke draadkernen (algemeen aanvaard – in gele isolatie), elementen van de externe en interne circuits, een speciale bus in de afscherming.

Een aardgeleider is een elektrode, het deel van het aardingscircuit dat in direct contact staat met aarde. Dit element zorgt voor de stroming van stromingen in de grond en hun verspreiding. Afhankelijk van het feit of hiervoor ingegraven elementen van bouwconstructies worden gebruikt of een speciaal gemaakte geleider, worden natuurlijke en kunstmatige aardingsgeleiders onderscheiden. Volgens de PUE moet altijd de voorkeur worden gegeven aan het gebruik van natuurlijke aardelektroden (clausule 1.7.35), in een privéwoning kan dit zijn:

  • metalen putbehuizing;
  • alle stalen pijpleidingen, inclusief pijpen voor het leggen van elektrische draden;
  • loden pantser van de voedingskabel;
  • verschillende metalen palen en steunen op straat, bijvoorbeeld hekelementen;
  • begraven gewapend beton en metalen elementen van het gebouw (kolommen, spanten, mijnen, funderingen).

Kunstmatige elektroden kunnen worden gebruikt als de weerstand van natuurlijke aardelektroden niet overeenkomt met de norm, dan zullen we ze in meer detail bekijken.

Berekening van het aardingsapparaat

De belangrijkste parameter die moet worden berekend, is de geleidbaarheid van de aardelektrode. Met andere woorden, we moeten een elektrode met een dergelijke configuratie kiezen, zodat de weerstand van het aardingsapparaat de norm niet overschrijdt. De bepalingen van de PUE geven de volgende cijfers aan, wat het toegestane maximum is:

  • 2 Ohm – voor een enkelfasige lijnspanning van 380 volt;
  • 4 ohm – voor 220 volt;
  • 8 ohm – voor 127 volt.

Met driefasige stroom zijn de maximale weerstanden dezelfde 2, 4 en 8 ohm, maar alleen voor spanningen van respectievelijk 660, 380 en 127 volt.

Wat bepaalt de geleidbaarheid van het aardelektrodesysteem (lees, de weerstand van het aardingsapparaat)? Vereenvoudigd – vanuit het contactgebied van de elektrode met de grond en bodemweerstand. Hoe groter de aardelektrode, hoe lager de weerstand, hoe meer stroom de grond opneemt. Alle berekeningsformules suggereren om rekening te houden met het oppervlak van de elektrode en de diepte van zijn onderdompeling. Om bijvoorbeeld een aardingsapparaat met enkele cirkelvormige doorsnede te berekenen, hebben we de volgende formule:

De formule voor het berekenen van de weerstand van het aardingsapparaat

Waar: d – diameter pen, L. – elektrode lengte, T – afstand van het oppervlak tot het midden van de aardelektrode, ln – logaritme, ? – constant (3.14), ? – bodemweerstand (Ohm m).

Houd er rekening mee dat bodemweerstand de belangrijkste berekeningsparameter is. Hoe lager deze weerstand, des te meer geleidend onze aarding zal zijn en des te effectiever bescherming. De belangrijkste basiscijfers voor een bepaald type bodem zijn te vinden in openbaar beschikbare tabellen en grafieken, maar veel hangt af van de feitelijke toestand – dichtheid, waterbalans, temperatuur, seizoensgebonden vriesdiepte, aanwezigheid en concentratie van ‘elektroactieve’ chemicaliën erin – logen, zuren, zouten … Bovendien kan op verschillende diepten de situatie aanzienlijk veranderen, de fysische eigenschappen van de continentale fundering worden anders, watervoerende lagen verschijnen die de weerstand verminderen, de temperatuur stijgt … In de regel, met toenemende diepte, wordt de grond meer stroomopname.

Grafiek van de afhankelijkheid van de weerstand van de aardingslus op de diepte

Grafiek van de afhankelijkheid van de weerstand van de aardingslus op bodemvocht

Bij temperaturen onder nul neemt de weerstand van bodems sterk toe door bevriezing van water. Daarom zijn er bepaalde problemen met aarding in gebieden met permafrostbodems. Om dezelfde reden moet de lengte van de aardelektroden een orde van grootte groter zijn dan de seizoensgebonden vriesdiepte op normale breedtegraden..

Grafiek van de afhankelijkheid van de weerstand van de aardingslus van de bodemtemperatuur

Idealiter zou de weerstand van de bodem en het aardingsapparaat als geheel praktisch moeten worden onderzocht, terwijl de formules ons helpen bij het maken van de basisberekeningen. Vaak vindt de analyse plaats direct in het stadium van het assembleren van de circuits – de elektroden worden ondergedompeld en metingen van de aardgeleiding worden in realtime uitgevoerd: als de weerstand te hoog is, wordt het aantal aardelektroden of de mate van begraving verhoogd.

Houd er rekening mee dat aarding op elk moment van het jaar moet werken, daarom wordt aanbevolen om het onder de meest ongunstige omstandigheden (droogte, vorst) te controleren. Als dit niet mogelijk is, worden speciale coëfficiënten op de resultaten toegepast, waarbij rekening wordt gehouden met seizoensveranderingen in bodemweerstand in een bepaald gebied..

Als er meerdere elektroden worden gebruikt om de aardelektrode uit te rusten, zal de berekeningsprocedure enigszins verschillen:

  1. De weerstand wordt voor elk van hen berekend (de bovenstaande formule kan worden toegepast).
  2. Indicatoren worden samengevat.
  3. Er moet rekening worden gehouden met de “gebruiksfactor”.
  4. De formule ziet er als volgt uit:

De formule voor het berekenen van de weerstand van een aardelektrodesysteem op basis van meerdere elektroden

Waar: N – aantal aardelektroden, NAARen – bezettingsgraad, R1 weerstand van elke elektrode afzonderlijk.

Zoals u kunt zien, wordt geen rekening gehouden met de geleidbaarheid van de horizontale elementen die de elektroden in een enkel circuit verbinden..

De gebruiksfactor kan enige complexiteit veroorzaken – het weerspiegelt het fenomeen waarin aangrenzende elektroden in het circuit elkaar beïnvloeden, aangezien de zones van dissipatie van stromen in de bodem elkaar beginnen te kruisen wanneer ze te dichtbij zijn. Hoe dichter de individuele aardelektroden bij elkaar zijn, hoe groter de totale weerstand van de aardingsinrichting. Rond elke elektrode in de grond wordt een werkbol met een straal gelijk aan de lengte gevormd, wat betekent dat de ideale afstand tussen de aardelektroden hun lengte in de grond (L) is, vermenigvuldigd met 2.

Locatie van aardelektroden

De verhouding tussen de afstand tussen de elektroden en hun lengteAantal elektrodenCoef. gebruik
1vijf0,7
1tien0,6
1150,53
1200,5
2vijf0,81
2tien0,75
2150,7
2200,67
Gesloten plaatsing
De verhouding tussen de afstand tussen de elektroden en hun lengteAantal elektrodenCoef. gebruik
1vijf0,65
1tien0,55
1150,51
1200,45
2vijf0,75
2tien0,69
2150,66
2200,63

Gebruik de volgende formule om te berekenen hoeveel aardelektroden in de grond moeten worden begraven:

De formule voor het berekenen van de diepte van aarding

Waar: R – ontwerpweerstand van het aardingsapparaat, R1 – weerstand van één elektrode, NAARen – bezettingsgraad.

Wat betreft de plaatsing van aardelektroden, ze hoeven geen driehoek te vormen, hoewel dit de meest gebruikelijke configuratie van het circuit is. De elektroden kunnen met een serieschakeling in één rij worden geplaatst. Deze optie is handig als een smalle strook land is toegewezen voor het regelen van aarding..

Aardingsinstallatie

In principe zijn er twee soorten aardingsapparaten te onderscheiden, die qua installatietechniek en materiaaleigenschappen van elkaar verschillen. De eerste is een pin-modulair ontwerp (in de fabriek gemaakt) met een of meer elektroden, de tweede is een zelfgemaakte versie met verschillende aardelektroden van gewalst metaal. Hun belangrijkste verschillen zijn alleen in de organisatie van het begraven deel – geleidend, “boven”, hun deel is identiek.

Fabrieksaardingskits zijn technologisch geavanceerd en hebben een aantal voordelen:

  • geleverd als een complete set, elementen zijn speciaal ontworpen voor het aanbrengen van bescherming en worden geproduceerd op industriële apparatuur;
  • bijna geen graafwerkzaamheden nodig, er is geen laswerk nodig;
  • stelt u in staat om tot enkele tientallen meters diep te gaan en een zeer lage, stabiele weerstand van het hele apparaat te krijgen.

Installatie van de aardlus

Het enige nadeel van dergelijke systemen zijn de hoge kosten..

Materialen en gereedschappen voor het aardingsapparaat

Kunstmatige aardingsgeleiders moeten gemaakt zijn van gewalst staal. Geschikt voor deze doeleinden:

  • hoek;
  • ronde of rechthoekige buis;
  • hengel.

Om het metaal tegen corrosie te beschermen, worden gegalvaniseerde elektroden gebruikt. Het is ook toegestaan ​​om elektrisch geleidend beton te gebruiken als aardelektrode.

