Как рассчитать и сделать контур заземления
Сопротивление растеканию одиночного вертикального электрода зависит прежде всего от грунта и длины штыря. Удельное сопротивление грунта различается на порядок: чернозём и глина — 20–60 Ом·м, суглинок — около 100, супесь — 150–300, песок — 400–700, скальный грунт — тысячи. Длина работает сильнее диаметра: удвоение длины электрода снижает сопротивление почти вдвое, а удвоение диаметра — всего процентов на пятнадцать. Поэтому в контурах используют длинные тонкие штыри, а не короткие толстые.
Несколько электродов соединяют параллельно, но сопротивление падает не пропорционально их числу: зоны растекания тока соседних штырей перекрываются. Это учитывает коэффициент использования η — примерно 0,85 для трёх электродов, 0,75 для шести, 0,68 для десяти при шаге, равном длине штыря. Увеличение шага до двух длин повышает η, но требует больше траншей. Классический треугольник из трёх штырей по 3 метра со стороной 3 метра в суглинке даёт около 10–14 Ом.
Нормы задаёт ПУЭ. Повторное заземление PEN на вводе в систему TN-C-S — не более 30 Ом (ПУЭ 1.7.102). Для системы TT, применяемой, когда сеть ненадёжна, — не более 10 Ом на практике, а точнее так, чтобы при замыкании УЗО гарантированно сработало. Заземление подстанции и молниезащита — 4 Ом. Для частного дома ориентируются на 10 Ом: это универсальное значение, годное и для TN-C-S, и для TT.
Конструктивно контур делают из чёрного стального уголка 50×50×5 мм или прутка ⌀16 мм, забиваемого в дно траншеи глубиной 0,5–0,8 метра, либо из омеднённых модульных штырей, которые свинчиваются и забиваются перфоратором на глубину 6–15 метров — вариант компактный и особенно эффективный в сухих грунтах, где глубокие слои влажнее. Электроды соединяют между собой стальной полосой 40×4 мм только сваркой: болтовые соединения в земле корродируют. К дому заводят ту же полосу или медный проводник от 10 мм², а ввод в здание и подключение к главной заземляющей шине выполняют болтовым соединением, доступным для осмотра. Крашеная арматура, водопроводные и газовые трубы заземлителями быть не могут. Сопротивление контура обязательно измеряют прибором после монтажа — расчёт даёт только оценку, а грунт зимой промерзает и его сопротивление растёт в разы.