Модульно штыревое заземление

Монтаж модульно-штыревого заземления является отличным вариантом установки заземляющей системы (заземляющего контура) в частном доме. В данном случае продолжительность монтажных работ существенно сокращается. Функции заземлителя при этом не уступают контуру заземления, выполненному по схеме треугольник с помощью сварки и другим аналогичным системам (линейной, глубинной, электролитической и т.д.). В этой публикации мы подробно покажем, как смонтировать модульно штыревое заземление своими руками и какое преимущество оно имеет перед другими системами.

Конструкция системы

Чем же интересна эта система для собственников частных домов и что входит в ее комплект? Конструкция состоит из стальных штырей длиной 1,5 метра с электрохимическим медным покрытием и имеющих возможность соединяться с помощью муфт. Для соединения горизонтальных и вертикальных частей конструкции в комплект входят латунные зажимы. Конусообразные наконечники предназначены для облегчения погружения штырей в землю.

Модульно-штыревое заземление

Сборка модульно-штыревого заземления производится в следующем порядке: на верхнюю часть штыря накручивается муфта, в которую в свою очередь монтируется ударная головка (насадка для забивания). На нижнюю часть конструкции устанавливается стальной наконечник. Он упрощает процесс заглубления штырей заземления в землю. Есть несколько разновидностей наконечников, область применения которых зависит от твердости грунта.

Комплект модульно-штыревого заземления

Помимо этого, к комплекту прилагается специальная токопроводящая паста, назначение которой – защита от коррозии и постоянное поддержание электрического сопротивления при эксплуатации. Электропроводящая паста наносится на все резьбовые соединения конструкции. От коррозии можно использовать специальную влагонепроницаемую клейкую ленту, она устойчива к кислотам, солям и газам, не пропускает влагу.

Последовательный монтаж элементов

Установка модульно-штыревого заземления производится легко и просто. Резьбу первого штыря смазываем токопроводящей антикоррозийной пастой и накручиваем на нее конусообразный наконечник. На другой конец таким же образом устанавливаем соединительную муфту и вкручиваем в нее ударную головку, предназначенную для защиты штыря от ударной нагрузки перфоратора.

Установка заземлителя в грунт

Модульно-штыревое заземление, которое собрали, опускаем в заранее подготовленное углубление в земле. Нужно максимально глубоко воткнуть его в грунт своими руками. Затем подключить к сети перфоратор и вставить его насадку в ударную (направляющую) головку. Таким образом штырь будет погружаться в грунт при воздействии на него ударной силы перфоратора. Для присоединения следующего стержня необходимо оставить примерно 20 см от земли.

Ниже мы приводим инструкцию завода-изготовителя по монтажу системы заземления с помощью перфоратора

Инструкция по монтажу модульно-штыревого заземления

После этого следует замерить сопротивление заземления. Для этого необходимо снять ударную головку и к тому месту, где она располагалась подсоединить специальный прибор, омметр.

Прибор для измерение сопротивления заземления М-416

После того как заглубили первый штырь в землю на всю длину, направляющая головка для перфоратора снимается и через соединительную муфту прикручивается следующий штырь. На верхнюю часть снова монтируем соединительную муфту и направляющую головку под перфоратор, после чего процесс повторяется.

Обратите внимание! Штыри модульной системы допускается располагать не только в линию. Их можно вбивать в угловых точках по системе треугольника, а также по дуге. Суммарное сопротивление растеканию тока, создаваемое всей цепочкой, не должно превышать 3-4 Ома.

Количество вбиваемых штырей будет зависеть от суммарного сопротивления растеканию тока всей системы. О способах замера сопротивления заземления вы можете ознакомиться в нашей статье. На рисунке ниже указывается схема изменения сопротивления в зависимости от длины электродов (штырей):

График зависимости сопротивления растеканию заземлителя

После заглубления всех штырей необходимо их соединить горизонтальным заземлителем с помощью латунных зажимов. Один из вертикальных заземлителей соединяется через проводник с электрическим щитом.

Недостатки и преимущества

Если сравнить модульно-штыревое заземление с заземляющим контуром, изготовленным с помощью сварки, то штыревое заземление будет иметь следующие преимущества:

  • Легкая и простая установка;
  • Монтаж можно произвести самостоятельно своими руками;
  • Не требуются сварочные работы, так как вся система монтируется с помощью зажимов и соединительных муфт;
  • Нет тяжелых земляных работ;
  • Система не поддается коррозии, так как состоит из омедненных элементов и соответственно имеет продолжительный срок службы;
  • Все элементы модульно-штыревой системы обладают высоким качеством, так как изготовлены на промышленном предприятии;
  • Дополнительные подготовительные работы не требуются.

Единственным минусом модульно-штыревого заземления является его высокая цена. Но, учитывая все вышеуказанные преимущества, данная система является самым выгодным вариантом для обеспечения электробезопасности частного дома.

Видео по теме

В завершение нашей статьи предлагаем посмотреть видео о монтаже штыревого заземлителя с помощью перфоратора.

В этой статье поговорим о более новой и передовой системе заземления – модульной штыревой системе. Ознакомимся с условиями и способами монтажа такого очага заземления и преимуществами такой системы. Рассмотрим, с помощью чего и как, без привлечения специальной измерительной лаборатории, выполнять контроль сопротивления заземляющего контура. 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

В комплект такого устройства входят латунный зажим, необходимый для соединения вертикальной и горизонтальной составляющих контура заземления. Вертикальной составляющей – стальной стержень, горизонтальной – стальную полосу или медный провод от распределительного щитка к контору заземления.

Смотрим 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. Смотрим 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

Для использования рекомендую ленту антикоррозионную PREMTAPE, 30 мм, 10 м, ленту антикоррозионную полимерно-асмольную «Лиам» или бутиловую антикоррозионную клейкую ленту, влагонепроницаемую.

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 500 USD. 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.

Модульное заземление

Содержание: Штырь заземления • Муфта соединительная • Наконечник стартовый • Головка направляющая • Зажим для подключения • проводника • Смазка токопроводящая • Лента гидроизоляционная • Насадка на отбойный молоток • Проводник заземляющий • Колодец инспекционный • Устройство для выпрямления
Полосогиб ручной

Комплектующие

Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м)

Это стальной тянутый стержень диаметром 14 мм и длиной 1,5 метра, покрытый методом электролитического осаждения медью чистотой 99.9%, образующей покрытие с молекулярной и неразрывной связью со сталью.

Высококачественная сталь в таком заземлителе выполняет кроме электропроводящей еще и необходимую для зарывания электрода в почву — механическую роль. Штыри обладают высоким пределом прочности на разрыв 600 Н/мм² и могут быть погружены в грунт при помощи отбойного молотка на большую глубину (до 40 метров).

Толщина медного покрытия составляет не менее 0.250 мм по всей длине стержня (включая резьбу). Это гарантирует его (покрытия) устойчивость к изгибу, отслоению, сцарапыванию при монтаже. Особенно это важно на резьбе, где более тонкий слой меди будет полностью разрушен от нагрузок и трения с муфтой во время заглубления.

Эти особенности гарантирует высокую коррозийную устойчивость штыря заземления и обеспечивают столь долгий срок службы (до 100 лет).

По краям методом накатки нанесена резьба для их взаимного соединения с помощью соединительной муфты.

ZZ-001-065
Вес: 0,074 кг
Длина: 50 мм
Диаметр штыря: 14 мм
Диаметр резьбы: 16 мм

Муфта соединительная резьбовая

Латунная муфта предназначена для соединения штырей друг с другом. Она изготовлена таким образом, чтобы штыри соприкасались друг с другом в самом центре муфты и движущая энергия, необходимая заглублению штырей в почву, муфте не передавалась. Таким образом не происходит «рассеивания» ударного импульса и также снимает с муфты механическую нагрузку.

ZZ-002-061
Вес: 0,082 кг
Длина: 60 мм
Диаметр: 21 мм

Наконечник стартовый

Остроконечный стальной наконечник упрощает заглубление штырей в твердый грунт.

ZZ-003-061
Вес: 0,074 кг
Длина: 50 мм
Диаметр: 22 мм

Головка направляющая для насадки на отбойный молоток

Предназначена для упрощения процесса заглубления штырей заземления, а также для повышения безопасности работы как человека, так и инструмента.

При монтаже головка крепится к штырю заземления через соединительную муфту. Размеры головки подобраны таким образом, чтобы движущая сила не повредила муфту, т.е. ударный импульс передается непосредственно штырю, минуя ее.

ZZ-004-060
Вес: 0,088 кг
Длина: 55 мм
Диаметр: 25 мм

Зажим для подключения проводника

Профилированный зажим из нержавеющей стали с болтами М10. Позволяет соединять омедненный штырь с заземляющим проводником — круглым проводом либо полосой (шириной до 40 мм).

Возможно безопасное использование стального и оцинкованного проводника — для этого внутри зажима находится прокладка, препятствующая образованию электрохимической связи между сталью/цинком и медью.

Для предотвращения самоотвинчивания резьбовых соединений «болт-гайка» используются пружинные шайбы (шайбы Гровера / гровер-шайбы), установленные между поверхностью зажима и гайкой.

ZZ-005-064
Вес: 0,158 кг
Длина: 70 мм
Ширина: 70 мм
Высота: 30 мм

Смазка токопроводящая

Применяется для уменьшения электрического сопротивления между штырями и муфтой, а также дополнительной защиты торцов штырей (в муфте) от коррозии. Смазка также используется для направляющей головки, облегчая ее снятие после заглубления очередного штыря. Во время монтажа смазка наносится на резьбу деталей.

ZZ-006-000
Вес общий: 0,152 кг
Вес пасты: 0,100 кг
Высота: 200 мм
Ширина: 60 мм
Толщина: 50 мм

Лента гидроизоляционная

Лента используется для защиты соединения штыря с заземляющим проводником от почвенной и электрохимической коррозии путем полного вытеснения воды (влаги) из места соединения, без которой процесс коррозии невозможен. При этом лента не теряет своих физических и механических свойств в течении многих лет.

Изготовлена из нетканого синтетического волокнистого материала, пропитанного и покрытого нейтральным составом на основе насыщенного нефтяного углеводорода (петролатум) и инертного кремнийсодержащего наполнителя. Остается пластичной под воздействием широкого спектра температур. Не затвердевает и не растрескивается. Высокостойкая к неорганическим кислотам, щелочам, солям и микроорганизмам, высокогерметичная в отношении воды, водяного пара и газа.

С помощью этой ленты предохраняются только зажимы для подключения проводника.

ZZ-007-030
Вес: 0,422 кг
Высота ленты: 30 мм
Диаметр бухты: 150 мм
Длина в бухте: 10 м

Насадка на отбойный молоток

Стальная насадка с подкаленным бойком передает усилие отбойного молотка на направляющую головку (на монтируемые штыри). Адаптирована для работы с отбойными молотками с посадочным местом SDS-Max.

ZZ-008-000
Вес: 0,478 кг
Длина: 250 мм
Диаметр: 18 мм

Дополнительные элементы

Проводник заземляющий (ПВ-1 25 мм²)

Медный одножильный, многопроволочный и многожильный проводник сечением от 4 до 185 мм² в ПВХ изоляции используется для соединения заземлителя с объектом (ГЗШ в щите).

Проводник поставляется метражом и в готовых бухтах по 3/5/10 метров
(ZZ-500-103 / ZZ-500-105 / ZZ-500-110), опрессованных с одного конца наконечником с отверстием под болт D8 для присоединения к ГЗШ в щите.

Проволока омедненная стальная (D 8 мм / S 50 мм²)

Проволока применяется в качестве молниеприёмников и токоотводов.

Качество и внешний вид чистой меди — по меньшей цене!

GL-11149
Вес 1 метра: 0,41 кг
Диаметр: 8 мм

Проволока омедненная стальная (D 10 мм / S 80 мм²)

Проволока применяется в качестве заземляющего проводника.

Качество и внешний вид чистой меди — по меньшей цене!

GL-11150
Вес 1 метра: 0,63 кг
Диаметр: 10 мм

Колодец инспекционный (пластиковый)

Пластиковый колодец используется для облегчения доступа к месту соединения электрода (штыря) и заземляющего проводника. Устанавливается над местом соединения на одном уровне с грунтом.

GL-11402
Вес 1 метра: 2 кг
Длина: 258 мм
Ширина: 258 мм
Высота: 215 мм

Колодец инспекционный для всех типов грунта (пластик)

Полипропиленовый колодец необходим для обеспечения доступа к месту контакта заземляющего электрода (штыря заземления) и заземляющего проводника. Устанавливается над местом соединения на одном уровне с грунтом.

GL-11404
Вес 1 метра: 2,6 кг
Длина: 290 мм
Ширина: 240 мм
Высота: 205 мм

Устройство для выпрямления

Устройство для выпрямления предназначено для выравнивания проволокидиаметром от 6 до 10 мм и полосы заземления шириной от 20 до 45 мм и толщиной от 3 до 4 мм.

ZZ-510-700 ZZ-510-900
Вес: 14,5 кг 12 кг
Длина: 0,3 м 0,6 м
Ширина: 0,3 мм 0,2 мм
Высота: 0,15 мм 0,2 мм
Кол-во роликов 7 шт 9 шт

Модульное заземление

Блог электриков>Модульное заземление 02.10.2013 | Богданов Игорь Анатольевич

GROUNDCONNECTION

Заземление — одно из важнейщих электротехнических мероприятий и сооружений. К сожалению, большинство публикаций по этой теме не несёт информации, являющейся практическим пошаговым руководством. Множество компиллятивных статей пестрят ссылками на нормативные документы, составленные, в свою очередь специалистами высокого уровня. Но ! Часто, читая статью, видишь, что автор никогда «не держал в руках отвёртку», не играл в детстве в «Конструктор», а потому — всё знает, но как делать, объяснить не может. Теоретик. Хотя теоретики тоже нужны.

ВОЛЬТМАСТЕР — ресурс позиционирующийся, как сайт для практикующих электриков. Поэтому я позволю себе скромно поделиться опытом по «внедрению новой техники» — модульного заземления. Я раньше замечал на просторах Интернета рекламу модульного заземления, но отталкивающе действовала цена на комплектующие изделия, многократно превышающая цену обычных 50мм уголков. К тому же, «вхождение» в новую технологию требовало определённых затрат, вложений. Сложилась благоприятная ситуация, и я «вошёл».

Сейчас в очередной раз понял, что не пользоваться достижениями научно-технического прогресса — один из смертных грехов. Надо повышать качество Жизни, Работы — своё и своих кормильцев-заказчиков, тем более, некоторые из них с удовольствием принимают условия этой Игры.

В предлагаемой статье я просто делюсь опытом, для кого-то этот материал может стать практическим руководством. Я не ставлю целью возбудить спор о терминологической корректности. Если что-то я неправильно назвал, простите и постарайтесь понять по контексту.

Итак, начнём.
Формула для расчета сопротивления заземления, выполненного заземляющими электродами круглого сечения:
ρ – удельное сопротивление грунта (Ом*м)
L – длина заземлителя (м)
d – диаметр заземлителя (м)
T — заглубление заземлителя (расстояние от поверхности земли до середины заземлителя) (м)
Удельное сопротивление грунта – величина, зависящая от многих факторов физической и химической природы. Механический состав почвы, влажность, распределение грунтовых вод и водяных линз по горизонтам, pH, температура, и вообще, агрегатное состояние (мерзлая или оттаявшая). В данном случае эта величина представляется условно, как электрофизическая характеристика грунта в данной местности в конкретный момент времени.
L и Т в комментариях не нуждаются, очевидно подразумевается случай заглубленного вбивания электродов на дне траншеи (обычно 70 см). Я думаю, для простоты не будем забивать себе голову и примем L=2T.
π будем считать равным 3.14 (хотя сейчас в Североамериканских Штатах вроде бы считают, что π=4. Я не удивлюсь, что это не байка, т.к. у нас в ЕГЭ g считают равным 10).
Итак, формула приобретает вид
R= ρ (ln (2L/d) + 0.5 ln3) / 2πL = ρ(ln(2L/d)+0.55) / 2 πL
Формулу можно упростить для часто используемых длин заземлителей Ø14.2мм:
Для L = 3м 0.350 ρ
Для L = 6м 0.193 ρ
Для L = 9м 0.136 ρ
Для L = 12м 0.106 ρ
Для L = 15м 0.087 ρ
Для L = 18м 0.074 ρ
Статистические данные по удельному сопротивлению грунтов в конкретной местности обрывочны и весьма приблизительны.
Я в прошлой жизни занимался экспериментальной работой. Как говорят, «профессионализм не пропьёшь», поэтому из данного вида добывания «хлеба насущного» я решил выжать максимум информации.
По мере забивания наборного заземляющего электрода я проводил замеры сопротивления заземления после заглубления каждого сегмента длиной 1.5м. (Это позволило выявить технологические артефакты, способные ввести в заблуждение). Все результаты замеров фиксируются. Замеры проводятся специальным прибором для измерения сопротивления заземления,

прошедшим метрологическую поверку

Техническое задание было следующее:
Заземление для гаража.
Согласно п. 1.7.104 ПУЭ, сопротивление повторного заземления должно быть не менее 30 Ом.
Комплектация – модульное заземление. Омеднённые стальные стержни диаметром 14.2 мм с дюймовой резьбой на концах.
Соединяются между собой латунными муфтами
На конец первого вбиваемого стержня навинчивается стартовый наконечник.
В верхнюю муфту ввинчивается ударная направляюшая, в которую вставляется боёк электромолота.
Венчается вся конструкция сжимом из нержавеющей стали.

Для вбивания стержней в землю необходим электромолот с энергией удара более 25 Дж.

Механический состав почвы – суглинок, материнская порода – известняк. Влажность 60% ППВ. Ленинский район Московской области, природная зона – лесостепь.
Сказано – сделано.

Вбивание штыря проводилось в 20 см от стены кирпичного гаража. Место соединения заземлителя – над поверхностью отмостки на высоте 20 см. В отмостку вставлена закладная труба диаметром 32 мм, чтобы штырь не был механически привязан к строительным конструкциям здания.

Сжимное соединение продублировано соединением через обжимной лужёный наконечник — так надёжнее.
Далее приведён протокол измерений сопротивления заземления по мере забивания наборного штыря.
1.5м — 43.4 Ом

3м — 37.3 Ом

4.5м — 26.3 Ом

6м — 25.8 Ом
В ходе работы я измерил сопротивление заземления столба, на котором закончилась ВЛ, подходящая к объекту. Результат измерения обескуражил – 120 Ом.
Я решил вбить рядом со столбом 6-метровый штырь и заземлить нейтраль. На получившееся заземление повесил ОПС.

Процесс вбивания штыря в глину преподнёс сюрприз. При глубине забивания от 1.5 до 6 метров сопротивление менялось непонятным образом 21 — 25.6 — 32.9 — 28.5 Ом.
Я стал искать разумное объяснение технологическому артефакту. Очевидно, при вбивании первого штыря контакт поверхности стержня с грунтом достаточно велик, т.к. острый наконечник имеет диаметр 18мм, и раздвинутый грунт сразу после прохождения наконечника смыкается к стержню. Отсюда и относительно низкий показатель сопротивления. Для присоединения следующего элемента заземлителя используется латунная втулка с внешним диаметром 22мм. Естественно, при дальнейшем вбивании грунт раздвигается ещё больше, плюс к этому, вследствие вибрации всей конструкции, канал прохождения в верхней части (≈1.5м) приобретает коническую форму. Это полезно в плане последующего втыкания в получившуюся воронку небольшой пластмассовой трубы, чтобы защитить заземлитель от интенсивных химических процессов в гумусовом горизонте почвы, а также от шлепков лески триммера при скашивании травы – какой бы медный слой ни был прочный, умышленно повреждать его не следует.
В воронку можно насыпать песок, налить воды, но как показывает опыт, это большого эффекта не даёт. Через 7…10 дней всё само осыплется и уплотнится и сопротивление заземления несколько уменьшится.
Через некоторое время у Заказчика возник вопрос о подключении к заземлению газового оборудования, и я попросил его выяснить, что же требуют газовщики?
Оказалось, что газовщики требуют 4 Ома, а ещё лучше 3. Я вполне понимаю – они исходят из того, что ВСЕ схалтурили («…тем более, что так оно и было…» (с)), поэтому что-то говорить о ПУЭ, о сопротивлении повторного заземлителя – бесполезно. Возможно, они правы.
На первый взгляд, задача выполнимая. Наращивать длину заземляющего электрода по полтора метра, пока не получится <4 Ом. Обычно это получается на глубине 18 метров.
Вот тут-то и создал проблему известняковый горизонт, заодно удалось выяснить, на какой глубине он лежит. В данной конкретной местности на глубине 12 метров.
Протокол замеров при прохождении глубин с 6 до 12 метров приведён ниже.

6м — 24.3 Ом

7.5м — 19.2 Ом

9м — 16.3 Ом

10.5м — 11.3 Ом

12м — 10.3 Ом
Следует отметить, что за две недели сопротивление 6-метрового заземлителя уменьшилось на 2 Ома. На 12-метровой глубине стержень прочно уткнулся в известняк. Известняк создал дополнительные проблемы, заключающиеся в необходимости построения замкнутого или линейного контура. Для получения необходимых «менее 4 Ом» требуется вбить на 12-метровую глубину ещё два заземлителя с взаимным удалением 25 метров. Бюджет, конечно же, возрастает — как минимум — утраивается. Заказчик безмолвствует…Видимо, газовщики приняли, как есть…

На этом объекте я провёл измерения на двух старых контурах заземления, построенных на 50мм уголках, заглублённых на 2 метра. Замеры показали около 9 Ом. Один из контуров, предназначенный для грозозащиты, я признал пригодным, т.к. для грозозащиты требуется менее 10 Ом. Зимой гроз не бывает. Хотя самой грозозащиты, фактически, нет. Мачта телевизионной антенны выше штыря на 2 метра.

С заземляющим контуром, предназначавшимся для дома, всё обстоит по-другому. Глубина промерзания в нашей полосе достигает 1.7 метра. Поэтому зимой сопротивление растеканию контура значительно увеличится, и заземление практически перестанет выполнять свою функцию. Для срабатывания дифференциальной защиты, может будет пригодно. В нормативных документах сказано категорично о сопротивлении растеканию в течение круглого года.

ЭПИЛОГ

Но если произойдёт какая-то неприятность, типа аварии с газовым оборудованием, или пожара, измерять сопротивление растеканию будут добросовестно. Когда выяснится, что измерение вместо требуемых менее 4 Ом показало 20…30, ситуацию охарактеризуют, как «грубую неосторожность». Последствия — отказ в выплате страхового возмещения, непринятие претензии.

Модульное заземление работает на глубинах 6….30 метров (насколько удастся забить), где промерзания не наблюдается, а следовательно, величина сопротивления растеканию достаточно стабильна.

В эти дни я начинаю работу по заземлению в старинном здании 1912 года в Центре Москвы. Объект очень интересный — работать придётся в подвальном помещении со сводчатыми кирпичным стенами и потолками — раньше в этом подвале был винзавод. Сейчас иногда снимают кино. Заземление им снесли, когда строили здание рядом. Так что — карт-бланш при ограниченных ресурсах. Что получится, расскажу, когда сделаю и осмыслю.

Модульное заземление относится к передовым в техническом отношении способам электрического соединения проводящего материала с грунтом. Другое название технологии – модульно-штыревая система.

В данной статье будут рассмотрены преимущества и варианты установки такого вида заземления. Также будет уделено внимание вопросу контроля над сопротивлением контура.

Модульно-штыревая заземлительная система

Указанная система состоит из расположенных по вертикали стальных стержней и соединительных муфт (указаны на рисунках №1 и №2). Длина каждого стержня, покрытого медным слоем, – 1,5 метра. Для скрепления стержней друг с другом применяются латунные муфты.

Заземлительный стержень

Технические параметры:

  • длина детали – 1500 миллиметров;
  • стержневой диаметр – 14,2 миллиметра;
  • резьба: 5/8” (двусторонняя, покрытая медью);
  • длина резьбы – 30 миллиметров;
  • масса – 1,85 килограмма.

Соединительная муфта

Технические параметры:

  • материал – латунь Л63 (возможно использование бронзы);
  • длина – 70 миллиметров;
  • диаметр – 22 миллиметра;
  • внутренняя резьба – 5/8”;
  • длина резьбы – 60 миллиметров;
  • масса – 114 граммов.

Комплектация включает латунный зажим, с помощью которого скрепляются расположенные по вертикали и горизонтали элементы заземлительного контура. В качестве вертикального элемента выступает стальной стержень, а горизонтального – медный провод от распредщита или полоска из стали.

Универсальные зажимы

Как видно по рисунку №4, в комплекте оборудования имеется два вида стальных наконечников. Они накручиваются на стержень, устанавливаемый в грунт по вертикали. Наконечники предназначены для разных типов грунтов: для особо твердых грунтов и для обычных грунтов.

Наконечник 5/8″

Технические параметры:

  • длина наконечника – 42 миллиметра;
  • диаметр наконечника из стали – 20 миллиметров;
  • внутренняя резьба – 5/8”;
  • длина резьбы – 20 миллиметров;
  • масса – 45 граммов.

Помимо основного устройства, поставляется посадочная площадка (изображена на рисунке №5), а также специальная насадка (рисунок №6). Эти приспособления понадобятся для приложения и передачи движений вибромолота.

Посадочная площадка 5/8”

Технические детали:

  • длина – 53 миллиметра;
  • диаметр – 23,6 миллиметра;
  • наружная резьба – 5/8”;
  • длина резьбы – 35 миллиметров;
  • масса – 110 граммов.

Ударная насадка

  • длина – 265 миллиметров;
  • диаметр основной части – 18 миллиметров;
  • диаметр рабочей части – 11,7 миллиметров;
  • длина рабочей части – 14,5 миллиметров.

Кроме того, к основному комплекту прилагается антикоррозийная токопроводящая жидкая паста (рисунок №7). Она предназначена для предотвращения коррозии. Также в комплектацию входит защитная лента (рисунок №8), которая используется для зажимного скрепления элементов системы по вертикали и по горизонтали.

Антикоррозийная электропроводящая смазка

Проводящая ток паста на основе графита позволяет добиться постоянной электроцепи вертикального электрода заземления. Данный пастообразный состав может применяться вне зависимости от сезонного фактора. Смазкой обрабатываются резьбы всех используемых соединений.

Антикоррозийная паста отличается хорошей адгезией и устойчивостью к высоким температурам. Иными словами: паста не течет при нагревании. Использование смазки позволяет снизить на 9-10% сопротивляемость стыка.

Антикоррозийная лента

Лента применяется для предотвращения коррозии на трубах (вне зависимости от места их размещения), а также на любых других металлических элементах конструкции. Антикоррозийная лента отличается пластичностью даже при высоких температурах, а также кислотоустойчивостью, стойкостью к щелочным и соленым средам. Лента не боится вредных микроорганизмов и влаги.

Вибромолот

Сборочные работы удобнее проводить с применением вибромолота (рисунок №9). Сопротивление растеканию контролируется за счет устройства измерения сопротивления (рисунок №10).

Прибор измерения сопротивления

Установочные работы

Монтаж своими руками состоит из нескольких последовательных этапов, о которых будет рассказано ниже.

Установка измерительного прибора

Устройство для замеров сопротивления ставим неподалеку от места, где будет устанавливаться заземлительный контур. В качестве места выбираем яму с высотой, шириной и глубиной по 200 миллиметров на каждый параметр. Яма должна располагаться в полутора метрах от стены здания, где находится горизонтальный элемент заземлительного контура. В качестве элемента может быть использован медный провод или полоска из стали.

Для проведения замеров понадобятся измерительные электроды, которые устанавливаем с отступом в 25 и 10 метров по разные стороны прибора. Забиваем электроды в землю и подключаем их к измерительному прибору.

Схема монтажа электродов

Установка первого штыря модуля

  1. Навинчиваем наконечник на одну сторону стержня. До накручивания наконечник нужно обработать антикоррозийной смазкой.
  2. На другой стержневой конец навинчиваем соединительную муфту. Ее также обрабатываем антикоррозийным составом.
  3. Устанавливаем посадочную головку, предназначенную для приложения нажима вибромолота.
  4. Собранный стержень (наконечником книзу) устанавливаем как можно глубже в грунт в яме.
  5. Включаем вибромолот, направляем его на площадку стержня и примерно за 15-20 секунд забиваем стержень в землю. При этом 20 сантиметров оставляем на поверхности, чтобы можно было соединить друг с другом стержни.

Замер промежуточного сопротивления

Убираем посадочную площадку и замеряем сопротивление. Чтобы достигнуть необходимого сопротивления, нужно заглублять вертикальные штыри, устанавливая друг на друга заземлительные секции.

Установка других вертикальных штырей

  1. После обработки муфты смазкой ввинчиваем в нее другой медный стержень.
  2. На стержень надеваем еще одну муфту и снова ставим посадочную головку.
  3. Повторяем операцию с вибромолотом.
  4. Проверяем сопротивление растеканию.

Стержни наращиваем до той поры, пока сопротивление не опустится ниже 4 Ом.

Установка горизонтального заземлителя

  1. Начинаем соединять вертикальный и горизонтальный проводящие элементы заземления. Чтобы подключить стальную ленту или медный провод к стержню, применяем латунный зажим. Одна сторона зажима приспособлена под штырь, другая – под медный провод или стальные полосы.
  2. Фиксируем зажим болтами на стержне.
  3. Прикручиваем горизонтальную часть заземления к зажиму. Горизонтальная составляющая отделена от штыря разделительной пластиной, которая позволяет избежать биметаллической коррозии.
  4. Наносим на все болтовые соединения антикоррозийную ленту (рисунок №12).

Глубинная модульно-штыревая заземлительная система

Заземлительный контур, изготовленный по стандарту модульно-штыревой системы, может быть выполнен как в одноточечном, так и в многоточечном исполнении. Конкретный выбор зависит от поставленной задачи – необходимого сопротивления заземлителей.

Достоинства модульно-штыревого заземления

На рисунке №13 показана взаимозависимость между сопротивлением растеканию и глубиной стержня заземления. Введенная в строй заземлительная система позволила меньше чем за час добиться сопротивления растеканию на уровне примерно 4 Ом.

График зависимости сопротивления заземления от глубины, на которой находится стержень.

Разберемся, какие условия понадобились установленной системе. Чтобы установить заземлительный контур штыревым методом необходимы:

  • вибромолот, который облегчит установщику процесс монтажа;
  • измерительное устройство;
  • еще один монтажник, который станет выполнять функцию помощника, удерживающего стержень при работе вибромолота.

Ниже перечислены преимущества, которыми отличается модульное заземление в сравнении с наиболее часто применяемым стандартным заземлительным контуром:

  1. Площадь, на которой разместилась модульно-штыревая система, заняла не более одного квадратного метра, что указывает на возможность компактной установки.
  2. Нет необходимости в трудоемких земляных работах благодаря применению вибромолота.
  3. Не нужны сварочные работы, так как все соединения в модульно-штыревой системе осуществляются при помощи муфт.
  4. Продолжительный срок эксплуатации системы (свыше 30 лет) за счет стойких к коррозийным процессам покрытиям (указывает на устойчивость к коррозии почвенного и электролитического происхождений).
  5. Применение глубинной модульно-штыревой конструкции снимает зависимость от характеристик грунта.
  6. В конструкции отсутствуют какие-либо сложные элементы, собрать ее может даже не слишком подготовленный человек.

Еще один вопрос, который стоит упомянуть, – себестоимость системы. В целом затраты приблизительно эквивалентны 500 долларам США. Стоимость установки добавит еще 120 долларов к затратам. При этом классическая заземлительная система обойдется примерно в 240 долларов вместе с установочными работами. Однако, несмотря на проигрыш в ценовом отношении, перечисленные выше достоинства модульно-штыревой системы однозначно свидетельствуют в ее пользу.

Когда контур заземления установлен, понадобится оформить на него соответствующую документацию, в том числе протокол измерений, паспорт заземления (с включенной в него схемой) и акт скрытых работ. Документы необходимо хранить на протяжении всего срока эксплуатации системы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *