Модульное заземление - это проект, созданный специально для монтажа заземлителей на жилых объектах, к примеру, таких как загородные частные дома, дачные домики, а также для промышленных и административных объектов.
Практика монтажа модульного заземляющего контура.
Модульный заземлитель - это сборная конструкция, состоящая из стальных, специально обработанных медью штырей, каждый длиной в 1,5 метра. Эти штыри объединены в единый заземляющий контур заземления объекта.
Длина сборного заземляющего штыря может достигать глубины порядка 30 - 40 метров. Заземляющие 1,5 метровые штыри имеют на концах резьбу, посредством которой и соединительных муфт между ними, появляется возможность по мере продвижения сборного заземляющего штыря в глубину - наращивать его следующим штырем и т.д.
Монтаж вертикального штыря-заземлителя в глубину, делается следующим образом. Первый штырь оборудуется снизу стальным наконечником, а на его верхнюю часть навинчивается монтажная муфта с насадкой под вибромолот. Для ударов по насадке используют молот или перфоратор, а для удержания штыря в вертикальном положении - используется специальный зажим.
При вхождении первого штыря в землю на длину примерно 1,3 - 1,4 метра, монтажная муфта с насадкой под вибромолот снимается, а вместо них через соединительную муфту навинчивается второй штырь. Спецзажим для удержания штыря в вертикальном положении подвигается вверх по вновь смонтированной конструкции, а ее верх снова оборудуется монтажной муфтой и насадкой под молот и процесс забивания заземляющего штыря продолжается.
Схема модульного штыря-заземлителя, показана на нижеприведенной схеме, где:
1. Насадка под молот или вибромолот.
2. Муфта монтажная.
3. Зажим для удержания заземляющего штыря в вертикальном положении.
4. Соединительная муфта.
5. Заземляющий стержень.
6. Стальной наконечник.
Таких модульных заземлителей для заземляющего контура монтируется несколько (согласно проекта), а далее они между собой соединяются, посредством медной полосы или проволоки с использованием зажимов, в единый контур заземления. При установке зажимов, данные места предварительно обрабатываются токопроводящей пастой, а после полного монтажа всего контура заземления - он подвергается антикоррозионной покраске.
Замер сопротивления монтируемого вертикального штыря возможен на этапе монтажа каждого, вновь навернутого 1,5 метрового штыря, а срок эксплуатации такого модульного заземляющего контура составляет примерно 30 лет.
Достоинства модульного заземления.
Мы хотим рассказать в этой статье о том, как правильно оборудовать заземление в частном доме. В ней мы подробно остановимся на материалах, монтаже и устройстве заземления. Вы узнаете о том, что собой представляет модульно штыревое заземление, о материалах, которые нужны для его установки и о способе контроля над смонтированным заземлением.
Электричество и меры безопасности при его использовании
При использовании электричества существует вероятность возникновения опасных ситуаций. Чтобы этого избежать существуют разные средства. Самым главным и надежным средством является устройство, которое носит название - защитное отключение электричества. Еще одним из защитных устройств, которое помогает избежать опасных ситуаций - это создание контура заземления и подключения к нему всего электрооборудования, которое есть в доме. Для электроснабжения частного дома создается точка. Она указывается в разрешающих технических условиях и станавливается электропоставляющей организацией. К каждой точки подключения (к аспределительному щиту) подходят четыре проводника, три - это фазы (L1,L2, L3), а проводник четвертый, создан специально на подстанции, - заземляющий (N). Его еще называют «землей», хотя правильное название звучит как - «нейтраль». На нем нет напряжения, и он служит парой для фазного провода. Следует учесть, что количество проводов и жил в кабеле зависит от технических характеристик, которые владелец дома указал при подключении. Заявленное напряжение может быть двух видов - 220В или 380В.
- При заявке в 220В к дому подводятся два кабели или две жилы.
- Если нужно 380В, то тогда подается четыре жилы в кабеле или четыре провода.
Чтобы подключить освещение достаточно только одной фазы и одной нейтрали. По новым правилам (ПУЭ) к каждому электроприбору, который рассчитан на 220В, должны подходить три провода (кабель, шнур):
- фазный провод под напряжением (L);
- нулевой провод (N);
- защитный нулевой провод (РЕ) его другое название - «защитное зануление».
В независимости от системы проводки, которая проходит в доме (она может быть трехпроводная и пятипроводная) начиная от распределительного щитка, по дому прокладываются всего три группы проводов:
- осветительная - два провода - фаза и нулевой (L и N), 1,5 мм.кв - сечение.
- розеточная - три провода (L, N, РЕ) сечение проводов не меньше 2,5 мм.кв.
Электрооборудование (силовое) - три кабеля (L, N, РЕ), сечение рассчитывается относительно мощности оборудования. Но не следует забывать, что защитный (РЕ) и нулевой (N) проводники не могут быть больше фазного проводника, сечение их должно быть меньше или хотя бы равно проводу L. Но при всем этом «нейтраль» и защитный проводник не могут быть подключены в щитке под одним контактным зажимом. При правильном проектировании, силовой щиток выглядит следующим образом: в нем имеет два фазных провода, одна «земля» и шина заземления (РЕ). К шине подключается контур заземления.
Согласно международным стандартам и фазный провод и «нейтраль» принято считать силовыми проводами. Это значит, что подлежат обязательному соблюдению некоторые требования: Необходимо изолировать все провода от корпуса в конструкции прибора.
В общей схеме «нейтраль» и фаза - силовые проводники, а это значит, что нельзя использовать нулевой провод вместо защитного провода РЕ. Это вызвано тем, что иногда на «нейтрали» возникает «напряжение смещения». Это явление возникает и в исправной системе. Иногда оно может быть в 50В, что автоматически превращает его из защитного провода в опасный!
Заземление своими руками
Потенциал защитного проводника РЕ с помощью контура заземления всегда будет равен потенциалу грунта (земли). А это значит, что корпус прибора, подключенного к контуру, тоже будет равен этому потенциалу. Вот поэтому очень важно держать под контролем сопротивление цепи заземления. В идеале оно не должно быть больше показателя в 4 Ом. Согласно схеме, заземлитель состоит из заземляющего проводника и заземлителя.
Металлический проводник, который находится в контакте с землей, называется заземлителем. А металлический проводник, который присоединяет шину РЕ из электрощита к заземлителю, называют заземляющим проводником.
Для устройства заземления создается схема, в которую входят: распределительный силовой щиток (с шиной РЕ), заземлитель, заземляющий провод и электроприбор.
Согласно ПУЭ, а именно п.1.7.70, в качестве заземлителя могут быть использованы различные конструкции, которые подходят для таких целей. Кроме того используются естественные заземлители. А именно:
- водопроводные и металлические другие трубопроводы, в которых трубы соединены между собой способом электро-, газосварки. Исключением становятся трубы с горючими жидкостями, взрывчатыми и горячими газами и смесями, трубы центрального отопления и канализации;
- металлические и железобетонные каркасы зданий, которые контактируют с землей;
- трубы скважин.
При использовании таких естественных заземлителей необходимо вывести отвод - проложить заземляющий провод от такой конструкции до шины РЕ электрощита. Отвод следует присоединить к конструкции с помощью болтов или сварки. Для этого вначале к конструкции приваривается стальная пластина и только затем присоединяется провод (из меди).
Если используется в качестве заземлителя естественный заземлитель, то срок службы заземлителя сокращается за счет утечки тока по конструкции. Из этого следует, что в качестве заземлителя лучше использовать отдельный искусственный контур заземления.
Кроме того, если конструкция дома деревянная и нет рядом естественных заземлителей, то следует использовать искусственные.
Для такого вида заземлителей используются круглые заготовки из стали. Диаметр заготовки должен быть больше 16 мм. Можно для этих целей использовать стальной уголок (с параметрами 50х50х5 мм). Длина заготовок должна соответствовать 3,0 - 3,5 метрам. Заготовку следует вбить в землю (вертикально), оставив над землей не более 10 сантиметров. Между заземлителями прокладывается траншея (0,7 м глубина). В ней прокладываются провода, которые соединяют заготовки заземлителя между собой.
Сечение соединительных проводов - не менее 16 мм, соединятся конструкция с помощью сварки.
Этот контур присоединятся к шине РЕ проводом (2,5 мм.кв). Толщина провода заземления не может превышать толщину фазного провода. Присоединение заземляющего провода к шине РЕ можно проводить с помощью болта или сварки (любого типа). Это нужно для создания не только самого заземления, но и для дополнительной площади соприкосновения.
Если возле дома есть хозяйственное помещение, в котором находится силовое оборудование (токарные станки, электроприборы, с повышенным потреблением энергии), то к нему должно быть подведено электроснабжение (в виде двух или четырех кабелей). То это помещение подлежит дополнительному заземлению.В самом помещении по периметру нужно создать внутренний заземляющий контур. Он выполняется с помощью стальной полоски (сечение которой 24 мм). Полоска должна находиться на высоте 0,8 м от уровня пола. Корпус электроприборов с помощью стальной полоски (размером 20х5 мм) или медного провода (2,5 мм) присоединяется к контуру. Внутренний контур соединяется с заземлителем. Но точек соединения должно быть больше чем две.
Пример устройства заземления
Перед устройством заземляющего контура следует произвести расчет и создать проект. Все последующие работы должны производиться согласно данному проекту. Ведь устройство контура довольно непростая задача. Для этого придется провести земельные работы, произвести расчеты электросопротивления земли на данном участке, произвести сварочные и монтажные работы. Для проведения качественных работ по заземлению обычно приглашают специалистов, но этот вид работ можно сделать самостоятельно.
Чтобы сэкономить материалы и силы, то контур следует создать вблизи распределительного щитка. Для построения контура, а затем присоединения его к щитку потребуются следующие материалы:
- Стальные стержни,
- диаметром от 16 мм (три штуки),
- стальные уголки,
- размером 50х50х5 мм (три штуки).
Они обеспечат требуемое сопротивление, не смотря на величину удельного сопротивления земельного участка.
Около 9 м стальной полосы, размером 4х40 мм.
Стальная полоска, которая будет пролегать от контура до распределительного щитка (метраж в зависимости от расстояния).
Для начала следует выкопать траншею (глубина 0,7 м и ширина 0,5 м). Траншея должна пролечь от дома до места расположения контура. На месте контура траншея принимает форму равностороннего треугольника со стороной в 3 метра. На каждой вершине треугольника пробурить скважины, на глубину 3 м. В эти скважины надо забить стальные стержни. Если земля мягкая, то стержни забиваются с помощью кувалды, а если твердая, то следует вначале заточить стержни с одной стороны и затем с применением груза забить в землю. К уголкам следует приварить стальную полоску, расположенную на высоте 0,01 м от дна траншеи. Так выглядит очаг заземления.
От образовавшегося контура до дома прокладывается стальная полоска. Одну сторону этой полоски следует прикрепить к контуру, а другую к шине РЕ, расположенной в силовом распределительном щитке.
Затем вся конструкция покрывается грунтом. В грунте не должно быть мусора и щебня. Чтобы уменьшить сопротивление контура его можно дополнительно присоединить к металлическому забору, столбам из металла или металлическим опорам. Места сварки (которая производится внахлест) надо покрыть битумным лаком, чтобы избежать коррозии.
Если от воздушной линии электропередач к дому подведено трехфазное или однофазное электричество, то следует выполнить дополнительное заземление «нетраля» (нулевого проводника) на вводе в силовой щиток. Это устройство также надо присоединить к заземляющему контуру.
Модульная штыревая система
На рынке оборудования широко рекламируется и неплохо продается новая система заземления, которая называется - модульная штыревая. Высокотехнологичная новая система устанавливается не зависимо от технических условий, ограниченности территории установки контура.
Так в чем же преимущества этой системы заземления? как проходит её монтаж и что для этого понадобится? Далее вы узнаете все об этой системе заземления.
Для размещения системы модульной штыревой понадобится один квадратный метр площади. Для монтажа её понадобится перфоратор. При монтаже не требуется бурения скважин под заготовки, чтобы достигнуть нужной величины сопротивления. Все работы проходят с помощью перфоратора (он работает как бур). Соединения элементов этой системы происходят с помощью специальных соединительных муфт. Если отсутствует дополнительная площадь, для установки контура, и возле дома довольно мягкий грунт, то устанавливается модульный штыревой контур заземления. Глубинный монтаж позволяет утапливать заземлитель на 40 метров вглубь земли. Это обеспечивает необходимые параметры требуемого заземления и сопротивления грунта. Если твердость грунта не позволяет провести глубинное заземление, то применяется монтаж контура, о котором описывалось выше (обычный контур).
Для монтажа штыревой системы требуются два квалифицированных специалиста. При монтаже проводится обязательное измерение сопротивления грунта на протяжении продвижения вглубь грунта. Это нужно для контроля параметров заземления. Модули заземлителей этой системы соединяют с помощью специальных сжимов, которые после монтажа изолируются лентой (гидроизоляционной), во избежание коррозии металла и соединений.
Система заземления штыревая намного дороже классической системы. Но не следует забывать, что у неё срок службы в разы больше чем у обычного контура, который выполняет с использованием стальных уголков и полос из металла.
Когда пройдет полный монтаж системы заземления следует провести замеры сопротивления контура. Это необходимо для получения паспорта, который выдается в соответствии с нормами, указанными в ПТЭЭП и ПУЭ. Бланк паспорта можно взять в этих организациях.
Чтобы определить, что выгоднее установить, проведем сравнительную характеристику цен материалов обеих систем. Стоимость монтажа и материалов штыревой системы составляет приблизительно 500 долларов (материалы) и 120 долларов (монтаж). Что в итоге дает 620 долларов. При классической системе монтаж обойдется в те же 120 долларов, а материалы в 100 дол., что, в общем, составит - 220 дол. Хотя классическая и дешевле, но на монтаж штыревой системы затрачивается всего полчаса. Кроме того, она требует гораздо меньшего пространства и энергозатрат.
Приборы, которыми измеряют сопротивление заземления
После проведения всех работ по монтажу контура необходимо проверить качество работ и качество очага заземления. Требуется снять показания всех сопротивлений и сравнить результаты с нормами ПТЭЭП и ПУЭ. Это все проводится с помощью специальных устройств.
Сначала проводится визуальный осмотр всех частей заземляющей системы. Для этого с помощью молотка проводится простукивание всех мест сварки и скреплений. Следует убедиться, что все соединено надежно и в местах соединения нет трещин, а соединения с помощью болтов надежно скручены. Результаты проверки заносятся в специальный регистрационный лист, который есть в паспорте.
Согласно правилам, которые применяются к электроустановкам (ПУЭ) до 1000В и имеют глухое заземление проводника «нейтраль», сопротивление устройства заземления не может превышать показатель в 4 ОМ. Эта величина получается, в качестве сложения сопротивлений заземлителей относительно грунта и сопротивления заземляющего провода.
Замерять эти величины можно с помощью приборов - омметров: М416, АНЧ 3, ЭКО 200, КТИ 10, ЭКЗ 01, ИС 10, MRU 101, MRU 100 и многими другими приборами для измерения сопротивления. Все эти приборы внесены в единственный реестр стран - Россия, Казахстан, Украина, Узбекистан, Беларусь.
Заключение. В этой статье было рассмотрено два вида систем заземления частного дома. Теперь вы сможете выполнить заземление собственного дома самостоятельно. Но если появятся вопросы, то обращайтесь за помощью к квалифицированным специалистам. Ведь от правильно смонтированного заземления зависит безопасность дома.
Заземляющее устройство в коттедже
Заземляющее устройство в коттедже выполняют множеством способов. Одним из главных недостатков многих заземляющих устройств является нестабильность свойств заземления во времени. Помимо сезонных изменений свойств заземления, постоянно происходит коррозия проводников заземления.
Заземления на глубину ниже уровня грунтовых вод и, естественно, глубже глубины промерзания для данной местности. Наиболее распространённый метод решения этой проблемы — забивание металлических стержней длиной примерно 2...3 м в грунт, часто из специальной траншеи глубиной 0.3...0.8 м. Верхние концы стержней соединяются в контур размером не более 16x16 м металлической полосой с помощью сварки и закапываются. Естественно, наружу делаются выводы из той же полосы. А с коррозией проводников борются, выполняя эти проводники из нержавеющей стали.
Очень удобно и экономично делать контур заземления на этапе строительства фундамента или дренажной системы, естественно учитывая все сказанное выше относительно размеров и глубин. Как правило, контур удобно размещать немного глубже расположения нижних частей фундамента или труб дренажной системы и закладывать его в канавку (шириной с лопату и примерно 0.3 м глубиной) , вырытую по периметру дна котлована или вдоль дна траншеи дренажной системы. Для снижения сопротивления заземления канавку рекомендуется засыпать щебнем, предварительно заложив на дно металлический проводник. Забивание металлических стержней в дно канавки и приваривание их к контуру тоже не возбраняется, но при достаточной глубине заложения контура число стержней может быть небольшим. Не забудьте, что контур заземления должен быть замкнутым и охватывать большую площадь. Желательно, чтобы в плане контур приближался к квадрату. Идеальным материалом для проводников заземляющего устройства является нержавеющая сталь. Это потому, что заземляющее устройство из нержавеющей стали, в отличие от других материалов, практически не меняет своих свойств со временем.
Все соединения надо выполнять сваркой или нержавеющей клёпкой. Сечение проводника из нержавеющей или оцинкованной стали для заземляющего устройства не должно быть менее 75 мм.
В продаже есть специальные стержни и шины из нержавеющей или оцинкованной стали размером 30x3.5 мм.
Вместо стержней можно использовать нержавеющие трубы с подходящим сечением по металлу. Часто для шин используется нержавеющая проволока диаметром 6 мм, ложенная втрое или вчетверо и проваренная через каждый метр, или нержавеющая полоса не меньшего сечения (можно про- сто нарубить на металлобазе лист нержавейки олщиной 3.5...4 мм на полосы шириной 30 мм, которые потом свариваются торцами). Иногда горизонтальные части контура выполняют из протяжённых кусков нержавеющего металлолома, сваренных друг с другом, и т. п. Не забудьте вывести от контура вертикальные отводы такого же сечения в нужных местах для подключения к главной заземляющей шине (ГЗШ) и системе молние-защиты.
На рисунке показано в разрезе исполнение контура заземления в котловане для фундамента.
Если расщепление совмещённого нулевого провода будет производиться на опоре, то от контура заземления до опоры необходимо протянуть линию повторного заземления. Линия повторного заземления выполняется из того же материала и того же сечения, что и сам контур. Эта линия прокладывается прямо в земле (рекомендуемая глубина 1 м, но не менее 0.3 м) и со стороны коттеджа подключается к контуру заземления в уличном шкафу на ГЗШ.
(Так как заземляющее устройство используется и для системы молниезащиты, необходимо избегать прокладки трассы этой линии под пешеходными дорожками и места-ми, где могут часто находиться люди!)
С противоположного конца линия повторного заземления выходит прямо на опору и поднимается по ней до места подключения к нулевому проводу. Все соединения на линии выполняются сваркой или нержавеющей клёпкой. Крепить линию заземления к опоре можно хомутами или скобами из нержавеющей ленты или проволоки.
Монтаж на линии и опоре нельзя выполнять самостоятельно. Его можно делать только по проекту, и работу должна выполнять только местная обслуживающая организация ВЛ.
История про то как я заземление делал.
Изучив вопрос устройства заземления я решил потратить немного больше денег и сделать модное штыревое заземление. Рядом с домом. Никаких тебе масштабных земляных работ. Без сварки. Махания кувалдой. В общем ляпота и только.
Ранее по случаю для нужд разных был приобретен 25 дж перфоратор, который как нельзя лучше подходил для мероприятия по установке штыревого заземления. Дальше стал выбирать само заземление. Покупать сильно дорогое не хотелось. Решил немного обхитрить "жабу". Нашел заземление от tselectric. Комплект из 4-х штырей вроде как разумно стоит относительно известных конкурентов. Но как говорится, "не гнался бы ты за дешевизной". На вид все вполне прилично омедненные штыри. Насадка стартовая на первый штырь, муфты. Насадка для кувалды. И поскольку перфоратор в наличии, то конечно заказал направляющую для вибромолота (хорошо 2 шт) и саму вставку в перфоратор.
И зажим для подсоединения ленты или провода.Насмотрелся кино как все весело вгоняют штыревое заземление. Настал день Х. Все приготовил, распаковал. Вырыл ямку глубиной см 50. Собрал первый штырь и давай его в землю забивать перфоратором. Нельзя сказать что без усилий, но пошел он в землю достаточно легко. Правда, обнаружил, что направляющая для перфоратора намертво приварилась к вставке в перфоратор. Нагревается все это хозяйство при забивании не кисло. Ну да ладно. Снял перфоратор с насадки. Газовым ключом открутил направляющую. Закрутил второй штырь. Продолжил упражнения по вперфорированию. Вот тут заметил, что при забивании все это хозяйство раскручивается, а из муфты сыпется стружка. Типа резьба срабатывается. Хоть я и постоянно подкручивал, подтягивал, но как-то это явно было не здорово. Загнал второй штырь. Прикрутил третий. Начал его забивать.
Процесс пошел сложнее. Иииииии, когда вторая муфта ушла в землю см на 30 от дна ямки, при очередной подтяжке муфты 3-й штырь оказался у меня в руках. Неприятное ощущение. Вытянув его я обнаружил, что резьбы с другой стороны муфты практически нет.
Стал лихорадочно думать что делать. Ну что делать. Во-первых решил откопать то что ушло в землю. И принял решение, дабы не потерять вторую часть 6м конструкции делать заземление 2 штыря по 3 м. 3 метра уже в земле. Как же мне не хотелось копать траншею, но пришлось. Отступил на 1.5 м и вторую часть штыря уже решил бить кувалдой. Забил. Но даже при забивании кувалдой стружка из муфты сыпалась, но уже не так активно. Забил большую часть кувалдой, углубил в ямку перфоратором. Вывод первый по данному производителю заземления. Слабые муфты. Забивать только кувалдой. И хорошо, что заказал пару направляющих для перфоратора. Первый, приварившийся, пришлось спилить болгаркой, потому как сбить с насадки его не удавалось. В его резьбу вварились части резьбы от муфты. Использовать его уже было нельзя. Но самое забавное, что даже обточив наконечник для перфоратора, типа чтобы он немного свободнее болтался насадке, то они при даже небольшом использовании, то что в конце догонял в ямку. Они снова приварились друг к другу.На фото останки распиленной насадки. Насадка и направляющая ставшие единым целым, а ведь я думал еще докупить такой же комплект для второго дома. Видать не судьба.
Но как-то надо было выходить из создавшейся ситуации.
В итоге я тяпкой докопался до конца штыря, что сорвался с муфты. На грубине 80 см показался штырь. Помыл его водой. Сфотографировал, увеличил. Отметил, что резьба жива. И у меня оставалась еще одна целая муфта. Причем в хозяйстве нашелся прут катанки 14 мм с нарезанной резьбой с двух сторон M16х2 как у муфты и штыря из комплекта. Да еще с гайками. Чудо, да и только в этой ситуации. Хотя если бы его не оказалось, то поехал бы покупать такой прут с резьбой. Благо они продаются в ближайшем городе. Накрутил муфту, затянул её гайкой и с придыханием стал затягивать на торчащем стержне. И затянулось. Аллилуйя.
Вот что получилось.Теперь надо думать как это соединить со вторым штырем. Копаем траншею.
Покупаем пару метров ленты 4х40. Но второго крепежа для ленты нет. Варить совсем не охота, для этого надо проводить совсем другие земляные работы. А разворотить все возле дома жена не разрешила из-за корней деревьев. Благо эта небольшая траншея мимо них прошла.
Нашел оригинальный выход.
Из оцинкованных железок при помощи болгарки и дрели собрал импровизированный крепеж.
Под "заземлением " понимается электрическое соединение оборудования, приборов к заземляющему устройству, которое в свою очередь связано с грунтом (землей). Целью заземления является выравнивание потенциала оборудования, цепей и потенциала земли. Заземление обязательно к применению на всех энергообъектах для обеспечения безопасности работников и оборудования от действия токов короткого замыкания. При возникновении пробоя ток КЗ по цепи заземляющего устройства стекает на землю. Время прохождения тока ограничивается действием релейной защиты и автоматики. При этом обеспечивается сохранность оборудования, а также безопасность работников в части поражения электрическим током.
Для защиты электронной аппаратуры от электростатических потенциалов и ограничения величины напряжения корпуса оборудования в целях безопасности обслуживающего персонала, сопротивление идеальной цепи заземления должно стремиться к нулевому значению. Однако на практике добиться этого нереально. Учитывая данное обстоятельство в современных стандартах безопасности заданы достаточно низкие допустимые значения сопротивления цепей заземления.
Сопротивление заземляющего устройства
Полное сопротивление заземляющего устройства слагается из:
- Сопротивления металла электрода и сопротивление в месте контакта заземляющего проводника и заземляющего электрода.
- Сопротивления в области контакта электрода и грунта.
- Сопротивления земли по отношению к протекающим токам.
На Рис. 1 приведена схема размещения заземляющего электрода (штыря) в грунте.
Как правило, штырь для обустройства заземления изготавливают из металла, проводящего электрический ток (сталь или медь) и маркируют соответствующей клеммой. Поэтому для практических расчётов можно пренебречь величиной сопротивления заземляющего штыря и места контакта с проводником. По результатам проведённых исследований было установлено, что при соблюдении технологии монтажа заземляющего устройства (плотный контакт электрода с землей и отсутствие на поверхности электрода посторонних примесей в виде краски, масла и пр.) в виду небольшого значения можно не учитывать сопротивление в месте контакта заземляющего электрода с землёй.
Сопротивление поверхности грунта – это единственная составляющая полного сопротивления заземляющего устройства, рассчитывающаяся при конструировании и установке заземляющих устройств. На практике считают, что электрод для заземления находится среди одинаковых слоев грунта, располагающих в виде концентрических поверхностей. У самого ближнего слоя - наименьший радиус и поэтому минимальная площадь поверхности и наибольшее сопротивление.
При удалении от заземляющего электрода у каждого последующего слоя увеличивается поверхность и уменьшается сопротивление. На некотором расстоянии от электрода сопротивление слоев грунта становится настолько малым, что его значение не берется для расчётов. Область грунта, за пределами которой сопротивление представляет собой незначительную величину, называется областью эффективного сопротивления. Размер данной области находится в непосредственной зависимости от глубины погружения в грунт заземляющего электрода.
Теоретическое значения сопротивления грунта вычисляется по общей формуле:
где ρ – величина удельного сопротивления грунта, Ом*см.
L – толщина слоя грунта, см.
A – площадь концентрической поверхности грунта, см2.
Данная формула наглядно объясняет, почему происходит уменьшение сопротивления каждого слоя грунта при удалении от заземляющего электрода. При расчете сопротивления грунта его удельное сопротивление принимают за постоянную величину, однако на практике величина удельного сопротивления меняется в определенных пределах и зависит от конкретных условий. Формулы для нахождения сопротивления заземления при большом числе заземляющих электродов имеют сложной вид и позволяют найти только приблизительное значение.
Чаще всего сопротивление заземления штыря определяют по классической формуле:
где ρ – среднее значение удельного сопротивления грунта, Ом*см.
R – сопротивление заземления электрода, Ом.
L – глубина расположения заземляющего электрода, см.
r – радиус заземляющего электрода, см.
Влияние размеров заземляющего электрода и глубины его заземления на значение сопротивления заземления
Поперечные размеры заземляющего электрода в незначительной степени влияют на сопротивление заземления. При увеличении диаметра штыря заземления отмечается небольшое снижение сопротивления заземления. Например, если диаметр электрода увеличить в 2 раза (Рис. 2), то сопротивление заземления уменьшится меньше, чем на десять процентов.
Рис. 2. Зависимость сопротивления заземляющего штыря от диаметра его сечения, измеренного в дюймах
При увеличении глубины размещения заземляющего электрода сопротивление заземления снижается. Теоретически доказано, что увеличение глубины в два раза позволяет уменьшить сопротивление на целых 40%. В соответствии со стандартом NEC (1987, 250-83-3) для обеспечения надёжного контакта с землёй следует погружать штырь на глубину не менее 2,4 метра (Рис. 3). Во многих случаях штырь, заземленный на три метра, полностью удовлетворяет актуальным требованиям стандартов NEC.
Согласно стандартов NEC (1987, 250-83-2) минимально допустимый диаметр стального заземляющего электрода составляет 5/8 "" (1,58 см), стального электрода с медным покрытием или электрода из меди – 1/2 "" (1,27 см).
На практике используют следующие поперечные размеры заземляющего штыря при его общей длине равной 3 метрам:
- Обычный грунт – 1/2 "" (1,27 см).
- Сырой грунт – 5/8 "" (1,58 см).
- Твёрдый грунт – 3/4 "" (1,90 см).
- При длине штыря более 3 метров – 3/4 "" (1,91 см).
Рис. 3. Зависимость сопротивления заземляющего устройства от глубины заземления (по вертикали – величина сопротивления электрода (Ом), по горизонтали – глубина заземления в футах)
Влияние удельного сопротивления грунта на величину сопротивления заземления электрода
Приведенная выше формула показывает, что величина сопротивления заземления зависит от глубины нахождения и площади поверхности заземляющего электрода, а также от значения удельного сопротивления грунта. Последняя величина является основным фактором, определяющим сопротивление заземления и глубину заземления электрода, необходимых для обеспечения минимального сопротивления. Удельное сопротивление грунта зависит от времени года и точки земного шара. Наличие в почве электролитов в виде водных растворов солей и электропроводящих минеральных веществ в большой степени влияет на сопротивление грунта. У сухой почвы, не содержащей растворимых солей, сопротивление будет достаточно высоким (Рис. 4).
Рис. 4. Зависимость удельного сопротивления грунта (минимальное, максимальное и среднее) от вида почвы
Факторы, оказывающие влияние на удельное сопротивление грунта
При крайне низком содержании влаги (близком к нулю) песчаный суглинок и обычная земля имеют удельное сопротивление свыше 109 Ом*см, что позволяет относить такие почвы к классу изоляторов. Увеличение влажности почвы до 20 ... 30% способствует резкому снижению удельного сопротивление (Рис. 5).
Рис. 5. Зависимость удельного сопротивления грунта от содержания влаги
Удельное сопротивление грунта зависит не только от содержания влаги, но и от его температуры. На Рис. 6 показано изменение удельного сопротивления песчаного суглинка с влажностью 12,5% в температурном диапазоне +20 °С до –15°С. Удельное сопротивление почвы при понижении температуры до – 15 °С возрастает до 330 000 Ом*см.
Рис. 6. Зависимость удельного сопротивления грунта от его температуры
На Рис. 7 показаны изменения удельного сопротивления грунта, зависящие от времени года. На значительных глубинах от поверхности земли температура и влажность грунта достаточно стабильны и меньше зависят от времени года. Поэтому система заземления, в которой штырь находится на большей глубине, будет более эффективна в любое время года. Превосходные результаты достигаются при достижении заземляющего электрода до уровня грунтовых вод.
Рис. 7. Изменение сопротивления заземления в течение года.
В качестве заземляющего устройства взята водопроводная труба (¾""), расположенная в каменистом грунте. Кривая 1 (Curve 1) показывает изменение сопротивления грунта на глубине 0,9 метра, кривая 2 (Curve 2) – на глубине 3 метра.
В отдельных случаях отмечается экстремально высокое значение удельного сопротивления грунта, что требует создания сложных и дорогостоящих систем защитного заземления. В данном случае нужно устанавливать штырь заземления небольших размеров, а для снижения сопротивления заземления периодически добавлять в окружающий грунт растворимые соли. На Рис. 8 показано значительное снижение сопротивления почвы (песчаный суглинок) при увеличении концентрации содержащихся солей.
Рис. 8. Связь между сопротивлением грунта и содержанием соли (песчаный суглинок с влажностью 15% и температурой +17 оС)
На рис. 9 показана зависимость между удельным сопротивлением грунта, который насыщен раствором соли, и его температурой. При использовании заземляющего устройства в подобных грунтах, штырь заземления должен иметь защиту от влияния химической коррозии.
Рис. 9. Влияние температуры грунта, пропитанного солью, на его удельное сопротивление (песчаный суглинок – содержание соли 5%, воды 20%)
Зависимость величины сопротивления заземляющего устройства от глубины зазеления электрода
Для определения необходимой глубины расположения заземляющего электрода будет полезна номограмма заземления (Рис. 10).
Например, для получения значения заземления в 20 Ом в грунте, имеющим удельное сопротивление 10 000 Ом*см, необходимо использовать металлический штырь диаметром 5/8 "" заглубленный на 6 метров.
Практическое использование номограммы:
- Задать нужное сопротивление заземленного штыря по шкале R.
- Отметить на шкале Р точку фактического удельного сопротивления грунта.
- Провести до шкалы К прямую линию через заданные точки на шкале R и Р.
- В месте пересечения со шкалой K отметить точку.
- Выбрать требуемый размер заземляющего штыря по шкале DIA.
- Через точки на шкале K и на шкале DIA провести прямую линию до пересечения шкалы D.
- Пересечение данной прямой со шкалой D даст искомую величину заглубления штыря.
Рис. 10. Номограмма для выполнения расчёта заземляющего устройства
Измерение удельного сопротивления грунта при помощи прибора TERCA2
Имеется земельный участок большой площади.
Задача – найти место с минимальным сопротивлением и оценить глубину нахождения слоя грунта с наименьшим удельным сопротивлением. Среди различных видов грунта, встречающихся на данном участке, минимальное сопротивление будет у влажного суглинка.
После детального обследования участка зона поиска сужается до 20 м2. Исходя из требований к системе заземления, необходимо определить сопротивление грунта на глубине 3 м (300 см). Расстояние между крайними заземляющими штырями будет равняться глубине, для которой производится измерение среднего удельного сопротивления (в данном случае 300 см).
Для использования упрощённой формулы Веннера
заземляющий электрод должен находиться на глубине порядка 1/20 расстояния между электродами (15 см).
Установка электродов выполняется по специальной схеме, приведённой на Рис. 11.
Пример подключения тестера заземления (Мод. 4500) показан на Рис. 12.
Рис. 11. Установка заземляющих электродов по сетке
- Снять перемычку, с помощью которой замыкаются выводы Х и Х V (C1 и P1) измерительного прибора.
- Подключить тестер к каждому из 4-х штырей (Рис. 11).
Пример
.
Тестер показал сопротивление R = 10 Ом.
Расстояние между электродами А = 300 см.
Удельное сопротивление определяется по формуле ρ = 2 π *R*A
Подставив исходные данные получим :
ρ = 2 π * 10 * 300 = 18 850 Ом см.
Рис. 12. Схема подключения тестера
Измерение напряжения прикосновения
Важнейшей причиной для проведения измерения напряжения прикосновения является получение достоверной оценки о безопасности персонала подстанции и по защите оборудования от воздействия токов высокого напряжения. В отдельных случаях степень электробезопасности оценивается по другим критериям.
Заземляющие устройства в виде отдельного штыря или решетки электродов, требуют периодического осмотра и проверки измерения сопротивления, которое выполняется в следующих случаях:
- Устройство заземления имеет компактные размеры и его можно временно отключить.
- При угрозе возникновения электрохимической коррозии заземляющего электрода, вызванной низким удельным сопротивлением грунта и постоянными гальваническими процессами.
- При низкой вероятности пробоя на землю недалеко от проверяемого устройства заземления.
В качестве альтернативного способа определения безопасности технологического оборудования подстанции используется измерение напряжения прикосновения. Данный способ рекомендован в следующих случаях:
- При невозможности отключения заземляющего устройства для проведения измерений сопротивления заземления.
- В случае угрозы возникновения пробоев на землю вблизи от проверяемой системы заземления или поблизости от оборудования, подключенного к проверяемой системе заземления.
- Когда контур оборудования, находящийся в контакте с грунтом, сравним по своей площади с размером заземляющего устройства, подлежащего проверке.
Необходимо отметить, что измерение сопротивления заземления при помощи метода падения потенциала или замеры напряжения прикосновения не позволяют сделать достоверный вывод о способности проводника заземления выдерживать значительные токи при утечке тока с фазного на заземляющий проводник. Для этой цели необходим иной метод, при котором используется проверочный ток значительной величины. Измерение напряжения прикосновения выполняется при помощи четырёхточечного тестера заземления.
В процессе измерения напряжения прикосновения прибор создаёт в грунте небольшое напряжение, которое имитирует напряжение при неисправности электрической сети вблизи от проверяемой точки. Тестер показывает значение напряжения в вольтах на 1 А тока, протекающего в цепи заземления. Чтобы определить наибольшее напряжение прикосновения, которое может возникнуть в экстремальном случае, следует умножить полученное значение на максимально возможную силу тока.
Например, при проверке системы заземления с наибольшим возможным током неисправности в 3000 А, тестер выдал значение 0,200.
Следовательно, напряжение прикосновения составит
U = 3000 A * 0,200 = 600 В.
Измерение напряжения прикосновения во многом напоминает метод падения потенциала: в каждом случае необходимо устанавливать в землю вспомогательные электроды заземления. Однако расстояние между электродами будет отличаться (Рис. 22).
Рис. 13. Схема проводника заземления (общий случай для электросети промышленного назначения)
Рассмотрим характерный случай. Вблизи подстанции подземный кабель получил повреждение изоляции. Через это место в грунт потекут токи, которые направятся к системе заземления подстанции, где создадут высокую разность потенциалов. Высокое напряжение тока утечки может представлять существенную угрозу для здоровья и жизни персонала подстанции, находящегося на опасном участке.
Для измерения приблизительного значения напряжения прикосновения, возникающего в данном случае, следует выполнить ряд действий:
- Подключить кабеля между металлическим ограждением электрической подстанции и точками Р1 и С1 четырёхточечного тестера заземления.
- Установить заземляющий электрод в грунте в том месте, где наиболее вероятен пробой кабеля.
- Подключить электрод ко входу С2 тестера.
- На прямой между первым электродом и местом подключения к ограждению установить в землю дополнительный электрод. Рекомендуемое расстояние от точки установки этого электрода до места подключения к ограждению равно одному метру.
- Подключить данный электрод к точке Р2 тестера.
- Включить тестер, выбрать диапазон 10 мА, зафиксировать показания прибора.
- Для получения значения напряжения прикосновения умножить показания тестера на максимальную величину тока.
Чтобы получить карту распространения потенциала напряжения необходимо устанавливать электрод (разумеется, подключенный к выводу Р2 тестера) в различные места вблизи ограждения, находящиеся рядом с неисправной линией.
Измерение сопротивления заземления прибором "С.А. 6415" с использованием токовых клещей
Измерение сопротивления заземления с помощью токовых клещей относится к новому, весьма эффективному методу, позволяющему проводить измерения при включённой системе заземления. Также данный метод обеспечивает уникальную возможность измерения общего сопротивления устройства заземления, включая определение сопротивления соединений в действующей системе заземления.
Принцип работы прибора С.А. 6415
Рис. 14. Схема проводника заземления (общий случай для электросети промышленного назначения)
Рис. 15. Принцип работы заземляющего проводника
Классическое заземляющее устройство для электрической сети промышленного назначения можно представить в виде принципиальной схемы (Рис. 23) или в виде упрощенной схемы работы заземляющего проводника (Рис. 24).
Если на одном из участков цепи с сопротивлением RX при помощи трансформатора подать напряжение E, то через данную цепь пойдет электрический ток I.
Данные величины связаны между собой соотношением:
Измерив силу тока I при известном постоянном значении напряжения Е, можно определить сопротивление RX.
На приведенных схемах (Рис. 23 и 24) для генерации тока используется специальный трансформатор, подключенный к источнику напряжения через усилитель мощности (частота 1,6 кГц, постоянная амплитуда). Возникший ток регистрируется синхронным детектором в образующемся контуре, далее усиливается при помощи избирательного усилителя и после преобразования через аналогово-цифровое устройство отображается на дисплее прибора.
Типовые примеры измерения сопротивления заземления в реальных условиях
1. Измерение сопротивления заземления трансформатора, установленного на столбе ЛЭП
Порядок проведения измерений:
- С заземляющего проводника снять защитную крышку.
- Обеспечить необходимое пространство для свободного охвата токовыми клещами проводника или штыря заземления.
- Клещи должны подключаться на пути прохождения тока от нейтрального или заземляющего провода к штырю заземления (системе штырей).
- На приборе выбрать измерение тока «А».
- Захватить токовыми клещами проводник заземления.
- Определить значения тока в проводнике (максимальный допустимый ток составляет 30 А).
- При превышении данного значения прекратить измерение сопротивления.
- Отключить прибор от этой точки и выполнить замеры в других точках.
- Если значение тока не превышает 30 А, следует выбрать режим «?».
- На дисплее прибора будет показан результат замеров в Омах.
Полученное значение включает общее сопротивление системы заземления, куда входят: сопротивление контакта нейтрального провода со штырем заземления, а также локальные сопротивления всех соединений между штырем и нейтралью.
Рис. 16. Измерение сопротивления заземления на столбе ЛЭП
Рис. 17. Измерение заземления трансформатора, установленного на опоре линии электропередач (заземление в виде группы штырей)
Рис. 18. Измерение заземления трансформатора, установленного на опоре линии электропередач (для заземления используется металлическая труба)
Согласно схеме, приведенной на Рис. 25, для заземления используется торец столба и штырь, находящийся в грунте. Для корректного измерения общего сопротивления заземления следует подключать токовые клещи в точке, находящейся выше места соединения заземляющих проводников, проложенных от заземляющего штыря и торца столба.
Причиной повышенного значения сопротивления заземления может быть :
- Некачественное заземления штыря.
- Отключённый проводник заземления
- Высокие значения сопротивления в области контактов проводников или в точке сращивания заземляющего провода.
- Следует внимательно осмотреть токовые клещи и места соединений на конце штыря на предмет отсутствия значительных трещин на стыках.
2. Измерение сопротивления заземления на распределительной коробке или на счетчике электроэнергии
Методика проведения измерений заземления на распределительной коробке и на электросчётчике схожа с той, что рассмотрена при измерении заземления трансформатора. Схема заземления может состоять из группы штырей (Рис. 26) или в качестве заземляющего проводника может применяться металлическая водопроводная труба, имеющая контакт с грунтом (Рис. 27). При измерении заземления сопротивления можно использовать оба вида заземления одновременно. Для этого необходимо подобрать оптимальную точку на нейтрали, чтобы получить корректное значение общего сопротивления системы заземления.
3. Измерение сопротивления заземления на трансформаторе, установленном на площадке
При проведении замеров заземления на трансформаторной подстанции необходимо помнить:
- На этом энергообъекте всегда присутствует высокое напряжение, опасное для жизни человека
- Нельзя открывать ограждение трансформатора.
- Все работы могут выполняться только квалифицированными специалистами.
- При проведении замеров следует соблюдать требования мер безопасности и охраны труда.
Рис. 19. Измерения величины заземления на трансформаторе, размещенного на специальной площадке
Порядок проведения измерений :
- Определиться с количеством заземляющих штырей.
- При расположении штырей заземления внутри ограждения, измерения производить по схеме, показанной на Рис. 28.
- При расположении заземляющих штырей вне зоны ограждения – использовать схему, приведённую на Рис. 29.
- При наличии одного штыря заземления, находящегося внутри ограждения, необходимо подключиться к заземляющему проводнику в точке, расположенной после контакта этого проводника со штырем заземления.
- Использование токовых клещей мод. 3730 и 3710, подключенных непосредственно к штырю заземления, в большинстве случаев обеспечивает лучшие результаты измерений.
- Во многих случаях, к зажиму на штыре подключены несколько проводников, идущих к нейтрали или внутрь заграждения.
- Токовые клещи следует подключать в той точке, через которую проходит единственный путь для тока, протекающего в нейтральный проводник.
При получении низких значений сопротивления, следует переместить точку проведения замеров как можно ближе к штырю заземления. На рис. 29 показан заземляющий штырь вне зоны заграждения. Для обеспечения корректных замеров необходимо выбрать точку подключения токовых клещей в соответствии со схемой, показанной на Рис. 29. При наличии внутри ограждения нескольких заземляющих штырей, следует определиться с их подключением, чтобы выбрать оптимальную точку для измерений.
Рис. 20. Выбор правильной точки для измерения заземления
4. Передающие стойки
При проведении замеров заземления на передающих стойках следует помнить, что существует множество различных конфигураций заземляющих устройств, что вносит определённые сложности при оценке проводников заземления. На Рис. 30 приведена схема заземления одиночной стойки на фундаменте из бетона с внешним заземляющим проводником.
Место подключения токовых клещей выбирается выше точки соединения элементов заземления, которые могут иметь конструкцию в виде группы пластин, штырей или представлять собой конструктивные элементы фундамента стойки.
Рис 21. Измерение сопротивления заземления передающей стойки
В этой статье я расскажу о более новой и передовой системе заземления - модульной штыревой системе. Вы ознакомитесь с условиями и способами монтажа такого очага заземления и преимуществами такой системы. Еще я хочу рассказать, с помощью чего и как, без привлечения специальной измерительной лаборатории, выполнять контроль сопротивления заземляющего контура. Я подскажу, что делать, если вдруг со временем сопротивление контура заземления изменилось в большую сторону.
Модульная штыревая система заземления
Эту систему образуют вертикальные стальные стержни и соединительные муфты. Смотрите рис.1 и рис.2. Стержни, каждый длиной 1,5 м, покрыты слоем меди. Муфты, выполненные из латуни, предназначены для соединения стержней между собой.
Рис. 1 Стержень заземления 58-11"UNC
- Длина стержня: 1500 мм.
- Диаметр стержня: 14,2 мм.
- Резьба: 5/8”-11UNC с двух сторон, омедненная.
- Длина резьбы: 30 мм.
- Вес, 1,85 кг.
Рис. 2 Муфта соединительная МС-58-11
- Латунь Л-63 (допускается изготовление из бронзы).
- Длина 70мм.
- Диаметр 22 мм.
- Резьба внутренняя: 5/8”-11UNC.
- Длина резьбы 60 мм.
- Вес 0,114 кг.
В комплект устройства входят латунный зажим, необходимый для соединения вертикальной и горизонтальной составляющих контура заземления. Вертикальной составляющей я буду называть стальной стержень, горизонтальной - стальную полосу или медный провод от распределительного щитка к контору заземления. Смотрите рис.3. В состав оборудования входят два типа стальных наконечника, навинчиваемых на стержень вертикально вбиваемый в землю. Каждый наконечник применяется для своего типа грунта: грунт повышенной твердости или обычный грунт. Смотрите рис.4.
Рис. 3. Зажимы универсальные МС-58-11
Рис. 4. Наконечник 58-11"UNC
- Длина наконечника - 42 мм.
- Диаметр стального наконечника 20 мм.
- Резьба: внутренняя 5/8”-11UNC.
- Длина резьбы: 20 мм.
- Вес 0,045 кг.
К основному оборудованию системы прилагается посадочная площадка рис. 5 и специальная насадка рис. 6. Они нужны для приложения и передачи усилий вибромолота.
Рис. 5. Посадочная площадка 5/8”-11UNC
- Длина 53 мм.
- Диаметр 23,6 мм.
- Резьба наружная 5/8”-11UNC.
- Длина резьбы 35 мм.
- Вес 0,110 кг.
Рис. 6. Насадка ударная НУ
- Длина 265 мм.
- Диаметр основной части 18 мм.
- Диаметр рабочей части 11,7 мм.
- Длина рабочей части 14,5 мм.
К основному оборудованию прилагаются антикоррозийная электропроводящая жидкая паста для защиты от коррозии рис. 7 и защитная лента рис. 8 для зажимного соединения вертикальной и горизонтальной составляющих системы.
Рис. 7. Смазка антикоррозионная токопроводящая
Электропроводящая графитовая смазка служит для получения постоянной электрической цепи заземляющего вертикального электрода. Это всесезонный смазочный электропроводящий состав. Смазку наносят на резьбовые соединения всех конструктивов монтажа. У неё хорошей цепляемость с поверхностью и ее параметры не меняются со временем при нагревании стыка соединения током 1,2 кА до температуры + 40С?. Она защищает от коррозии, и поддерживает постоянство электрического сопротивления в условиях эксплуатации. При применении смазки удается уменьшить на 9-11% сопротивление стыка. При нагреве смазка не течет, а сопротивление стаков на 55-60% уменьшается за счет хорошего заполнения неровностей стыка.
Рис. 8. Лента антикоррозионная
Лента используется для защиты подземных и надземных труб, стержней, клапанов, арматуры, металлических фитингов от коррозии. Она обладает хорошей пластичностью даже под воздействием температур. Обладает стойкостью к кислотам, щелочам, солям и микроорганизмам, не пропускает воду, водяной пар и газы.
Для удобства установки этой системы надо иметь в пользовании вибромолот рис. 9, а для контроля сопротивления растеканию основных заземлителей - прибор измерения сопротивления рис. 10. Я рекомендую использовать вибромолот типа BOSCH GSH 11 E Professional ф. Bosch или MH 1202 E Makita ф. Makita. В качестве прибора для измерения сопротивления заземления советую взять прибор типа Ф4103-М1
Рис. 9. Вибромолот
Рис. 10 Измеритель сопротивления заземления Ф4103-М1
Монтажные работы
Установка прибора для измерения сопротивления
Прибор для измерения сопротивления мы установим рядом с местом, где собрались выполнять монтаж контура заземления. Местом для этого мы определяем яму 200 х 200 х 200 мм, вырытую на расстоянии 1,5 м от выхода из стены дома горизонтальной составляющей контура заземления. Это может быть стальная полоса или медный провод. Измерительные электроды, необходимые для выполнения замеров, размещаем на расстоянии 25 и 10 м по разные стороны от прибора и вгоняем их в землю. Затем электроды подключаем к прибору Ф4103-М1.
Схему установки измерительных электродов смотрите на рисунке 11:
Рис.11. Схема подключения измерительных электродов
Монтаж первого вертикального модульного штыря
Приступаем к монтажу самого заземления. Накручиваем на один конец стержня наконечник. Вся резьба на стальном оборудовании, как гарантирует нам фирма, нанесена после покрытия стержня и наконечников медью. Прежде, чем выполнить соединение, обработаем наконечник антикоррозийной токопроводящей пастой. На второй конец стержня накручиваем соединительную муфту, которую также потом заливаем антикоррозийной токопроводящей пастой. Сверху накручиваем посадочную головку для приложения усилий вибромолота. Смонтированный стержень, наконечником вниз, как можно дальше усилием рук втыкаем в подготовленную яму, в грунт. Дальше используем вибромолот. Он у нас работает от сети 220В. Приставляем ударное устройство вибромолота к площадке стержня, включаем молот и придерживая это совмещение, буквально за 20 секунд, утапливаем стержень на всю длину в землю, оставив 20 см над дном ямы, чтобы соединить с другим стержнем.
Измерение промежуточного сопротивления растеканию
Снимаем посадочную площадку со штыря и проводим измерения сопротивления растеканию. Мы соединяем прибор Ф4103-М1 с установленным стержнем. Сопротивление на глубине 1,5 м составило, допустим, 485 Ом.
Для достижения заданного сопротивления растеканию модульная штыревая система предлагает углублять вертикальные штыри, наращивая секции заземления, друг на друга. Выполняем все по рекомендации инструкции.
Монтаж последующих вертикальных модульных штырей
Обрабатываем соединительную муфту пастой и вкручиваем в нее второй медный стержень, на стержень накручиваем вторую соединительную муфту, обработав антикоррозийной пастой, и снова крепим посадочную головку. К устройству прикладываем вибромолот и повторяем предыдущий процесс. Контролируем сопротивление растеканию.
Процесс наращивания стержней мы будем выполнять до тех пор, пока сопротивление растеканию не достигнет значения меньше 4 Ом. При выполнении этого процесса мы не будем забывать обрабатывать соединения каждой секции заземления защитной антикоррозийной пастой. Наконец, после установки седьмого стержня мы получили сопротивление растеканию, допустим, 3,35 Ом на глубине 10,5м.
Монтаж горизонтального заземлителя модульной штыревой системе
Теперь приступаем к монтажу соединения вертикального заземлителя и горизонтального заземляющего проводника. Для подключения стальной полосы или кабеля к стержню используют латунный зажим. Одна составляющая часть зажима адаптирована для подключения штыря, другая половина является посадочным местом стальной полосы или кабеля. На выступающий из земли конец стержня крепим латунный зажим болтовыми соединениями. К этому же зажиму подводим горизонтальную составляющую заземления: стальную полосу или медный кабель и также крепим с помощью болтовых соединений. Кабель (полосу) и штырь разделяет специальная разделительная пластинка, которая необходима для предотвращения очага биметаллической коррозии при контакте разнородных металлов. После подключения полосы или кабеля болтовые соединения обрабатываем специальной лентой типа PREMTAPE. Она обеспечивает дополнительную защиту от коррозии контакта вертикальной и горизонтальной составляющих заземления. См. рис. 12
Рис. 12. Глубинная модульная штыревая система заземления
Контур заземления, выполненный с помощью модульной штыревой системы, может иметь конфигурацию одноточечного или многоточечного контура заземления, который позволит достигнуть требуемого сопротивления заземлителей.
Преимущества модульной штыревой системы заземления
Нарисовав график рис.13, отображающий зависимость сопротивления растеканию от глубины заземляющего стержня, подведем итог проделанной работы. Установленная система заземления менее чем за час позволила достичь сопротивления растеканию менее чем 4 Ома.
Рис.13 Динамика изменения сопротивления заземления от глубины стержня
Рассмотрим, каких же условий потребовала устанавливаемая система? Для выполнения контура заземления модульным штыревым способом потребовался, во-первых, вибромолот, чтобы избавить монтажника от усилий; во-вторых, измерительный прибор и, в -третьих, второй монтажник-помощник, чтобы поддерживать стержень во время работы вибромолота.
Устанавливаем, в чем же преимущества системы модульного штыревого контура заземления по сравнению с общепризнанным и повсюду используемым классическим контуром заземления.
- Модульная штыревая система заняла площадь менее одного квадратного метра, то есть ограниченность территории монтажа ей не помеха.
- Отсутствуют изнуряющие земляные работы, все делает один вибромолот.
- Не требуется сварка, все соединения в модульной штыревой системе проводятся соединительными муфтами.
- Высокий срок службы, более 30 лет, благодаря антикоррозийным покрытиям и смазкам, то есть высокая стойкость к почвенной и электролитической коррозии.
- Использование глубинной модульной штыревой системы позволяет не зависеть от особенностей грунта.
- Простая конструкция по устройству и доступная каждому по части монтажа, может справиться даже один человек.
Конечно, вопрос встанет о стоимости такой системы. Стоимость оборудования для устройства контура заземления с помощью модульной штыревой системы составит примерно 500USD. Стоимость работ по монтажу системы составит 120 USD. Классическая система заземления по материалам будет стоить 100 USD и 120 USD оцениваются монтажные работы. Но хочу сказать что, хотя классическая система дешевле, все семь перечисленных выше преимуществ оправдывают затраты на установку модульной штыревой системы заземления.
После выполнения устройства контура заземления необходимо оформить документы: протокол измерений; акт скрытых работ; паспорт заземления со схемой. Все это должно храниться у владельца.
Рис.14 паспорт заземления
Заключение
Я поделился с Вами опытом в выборе способа заземления. Теперь Вы знаете, как быстро и на высоком техническом уровне оградить себя и близких от поражения электрическим током, а свой дом от пожара.
Внимание! На цены в статье устаревные данные.
