Как заземляют опоры воздушных линий, ведущих к потребителю

Содержание

Как заземляют опоры воздушных линий, ведущих к потребителю

Представить себе современную цивилизацию без электричества невозможно. Огромная часть углеводородов используется для генерации именно электроэнергии.

Однако электричество невозможно перевозить, как нефть или уголь. Для его транспортировки используют линии электропередачи (ЛЭП), обеспечивающие трафик электроэнергии большой мощности на необходимые расстояния. Приведение же параметров переданной по ним энергии к стандартам, свойственным ее потребителям, подразумевает использование трансформаторных подстанций, которые обеспечивают необходимое напряжение в сети. Таким образом, осуществляется питание всех электроустановок, начиная от лампочки в комнате и заканчивая промышленным оборудованием.

Для предотвращения травматизма обслуживающего персонала и тем более летальных исходов, учитывая высокий вольтаж, применяются заземляющие устройства воздушных линий и подстанций. Данная публикация ставит перед собой задачу разобраться в причинах их необходимости, а также конструкциях этих приспособлений.

Для чего нужно заземлять ЛЭП и подстанции

По большому счету, воздушная линия (ВЛ) представляет собой ряд столбов (опор), подвергающемуся воздействию природных факторов, таких как перепады температур, атмосферные осадки, прямое воздействие солнечного ультрафиолета и прочих. Ввиду их влияния, могут изменяться свойства диэлектриков и происходить прямое касание токонесущих частей кабеля с опорой. Кроме прочего, нередки кратковременные скачки напряжения в линии со значительным превышением номинального (допустимого) значения, что может приводить к замыканию между кабелем и конструкционными элементами опоры.

При прикосновении к такому столбу человек может получить травму и даже умереть. Поэтому установка заземления на воздушной линии отнюдь не относится к разряду рекомендаций или прихотей органов контроля. Это продиктовано правилами устройства электроустановок (ПУЭ) как основным нормативным документом, регламентирующим требования к энергосистемам, в том числе ВЛ. Согласно этому документу, заземляющие устройства опор воздушных линий обязательны.

Особняком стоит вопрос молниезащиты конструкций. Опоры могут быть выполнены из дерева, железобетона или стали. Для стоящих в чистом поле опор, порой, имеющих весьма значительную высоту, попадание молнии отнюдь не редкое явление. Если для стали или железобетона, имеющих хорошую электропроводность и неспособных к горению, это не принесет серьезных повреждений, то для деревянной конструкции чревато разрушением или воспламенением. Учитывая колоссальное напряжение разряда молнии, возможно разрушение диэлектриков, ограждающих конструкционные элементы от токонесущих частей ВЛ, что, в свою очередь, приводит к аварии.

Все это в равной степени относится и к подстанциям. До сих пор некоторые из них представляют собой большой трансформатор посреди поля, питающий ферму, например. Трансформаторные установки подвержены всем негативным воздействиям, что и ВЛ. Даже если это не так, они должны соответствовать требованиям ПУЭ.

Оборудованная же устройством заземления мачта или подстанция ведет себя иначе. Весь заряд, попавший на опору, стечет на землю, учитывая низкое ее сопротивление и огромную емкость. Это значит, что конструкция не будет находиться под напряжением и будет безопасна для жизни и здоровья людей.

Основные требования

Согласно требованиям ПУЭ, практически каждая опора должна иметь заземляющее устройство. Оно необходимо для предотвращения перенапряжения атмосферного характера (молния), защиты электрооборудования, размещенного на мачте, а также реализации повторного заземления. Его сопротивление при этом не должно превышать 30 Ом. Причем громоотводы и подобные устройства, должны соединяться с заземлителем отдельным проводником. Кроме прочего, обязательному заземлению подлежат растяжки, устанавливаемые для устойчивости опоры, если они присутствуют в ее конструкции. Все межсоединения, провода снижения и заземлителя, например, предпочтительно выполнять сваркой, а, за неимением возможности, скручиваться болтами. Все части заземляющего устройства должны быть выполнены из стали диаметром не менее 6 мм. Сам проводник и места стыковок должны иметь антикоррозийное покрытие. Обычно это стальная оцинкованная проволока соответствующего диаметра.

Железобетонные столбы

Устройство заземления ВЛ зависит от материала опор. В случае железобетонной конструкции все выступающие сверху и снизу элементы арматуры должны быть присоединены к PEN-проводнику (нулевая шина), который впоследствии играет роль заземления. К нему же следует присоединить крюки, кронштейны и другие металлоконструкции, находящиеся на опоре. Все это в равной степени относится и к металлическим мачтам ВЛ.

Деревянные столбы

С деревянными опорами ВЛ дело обстоит несколько иначе. Ввиду диэлектрических свойств древесины, каждая из мачт не нуждается в отдельном устройстве заземления. Оно устанавливается лишь при наличии на мачте молниеотвода или повторного заземления. Кроме того, металлическая оболочка кабеля соединяется с PEN-шиной линии в местах перехода ВЛ в кабельную линию.

Малоэтажная застройка

Все виды опор должны быть оборудованы устройствами заземления, если речь идет о населенных пунктах с малоэтажной застройкой (1 или 2 этажа).

Расстояние между такими мачтами зависит от среднегодового значения часов, в которые случается гроза. Если эта величина не превышает 40, то промежутки между опорами с громоотводами должны составлять менее 200 м. В противном случае это расстояние сокращается до 100 м. Кроме того, обязательному заземлению подлежат опоры, представляющие ветвление от ВЛ к объектам с потенциально массовым скоплением людей, клубы или дома культуры, например.

Установка заземлителей

Заземление ВЛ осуществляется вертикальными или горизонтальными заземлителями. В первом случае это стальные штыри, закопанные или забитые в землю, а во втором представляют собой полосы металла, расположенные параллельно земле под ее поверхностью. Последний вариант применяют для грунта с высоким удельным сопротивлением. После закапывания контура землю трамбуют для обеспечения лучшего ее контакта с металлом. Затем производится измерение сопротивления у заземления опор ВЛ. Оно является произведением значения, полученного прямым измерением, на коэффициент, зависящий от типа и размера заземлителя, а также климатической зоны (есть специальные таблицы).

Особенности подстанций

Все ранее описанное относится и к подстанциям, несмотря на то, что они находятся под крышей. Исключение составляет лишь то, что там довольно часто или постоянно находятся люди, а, следовательно, к их заземлению предъявляются особые требования.

В общем случае заземление подстанции состоит из следующих элементов:

  • внутренний контур;
  • внешний контур;
  • устройство молниезащиты объекта.

Внутренний контур заземления подстанции обеспечивает простое и надежное соединение с землей всех устройств, находящихся внутри подстанции. Для этого по периметру всех помещений объекта на высоте 40 см от пола дюбелями закрепляют стальную полосу. Контуры всех помещений, а также и их составные части соединяются сваркой или резьбовыми соединениями, если таковые предусмотрены. Все металлические части, непредназначенные для прохождения тока (корпуса приборов, ограждения, люки и подобное тому), соединяются с этой шиной. Подобные полосы оснащаются резьбовыми соединениями с шайбами увеличенной ширины и гайками типа «барашек». Это позволяет получить надежное переносное заземление. Нулевая шина силового трансформатора, учитывая схему с глухозаземленной нейтралью, соединяется с полученным контуром.

Внешний контур

Внешний контур заземления также является замкнутым. Он представляет собой горизонтальный заземлитель из стальной полосы, связывающий определенное количество вертикальных штырей. Глубина залегания этой конструкции должна быть не менее 70 см от поверхности, причем полоска ставится ребром.

Требуется расположение устройства по периметру здания не превышая расстояния 1 м от его стен или фундаментной плиты. Общее сопротивление контура не может превышать 40 Ом, если удельное сопротивление почвы менее 1 кОм*м в соответствии с ПУЭ.

Если подстанция имеет металлическую крышу, то ее заземляют, соединив с внешним контуром стальной проволокой диаметром 8 мм. Соединение производится с двух сторон объекта, диаметрально противоположных между собой. Требования ПУЭ предписывают защитить эту шину снижения на внешней стене здания от коррозии и механических повреждений.

Расчет заземляющего устройства подстанции выполняется для определения сопротивления распространения тока системы в землю.

Эта величина зависит от характеристик грунта, габаритов и конструкции заземляющего устройства и других факторов. Методика достаточно объемна и требует особого рассмотрения. Но стоит отметить, что чаще всего идут от противного. Имея требуемое сопротивление и определенный сортамент стали, например, определяют габариты заземлителя, количество горизонтальных электродов и глубину залегания в известном типе грунта.

Заземляющие устройства подстанций или ВЛ, равно как и заземление электростанции, играют исключительно важную роль в их эксплуатации. Кроме обеспечения нормальной работы этих объектов, они обеспечивают безопасность здоровья и жизни для людей, их обслуживающих.

1.7. ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

В качестве заземляющих устройств могут использоваться как естественные (арматура железобетонных фундаментов), так и искусственные заземлители. Если обеспечиваемое железобетонными фундаментами сопротивление заземления велико, то применяются дополнительно искусственные заземлители, которые выполняются в виде лучей из круглой стали диаметром 10–16 мм, и вертикальные – из труб или углового железа.

Углубленные заземлители в виде колец или прямоугольников укладываются на дно котлованов под фундаменты, лучше – один контур на весь котлован. Глубинные заземлители применяются там, где они могут достичь хорошо проводящих слоев грунта.

На стальных и железобетонных опорах соединение грозозащитных тросов с заземляющими устройствами опор всегда осуществляется с использованием металла опор.

На ВЛ подлежат заземлению: опоры, имеющие грозозащитный трос или другие устройства грозозащиты; железобетонные и стальные опоры ВЛ напряжением 0,4—35 кВ; опоры, на которых установлены силовые или измерительные трансформаторы, разъединители и другие аппараты; стальные и железобетонные опоры ВЛ 110–500 кВ без устройств молниезащиты, если это необходимо по условиям обеспечения надежной работы релейной защиты и автоматики.

Заземленная опора служит для уменьшения вероятности обратных перекрытий за счет напряжения, возникающего при протекании тока молнии, ударившей в опору или трос, по сопротивлению заземления. Таким образом, оно имеет чисто молниезащитный характер.

При использовании естественной электрической проводимости комлевой части железобетонных опор или фундаментов обратную засыпку котлованов желательно производить вынутым или улучшенным грунтом с тромбованием.

Применение заземляющих устройств (ЗУ) для опор ВЛ без грозозащитных тросов необходимо потому, что в сетях с изолированной нейтралью возможна длительная работа с заземленной фазой, и при перекрытии изоляции на одной из фаз опора, будучи изолированной от земли, может оказаться под потенциалом, близким к фазному, что опасно для жизни. Таким образом, ЗУ имеют характер заземления, обеспечивающего электробезопасность. Сопротивления заземляющих устройств этого типа должны обеспечиваться без учета таких естественных заземлителей, как железобетонные опоры и фундаменты.

Искусственные заземлители выполняются протяженными лучевыми, вертикальными и комбинированными из стального круга диаметром от 12 до 16 мм, а при использовании в сильно агрессивных грунтах – диаметром от 18 до 20 мм. Протяженные лучевые заземлители прокладываются параллельно поверхности земли на глубине от 0,5 до 1 м (в скальных грунтах допускается их прокладка в разработанном слое или по поверхности с обетонированием), а при прокладке зимой в многолетнемерзлых грунтах – просто по поверхности. Число, длина и направление лучей определяются расчетами.

Вертикальные электроды в зависимости от электрических характеристик грунта выбираются длиной от 5 до 20 м, и вертикальное заземление выполняется методом вдавливания или ввинчивания. Если удельное сопротивление грунта с глубиной уменьшается, применяются более длинные электроды.

Элементы заземлителей соединяются сваркой внахлест по всему периметру, при этом длина нахлеста должна быть не менее шести диаметров прутка.

Для защиты заземлителей от почвенной коррозии и удлинения срока их службы, помимо увеличения диаметра стальных прутков, рекомендуется выполнять гидроизоляцию спусков к заземлителю на длине по 10 см в обе стороны от границы раздела слоев с различной воздухопроницаемостью (в частности, и на границе воздух – земля). Гидроизоляция выполняется путем обмотки заземлителя хлопчатобумажной лентой, пропитанной горячим битумом.

Допустимые наименьшие размеры элементов заземляющих устройств, характеристики грунта, нормируемое значение сопротивления, необходимые для расчета заземляющих устройств, приведены в табл. 1.146-1.149.

Таблица 1.146 Наименьшие значения стальных элементов ЗУ

* Для магистралей заземления – не менее 100 мм 2 .

** Для заземлителей молниезащиты – угловая или полосовая сталь сечением не менее 160 мм 2 .

Наименьшие размеры заземляющих и нулевых защитных проводников

* При прокладке проводов в трубах сечение нулевых защитных проводников допускается применять равным 1 мм 2 , если фазные проводники имеют то же сечение.

Таблица 1.148 Средние значения электрического сопротивления грунта

Наибольшее сопротивление заземляющих устройств различных элементов электроустановок

Ориентировочно подсчитать сопротивление R, Ом, простого заземлителя или одиночного электрода, погруженного полностью в землю и целиком находящегося в однородном грунте, можно по следующим упрощенным формулам:

для вертикального электрода R = ?/l,

для горизонтального электрода R = 2 ?/l,

где ? – удельное электрическое сопротивление грунта, Ом-м;

l – длина электрода заземления, м.

Проводимость сложного заземлителя, все элементы которого находятся в общей среде (земле), меньше суммы проводимости всех элементов, поэтому электроды следует располагать на достаточных расстояниях (например, 5 м) один от другого и в расчет вводить коэффициент, зависящий от конструкции и размеров заземлителей, их расположения, структуры грунта и удельного сопротивления его слоев.

Для ориентировочного расчета сложного заземлителя при однородном грунте можно принять следующие значения:

При проектировании заземляющих устройств учитываются конструкции электродов, неоднородность грунта, глубина промерзания грунта и другие факторы, влияющие на результат. Однако и тогда расчет не бывает вполне точным, поэтому после монтажа сопротивление заземлителя проверяют измерением. Наиболее экономичны глубинные вертикальные электроды из круглой стали, имеющие лучшую проводимость и достигающие хорошо проводящих слоев грунта. При одинаковой глубине коррозии потеря металла у элементов круглого сечения меньше, поскольку при одинаковой массе поверхность, по которой протекает процесс коррозии, у стержней меньше.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью

Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью Вопрос. Каким должно быть напряжение на заземляющем устройстве при стекании с него тока замыкания на землю?Ответ. Не должно, как правило, превышать 10 кВ. Напряжение

Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью

Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью Вопрос. Каким должно быть сопротивление заземляющего устройства в электроустановках напряжением выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью при прохождении расчетного тока

Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью

Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью Вопрос. В чем заключаются общие требования Правил к заземляющим устройствам напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью?Ответ. Нейтраль генератора или

Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью

Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью Вопрос. Какому условию должно соответствовать сопротивление заземляющего устройства, используемого для защитного заземления открытых проводящих частей, в системе IT?Ответ.

Заземляющие устройства электроустановок в районах с большим удельным сопротивлением земли

Заземляющие устройства электроустановок в районах с большим удельным сопротивлением земли Вопрос. Какие мероприятия рекомендуются при сооружении искусственных заземлителей в районах с большим удельным сопротивлением земли?Ответ. Рекомендуются следующие

Заземляющие проводники

Заземляющие проводники Вопрос. Какими должны быть сечения заземляющих проводников в электроустановках напряжением выше 1 кВ?Ответ. Должны быть выбраны такими, чтобы при протекании по ним наибольшего тока однофазного КЗ в электроустановках с эффективно заземленной

Заземляющие устройства

Заземляющие устройства Вопрос. Что входит в объем испытаний заземляющих устройств?Ответ. В объем испытаний входит:проверка элементов заземляющего устройства;проверка цепи между заземлителями и заземляемыми элементами;проверка состояния пробивных предохранителей в

Подпитывающие устройства и сигнализация давления масла кабельных маслонаполненных линий

Подпитывающие устройства и сигнализация давления масла кабельных маслонаполненных линий Вопрос. Где рекомендуется размещать подпитывающие баки низкого давления?Ответ. Рекомендуется размещать в закрытых помещениях. Небольшое количество подпитывающих баков (5–6) на

Защита воздушных и кабельных линий в сетях напряжением 6-10 кВ

Защита воздушных и кабельных линий в сетях напряжением 6-10 кВ Вопрос. Какие устройства РЗ предусматриваются для линий в сетях напряжением 6-10 кВ с изолированной нейтралью, а также с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор?Ответ. Предусматриваются

Защита воздушных и кабельных линий в сетях напряжением 20 и 35 кВ

Защита воздушных и кабельных линий в сетях напряжением 20 и 35 кВ Вопрос. Какие устройства РЗ предусматриваются для линий в сетях напряжением 20 и 35 кВ?Ответ. Предусматриваются устройства защиты от многофазных КЗ и однофазных замыканий на землю (3.2.98).Вопрос. Как выполняется

1.8.39. Заземляющие устройства

1.8.39. Заземляющие устройства Вопрос 156. Каков общий объем проверки заземляющих устройств?Ответ. В данный объем проверок входит:проверка элементов заземляющего устройства. Проводится путем осмотра этих элементов в пределах доступности осмотру. Сечения и проводимости

Подпитывающие устройства и сигнализация давления масла кабельных маслонаполненных линий

Подпитывающие устройства и сигнализация давления масла кабельных маслонаполненных линий Вопрос 103. В каких местах рекомендуется размещать подпитывающие баки низкого давления?Ответ. Рекомендуется размещать в закрытых помещениях. Небольшое количество подпитывающих

1.4.1. Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи

1.4.1. Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи По конструкции провода неизолированные делятся на однопроволочные, состоящие из одной проволоки, и многопроволочные, состоящие из нескольких или даже нескольких десятков проволок.Однопроволочные

4.4. МАШИНЫ ДЛЯ МОНТАЖА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

4.4. МАШИНЫ ДЛЯ МОНТАЖА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ При монтаже воздушных линий электропередачи выполняются различные операции: работы по раскатке грозозащитных тросов; соединение и ремонт проводов; натяжка и визирование грозозащитных тросов и проводов; их

5.5. МАШИНЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РЕМОНТНЫХ РАБОТ НА ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

5.5. МАШИНЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РЕМОНТНЫХ РАБОТ НА ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Инженерный комплекс для ремонта линий электропередачи. Для ремонта линий электропередачи напряжением 110–750 кВ и устранения аварий на линиях ОАО «Проектэнергомаш»

Раздел 8 Охрана труда при строительстве линий электропередачи

Раздел 8 Охрана труда при строительстве линий электропередачи 8.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ В соответствии с Трудовым кодексом Российской Федерации обеспечение безопасных условий и охраны труда в организации возлагается на работодателя.Выполнение строительно-монтажных работ,

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

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.

Пример составления сметы на монтаж заземление и молниезащиту в базе ТЕР Краснодарского края

ОбоснованиеНаименованиеКол.Осн. З/пЭкМашЗ/п МехВсего
ТЕР01-02-059-02Рытье ям вручную глубиной 1,5 м под электрод заземления с обратной засыпкой, группа грунтов: 26 электродов заземления242,73727,74
ТЕРм08-02-471-01Заземлитель вертикальный из угловой стали размером: 50х50х5 мм6 электродов заземления48,4732,261,1895,79
ТССЦ-101-1641Сталь угловая равнополочная, марка стали ВСт3кп2, размером 50x50x5 мм (заземлитель из угловой стали)0,06524 т332,98
ТЕРм08-02-472-02Заземлитель горизонтальный из стали: полосовой сечением 160 мм2135 м169,292,13,09318,79
ТССЦ-101-2548Сталь полосовая 40х4 мм (заземлитель из полосовой стали)0,0245 т146,59
ТЕРм08-02-472-10Проводник заземляющий из медного изолированного провода сечением 25 мм2 открыто по строительным основаниям60 м заземления145,6914,870,19258,29
ТССЦ-502-0524Провода силовые для электрических установок на напряжение до 450 В с медной жилой марки ПВ3, сечением 25 мм260 м заземления1167,42
ТЕРм08-02-472-08Проводник заземляющий открыто по строительным основаниям: из круглой стали диаметром 8 мм30 м заземления45,5313,150,34134,84
ТССЦ-101-3731Сталь круглая (катанка), диаметром 8 мм (заземлитель из круглой стали)0,01275 т63,72
Прайс-листПрямоугольный пластиковый держатель с бетоном2 шт.28,56
ТССЦ-509-0454Соединитель медных проводов2 шт.133,34
ТЕР34-02-061-01Установка стоек для радиотрансляционных сетей одинарных на напряжение: до 240 В2 стойки100,82237,1
ФССЦ-110-0256Конструкции стальные отдельностоящих молниеотводов ОРУ0,25 т2450
ТССЦ-403-1103Плиты железобетонные опорные под стойки молниезащиты0,0012 м31,41
ТЕР34-02-054-01Устройство молниеотвода к опорам высотой: до 8,5 м2 молниеотвода9,5847,62

Данный пример сметного расчета на монтаж заземление и молниезащиту демонстрирует возможности применения сборника ТЕРм Краснодарского края при составлении ЛС на данные виды работ. Наше сметное бюро поможет составить смету на устройство систем заземления и молниезащиты в базах ФЕР, ГЭСН и ТЕР различных регионов.

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.

Монтаж вертикального заземлителя

Реализация кольцевого заземления

Кольцевой заземляющий электрод, то есть система типа B, чаще всего изготавливается из стальной оцинкованной ленты, погруженной в глубину, по меньшей мере, на 0,5 метра, на расстоянии около 1 метра от внешних стен защищаемого объекта. Лента должна быть закрытой системой. При использовании заземляющего электрода в целях защиты от перенапряжений глубина установки должна быть ниже зоны замерзания земли, то есть, по крайней мере, на 0,7 метра глубиной. Это связано с тем, что удельное сопротивление мерзлого грунта значительно выше нормы. К счастью, исследования показывают, что фактическая глубина промерзания почвы меньше, чем прогнозируется стандартами.

Все соединения, включая заземляющие проводники, должны быть надежными и защищены от коррозии. Если невозможно закрыть периметр обода, могут быть выполнены части обода. Но открытые концы обода должны быть закрыты вертикальными заземляющими электродами.

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.

Материалы для строительства заземляющих электродов

Действующие нормативные акты допускают возможность изготовления заземляющих электродов из оцинкованной стали, электролитически покрытой медью или чистой меди. Часто медь используется в качестве материала для защитных покрытий стальных заземляющих электродов. Однако ни в одном из стандартов не упоминаются материалы, одобренные оцинкованной сталью. Толщина покрытий также регламентируется стандартами. Они различны для разных материалов, они также зависят от того, как уложены элементы. Другие предназначены для горизонтальных траншей, а другие — вертикальные.

Статья по теме: Маты компенсационные: особенности, преимущества, назначение

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.

Заземляющий электрод здания

Основным назначением заземления строительного объекта является соблюдение требований защиты от поражения электрическим током при использовании электроустановок, а также функциональных требований к установке молниезащиты. В частности, это такие задачи, как:

  • обеспечение надежной работы электроустановки;
  • выполнение всех требований, касающихся защиты жизни людей;
  • эффективное выравнивание потенциалов всех объектов и удаление энергии перенапряжения, возникающей в электрических сетях, в том числе за счет воздействия близких разрядов молнии;
  • ведущие токи замыкания на землю и токи утечки;
  • безопасное рассеивание тока молнии, разряженного от системы молниезащиты в земле.

Принципы проектирования заземляющих электродов для целей молниезащиты были включены в стандарт ГОСТ Р 57190-2016, который различает два типа заземляющих электродов:

  • Система типов, состоящая из горизонтальных и вертикальных заземляющих электродов, выполненных снаружи. Количество таких заземляющих электродов должно быть не менее 2
  • Система типа B, в виде основания, кольца или решетчатого заземляющего электрода.

Эффективность системы заземления определяется ее заземляющим сопротивлением. В общих случаях, если нет особых обстоятельств, рекомендация для нормальных строительных работ не должна превышать 10 Ом (Ом). Однако для домов на одну семью это часто слишком ограничительно. Иногда энергетические компании требуют этого, но это не имеет под собой никаких оснований, вытекающих из правовых положений или технических стандартов. Частные дома — это объекты с самыми низкими уровнями защиты (III и IV), для которых стандарт ГОСТ Р 57190-2016 не обеспечивает требуемого максимального сопротивления заземления. Вместо этого он принимает, как приемлемый, постоянный минимальный размер заземления 5 м. Итак, какое сопротивление заземления придет к нам тогда, это будет принято.

Статья по теме: Полезное о брезенте: на что смотреть при покупке

Этапы монтажных работ

Существуют два возможных варианта проведения монтажных работ:

  1. Предварительное исследование местности и изучение уровня сопротивления грунта с последующей оперативной установкой заземлителей.
  2. 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.

Требования

Вертикальный заземлитель должен быть заложен в грунт на глубине не менее половины метра от планировочного уровня. Между электродами должно быть не менее 2.5 метров расстояния. Горизонтальные заземлительные устройства и соединяющие полоски между вертикальными укладывают в траншею на глубине шестидесяти сантиметров. Заземление выполняется сваркой, в местах сварки необходимо делать покрытие битумом для предотвращения коррозии. Траншея роется в ширину полметра и в глубину не более метра. Установка заземляющих контуров и прокладку внутренних заземляющих сетей выполняют исключительно с учетом рабочих чертежей и требований нормативно-технической документации. Монтаж заземления завершается составлением актов скрытых работ с указанием привязки заземляющего устройства к электрооборудованию и электроприборам. Траншею засыпают землей, в которой не содержится камень, и тщательно утрамбовывают.

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:

Самые распространенные ошибки руководителя

Основной причиной ошибок, возникающих во время заземления, является игнорирование проблем электрохимической коррозии и связанного с этим неправильного выбора компонентов системы заземления, особенно тех, которые применяются при подключении заземляющих электродов. Чаще всего они возникают, когда система заземления отклоняется от однородной классической формы. Например, в случае неполного обода, с наконечником в виде вертикальных заземляющих электродов, а также в случае соединения заземляющих и кольцевых заземляющих электродов. Однако мы хотели бы напомнить вам, что в случае домов на одну семью (уровень защиты III или IV) нет необходимости увеличивать, например, кольцевой заземляющий электрод для получения определенного сопротивления заземления.

Различные металлы, помещенные во влажную почву или бетон, то есть в электролитическую среду, принимают различный электрический потенциал, измеренный относительно электрода сравнения. Связанные друг с другом, они образуют гальванический элемент, через который постоянный ток может постоянно течь в результате разности потенциалов. Даже если значение этого тока относительно мало, порядка миллиампера, это опасное явление, потому что оно длится непрерывно и вызывает ускоренную деградацию материала, из которого сделано соединение. В крайних случаях он полностью разрушается через несколько лет.

Гарантия долговечности


Проведение замеров сопротивления растекания то Наша компания гарантирует исключительную долговечность эксплуатации омедненых стержней — не менее 50-ти лет. Примером такой долговечности может служить один из экспонатов Национального музея истории Республики Беларусь. Это медный горшок, возраст которого определен в тысячу лет, что не может не говорить о долговечности и надежности такого металла, как медь. Согласно своим химическим свойствам, разложение меди возможно только при температуре не ниже 225 градусов. Наши глубинные заземлители забиваются на глубину пятнадцать, двадцать и тридцать метров, где средняя температура грунта будет сохраняться на уровне 0 +2 0 С. Максимум, что может произойти на такой глубине грунта, так это окись верхнего слоя медного покрытия.
Если Вы нуждаетесь в надежном заземлении для Вашего здания, сооружения или частного дома

Источник https://evosnab.ru/ustanovka/na-obektah/zazemlenie-opor-vozdushnyh-linij

Источник https://tech.wikireading.ru/16687

Источник https://sto82.ru/sovety-i-opyt/zazemlitel-vertikalnyj.html