Монтаж вертикальных заземлителей

…из сборника “Заземление: ответы на вопросы”

1.

Уменьшится ли сопротивление заземления при увеличении диаметра заземлителя ? 2. Увеличится ли срок службы заземлителя при увеличении его диаметра ?

=============

Диаметр вертикального заземлителя и его сопротивление заземления

На сопротивление заземленияосновное влияние оказывает два фактора:

удельное сопротивление грунта(электрическое)длина электрода

Это хорошо видно из формулы расчета заземления:

Увеличение диаметра заземлителя изменяет сопротивление заземления незначительно:

при увеличении диаметра в 2 раза сопротивление уменьшается на 9% от первоначальной величиныпри увеличении диаметра в 10 раз сопротивление уменьшается на третьпри увеличении диаметра в 100 раз сопротивление уменьшается немного больше, чем в 2 раза (на 60%)

Для сравнения:

увеличив длину заземлителя в 2 раза сопротивление уменьшается почти в 2 разаувеличив длину в 10 раз, сопротивление уменьшится в 8 раз

Диаметр вертикального заземлителя и его срок службы

Увеличение срока службы вертикального заземлителя зависит прежде всего от его материала и материала защитного покрытия.

Для электрода из черной стали- увеличение диаметра заземлителя напрямую влияет на увеличение срока службы. Чем больше материала в электроде, тем дольше он будет корродировать.

Для стального электрода с цинковым покрытием- увеличение диаметра заземлителя, как и в случае с черной сталью, увеличивает его срок службы. Дополнительно на срок службы будет влиять толщина цинкового покрытия, которое меньше подвержено коррозии, чем сталь: чем оно будет толще, тем дольше будет служить электрод.

Для стального электрода с медным покрытием- увеличение диаметра заземлителя не влияет на срок службы. Он будет зависеть от толщины меди, т.

к. коррозия стали начнется только после того, как покрытие будет разрушено. Медь в несколько раз меньше подвержена коррозии, чем цинк – поэтому такое покрытие при условии его целостности после монтажа, является наиболее качественным и наиболее долгозащищает заземлитель от коррозии (подробная информация об этом – на отдельной странице “Омеднённые электроды”).

Однако при нарушении медного слоя до оголения стального основания, из-за возникновения очага электрохимической коррозии, заземлитель будет разрушен в течении 2-5 лет. Поэтому крайне важно соблюдать все необходимые требования при изготовлении омедненных штырей заземления, что к сожалению делают не все производители. Испытания таких “поделок” в сравнении с качественными изделиями представлены на отдельной странице “Штырь заземления”.

Полезные материалы: Модульное заземлениеЗаземление в частном домеКонсультации по выбору, проектированию и монтажу систем заземления и молниезащиты

Анодный заземлитель с вертикальным вариантом установки

Метод монтажа вертикальных заземлителей находится в зависимости от габаритов электродов заземления, нрава грунта и его состояния во время монтажа (талый, промерзлый), времени года и погодных критерий, количества погружаемых электродов, удаленности объектов друг от друга и от механизации, наличия и способности получения устройств и приспособлений, нужных для монтажа.Учитываются также сравнительные свойства устройств и цена их эксплуатации, объемы выполняемых работ и конкретные условия их выполнения.Оптимальные методы монтажа:

— для талых, мягеньких грунтов— вдавливание и ввертывание стержневых электродов, забивка и вдавливание профильных электродов;

— для плотных грунтов — забивка электродов хоть какогосечения; для промерзлых грунтов — вибропогружение;— для скальных и промерзлых грунтов по мере надобности глубочайшего погружения — закладка в пробуренную скважину.

Сопротивление растеканию забитого электрода малое; сопротивление электрода, смонтированного ввертыванием, на 20—30 % выше; сопротивление электрода, заложенного в готовую скважину и засыпанного рыхловатым грунтом, возможно окажется еще выше, что не позволит ввести электроустановку в эксплуатацию.

Создание омедненных вертикальных заземлителей

Сопротивление электродов возрастает некординально при вдавливании в грунт и при погружении вибраторами и превосходит сопротивление забитых электродов только на 5—10 %.

Через 10—20 дней сопротивление электродов, погруженных вибраторами, вдавленных и забитых, начинает выравниваться. Существенно больше времени требуется для восстановления структуры грунта и уменьшения сопротивления электродов, ввернутых в грунт, в особенности при применении рпсширенного наконечника на электроде, что упрощает погружение, но разрыхляет грунт.При забивке можно использовать железные электроды хоть какого профиля — уголковые, квадратные, круглые, но меньший расход металла (при схожей проводимости) и большая устойчивость к грунтовой коррозии (в случае равного расхода металла) достигаются при использовании стержневых электродов из круглой стали.При забивке в обыденные грунты на глубину до б м экономно использовать стержневые электроды поперечником 12—14 мм. При глубине до 10 м, также при забивке маленьких электродов в особо плотные грунты нужны более крепкие электроды поперечником от 16 до 20 мм.

Чтоб забить электроды поглубже, чем на 10—12 м, используют механизмы ударно-вибрационного деяния —вибраторы, при помощи которых электроды просто опустить даже в промерзший грунт.

Вибраторами можно опустить электроды существенно поглубже, чем при ввертывании и вдавливании, что в особенности принципиально для грунтов с высочайшим удельным сопротивлением (порядка 1000 Ом) и глубочайшим уровнем грунтовых вод (более 9 м), к примеру для сухих песков, в каких сопротивление электрода по мере заглубления очень резко понижается.Если при проектировании грунт не зондировали и его электронные свойства неопознаны, во избежание излишней работы установка глубинныхзаземлителейрекомендуется проводить в последующей последовательности:

Глубинное заземление

1) приготовить отрезки электрода, их длину принятьсоответственно конструкции применяемого механизма;2) забить нижний отрезок электрода;3) измерить сопротивление растеканию забитого отрезка;4) приварить последующий отрезок электрода;5) забить 2-ой отрезок и опять выполнить измерение;6) продолжать работу до заслуги подходящейпроводимости.Как и хоть какой другой метод, ввертывание электродов имеет свои достоинства и недочеты, определяющие его применение в определенных критериях.

Бесспорным преимуществом является сравнительная легкость освоения механизированных приспособлений (ручных электросверлильных машин, малых бензодвигателей), которые позволяют заглублять электроды только на сравнимо маленькую глубину, что в ряде всевозможных случаев наращивает число электродов и расход металла. Мощность этих приспособлений маленькая, и для облегчения ввертывания приходится использовать наконечники на электродах, разрыхляющие грунт, что резко наращивает электронное сопротивление грунта на период, пока его структура не восстановится. Необходимость резвого ввода в эксплуатацию вызывает повышение числа погружаемых электродов для заслуги подходящей проводимости заземлителя и, как следствие, дополнительный расход металла.

Но невзирая на это, метод ввертывания в почти всех случаях позволяет стремительно и экономно смонтировать заземляющее устройство.

Вертикальные глубинные заземлители обеспечивают неплохую проводимость за счет контакта с нижними слоями грунта, в особенности если они владеют увеличенным сопротивлением. Горизонтальные заземштели неподменны из-за отсутствия устройств для монтажа вертикальных электродов в скальных, гравийных и других грунтах. Если же скальный грунт закрыт слоем земли, то выполнение горизонтального либо лучевого заземлителя возможно окажется наименее трудозатратным и сравнимо дешевеньким.Горизонтальные заземлители прокладывают и для соединения смонтированных вертикальных электродов в

Употребляется для выполнения вертикального вбиваемого заземления

общий непростой заземлитель либо контур заземления.Для молниезащиты нередко используют лучевые заземлители.Неплохую проводимость в летнее время может обеспечить горизонтальный заземлитель, проложенный в торфяном либо другом отлично проводящем талом верхнем слое земли. То же относится и к сезонным электроустановкам, работающим в летнее время.Конструктивно горизонтальные заземлители могут быть выполнены из круглой, полосовой либо хоть какой другой стали.

Предпочтение следует отдавать круглой стали, которая при тех же массе и проводимости имеет наименьшую поверхность и огромную толщину, вследствие чего обладает наименьшей коррозийной уязвимостью. Не считая того, круглая сталь дешевле и ее легче монтировать. Потому для протяженных заземлителей, как и для вертикальных электродов, при устройстве которых не предъявляется особых требований по тепловой стойкости, по количеству уносимого металла и др., рекомендуется использовать малоуглеродистую круглую сталь.

Если поблизости объектов имеются водоемы, на деньке водоемов укладывают протяженные заземлители, а от их прокладывают соединительные кабельные либо воздушные полосы к объектам.

Содержание:

Общие требованияПорядок монтажа заземленияЗаземление щитка дома

1.Общие требования

Заземление является одной из основных мер защиты от поражения электрическим током.

В данной статье приведена подробная, пошаговая инструкция о том как сделать заземление в частном доме своими руками.

Для начала определимся с тем,что такое заземление?

Согласно ПУЭ Заземление— это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством. (пункт 1.7.28.)

В качестве заземляющего устройстваиспользуют металлические стержни или уголки которые вбиваются вертикально в землю (так назымаемые вертикальные заземлители) и металлические стержни либо металлические полосы которые посредством сварки соединяют между собой вертикальные заземлители (так назымаемые горизонтальные заземлители).

Вертикальные и горизонтальные заземлители вместе образуют конур заземления, данный контур может быть замкнутый (рисунок 1) или линейный (рисунок 2):

Контур заземления должен быть присоединен к главной заземляющей шине во вводном электрическом щитке дома с помощью заземляющего проводника в качестве которого, как правило, используется та же металлическая полоса или стержень которые применены в качестве горизонтального заземлителя.

Защитное заземление частного дома будет иметь следующий общий вид:

В свою очередь совокупность контура заземления и заземляющего проводника называют заземляющим устройством.

Замкнутый контур заземления обычно выполняют в форме треугольника со сторонами от 1,2 до 2 метров (рекомедуется не менее 1,5 метра) как показано на рис.

1, однако он так же может выполняться и в других формах, например овал, квадрат и т. д., линейный же контур представляет из себя ряд вертикальных заземлителей, в количестве 3-4 штуки, расположенных на расстоянии друг от друга на расстоянии 1,5-2 метра, как видно на рис. 1.

При этом замкнутый контур заземления считается более надежным, т. к. даже при повреждении одного из горизонтальных заземлителей данный контур сохраняет свою работоспособность.

ВАЖНО! Горизонтальные и вертикальные заземлители должны выполняться из черной или оцинкованной сталилибо из меди (пункт 1.7.111.

ПУЭ). Ввиду своей дороговизны медные заземлители, как правило, не применяются. Так же не следует выполнять заземлители из арматуры — наружный слой арматуры каленый из-за чего нарушается распределение тока по ее сечению, кроме того она сильнее подвержена коррозии.

Вертикальные заземлители выполняют из:

круглых стальных стержней диаметром минимум 16мм (рекомендуется: 20-22мм)стальных уголков размерами минимум 4х40х40 (рекомендуется: 5х50х50)

Длина вертикальных заземлителейдолжна составлять 2-3 метра (рекомендуется не менее 2,5 м)

Горизонтальные заземлители выполняют из:

круглых стальных стержней диаметром минимум 10мм (рекомендуется: 16-20мм)стальной полосы размерами 4х40

Заземляющий проводник выполняют из:

круглого стального стержня диаметром минимум 10ммстальной полосы размерами минимум 4х25 (рекомендуется 4х40)

Рекомендуется в качестве заземляющего проводника использовать тот же материал который был использован в качестве горизонтального заземлителя.

2. Порядок монтажа заземления:

ШАГ 1— Выбираем место для монтажа

Место для монтажа выбирается как можно ближе к главному электрощитку (вводному щиту) дома в котором находится главная заземляющая шина (ГЗШ), она же PE шина.

В случае если вводной электрощиток находится внутри дома или на его наружной стене заземляющий контур монтируется около стены на которой находится электрощиток, на расстоянии примерно 1-2 метра от фундамента дома. Если же электрический щиток находится на опоре воздушной линии электропередач или на выносной стойке контур заземления можно монтировать прямо под ним.

При этом не следует располагать (использовать) заземлители в местах, где земля подсушивается под действием тепла трубопроводов и т.

п. (п. 1.7.112 ПУЭ)

ШАГ 2— Земляные работы

Выкапываем траншею в форме треугольника — для монтажа замкнутого конура заземления, либо прямую — для линейного:

Глубина траншеи должна составлять 0,8 — 1 метра

Ширина траншеи должна составлять 0,5 — 0,7 метра (для удобства проведения сварочных работ в дальнейшем)

Длина траншеи — в зависимости от выбранного количества вертикальных заземлителей и расстояний между ними.(Для треугольника используется 3 вертикальных заземлителя, для линейного контура, как правило, 3 или 4 вертикальных заземлителя)

ШАГ 3— Монтаж вертикальных заземлителей

Расставляем в траншеи вертикальные заземлители на необходимом расстоянии друг от друга (1,5-2 метра) после чего забиваем их в землю при помощи перфоратора со специальной насадкой либо обычной кувалдой:

Предварительно концы заземлителей необходимо заострить для более легкого вхождения в грунт:

Как уже было написано выше длина вертикальных заземлителей должна составлять примерно 2-3 метра (рекомендуется минимум 2,5 метра), при этом необходимо вбить их в землю на всю длину, так что бы над дном траншеи выступала верхняя часть заземлителя на 20-25 см:

Когда все вертикальные заземлители забиты в землю можно переходить к следующему шагу.

ШАГ 4— Монтаж горизонтальных заземлителей и заземляющего проводника:

На данном этапе необходимо соединить между собой все вертикальные заземлители с помощью горизонтальных заземлителей и к получившемуся контуру заземления приварить заземляющий проводник который будет выходить из земли на поверхность и предназначен для соединения заземляющего контура с главной заземляющей шиной вводного электрощита.

Горизонтальные и вертикальные заземлители соединяются между собой посредством сварки, при этом место соединения необходимо обварить со всех сторон для лучшего контакта.

ВАЖНО!Не допускается использование болтовых соединений!Вертикальные и горизонтальные заземлители образующие заземляющий контур, а так же заземляющий проводник в месте его присоединения к заземляющему контуру должны быть соединены при помощи сварки.

Сварные швы необходимо защитить от коррозии, для чего места сварки можно обработать битумной мастикой.

ВАЖНО! Сам заземляющий контур не должен иметь окраски!(пункт 1.7.111. ПУЭ)

В результате должно получится примерно следующее:

ШАГ 5— Засыпаем грунтом траншею.

Здесь все просто, засыпаем траншею со смонтированным заземляющим контуром землей, так что бы над контуром было не менее 50 см грунта, как уже было указано выше.

Однако и здесь есть свои тонкости:

ВАЖНО!Траншеи для горизонтальных заземлителей должны заполняться однородным грунтом, не содержащим щебня и строительного мусора (п. 1.7.112. ПУЭ).

ШАГ 6— Подключение заземляющего проводника к ГЗШ вводного электрощитка (вводного устройства).

Наконец мы подошли к завершающему этапу — заземлению электрощитка дома, для этого выполняем следующие работы:

Подводим заземляющий проводник к электрощитку, так что бы до электрощитка оставалось около 1 метра, если вводной щиток находится в доме, желательно завести заземляющий проводник в здание. При этом у мест ввода заземляющих проводников в здания должен быть предусмотрен следующий опознавательный знак (п.1.7.118. ПУЭ):

Сам заземляющий проводник находящийся над поверхностью земли необходимо покрасить, он должен иметь цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов. (п.1.1.29. ПУЭ).К концу заземляющего проводника со стороны электрощитка привариваем болт, на который подсоединяем гибкий медный провод сечением не менее 10 мм2, который так же должен иметь желто-зеленую окраску.

Второй конец этого провода подключаем к главной заземляющей шине, в качестве которой внутри вводного устройства (вводного электрощитка дома) следует использовать шину РЕ(п.1.7.119. ПУЭ).ВАЖНО!Главная заземляющая шина должна быть, как правило, медной. Допускается применение главной заземляющей шины из стали.Применение алюминиевых шин не допускается.

(п.1.7.119. ПУЭ).В итоге схема заземления щитка дома должна иметь следующий вид:ПРИМЕЧАНИЕ: приведенная схема заземления электрощитка относится к системе заземления TN-C-S.В данном электрощитке установлены следующие аппараты защиты:1 — Автоматические выключатели — для защиты электропроводки от коротких замыканий и перегрузок.2 — УЗИП — устройство для защиты сети от грозовых или импульсных перенапряжений сети.3 — УЗО — устройство для защиты от поражения человека электрическим током.ВАЖНО!Конур заземления должен присоединяться только к PE шине вводного щитка и ни в какое другое место электрической сети. Во вводном электрощитке рабочий ноль (N) должен быть так же соединен с PE шиной (как показано на схеме) таким образом выполняется его повторное заземление.

После вводного щитка рабочие нули от N шины и защитные нули от PE шины соединяться не должны!При этом проводка в доме должна выполняться трехжильным кабелем: желто-зеленая жила кабеля подключается к PE шине и используется в качестве заземляющего провода, синяя или голубая жила подключается к N шине и служит в качестве рабочего нуля и наконец третья жила подключается через автоматический выключатель на фазу. Пример трехпроводной схемы электропроводки смотрите здесь.Так же к PE шине присоединяются проводники системы уравнивания потенциалов.На этом все, но необходимо помнить, что защитное заземление это лишь одна составляющая из комплекса мер обеспечивающих надежную защиту от поражения электрическим током. К другим составляющим относятся:Была ли Вам полезна данная статья?

Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь.

Мы обязательно Вам ответим.↑ НаверхСпособ монтажа вертикальных заземлителей зависит от габаритов электродов заземления, характера грунта и его состояния во время монтажа (талый, мерзлый), времени года и климатических условий, количества погружаемых электродов, удаленности объектов друг от друга и от механизации, наличия и возможности получения механизмов и приспособлений, необходимых для монтажа.Схема монтажа. Соединение электрода заземляющего вертикального стержневого с круглыми и плоскими медными проводниками: 1 – стержень заземления; 2 – зажим ЗУ-К; 3 – плоский медный проводник; 4 – круглый медный проводник.Учитываются также сравнительные характеристики механизмов и стоимость их эксплуатации, объемы выполняемых работ и конкретные условия их выполнения.Рациональные способы монтажа:для талых, мягких грунтов – вдавливание и ввертывание стержневых электродов, забивка и вдавливание профильных электродов;для плотных грунтов – забивка электродов любого сечения;для мерзлых грунтов – вибропогружение;для скальных и мерзлых грунтов при необходимости глубокого погружения – закладка в пробуренную скважину.Сопротивление растеканию забитого электрода минимальное; сопротивление электрода, смонтированного ввертыванием, на 20-30% выше; сопротивление электрода, заложенного в готовую скважину и засыпанного рыхлым грунтом, может оказаться еще выше, что не позволит ввести электроустановку в эксплуатацию.Устройство контура заземления.Сопротивление электродов увеличивается незначительно при вдавливании в грунт и при погружении вибраторами и превышает сопротивление забитых электродов лишь на 5-10 %. Через 10-20 дней сопротивление электродов, погруженных вибраторами, вдавленных и забитых, начинает выравниваться.Значительно больше времени требуется для восстановления структуры грунта и уменьшения сопротивления электродов, ввернутых в грунт, особенно при применении расширенного наконечника на электроде, что облегчает погружение, но разрыхляет грунт.При забивке можно применять стальные электроды любого профиля – уголковые, квадратные, круглые, однако наименьший расход металла (при одинаковой проводимости) и наибольшая устойчивость к грунтовой коррозии (в случае равного расхода металла) достигаются при использовании стержневых электродов из круглой стали.При забивке в обычные грунты на глубину до 6 м экономично применять стержневые электроды диаметром 12-14 мм.

При глубине до 10 м, а также при забивке коротких электродов в особо плотные грунты, необходимы более прочные электроды диаметром от 16 до 20 мм.Чтобы забить электроды глубже, чем на 10-12 м, применяют механизмы ударно-вибрационного действия – вибраторы, с помощью которых электроды легко погрузить даже в промерзший грунт.Вибраторами можно погрузить электроды значительно глубже, чем при ввертывании и вдавливании, что особенно важно для грунтов с высоким удельным сопротивлением (порядка 1000 Ом) и глубоким уровнем грунтовых вод (более 9 м), например, для сухих песков, в которых сопротивление электрода по мере заглубления очень резко снижается.Если при проектировании грунт не зондировали и его электрические характеристики неизвестны, во избежание лишней работы монтаж глубинных заземлителей рекомендуется проводить в следующей последовательности:Подготовить отрезки электрода, их длину принять соответственно конструкции используемого механизма.Забить нижний отрезок электрода.Измерить сопротивление растеканию забитого отрезка.Приварить следующий отрезок электрода.Забить второй отрезок и снова выполнить измерение.Продолжать работу до достижения нужной проводимости.Схема установки одиночного вертикального заземлителя в коксовой засыпке.Как и любой другой способ, ввертывание электродов имеет свои преимущества и недостатки, определяющие его применение в конкретных условиях. Несомненным преимуществом является сравнительная легкость освоения механизированных приспособлений (ручных электросверлильных машин, малых бензодвигателей), которые позволяют заглублять электроды лишь на сравнительно небольшую глубину, что в ряде случаев увеличивает число электродов и расход металла.Мощность этих приспособлений небольшая, и для облегчения ввертывания приходится применять наконечники на электродах, разрыхляющие грунт, что резко увеличивает электрическое сопротивление грунта на период, пока его структура не восстановится.Необходимость быстрого ввода в эксплуатацию вызывает увеличение числа погружаемых электродов для достижения нужной проводимости заземлителя и как следствие, дополнительный расход металла.Но несмотря на это, способ ввертывания во многих случаях позволяет быстро и экономично смонтировать заземляющее устройство.Вертикальные глубинные заземлители обеспечивают хорошую проводимость за счет контакта с нижними слоями грунта, особенно если они обладают увеличенным сопротивлением.Горизонтальные заземлители незаменимы по причине отсутствия механизмов для монтажа вертикальных электродов в скальных, гравийных и других грунтах. Если же скальный грунт закрыт слоем земли, выполнение горизонтального или лучевого заземлителя может оказаться менее трудоемким и сравнительно дешевым.Горизонтальные заземлители прокладывают и для соединения смонтированных вертикальных электродов в общий сложный заземлитель или контур заземления.Для молниезащиты часто применяют лучевые заземлители.Хорошую проводимость в летнее время может обеспечить горизонтальный заземлитель, проложенный в торфяном или другом хорошо проводящем талом верхнем слое земли.

То же относится и к сезонным электроустановкам, работающим в летнее время.Конструктивно горизонтальные заземлители могут быть выполнены из круглой, полосовой или любой другой стали.Предпочтение следует отдавать круглой стали, которая при тех же массе и проводимости имеет меньшую поверхность и большую толщину, вследствие чего обладает меньшей коррозийной уязвимостью. Кроме того, круглая сталь дешевле и ее легче монтировать. Поэтому для протяженных заземлителей, как и для вертикальных электродов, при устройстве которых не предъявляется специальных требований по термической устойчивости, по количеству уносимого металла и др., рекомендуется применять малоуглеродистую круглую сталь.Если вблизи объектов имеются водоемы, на дне водоемов укладывают протяженные заземлители, а от них прокладывают соединительные кабельные или воздушные линии к объектам.Поделитесь полезной статьей:

Источники:

• www.zandz.ru
• elektrica.info
• elektroshkola.ru
• fazaa.ru