Вертикальное заземление: его характеристики и монтаж

Главная

Полезное

Вертикальное заземление: его характеристики и монтаж

Заземлитель — важный компонент системы молниезащиты наряду с молниеприемником и молниеотводом. Посредством заземления поступающий ток выводится в землю, и таким образом нейтрализуется порядка 50% заряда. Заземлители бывают разных видов и форм, но все они условно делятся на вертикальные и горизонтальные — по расположению относительно земли. В средней полосе России наибольшее распространение получило именно вертикальное заземление, поскольку оно достаточно эффективно, хотя и в ряде случаев отличается относительной сложностью монтажа.

Что представляет собой вертикальное заземление

Типичный вертикальный заземлитель — это металлический штырь, который имеет определенный диаметр и длину, необходимую для надежной фиксации в грунте. Металл выступает хорошим проводником электричества, при этом в силу финансовой целесообразности наибольшее распространение получили железные заземлители (хотя наряду с ними может использоваться медный провод).

Вертикальное заземление осуществляется непосредственно рядом со строительным объектом. В роли заземлителей используются круглые или иной формы сечения стержни. Поскольку одного металлического штыря может быть недостаточно, чтобы отводить большой заряд в землю, устанавливается одновременно несколько вертикальных заземлителей. При этом они соединяются между собой арматурой и электросваркой.

Трубостойки

Чтобы установить устройство ввода в коммерческое здание или загородный дом, необходимо использовать трубостойку. Главной ее задачей является фиксация провода питания, который ведет к щиту, а также установки самого щита.
Согласно требованиям правил ПУЭ, трубостойка нуждается в обязательном заземлении.

Недалеко от щита надо просверлить отверстие, через которое важно поместить болт заземления. Как сама трубостойка, так и щит требуют качественное заземление. Недалеко от стойки следует вбить металлический уголок полутораметровой длины. Далее следует соединение трубостойки, щита и уголка.

Защите подлежит и нулевая шина. На нее надо подключить нулевой провод маркировки СИП4, который идет с опоры. Чтобы выполнять операцию, нужно воспользоваться желто-зеленым проводом маркировки ПВ-3, на которой установлены наконечники. На этом заземление металлической трубостойки можно считать завершенным.

Основные характеристики вертикальных заземлителей

При выборе материалов для вертикального заземления и подготовке к монтажным работам следует учитывать следующие параметры:

количество и расположение стержней;
диаметр и длина штырей;
глубина установки;
тип грунта, уровень промерзания.

Заземление может состоять, как уже было сказано, из одного или нескольких связанных между собой стержней. В верхней части заземлителя, ближе к поверхности земли, приваривается арматурная полоса.

Диаметр каждого стержня не должен быть меньше 16 мм, обычно устанавливаются штыри толщиной 18-20 мм. Длина заземлителей может составлять от 2,5 м, чаще всего используются 3-метровые пруты. Однако и это не предел — бывают прутья до 10 метров длиной и более.

Минимально допустимая глубина установки — 1,5 метра. При этом важно учитывать тип грунта, уровень промерзания, а также его водонасыщенность и уровень расположения грунтовой воды. Также нужно принимать во внимание количество заземлителей: например, одному штырю длиной 15 метров соответствуют три связанных между собой стержня длиной примерно 5 метров каждый.

Выбор места для размещения контура

Чтобы определить место, подходящее для забивки электродов заземления, нужно пройти процедуру, именуемую согласованием трасс инженерных коммуникаций. Поскольку длина электродов, как правило, больше глубины залегания линий электропередач, связи и трубопроводов, риск их повреждения абсолютно реален при работе в черте города. Поэтому сначала ознакомьтесь с планами прокладки трасс коммуникаций, запрос можно оставить в местной городской администрации.

Это может быть связано с небольшими денежными издержками, однако получать ордер на земляные работы почти никогда не требуется. С согласованием связан один интересный момент: вы снимаете с себя ответственность за повреждение линии, если её нет в реестре подземных коммуникаций. При этом даже если в идеально подходящем месте уже проложены подземные трассы, вы сможете легко их обойти, пользуясь указанными значениями защитных зон и точками привязки. Для предприятий рекомендуется хранить в архиве заверенные копии планов.

Располагая контур, обратите внимание на параметры грунта. Обладателям отчёта по геоморфологии местности рекомендуется располагать основные заземлители в как можно более низкой точке верхнего водоупора, насыщенной влагой. Также предпочтительны места затенённые, вблизи сливных ям или дренажных колодцев, в мелиорационных канавах. Вода с растворёнными ионами солей (в умеренном количестве) придаёт хорошую проводимость грунтам даже тех категорий, в которых она начисто отсутствует при иссушенном их состоянии.

Ещё один критерий оценки местности — отношение уровня грунтовых вод к глубине погружения основных заземлителей. Если есть возможность устроить контур на дне подвала или смотровой ямы — лучше ей воспользоваться. Исключение составляют участки, насыщенные агрессивными жидкостями: септики, сливные и компостные ямы. Также следует избегать близости с деревьями, активно поглощающими воду, например, берёзой или ивой.

Особенности монтажа вертикального заземлителя

Вертикальный стержень устанавливается в грунт в заранее подготовленную траншею. Ее глубина может составлять 60-70 см, это нужно для того, чтобы заземлитель был полностью погружен в землю и место присоединения токопровода находилось ниже поверхности. На этом же уровне приваривается соединительная полоса, если заземлителей два или более.

Траншея глубиной порядка 60 см может подготавливаться по периметру всего здания. При этом стержни расставляются на примерно одинаковом расстоянии друг от друга.

Монтажные работы выполняются вручную, с помощью механизированного инструмента или спецтехники. Выбор способа зависит от длины прутов, уровня заглубления, состава грунта и имеющихся возможностей. Например, если глубина небольшая, а земля мягкая — заземлитель можно вбить обычной кувалдой. В сложных случаях используется отбойный молоток или экскаватор с ковшом.

Взрывоопасные участки

С учетом конструктивного исполнения и предназначения, можно выделить:

нефтепроводы, а также газопроводы;
системы, по которым транспортируют спиртосодержащие жидкости/газы.

Транспортирование взрыво- и пожароопасных веществ обуславливает предъявление повышенных требований к безопасности. Нормативы описаны в ПУЭ (гл. 7.3).

В случае с взрывоопасными помещениями, применение естественных заземлителей допустимо только если они обеспечивают дополнительную защиту. Основной должен стать контур, сконструированный искусственно.

Расчет параметров

Прежде чем выбрать и смонтировать вертикальный заземлитель, следует произвести исследования местности. Важно убедиться, какая почва в месте установки и на какую глубину она промерзает в зимнее время. Кроме того, определяют водонасыщенность, уровень подземных вод.

Дело в том, что разные типы почвы обладают различным сопротивлением. Чем меньше сопротивление, тем выше эффективность заземления. И наоборот, в грунтах, обладающих большим сопротивлением, эффективность заземлителей ниже и поэтому предпринимаются дополнительные усилия по ее повышению. В частности всеми способами увеличивается площадь соприкосновения заземлителя с почвой.

Наименьшим сопротивлением характеризуются плодородные черноземные почвы. Установка вертикальных стержней в них допускается на глубину от 1,5 метров. Напротив, максимальное сопротивление — у скалистого грунта, в нем железные пруты максимально заглубляются, монтажные работы при этом сопряжены со значительными трудностями.

Отдельного внимания заслуживает уровень промерзания грунта. В разных почвах он может быть различным. Это учитывают, потому что при замерзании почвы ее сопротивление значительно увеличивается, а эффективность заземления сокращается. Поэтому площадь соприкосновения с металлом в данном случае также должна быть больше. Желательно производить установку заземления ниже того уровня, до которого промерзает земля.

Термины заземляющей системы

Прежде чем переходить к рассмотрению правил монтажа заземления, необходимо обозначить термины, которыми пользуются специалисты, проводя данный тип работ.

Во-первых, что такое заземляющее устройство? Это конструкция, состоящая из заземлителя и заземляющих проводников.
Во-вторых, что такое заземлитель? Это проводник из металла, который непосредственно соединяется с землей.
В-третьих, что такое заземляющие проводники? Это система металлических проводников, которые соединяют заземлитель с электрическим оборудованием.

Обратите внимание, что заземление электроустановки искусственным способом называется преднамеренным. Есть такое понятие, как сопротивление заземляющего устройства. Это, по сути, сумма сопротивлений заземлителя и заземляющих проводников. Если говорить о сопротивлении самого заземлителя, то это напряжение относительно земли к проходящему по металлическому проводнику току.

Этапы монтажных работ

Существуют два возможных варианта проведения монтажных работ:

Предварительное исследование местности и изучение уровня сопротивления грунта с последующей оперативной установкой заземлителей.
Последовательный монтаж стержней с замером сопротивления вплоть до достижения оптимального значения.

В первом случае требуется проводить изыскательные работы, что предполагает дополнительные затраты времени и средств. Во втором важно неукоснительно соблюдать технологию монтажа.

Этапы последовательной установки вертикального заземлителя:

штырь заглубляется на минимальный уровень, после чего замеряется сопротивление;
к установленному стержню приваривается второй участок, снимается замер;
работы продолжаются, пока не будет достигнут оптимальный показатель сопротивления.

Нужно ли заземлять трубопроводы. и как это можно сделать?

Согласно ГОСТ Р 505 71 (М ЭК 364) зануление и заземление трубопроводов должно осуществляться для всех металлических контуров, связанных с электроустановками> ≈ 42 V или> — 11V. Для переменного и постоянного тока меньше указанных значений, устанавливать заземление не обязательно. По сути, то с чем мы постоянно сталкиваемся в жизни, несколько больше этих цифр, поэтому, никогда не помешает знать инструкции по монтажу заземления.

Способы заглубления электродов

В зависимости от типа почвы и уровня заглубления электрода подбирается тот или иной способ монтажа. Выше уже было отмечено, что возможна как ручная, так и механизированная установка (с помощью инструмента или спецмашины). При этом применимы разнообразные способы внедрения прутьев.

Какие способы заглубления применимы:

забивка;
вдавливание;
ввертывание;
вибропогружение;
бурение скважины с последующей установкой электрода.

В мягких почвах применимы такие способы как вдавливание и ввертывание. Также может применяться забивка, причем часто сочетают несколько методов. Если грунт более плотный и сложный, может использоваться только забивка (ввертывание и вдавливание уже неприменимо).

Вибропогружение с помощью специальной техники показало свою эффективность в мерзлых грунтах. Эту технологию часто применяют в зимнее время.

На самых сложных – каменистых – участках, а также в мерзлом грунте при необходимости глубокого погружения штырей, рациональным способом является предварительное бурение скважины, в которую затем помещается электрод.

Установка вертикального заземления наглядно представлена в следующем видео:

В частном секторе

Контуры заземления в частном секторе можно сделать разными способами и это тема для отдельной статьи, но здесь мы рассмотрим основные принципы такого устройства. В большинстве случаев делают треугольник, где в качестве штырей используют стальной уголок 50X50 мм или арматуру Ø 10-14 мм. Между собой их сваривают либо катанкой, либо стальной полосой 20X5 мм на расстоянии метра. Ориентировочная глубина от 2-х до3-х метров, но это уже зависит от грунта. Полосу тщательно приваривают к штырям – шов должен быть только высокого качества.

Теперь, самое главное: возьмите в руки тестер и замеряйте сопротивление между двумя штырями – оно не должно быть более 4 Ω, а вот полоса или проволока от дома к контуру не более 0,1 Ω. В таком случае вас никогда не ударит током в туалете, ванной или на кухне, когда вы будете пользоваться водопроводом или канализацией.

Заземление трубопроводов пуэ: разбираемся по пунктам

В процессе прокладки трубопроводов любого предназначения необходимо позаботиться о безопасности их эксплуатации. Важно предотвратить негативное воздействие сильного электрического разряда как на сам трубопровод, так и на вещества, которые транспортируются по нему. Специально для этого важно установить заземление.

Агрессивные грунты и защита железобетона от их действия

В настоящее время вопросы защиты железобетонных конструкций от агрессивного воздействия грунтов регулируются в России межгосударственным стандартом ГОСТ 31384-2008 «Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Общие требования». Согласно этому ГОСТ, агрессивность грунта определяется по глубине, на которую бетон разрушается, либо теряет защитные свойства относительно стальной арматуры, за 50 лет. Слабая степень агрессивности — менее 10 см, средняя — от 10 см до 20 см, высокая — более 20 см.

К первичным методам защиты относят изменения состава бетона, а также комплекс проектно-конструкторских решений, снижающих уровень коррозии. Бетон должен быть более плотным, обеспечивать более надежную защиту стальной арматуры, чем обычно. К вторичным мерам относят нанесение на железобетонные конструкции защитных покрытий, а также обработка антисептиком, если причиной коррозии является действие бактерий.