In de fabriekskits zijn dit anderhalve meter massief getrokken verkoperde pinnen met schroefdraad aan de uiteinden. Op het eerste element is een scherpe kegelvormige punt aangebracht, de afzonderlijke pinnen zijn verbonden door middel van messing koppelingen met schroefdraad. De elektroden worden ondergedompeld in de grond met handgereedschap (SDS-Max-patroon, slagkracht ca. 20 J). Een adapter en een geleidekop worden gebruikt om energie van de rotsboor over te dragen. De verbinding tussen de aardgeleider en de elektrode wordt gemaakt door middel van een roestvrijstalen klem. Om de verbindingen tegen corrosie te beschermen en de weerstand bij de verbindingen te verminderen, wordt een speciale pasta gebruikt.

Aandacht! Aardingsschakelaars mogen niet worden geverfd, gesmeerd of bewaard op een andere manier die hun geleidbaarheid zou verminderen..

Het effect van corrosie (het stalen deel wordt geleidelijk dunner) moet in aanmerking worden genomen bij het kiezen van de doorsnede van de elektrode, deze wordt met een bepaalde marge geselecteerd, wat zorgt voor voldoende duurzaamheid van het circuit. De minimaal toegestane doorsneden van grondelektroden in bodems worden beperkt door regelgevende documenten:

  • gegalvaniseerde staaf – 6 mm;
  • ferro-metalen staaf – 10 mm;
  • gerolde rechthoekige doorsnede – 48 mm2.

Aandacht! De dikte van de planken van rechthoekig staal of de wanddikte van de buizen moet minimaal 4 mm zijn.

Een strip wordt meestal gebruikt als een geleider die meerdere elektroden in de grond verbindt, maar een draad, hoek of pijp kan worden gebruikt. Met deze materialen is het mogelijk om aarding naar het elektrische paneel zelf te brengen (de doorsnede van materialen heeft minder beperkingen: staaf – 5 mm, rechthoekig staal – 24 mm2, wand- en plankdikte – 2,5 mm).

De aardgeleider in het gebouw moet een dwarsdoorsnede hebben die gelijk is aan de doorsnede van de fasegeleider die in de huisbedrading wordt gebruikt.

Er zijn ook minimumvereisten:

  • ongeïsoleerd aluminium – 6 mm;
  • koper niet geïsoleerd – 4 mm;
  • aluminium in isolatie – 2,5 mm;
  • koper in isolatie – 1,5 mm.

Voor de commutatie van alle aardgeleiders is het nodig om aardingsstaven van elektrotechnisch brons te gebruiken. In het TT-aardingssysteem worden deze elementen van het schakelbord rechtstreeks op de muur van de metalen doos gemonteerd.

Grondbus

De zelfgemaakte aardelektrode wordt verdiept met een voorhamer, fabriekskits worden ingeslagen met drilboren. In beide gevallen raden we aan om een ​​platform of ladder voor te bereiden. Om met zwart gewalste producten te werken, moet handmatig booglassen worden gebruikt.

Het aardingsapparaat monteren

Laten we eens kijken naar de volgorde van acties. In de eerste punten zullen we de typische bewerkingen aangeven voor de installatie van beide soorten aardelektroden.

Indeling en grondwerk.Het wordt aanbevolen om aardingsschakelaars in de grond te installeren op een afstand van ongeveer een meter van de fundering. In overeenstemming met het project is het circuit gemarkeerd – zoals we al zeiden, het kan een gelijkzijdige driehoek, lijn, cirkel, meerdere rijen zijn … De afstand tussen de elektroden is genomen vanaf 1,2 meter, waardoor het meer dan tweemaal de lengte van het aardelektrodesysteem is zinloos. Als basisoptie, geschikt voor de meeste van onze omstandigheden, kunt u een driehoek nemen met een zijde van 1,5-3 meter en een lengte van elektroden van 2-3 meter.

Installatie van aarding in een privéwoning

Vervolgens moet u een greppel graven met een diepte van ongeveer 70-80 cm, de minimum toegestane diepte is 50 cm. De breedte van de greppel op de dieptepunten moet gemak bieden voor lasgeleiders, meestal graven ze met hellingen van ongeveer 0,5-0,7 meter breed.

Om een ​​modulaire aarding met enkele elektrode aan te sturen, is slechts één put van 50x50x50 cm nodig.

De elektrode voorbereiden.Om het onderdompelen van de grondelektrode in de grond te vergemakkelijken, wordt het gewalste metaal geslepen met behulp van een slijper, bijvoorbeeld worden planken onder een hoek onder een hoek gesneden, wordt de buis schuin afgesneden, wordt de staaf geslepen. Als gebruikt metaal wordt gebruikt, moet het, indien nodig, volledig worden ontdaan van beschermende coatings.

Een spitse kop wordt op de in de fabriek modulaire grondpen geschroefd, de verbinding is gecoat met pasta.

De hoeken (meestal zijn het hoeken van 50x50x5 mm) worden in de grond gehamerd door slagen met een voorhamer.Het is het gemakkelijkst om vanaf de steiger aan het werk te gaan. Als het metaal zacht is, is het beter om de werkstukken door houten afstandhouders te slaan. De kop van de aardingsschakelaar moet 150-200 mm boven de bodem van de sleuf uitsteken, zodat we de elektroden in een circuit kunnen aansluiten.

Installatie van aarding in een privéwoning

De fabriekspennen worden ingegraven met een drilboor met een SDS-Max schachtkop en een slagcapaciteit van 20-25 joule. Na het onderdompelen van elke pin (1,5 meter) wordt er een huls en het volgende aardingselement op geschroefd, deze cyclus herhaalt zich totdat de elektrode de ontwerpdiepte bereikt, of er treedt een storing op (de onmogelijkheid van verdere verdieping). In het geval van een storing zijn extra aardpennen verstopt, het systeem wordt een multi-elektrode.

Aardingsschakelaars zijn verbonden met een horizontale geleider,het is doorgaans het handigst om met een strook van 40×4 mm te werken. Voor ferrometaal is lassen hier noodzakelijk, omdat de boutverbindingen snel zullen oxideren en de weerstand van het apparaat zal toenemen. Hechten werkt niet – u hebt een lange las van hoge kwaliteit nodig.

Installatie van aarding in een privéwoning

Neem vanuit de resulterende contour de strip naar het huis, buig hem en bevestig hem op de plint. Aan het uiteinde van de strip lassen we een M8-bout waardoor een beschermende aardgeleider die van de afscherming komt, wordt verbonden.

Installatie van aarding in een privéwoning

Op de laatste modulaire pen wordt een klembeugel gemonteerd en de geleider wordt vastgezet. De klem is omwikkeld met een speciale waterdichte tape.

De greppel is bedekt met aarde.Het wordt aanbevolen om voor deze doeleinden dichte homogene fijnkorrelige composities te gebruiken..

Fabriekssets met één elektrode kunnen worden aangevuld met een kunststof revisieput.

Installatie van aarding in een privéwoning

De aardgeleider wordt naar het schakelbord geleid.Het kan rechtstreeks op de bouwconstructies worden bevestigd, met uitzondering van gebieden met een hoge luchtvochtigheid – het is beter om daar isolatoren te gebruiken. Door de muren wordt de geleider getrokken door middel van metalen of kunststof buismoffen, in feite gelden de legregels hetzelfde als voor de “hoofd” bedrading (dit wordt een van de volgende artikelen).

In het schakelbord wordt de geleider, na te zijn gekrompen met een boutverbinding, verbonden met de aardingsbus, die op de kast is geïnstalleerd (TT-systeem).

De weerstand van het aardingsapparaat wordt gecontroleerd met een multimeter, als het, rekening houdend met seizoensfactoren (bepaald door de Staatstoezicht op energie voor verschillende breedtegraden, er zijn kant-en-klare tabellen), groter is dan 4 Ohm, dan is het noodzakelijk om het aantal elektroden te vergroten.

Bij het schakelen van de schakelinstallatie worden ook de geleiders van draden met gele isolatie (ze zijn afkomstig van stroomverbruikers) in de busconnectoren geklemd.

Bij het aansluiten van stopcontacten, apparaten, lampen worden de gele aardingsgeleiders op de juiste plaatsen geschakeld (meestal zijn ze gemarkeerd met een speciaal teken – drie horizontale strepen van verschillende afmetingen), bijvoorbeeld in stopcontacten is dit een centrale schroef.

Een geaard stopcontact installeren

Een systeem waarbij de aardlus op geen enkele manier is verbonden met de neutraal werkende geleider N wordt TT genoemd. Het wordt aanbevolen voor gebruik wanneer de TN-opties (er is een verbinding tussen de nulleider en de aardgeleider) niet kunnen worden gebruikt, bijvoorbeeld als de toestand van de bovengrondse voedingskabels niet bevredigend is. Om deze veel voorkomende reden is het natuurlijk erg populair geworden. Maar er moet worden opgemerkt dat het TT-systeem met een onafhankelijke, solide geaarde nulleider van consumenten moet worden verzekerd met behulp van een aardlekschakelaar. In het volgende artikel zullen we het hebben over reststroomapparaten..

Beoordeel dit artikel
( Nog geen beoordelingen )
Commentaar toevoegen

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: