Что такое заземлитель и какие типы электродов существуют

так выглядит заземлитель

Для устройства заземления требуется надежный заземлитель.

В большинстве случаев от его работоспособности зависят ни много ни мало жизни людей, потому небрежность в данном вопросе недопустима.

Для правильной организации необходимо знать, какими бывают заземлители и все требования к ним предъявляемые.

Что является заземлителем

Заземлитель — конструкция из одного или нескольких металлических токопроводящих элементов (электродов), заглубленная в грунт.

Его задача — обеспечить электрический контакт между заземленным элементом, например, корпусом установки или молниеприемником, и землей, имеющей свойство поглощать электрический заряд. Следовательно, от заземлителя требуется только одно — низкое сопротивление. Его максимально допустимая величина — 30 Ом.

Виды заземлителей

Понятие «сопротивление заземлителя» включает в себя не только резистивность собственно электродов, но и окружающего их грунта.

Если проводимость у последнего низкая, приходится усложнять конструкцию заземлителя.

Есть еще сложности: среда грунта оказывает на электроды корродирующее воздействие, в некоторых случаях металл «вымывается» в результате электролиза.

Все это побуждает разрабатывать самые разные конструкции заземлителей.

Естественные, искусственные заземлители

Естественными заземлителями называют конструкции, у которых отведение электричества в грунт не является основной функцией. Например:

  • Фундаменты, сооруженные из железобетона.
  • Подземные инженерные сети: трубопроводы, оболочка и броня кабелей.
  • Рельсы железной дороги и прочие коммуникации наземной прокладки.

Использование ж/б фундаментов в качестве заземлителей допускается при следующих условиях:

  1. Влажность грунта — не менее 3%. В сухой почве бетон обладает высоким сопротивлением.
  2. Отсутствует гидроизоляция (битумное покрытие допускается).
  3. Монолитная конструкция. Можно использовать и сборные, но для этого необходимо соединить электросваркой арматуру соседних блоков. Также поступают со свайным фундаментом: арматуру свай приваривают к арматуре ростверка.
Заземлитель

Заземлитель ЗР 10/630 УХЛ3

Применение естественных заземлителей позволяет значительно удешевить устройство заземления.

Если это невозможно, используют заземлители искусственные — специальные конструкции, нацеленные только на обеспечение электроконтакта с высокой проводимостью между заземленным элементом и грунтом.

Искусственный заземлитель, состоящий из нескольких соединенных между собой электродов, называют сложным. Если он смонтирован вокруг объекта, то применяют название «контур заземления».

В основном электроды изготавливают из стали:

  • черной (низкоуглеродистой – Ст.0, Ст.3 и пр.);
  • нержавеющей;
  • черной с покрытием из меди, алюминия или цинка.

Электроды из «черной» стали в расчете на коррозию делают более крупными, но они все равно стоят дешевле нержавеющих или с покрытием. Однако, у них есть важный недостаток: при появлении ржавчины на поверхностном слое его сопротивление возрастает.

Эффективность сложного заземлителя зависит от расстояния между электродами. При близком расположении они экранируют друг друга.

Горизонтальные, вертикальные заземлители

Если проводимость поверхностного слоя грунта высока и имеется достаточно свободного места, электроды искусственного заземлителя укладывают горизонтально в неглубоких траншеях. На пахотных землях глубина закладки составляет 1 м, на прочих — 0,5 м.

Достоинство метода: минимальная доля ручного труда.

На каменистых и вечномерзлых грунтах горизонтальная закладка — единственно возможный вариант. Если проводимость поверхностного слоя грунта невысока, что бывает довольно часто, применяют электролитический заземлитель. Это согнутая Г-образно труба с отверстиями в стенке, заполненная минеральной солью.

контур

Горизонтальный заземлитель

При растворении солей в грунтовой влаге образуется электролит, что дает двойной эффект:

  • повышается проводимость грунта;
  • снижается температура замерзания (промерзший грунт обладает высоким сопротивлением).

В засушливый период через выведенную наружу короткую часть в заземлитель наливают воду. В соль добавляют вещества, тормозящие их вымывание весной.

Засыпку периодически обновляют.

заземлитель вертикального типа

Вертикальный заземлитель

В подавляющем большинстве случаев поверхностный грунт обладает рядом недостатков:

  • слабая проводимость — из-за низких: плотности и влажности;
  • неравномерное растекание тока — из-за низкой и нестабильно распределенной плотности;
  • значительное содержание воздуха, способствующего коррозии;
  • температурные перепады;
  • промерзание.

Плотные и влажные глубинные слои этих недостатков лишены, потому чаще электроды размещают вертикально. Термин «вертикально» условен: проводники могут располагаться под углом до 45 градусов.

Разновидности вертикальных заземлителей

Распространены следующие виды вертикальных заземлителей:

  • традиционный;
  • модульный;
  • гибкий;
  • бесконтактный;
  • для засушливых регионов.

Традиционный

Самый простой вариант. Отрезки стального проката длиной до 5 м вколачивают в землю кувалдой или специальным электроинструментом.

Для изготовления электродов используются:

  • уголок: минимальная толщина полки — 4 мм;
  • полоса: минимальная толщина — 4 мм, минимальное сечение — 48 кв. мм;
  • труба: минимальная толщина стенки — 3,5 мм;
  • прут: минимальный диаметр — 10 мм, оцинкованного — 6 мм.
молниеотвод

Заземлитель молниеотвода

Минимальное сечение электродов и подводящих шин для заземлителей молниезащиты составляет 160 кв. мм.

Круглые электроды наиболее предпочтительны, поскольку:

  • при том же сечении имеют меньшую площадь поверхности, потому меньше ржавеют;
  • легче вбиваются в грунт;
  • требуют в 1,5 раза меньших затрат стали и обходятся в 1,75 раза дешевле прочих разновидностей.
Недостаток традиционного заземлителя: глубина залегания относительно невелика.

Модульный (наращиваемый)

Используются круглые стержни, снабженные конструктивными элементами для прочного соединения. По мере погружения в грунт электрод наращивается, что позволяет достигать любой глубины.

Достоинства модульного заземлителя:

круглые стержни

  1. Высокая эффективность, обусловленная значительной глубиной погружения: чтобы обеспечить сопротивление в 2 Ома достаточно 1-го электрода длиной 12 м, тогда как 3-метровых для этого требуется 15 м и более.
  2. Компактность: заземлитель занимает мало места на поверхности участка.
  3. Долговечность: модули имеют коррозионноустойчивое медное или цинковое покрытие.

Параметры модулей:

  • диаметр: 12 – 25 мм;
  • длина: 1,2 – 5 м.

Применяются разные способы соединения секций:

  • резьбовыми муфтами;
  • резьбовое без муфты (стержни навинчиваются один на другой);
  • муфтой без резьбы;
  • фрикционный метод: один стержень заклинивается в другом.

При выборе модульного заземлителя внимание обращают на характеристики покрытия:

  • толщина;
  • адгезия: подразумевается сила сцепления покрытия с основным материалом, препятствующая его соскальзыванию в процессе внедрения в грунт.

Гибкий

электродЭлектрод изготовлен в виде тонкостенной трубы из нержавеющей стали (толщина стенки составляет 1 – 2 мм) с находящимся внутри сердечником из полужесткого пластичного материала.

Он хорошо переносит процесс забивания, но при попадании на препятствие в грунте (камень и пр.) изгибается и обходит его. Наконечник делают закругленным, чтобы он лучше соскальзывал с препятствия.

Стандартный диаметр стальной трубы — 15 мм. Диаметр «начинки» из пластичного материала больше, за счет чего она после запрессовывания в трубу удерживает последнюю от смятия.

Другой способ изготовления упругого сердечника — заливка в трубу эпоксидной смолы, какого-нибудь эластомера или полиуретана. При отвердении эти материалы стремятся увеличиться в объеме, чем и обеспечивается требуемый натяг.

Выгоды от использования электродов данного типа:

  • возможность обходить твердые включения в грунте;
  • уменьшение затрат стали.

Бесконтактный

При конструировании этого заземлителя преследовалась цель исключить контакт металлического электрода со средой грунта, вызывающей электролитическое растворение металла.

модуль бесконтактного типаБесконтактный заземлитель сооружается так:

  1. В грунте бурят скважину.
  2. Вставляют в горловину скважины трубу из гетинакса или иного изолятора, так чтобы она располагалась выше уровня земли.
  3. Засыпают в скважину и трубу токопроводящую засыпку.
  4. Внедряют в засыпку металлический электрод такой длины, чтобы его нижний конец был выше поверхности земли.
  5. Кладут на засыпку тяжелый диск с отверстием для электрода, компенсирующий усадку засыпки и поддерживающий таким образом ее плотность и хороший контакт с электродом.
При таком подходе срок службы электрода увеличивается в 5 – 10 раз. Особенно уместно данное решение в зонах с агрессивными грунтами.

Для засушливых регионов

В грунте устраивается железобетонная емкость с люком вверху для заполнения водой. К низу емкости подсоединяют сеть из стальных труб с отверстиями в стенках для истечения воды, выполненными с определенным шагом. Эти трубы покрываются материалом, впитывающим влагу, например, бетоном или цементом.

Марку раствора необходимо подобрать так, чтобы добиться оптимальной скорости фильтрации влаги в грунт. Тогда воду в заземлитель придется заливать реже. Подключение заземляемого элемента осуществляется к арматурному каркасу ж/б емкости.

Проверка цепи между заземлителями и заземленными элементами

Контроль заземления включает следующие этапы:

  1. Осмотр проводников и соединений на предмет обрыва.
  2. Замер переходного сопротивления в разъемных соединениях. Максимально допустимое значение — 0,05 Ом.
  3. Проверка наличия цепи специальными приборами.
Существует несколько их разновидностей:

  • Ф4104-М1;
  • Р.ЗЗЗ;
  • Ф4103-М1;
  • МКИ-100;
  • М1Ш-101;
  • МКР- 200;
  • М2Р-300.

Приборы отличаются диапазоном показателей, уровнем помехоустойчивости, областью применения, частотой измерительного тока и прочими параметрами.

Проверка электроцепи заземленный объект – заземлитель осуществляется после:

  • монтажа;
  • реконструкции;
  • ремонта.

Для некоторых электроустановок предписывается проверять наличие цепи с определенной периодичностью (точные сроки указаны в нормативных документах).

От правильности выбора и эксплуатации заземлителя зависит безопасность персонала, работающего с электроустановкой. К настоящему моменту разработаны конструкции для любых условий, эффективно работающие даже в грунтах с самой низкой проводимостью.


Поделиться:
Нет комментариев
×
Рекомендуем посмотреть
Adblock
detector