Заземление во влажных грунтах

Заземление во влажных грунтах

18.7.1 Конструкция заземления в местах с высоким удельным сопротивлением грунта определяется проектом.Одним из способов снижения удельного сопротивления грунта является обработка грунта солью, что позволяет снизить сопротивление растеканию тока заземлителя в 2,5 — 8 раз. Примерная конструкция котлована при обработке грунта солью показана на рисунке 18.13.

Рисунок 18.13 — Конструкция котлована при обработке грунта солью для установки заземлителя из уголковой стали

Работы рекомендуется производить в следующей последовательности:

а) в месте, где должен быть забит электрод, отрыть котлован глубиной 2,5 м, круглый — диаметром от 0,8 до 1,0 м, или квадратный — 1×1 м;

б) в котлован уложить поочередно слои грунта и вдвое тоньше слои соли;

в) смачивая соль водой, плотно утрамбовать;

г) применять нужно соль, не увеличивающую коррозию стали, например, нитрат натрия, гидрат окиси кальция; запрещается применять хлористый натрий, хлористый кальций, купоросы и т.п.;

д) траншею для соединительной полосы солью обрабатывать не требуется.

18.7.2 Снижения сопротивления растеканию можно добиться также путем установки электрода в насыпной грунт. Для этого необходимо:

а) для каждого электрода отрыть котлован радиусом от 1,5 до 2,5 м и глубиной, равной длине забиваемого стержня плюс 0,8 м (рисунок 18.14);

б) после установки электрода (уголка, трубы) заполнить котлован грунтом с небольшим удельным сопротивлением и грунт утрамбовать.

Рисунок 18.14 — Устройство заземлителя в грунте с высоким удельным сопротивлением

При устройстве многоэлектродного контура электроды следует соединить после неполной засыпки котлована. В качестве грунта-заполнителя можно применять любой грунт, имеющий Удельное сопротивление в 5-10 раз меньшее удельного сопротивления основного грунта. В песчаном или каменистом Фунте заполнителем можно брать глину, торф, чернозем, суглинок, шлак, коксовую мелочь и др.

18.7.3 В скальных и других грунтах, где рытье отдельных котлованов практически невозможно, рекомендуется применять взрывные методы и отрывать один общий котлован для всего кон-тура заземления. Котлован засыпают привозным грунтом с обработкой всего контура солью из расчета 8 кг на 1 м3 грунта, как Указано в 18.7.2.

Электролитическое заземление (горизонтальное; 3 метра; для влажных грунтов) ZandZ ZZ-100-102

Электролитическая система заземления ZANDZ ZZ-100-102 предназначена для использования в вечномерзлых, каменистых или песчаных грунтах, имеющих высокое удельное сопротивление (от 300-500 Ом*м), без применения специальной техники и насыпного грунта.

Электролитическое заземление (горизонтальное; 3 метра; для влажных грунтов) ZandZ ZZ-100-102 предназначен для установки заземляющего устройства в грунтах, имеющих высокое удельное сопротивление (от 300-500 Ом*м):

Электролитическая система заземления ZANDZ ZZ-100-102 легко монтируется в вечномерзлых, каменистых или песчаных грунтах, имеющих высокое удельное сопротивление от 300-500 Ом*м без применения специальной техники и насыпного грунта.

Главный элемент электролитической системы заземления — полый электрод (труба) Г-образной формы с перфорацией по всей длине, устанавливаемая в зоне протайки вечномерзлого грунта (на глубину 0,7 метра) и заполненная специальной смесью минеральных солей.

Комплект электролитического заземления (горизонтальный; 3 метра; для влажных грунтов) ZandZ ZZ-100-102

1. Колодец для обслуживания

2. Специальная смесь минеральных солей

3. Электрод — заземлитель Установка комплекта электролитического заземления (горизонтальный; 3 метра; для влажных грунтов) ZandZ ZZ-100-102 не требует использования специальной техники и насыпного грунта.

Комплект ZANDZ ZZ-100-102 содержит все, необходимые для монтажа заземлителя, компоненты, легко сопрягаемые друг с другом.

Информация для заказа

Достоинства электролитической системы заземления ZZ-100-102:

  • электрод в 10 раз эффективнее обычного металлического электрода таких же размеров
  • специальная смесь минеральных солей с патентованной добавкой:
    • не вызывает ускорения коррозии электрода
    • не превращается в электролит сразу всем объемом при повышенной влажности грунта (актуально в весенний период)
    • делает процесс выщелачивания равномерным и постоянным. Это способствует не просто сохранению концентрации электролита в грунте, а ее увеличению со временем, что способствует дополнительному уменьшению сопротивления заземления.
  • срок службы электрода составляет не менее 50 лет
  • малая глубина монтажа заземлителя (0,7 м) делает его очень универсальным к применению, без забот о влиянии на него вечномерзлого грунта (в частности, эффекта «выталкивания»)

Этот вид заземления представлен готовым комплектом ZZ-100-102, который содержит все компоненты, необходимые для монтажа заземляющего электрода , легко сопрягаемые друг с другом.

Получить подробную консультацию у руководителя направления:

Заземление

тел. +7 812 670 9975

Линейка продуктов ZANDZ и GALMAR представлена комплектами для организации надежного заземления и молниезащиты на любом объекте.

заземление в скалистом грунте.

Использовать электролитическое заземление.

Забивать большее количество «штырей» и обваривать их.

Или использовать систему глубинного заземления ШИП

КАМАЗ соли дешевле, только есть риск в пустыню посоленный участок над ЗУ превратить.

У вас как с чтением? Или думаете победить отбойником скалу? Ничего не выйдет.

Почитал ваш сайт. Вопросов больше не имею. Нетленку про заземление разберу на цитаты. Особенно доставили «чистый нуль» и про УЗО, которое «разрывает линию фазового провода, а не только нулевого». Удачи вам во всем. Не думал, что в состоянии завала сроков сдачи работы меня что-либо может так улыбнуть. Настроение мое улучшилось. Глядишь к вечеру все сдам.

При сооружении искуственных заземлителей в районах с большим удельным сопративлением земли , рекомендуют следующие мероприятия.
Укладка в траншеи вокруг горизонтальных заземлителей в скальных структурах влажного глинистых грунта,с последующей трамбовкой и засыпкой щебнем до верха траншеи.
Применение искуственной обработки грунта с целью уменьшения его удельного сопративлением, если другие способы не могут быть применены или не дают нужного эффекта.
Либо глубинные заземления, обсадная труба в скважину. И конечно же применения электролитического заземления.

Откуда взяли, что надо на 2-3 метра забить?

в инэте при запросе устройство заземления.

Ниже уровня промерзания/высыхания грунта.

какое там промерзание/высыхание скала галимая через пол метра.

например естественные заземлители.

Как показывает практика — не панацея. Точнее, при помощи электролитов гораздо проще и быстрее можно достичь необходимого результата, но цена вопроса такова, что может оказаться дешевле прокопать сотни метров траншей и заковать тонны металла (лишь бы было место для протяженного заземлителя).

И с этим могут быть трудности. Пример — на вершине песчаного холма на скалистом основании открытый 25-метровый железобетонный бассейн. Смеха ради померил сопротивление растекания такого «заземлителя», в котором тонны металла. Около 100 Ом((

Пробовать, пробовать и еще раз пробовать. Точнее, измерять, измерять и еще раз измерять.
На одной и той же «поляне» могут быть на расстоянии каких-то 25 метров и песчаная линза и русло подземной реки. В первом случае на 20-ти метровом штыре будете ловить под 600 Ом, а во втором — и на 4-х метрах получите 10 Ом (Юрий Михалыч не даст соврать — он своими глазами наблюдал такую картинку на одном из моих объектов. Аж усомнились в достоверности показаний вполне приличного прибора когда чем глубже забивали, тем больше (!) становилось сопротивление растекания на одиночном штыре)))

Какое делать заземление в песчаном грунте?

Что особенного в песчаном грунте и почему вообще встал такой вопрос: делать ли в нём заземление?
Дело в том, что удельное сопротивление грунта, насыщенного или полностью состоящего из песка, может достигать значения в 4000 Ом/м, что несомненно может вызвать трудности при организации заземления (см. таблицу ниже).

Смотрите так же:  Как улучшить провода наушников

Песок, сильно увлажненный грунтовыми водами

Песок, умеренно увлажненный

Песок слегка влажный

1 500 — 4 200 Ом/м

Рассмотрим ситуацию на реальном примере!

Задача

К нашим техническим специалистам недавно поступил запрос из Казахстана со следующей задачей:

Произвести расчеты по установке защитного заземления на производственно-сборочном участке. В соответствии с данными заказчика, грунт в предполагаемом месте установки заземляющего устройства песок. Удельное сопротивление, как уже было написано выше, может иметь совершенно разные значения. К сожалению, точное сопротивление грунта на искомом объекте определить не удалось. Выходит, что нужно отталкиваться от собственного опыта и принимать в расчеты максимальное значение.

Обращаемся к нормативным документам:
в соответствии с ПУЭ п. 1.7.103 и данными заказчика сопротивление заземляющего устройства в любое время года должно быть не более 10 Ом при линейном напряжении 380 В источника трехфазного тока. В соответствии с
ПУЭ п.1.7.103. при удельном сопротивлении грунта ρ>100 Ом∙м допускается увеличить указанные нормы в 0,01ρ раз, но не более десятикратного.

Решения

Ниже представлены два варианта решения поставленной задачи:

Вариант 1. На основе модульного заземления, комплект ZANDZ ZZ-000-030:

  • установка двух вертикальных электродов длиной 10,5 м и одного вертикального электрода длиной 9 м, объединенных горизонтальным электродом из коррозионностойкой полосы стальной омедненной сечением 30х4 мм. Глубина заложения полосы 0,5 м;
  • до стены здания прокладывается горизонтальный заземлитель длиной 2 метра (полоса омедненная сечением 30х4 мм).

Расположение элементов заземляющего устройства показано на рисунке ниже

Проведя расчеты в соответствии с существующими нормами сопротивления заземления получили следующие значения:

1) при сопротивлении грунта 200 Ом∙м — 7,26 Ом, что меньше требуемых 10 Ом;
2) при сопротивлении грунта 2000 Ом∙м — 72,56 Ом, что меньше 100 Ом, полученных в результате применения коэффициента увеличения нормы в 10 раз (в соответствии с ПУЭ п.1.7.103).

Оба полученных значения меньше нормируемого, а значит установка комплекта модульного заземления ZZ-000-030 оправдана и удовлетворяет требованиям, описанным в задаче.

Электролитическое заземление

Предназначена для использования в вечномерзлых, каменистых или песчаных грунтах, имеющих высокое удельное сопротивление (от 300-500 Ом*м), без применения специальной техники и насыпного грунта.

Главный элемент электролитической системы заземления — полый электрод (труба) |___-образной формы с перфорацией по всей длине, устанавливаемая в зоне протайки вечномерзлого грунта (на глубину 0,7 метра) и заполненная специальной смесью минеральных солей.

1. Колодец для обслуживания

2. Специальная смесь минеральных солей

3. Электрод — заземлитель

Достоинства электролитической системы заземления:

  • электрод в 10 раз эффективнее обычного металлического электрода таких же размеров
  • специальная смесь минеральных солей с патентованной добавкой:
    • не вызывает ускорения коррозии электрода
    • не превращается в электролит сразу всем объемом при повышенной влажности грунта (актуально в весенний период)
    • делает процесс выщелачивания равномерным и постоянным. Это способствует не просто сохранению концентрации электролита в грунте, а ее увеличению со временем, что способствует дополнительному уменьшению сопротивления заземления.
  • срок службы электрода составляет не менее 50 лет
  • малая глубина монтажа заземлителя (0,7 м) делает его очень универсальным к применению, без забот о влиянии на него вечномерзлого грунта (в частности, эффекта «выталкивания»)

Этот вид заземления представлен готовым комплектом ZZ-100-102, который содержит все, необходимые для монтажа заземляющего электрода, компоненты, легко сопрягаемые друг с другом.

Проводимость грунта

Эту величину никак не назовешь подходящей для среды, где растекается килоамперный ток молнии. Удельное сопротивления даже высоко проводящей земли примерно в миллиард раз больше удельного сопротивления обычной стали. При организации заземления специалистов выручает только практически неограниченный объем грунта, по которому распространяется ток.

Проводимость грунта на редкость нестабильна. Она сильно зависит не только от его минералогического состава, но также от влажности и температуры. Вот почему методические указания вынуждены давать очень приблизительные значения удельного сопротивления для различных грунтов. Примером могут служить данные таблицы 1., заимствованной из отечественных методических указаний.

Тип грунта

Удельное сопротивление грунта, Ом*м

Песок (при темпереатуре выше 0 o C):
сильно увлажненный грунтовыми водами
умеренно увлажненный
влажный
слегка влажный
сухой

10-60
60-130
130-400
400-1500
1500-4200

Суглинок:
сильно увлажненный грунтовыми водами
(при температуре выше 0 o C)
промерзший слой (при температуре -5 o C)

Глина (при температуре выше 0 o C)

Торф:
(при температуре около 0 o C)
(при температуре выше 0 o C)

Солончаковые почвы (при температуре около 0 o C)

Щебень:
сухой
мокрый

не менее 5000
не менее 3000

Дресва (мелкий щебень, крупный песок)
(при температуре около 0 o C)

Гранитное основание (при температуре около 0 o C)

В прикладном отношении очень важна неоднородность характеристик по глубине грунта. Она надежно установлена геологическим исследованиями. Не редкость, когда под тонким (10 — 30 см) слоем высоко проводящей почвы с удельным сопротивлением ниже 100 Ом*м лежит многометровой толстый скальный слой, где удельное сопротивление выше 10 4 Ом*м. Не менее вероятна и обратная картина, например, за счет подземного водного потока на глубине в десятки метров под слоем сухого песка.

На какую глубину зондировать грунт?

Специалистам не надо напоминать, что ток от заземляющего электрода уходит в грунт «на бесконечность». Подобное определение толщины обследуемого слоя бессмысленно. Проводимость грунта надо обследовать там, где она еще может дать реально весомый вклад в величину сопротивления заземления заземлителя. На элементарном уровне эта задача строго и просто решается для сферических или полусферических электродов. Например, для полусферического электрода в однородном грунте с удельным сопротивлением ρ1 напряженность электрического поля E(r), определяемая плотностью тока σ(r) = I/(2πr 2 ) из уравнения, аналогичного закону Ома E(r) = ρ1σ(r), позволяет точно вычислить напряжение на заземлителе интегрированием Е(r) от поверхности полусферы радиуса r до бесконечности. Это дает

и потому точная величина сопротивления заземления равна

Если же ограничить вычисления на некоторой прозондированной глубине грунта h, расчет даст заниженное значение

Легко убедиться, что относительная ошибка составит δRЗ = r/h. Следовательно, для оценки сопротивления заземления с такой погрешностью в однородном грунте надо отслеживать электрическое поле до глубины

например, в пределах h= 20 м, когда r = 1 м, а допустимая относительная погрешность принята равной 0,05.

Аналогичные вычисления для двухслойной среды (рис. 1) дадут

если допустить, что удельное сопротивление грунта изменит свое значение с ρ1 до ρ2 как раз на глубине h.

Произведенная оценка мало полезна в практическом отношении хотя бы потому, что полусферические заземлители не нашли применения. В методологическом отношении она интересна. Здесь явно прослеживается связь нужной глубины зондирования грунта и с размером заземляющего электрода, и с наличием структурных изменений в земле.

Для практически значимых электродов, особенно для их произвольной комбинации, аналитические оценки выполнить сложно и потому, как уже упоминалось, приходится прибегать к компьютерному моделированию. Из только что проведенного анализа следует, что в компьютерную модель нужно будет ввести количественное описание конкретного заземляющего устройства с конкретными геометрическими размерами и предусмотреть расчет его сопротивления заземления сначала в однородном грунте с удельным сопротивлением ρ1 (Rρ1), а затем в двухслойной среде (Rρ12) при различном положении границы h, где удельное сопротивление скачком меняется от ρ1 до ρ2. Значение глубины h можно будет принять за эффективную глубину проникновения тока, если различие между расчетными параметрами Rρ1 и Rρ12 не выходит за пределы допустимой погрешности, например, 10%.

Серия расчетных зависимостей на рис. 2 – 5 демонстрируют результаты численного моделирования.


Рисунок 2


Рисунок 3


Рисунок 4


Рисунок 5

Насколько эффективна искусственная обработка поверхностного слоя грунта?

Ответ на этот вопрос уже подготовлен в предыдущем разделе. Последствия обработки верхнего относительно тонкого слоя грунта принципиально различны для заземляющих устройств разной протяженности и площади. Специалисту ясно, что толстый слой грунта химически не обработать, особенно на большой площади. Заменить скальную породу, скажем, на глину или перегной до глубины в несколько метров принципиально возможно, но за немалые деньги. Поэтому целесообразно анализировать последствия изменения проводимости грунта на очень умеренную глубину (1-3 м). Результаты типичных расчетов представлены на рис. 6.

Смотрите так же:  Сечение кабеля в дом под землей

Рассматривались заземлители в виде горизонтальной шины различной длины и квадратная по форме сетка из горизонтальных шин с ячейками 10х10 м. Предполагалось что заземлитель уложен на глубине 0,5 м в верхнем 2-метровом слое обработанного грунта с удельным сопротивлением ρ1. Принято, что в результате обработки величина ρ1 упала в 10 раз (весьма эффективная обработка!) по сравнению с удельным сопротивлением ρ2 нижнего необработанного слоя неограниченной толщины. Моделирование показало, что последствия такой непростой операции сказываются на сопротивлении заземления тем в меньшей степени, чем больше размеры заземляющего устройства. Так для шины длиной в 2 метра кратность снижения RЗ, близкая к 8, мало отличалась от величины ρ21 = 10. Для 10-метровой шины этот параметр снизился до 5, а для 50-метровой – почти до 3. В отношении квадратной сетки эффект оказался еще слабее; он не превышал 1,5 при длине стороны квадрата в 100 м. Надо сказать, что это далеко не предельный размер для контуров заземления современных технических объектов. Попытка добиться более значительного эффекта здесь вряд ли будет особо успешной. Даже при увеличении толщины обработанного слоя до 5 м сопротивление заземления контура 100х100 м оказывается примерно в 5 раз выше, чем можно было бы получить в однородном грунте с тем же удельным сопротивлением ρ1.

На последствия обработки грунта (или его поверхностной замены) очень заметно влияет удельное сопротивление нижнего невозмущенного слоя земли. Это демонстрируется результатами конкретного расчета на рис. 7 для того же контура заземления 100х100 м с ячейками 10х10 м. Верхний слой грунта удельным сопротивлением 100 Ом*м, где размещен контур, при своей неограниченной толщине обеспечил бы сопротивление заземления 0,46 Ом, что сделало бы его пригодным для объектов напряжением свыше 1000 В с глухо заземленной нейтралью. Реальные значения сопротивления заземления при толщине верхнего слоя 3 и 5 м представлены на рис. 7 в зависимости от удельного сопротивления основного необработанного грунта. От идеала они отличаются в пределах порядка величины и больше.

Последствия климатологических изменений характеристик грунта

В наибольшей степени влияют два параметра – влажность грунта и его температура. Последний особо важен в зимнее время. когда грунт промерзает на значительную глубину ( в средней полосе России на 1-1,5 м.). Практику в основном беспокоят климатологические повышения удельного сопротивления верхнего слоя грунта, которые увеличивают сопротивление заземления. Из сказанного выше ясно, что степень его роста при прочих равных условиях зависит от геометрических размеров заземлителя.

В качестве примера на рис. 8 показан временной ход сопротивления заземления горизонтальной шины длиной 3 м, Измерения выполнены ООО «Амнис» в Московской области в течение прошедшего года. Размах измеренных значений приблизительно друкратный, от 50 до 100 Ом. Полагаю, что внимательный читатель откажется читать дальше. Из всего предыдущего напрашивается очевидный вывод. Поверхностные изменения грунта, заметно влияющие на сопротивление заземления электродов относительно небольшой длины, будут проявляться все в меньшей степени0 по мере увеличения габаритных размеров заземлителя. Это действительно так. Пусть, например, во время засухи поверхностный слой земли увеличил свое удельное сопротивление в 10 раз на глубине вплоть до 1,5 м. К каким изменениям сопротивления заземления RЗ плоского квадратного контура с ячейками 10х10 м приведет такое, демонстрируют результаты компьютерного моделирования на рис. 9. Видно, что с увеличением общей длины контура от 10 до 250 м кратность роста RЗ падает от 5 до 1,5. Размер ячеек контура заземления на результат оценок влияет очень слабо.

Э. М. Базелян, д.т.н., профессор
Энергетический институт имени Г.М. Кржижановского, г. Москва

ZANDZ Комплект электролитического заземления (горизонтальный; 3 метра; для влажных грунтов) ZZ-100-102

Цена: 60 508.48 руб.

  • Подбор оборудования
  • Подбор аналогов
  • Быстрая техподдержка

Комплект электролитического заземления L-образного исполнения ZANDZ ZZ-100-102 предназначен для организации заземляющего устройства в грунтах, имеющих высокое удельное сопротивление (от 300-500 Ом*м): вечномерзлых, песчаных, скальных без применения специальной техники и насыпного грунта.

Этот готовый комплект содержит все, необходимые для монтажа заземлителя, компоненты, легко сопрягаемые друг с другом:

  • Электрод — заземлитель — 1 шт.;
  • Заполнитель околоэлектродный — 3 мешка;
  • Колодец для обслуживания — 1 шт.;
  • Зажим для подключения проводника — 1 шт.;
  • Лента гидроизоляционная — 1 шт.

Как сделать заземление в квартирах и частных домах

Эксплуатация электроустановок тесно связана с вопросами безопасности. При резком возрастании современных нагрузок им стало уделяться повышенное внимание.

Для этого используются различные защитные устройства и схемы подсоединения заземлений. Благодаря подключению к жилому помещению РЕ-проводника, удается:

снизить разрушительные последствия возникающих аварийных ситуаций;

предотвратить пожары от неисправного электрооборудования;

спасти людей от получения электрических травм и гибели.

Решить все эти вопросы помогает защитное заземление.

Принципы выполнения защиты человека от аварийных токов на землю

Как работает заземление

Электрическая энергия высокого напряжения передается на большие расстояния с помощью трансформаторов.

Любой бытовой электрический прибор совершает действие тогда, когда через него протекает ток. Путь для него образуется замкнутым кольцом от генератора к потребителю по проводам «фазы» и «нуля». Разность потенциалов между ними определяет величину приложенного напряжения.

Когда происходит пробой изоляции фазного провода на корпус и землю, то приложенный потенциал большей частью стекает по пути наименьшего электрического сопротивления через случайно образованные цепочки: металлические трубопроводы, водопроводные сети, железобетонную арматуру, лифтовое оборудование…

Человек, оказавшийся на пути этого тока, получает электротравму, которая может закончиться трагически. Частично снизить последствия подобной аварии помогает УЗО или дифавтомат, подключенный в двухпроводную схему. Они отключают аварийный ток через тело человека с небольшой выдержкой времени, ограничивая его термическое воздействие на организм.

Для предотвращения такого несчастного случая используется «зануление». Это метод, основанный на подключении корпуса бытового прибора к нулевому проводнику схемы без использования контура защитного заземления.

При возникновении пробоя изоляции на корпус потенциал фазы схемы автоматически оказывается закороченным на ноль. Сразу возникает ток короткого замыкания. Его должна почувствовать защита вводного автомата и снять напряжение с работающего неисправного прибора. При этом способе основное внимание обращается на точность работы защитных устройств по назначенным для них уставкам.

Применяя метод зануления необходимо проявлять внимательность, нельзя перепутывать местами ноль и фазу. Иначе потенциал электроустановки будет приложен на корпус постоянно: вместо защитного подключения создастся прямая предпосылка для получения электротравм.

В зданиях, оборудованных электропроводкой по системе TN-S, при пробое изоляции фазы аварийный ток отводится по защитному РЕ-проводнику.

При этом устройства УЗО и дифавтоматы, реагирующие на появление тока утечки через защитный ноль, снимают напряжение с контролируемого участка с поврежденной изоляцией. Человек избавлен от воздействия аварийного тока.

По такому же алгоритму работают защиты в зданиях, переоборудованных на систему TN-C-S, в которой дополнительно заземление использует расщепления PEN-проводника на рабочий и защитный ноль на вводе в дом.

Таким способом защитное заземление здания спасает человека от поражения электрическим током при пробоях изоляции на корпус всех бытовых приборов. Однако, это не единственная его защитная функция.

В коттедже и отдельном частном доме заземление позволяет реализовать в комплексе:

выравнивание потенциалов, образующихся при эксплуатации электроэнергии;

отвод разряда молнии, направленный в здание в системе молниезащиты;

устранение высокочастотных помех, возникающих от работающей телевизионной и радио аппаратуры.

Смотрите так же:  Опасно ли 220 вольт для жизни

Технические требования к заземлению

Надежность конструкции

Энергия молнии может достигать очень больших значений. Ее кратковременный разряд на землю в сотни килоампер прожигает крышу дома, разрушает стволы деревьев. Конструкция заземления должна выдержать это воздействие и надежно отвести от здания такой большой ток.

Для этого при монтаже используют толстые металлические уголки не менее 40х40 мм, полосы с сечением от 50 мм кв. и штыри, которые надежно соединяют сваркой. Элементы меньших поперечных площадей, используемые в контуре заземления, могут просто не выдержать энергию молнии.

Электрическая проводимость контура

Грунт местности, на котором располагается здание, обладает различными электрическими характеристиками. Скальные породы, песок, глина, суглинки, болотистая почва по-разному проводят электрический ток.

В зависимости от времени года изменяется заполнение водоносных слоев грунтовыми водами. Все это требует исследования специальной лабораторией, поскольку влияет на выбор конструкции заземления, его углубление, а, следовательно, и стоимость. Заземлители должны надежно пропустить ток через верхний слой почвы в глубину со стабильными электрическими характеристиками. А его свойства проводимости периодически ухудшаются благодаря промерзанию или засухе.

Металл контура заземления работает во влажной среде почвы, подвержен коррозии. Ее чешуйки со временем отодвигают частицы грунта от заземлителя, ухудшая его электрический контакт.

Покраска элементов заземления недопустима из-за нарушения его диэлектрических свойств. Для предохранения от разрушения химическими реакциями, происходящими в почве, стальные детали покрывают слоем цинка или меди.

Защищенные методами гальванопластики заземлители способны работать несколько десятилетий. Но, они тоже нуждаются в периодическом контроле технического состояния, которое выполняется замером величины сопротивления между их металлом и грунтом.

Электротехнические лаборатории, осуществляющие оценку качества контура заземления, используют мощные источники и измерители тока или падения напряжения высокой точности. Один из принципов таких замеров показан на картинке.

Рядом с заземлителями вбиваются на глубину 5÷10 метров на определенном удалении два контрольных штыря, выполняющие роль дополнительных электродов. Затем напряжение холостого хода прибора калибруется, фиксируется и подается вначале на контрольные штыри, а потом на заземлитель контура и поочередно на каждый из электродов.

При всех подключениях контролируется падение напряжения на схеме. По полученным данным производятся вычисления. Худший результат с наибольшим сопротивлением принимается за основу замера.

Когда используется аналоговый прибор, то вычисления и замеры выполняет оператор вручную. Оснащенные микропроцессорными устройствами модели позволяют автоматизировать процесс и ускорить анализ.

Приведенный алгоритм измерений электротехнической лабораторией описан для того, чтобы показать, что обычные тестеры, мультиметры и мегаомметры для оценки качества заземления не годятся. Их результат не будет точным.

Конструкции устройств заземления

Изготовить контур заземления можно своими руками или купить готовый комплект. Но, перед этим необходимо узнать электрические характеристики грунта и получить консультацию у специалистов местной лаборатории, выполняющих такие замеры. Они подскажут наиболее приемлемое решение.

Лучшее время для планирования контура заземления совпадает со стадией проекта дома. На этом этапе его удобно рассчитать и совместить с конструкцией молниеотвода и другими системами безопасности, красиво вписать в дизайн, а монтаж поручить строителям.

Однако, чаще всего о заземлении, как и обо всей электрике, вспоминают после строительства здания. В этом случае рассматривают несколько типовых конструкций.

Упрощенный вариант конструкции для кратковременного заземления

Самый простой способ изготовления заземлителя сводится к следующему:

забить в землю двухметровый уголок, штырь или прут арматуры (можно закопать стальной лист);

подсоединить к созданному электроду медный провод сечением не меньше 4÷6 мм кв;

второй конец этого проводника вывести и смонтировать на металлическую полоску, используемую в качестве шины, а на нее подключить все корпуса бытовых приборов.

Однако, этот метод ненадежен: он работает ограниченное время. Чаще всего его используют на передвижных бытовках-вагончиках, которые эксплуатируются на одном месте несколько месяцев, а затем переезжают на другой объект.

Горизонтальный контур из трех заземлителей

Эта конструкция работает в верхнем слое почвы. Для заземлителей используются трубы или уголки, которые для лучшего вхождения в грунт при забивании заостряют на нижних концах.

На поверхности будущего контура прокапывают траншею в форме треугольника или отрезка, если будет применяться ленточный контур, когда по условиям местности можно использовать только его. По углам выкопанного равностороннего треугольника вбивают электроды на всю глубину, оставляя место для их соединения сваркой к стальной полосе.

После окончательного монтажа всех металлических элементов полосовую сталь выводят на поверхность для подключения к шине здания, а траншею засыпают.

Правильность выполнения расчетов и монтажа покажет замер электрических характеристик контура. Если будет выявлен брак, то придется забить и подключить дополнительный заземлитель, повторить замер. Таким же способом исправляют ухудшенные характеристики контура, которые возникают через несколько лет его эксплуатации.

Горизонтальный контур из шестнадцати заземлителей

Эта конструкция обладает большей мощностью передачи на землю аварийных токов и используется там, где грунтовые почвы обладают высоким электрическим сопротивлением. Для нее необходим участок местности размером 25х25 метров и значительно большее количество материала.

Технология изготовления и проверки соответствует предыдущему методу.

Вертикальный контур

Производители промышленных заземлителей выпускают различные комплекты, которые при монтаже занимают мало времени и в то же время приспособлены для длительной эксплуатации.

Одна из таких конструкций состоит из четырех вертикально забитых омедненных штырей. Они монтируются из двухметровых элементов с помощью прочного резьбового переходника. Ввинчивание их друг в друга позволяет последовательно заглубить электрод на глубину от 12 и более метров.

Специальный электрический вибромолот вгоняет каждый стержень за короткое время. Для надежного соединения электродов между собой омедненными стержнями используются специальные зажимы. Таким же способом выполняется подключение контура к шине здания.

Однако, даже для этой конструкции необходимо выполнять электрические замеры.

Таким образом, чтобы заземление надежно защищало жильцов, а, заодно и электрооборудование квартиры или частного дома, необходимо:

уточнить функции, которое оно должно выполнять;

проанализировать электрические характеристики грунта;

выбрать оптимально подходящую конструкцию;

выполнить замеры электрических характеристик и не забывать об их проведении через каждый последующий год.

Только в этом случае реальная проверка вашей работы разрядом молнии не причинит вам никакого вреда.

Похожие статьи:

  • Электрический щиток схема с узо Схема расключения электрощита с узо Трехфазная схема распределительного щита — 5 вариантов Подробности Опубликовано: 08 Декабрь 2014 Просмотров: 113341 Трехфазные распределительные щиты 380В часто применяют в частных домах и на много реже […]
  • Провода для свечей зажигания ваз 2109 Подбор свечей зажигания NGK для карбюраторных и инжекторных двигателей автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 Свечи зажигания NGK в настоящее время одни из наиболее распространенных. Имеют в основном хорошие отзывы о работе на двигателях ВАЗ […]
  • Ту 16-505221 провода ПНСВ ТУ 16.К71-013-88 1. Токопро в одящая жила - Однопро в олочная , изгото в лена из стальной оцинко в анной пров олоки . Допускается изгота в ли вать токопро в одящую жилу из стальной неоцинко в анной пров олоки (ПНСВ ( неоцинко в […]
  • Соотношение тока и сечение провода Выбор мощности, тока и сечения проводов и кабелей Выбор сечения кабелей и проводов является обязательным и очень важным пунктом при монтаже и проектировании схемы любой электрической установки. Для правильного выбора сечения силового […]
  • Как определить диаметр по сечению провода Расчёт сечения провода по диаметру Основным и самым распространённым способом передачи электроэнергии к потребителю является электрический провод и электрический кабель. Электрический провод и электрический кабель – это электротехническое […]
  • Схемы электрические маз Схема МАЗ 5516 - схемы авто Вашему вниманию представляется подробная электрическая схема грузового автомобиля МАЗ-5516, обозначение элементов показано под каждым фрагментом модуля. Предназначена для автосервисов с целью проведения […]