Модульно штыревое заземление – суть процесса, плюсы и минусы

Выделяют шесть систем заземления, однако в частных домах используются только две: TN-C-S и TT. Большей популярностью пользуется первый тип, поскольку в нем устроена глухозаземленная нейтраль. Проведение нейтрали N и шины PE осуществляется одним проводом PEN до входа в здание, после чего заземление разводится на несколько отдельных веток.

Защитные функции в такой схеме осуществляются электрическими автоматами, при этом отсутствует необходимость в установке устройств защитного отключения. У такой схемы имеется свой недостаток: при повреждении проводника PEN на расстоянии между домом и подстанцией появляется фазовое напряжение на шине заземления в доме. Отключить напряжение невозможно никакой защитой, в связи с чем необходим монтаж механической защиты проводника PEN и резервного заземления на расстоянии каждые 200 метров.

Электрические сети в небольших городах и селах не соответствуют необходимым требованиям, в связи с чем используют схему TT. Оптимальный вариант применения данной схемы – для отдельных построек с грунтовым полом, поскольку имеется определенный риск прикосновения разом к грунту и заземлению, что опасно при использовании схемы TN-C-S.

Отличие заключается в том, что “земля” используется в качестве щита от индивидуального заземления, а не от подстанции. Такая система обладает большей устойчивостью к повреждениям проводника и требует установки специального устройства защитного отключения. По этой причине такая схема именуется резервной.

Монтаж заземления

Штыревая конструкция модульного заземления обеспечивает максимальное удобство и технологичность монтажа:

• любая конфигурация контура заземления
• все детали сопрягаются без сварки

Вертикальные заземляющие электроды необходимой глубины монтируются
из 1,5-метровых штырей, заглубляемых в землю друг за другом с помощью обычного электрического отбойного молотка (с энергией удара 20-25 Дж). Соединение штырей между собой производится простыми резьбовыми муфтами (без сварки). Для подключения заземляющего проводника используется болтовой зажим.

Конфигурация заземлителя (одно- или многоэлектродная) выбирается в зависимости от доступной площади, типа грунта и типа объекта (жилой либо промышленный).

Глубинный монтаж в виде одного электрода на глубину в 15 – 30 метров является наиболее технологичным и позволяет получать очень эффективное заземление:

• качество (сопротивление заземления) не зависит от погоды и времени года
• возможность монтажа внутри периметра зданий (в подвалах)
• минимальная площадь контура заземления
• минимум земляных работ

Назначение

Модульно-штыревое заземление предназначено для организации глубинной схемы контура заземления с вертикальным заглублением на основе круглых стержней заземления диаметром D от 14 до 20 мм (редко 25 мм) и длиной L от 1200 или 1500 мм.

Задачей его является отвод и рассеивание тока молнии в землю через систему внешней молниезащиты (молниеприемники и токоотводы) или создание безопасных условий эксплуатации электрооборудования в целях исключения электротравм у пользователей.

Подробнее о существующих типах заземления (глубинное, кольцевое и фундаментное) читайте в материале Заземление молниезащиты.

Иногда глубинные заземлители используют в составе комбинированной конструкции, когда стержни устанавливают в некоторых точках замкнутого кольцевого или разомкнутого контура.

На схеме: 1 – плоский проводник (полоса заземления), 2 – щиток в месте соединения токоотвода и заземляющего проводника, 3 – соединительный зажим для круглых/плоских проводников, 4- стержни глубинного заземления, 5 – наконечник, 6 – диагональный зажим, 7 – крестовой зажим, 8 – антикоррозионная лента.

Конструктивные особенности

Как уже было сказано выше базовым элементом конструкции являются стержни заземления. Их количество, материал, диаметр и длина зависят от условий монтажа и показателя удельного сопротивления грунта растеканию тока. Чем выше сопротивление, тем больше общая длина и/или диаметр, количество точек установки заземлителей.

Стержни имеют резьбу на концах и соединяются между собой посредством муфт. При этом для обеспечения лучшей токопроводимости в местах их установки конструктив смазывают токопроводящей смазкой (пастой).

Зарубежные производители используют цапфовое безмуфтовое соединение, оно более контактное и его не нужно смазывать пастой. То есть получается самозакрывающаяся конструкция (на примере ниже показан разрез в месте соединения).

Для облегчения монтажа в землю в состав комплектов входят наконечники и удароприемные головки. Производители из России делают эти компоненты с резьбой, зарубежные исключают риски, возникающие при резьбовом контакте, особенно при забивании, и соединяют элементы надежно в стык.

В месте выхода последнего (верхнего) заземлителя всю конструкцию подключают с помощью зажима к системе молниезащиты или шине заземления. Геометрия зажима значения не имеет (диагональный или крестовой), важно лишь чтоб его материал в плане коррозии не «конфликтовал» с материалом заземлителей и заземляющих проводников.

Что необходимо заземлять?

Заземляют в первую очередь молниезащитный контур, в этом случае устройство заземления является частью внешней молниезащиты, которое перенаправляет ток молнии от молниеприемников и токоотводов и распределяет его в земле. Это так называемое заземление молниезащиты.

Есть еще защитное заземление, которое обеспечивает безопасную работу отдельных электроустановок. В этом случае оборудование заземляют в целях получения эффекта стекания заряда по пути меньшего сопротивления в случае возникновения пробоя напряжения на установке.

Если говорить о частном доме, то заземляют следующие электроустановки:

• газовые (и не только) котлы
• бойлеры
• генераторы
• внутренняя электрика (повторное заземление электробытовых приборов через электрический шкаф)

Касательно последнего пункта, то это, например, духовка, микроволновка, стиральная машина и т.п., которые подключаются к общей шине заземления и от нее уже в свою очередь идет токоотвод на заземляющий контур. На рисунке показано защитное уравнивание потенциалов через подключение к ГЗШ (главной заземляющая шина) и уже от шины вывод на систему заземления.

На схеме: 1 – распределительный щит, 2 – фиксированная точка заземления (проход через стену для соединения с заземляющим контуром модульного заземлителя на улице), 3- заземляющие хомуты, 4 – шина уравнивания потенциалов.

Достоинства модульного заземления

Преимущество модульно-штыревой конструкции:

легкость монтажа электрода на глубину до 30 метров, без применения специализированной техники и инструментов. Все операции осуществляет 1 человек. Большая глубина позволяет получать очень эффективное заземление.

минимальная площадь, занимаемая заземлителем позволяет монтировать такое заземление в подвалах зданий, либо в близости от стен дома в виде всего одной точки. Компактность сводит к минимуму необходимые земляные работы.

все детали сопрягаются без сварки *

Превосходство промышленного изготовления элементов это:

великолепная стойкость всех деталей к коррозии, что выражается в сроке службы заземлителя до 100 лет.

полная устойчивость медного покрытия штырей к механическим повреждениям (например, изгибу и отслоению) при монтаже, что позволяет вести монтаж в грунтах с присутствием гравия или мелкого строительного мусора
(за счет использования технологии электролитического осаждения меди на сталь).

Комплекты заземления

Для строительства заземляющих устройств с необходимыми характеристиками (например, для достижения необходимого сопротивления заземления) применяются различные готовые комплекты модульного заземления ZANDZ (пр. Россия), которые содержат всё, необходимое для монтажа заземляющего электрода.

Все компоненты легко сопрягаем друг с другом.

Выпускается пять разновидностей готовых комплектов, отличающихся общей длиной штырей, основным предназначением и комплектацией:

ZZ-000-015

универсальный заземлитель для монтажа в виде сборного электрода: одного глубиной 15 м или трех глубиной по 5 м
(4,5 + 4,5 + 6 м).

Используется в качестве заземлителя с низким сопротивлением растеканию и заземлителя для молниезащиты объекта.

ZZ-000-030

универсальный заземлитель для монтажа в виде сборного электрода: одного глубиной 30 м или трех глубиной по 10 м
(10,5 + 10,5 + 9 м).

Используется в качестве заземлителя с очень низким сопротивлением растеканию и заземлителя для молниезащиты объекта.

ZZ-000-045

многоэлектродный заземлитель в виде 15 сборных электродов глубиной по 3 м.

Используется в качестве распределенного заземлителя с низким напряжением прикосновения.

ZZ-000-424

заземлитель для монтажа на контейнерных объектах связи или энергообеспечения
(4 сборных электрода по 6 м).

ZZ-000-636

заземлитель для монтажа на контейнерных объектах связи или энергообеспечения
(6 сборных электрода по 6 м).

Глубинный заземлитель
(ZZ-000-015 и ZZ-000-030)

Малое количество вертикальных электродов, установленных на большую глубину

Традиционный заземлитель
(комплект ZZ-000-045)

Большое количество вертикальных электродов, установленных на небольшую глубину

Специальный заземлитель
(ZZ-000-424 и ZZ-000-636)

Монтаж заземления для контейнерных объектов

Готовые комплекты модульного заземления ZANDZ – это универсальное решение для типовых случаев. При необходимости в состав комплекта можно включить любое требуемое количество комплектующих (индивидуальные комплекты поставляются под заказ).

ZZ-000-015	ZZ-000-030
Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м), шт	10	20
Муфта соединительная резьбовая, шт	10	20
Наконечник стартовый, шт	3	3
Головка направляющая для насадки на отбойный молоток, шт	2	3
Зажим для подключения проводника, шт	3	3
Смазка токопроводящая, шт	1	1
Лента гидроизоляционная, шт	1	1
Насадка на отбойный молоток (SDS max), шт	1	1

ZZ-000-045	ZZ-000-424	ZZ-000-636
Штырь заземления омедненный резьбовой (D14; 1,5 м), шт	30	16	24
Муфта соединительная резьбовая, шт	16	16	24
Наконечник стартовый, шт	15	4	6
Головка направляющая для насадки на отбойный молоток, шт	5	3	3
Зажим для подключения проводника, шт	15	4	6
Смазка токопроводящая, шт	1	1	1
Лента гидроизоляционная, шт	5	2	2
Насадка на отбойный молоток (SDS max), шт	1	1	1

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

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

Остроконечный стальной наконечник упрощает заглубление штырей в твердый грунт.

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

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

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 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

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

Нормы заземления

Главное требование, предъявляемое к заземляющему устройству – это его сопротивление.

При напряжении питания в системе 380/220В данное сопротивление для частного дома должно быть не более 30 Ом.

Если у вас в доме подключен газовый котел, в целях защиты и предотвращения возможного взрыва котла, газовики предъявляют более жесткие нормативы – не более 10 Ом.

Чем меньше сопротивление заземляющего устройства, тем больше его надежность.

Согласно закону Ома I=U/R. То есть, чем меньше R, тем больше ток КЗ, а значит защитный аппарат сработает обязательно. Но есть здесь и “подводные камни”, о них поговорим чуть дальше.

Виды контуров заземления

Для быстрого «стекания» тока в землю наружная подсистема перераспределяет его на несколько электродов, расположенных в определенном порядке для увеличения площади рассеивания. Выделяются 2 основных вида соединения в контур.

Этот случай предусматривает использование 3-х штырей, соединенных полосами в равнобедренный треугольник. Расстояние между электродами выбирается по такому принципу: минимальное расстояние – длина подземной части электрода (глубина), максимум – 2 глубины. Например, для стандартного заглубления 2,5 м сторона треугольника выбирается в пределах 2,5-5 м.

Такой вариант составляется из нескольких электродов, расположенных в линию или полукругом. Используется разомкнутый контур в тех случаях, когда сформировать замкнутую геометрическую фигуру не позволяет площадь участка. Расстояние между штырями выбирается в пределах 1-1,5 глубины. Недостаток способа – увеличение количества электродов.

Указанные виды наиболее часто используются при обустройстве заземления частного дома. В принципе, замкнутый контур можно сформировать в форме прямоугольника, многоугольника или круга, но потребуется большее количество штырей. Главное преимущество замкнутых систем – продолжение функционирования в полном объеме при разрыве связки между электродами.

Важно! Линейный контур работает по принципу гирлянды и повреждение перемычки выводит из эксплуатации определенный его участок.

Правила и требования к контуру заземления

Для того чтобы контур заземления работал эффективно, он должен соответствовать определенным правилам:

1. Внешний контур должен располагаться на расстоянии не менее 1 м и не более 10 м от дома. Оптимальное расстояние 2-4 м от фундамента.
2. Заглубление электродов выбирается в пределах 2-3 м. На поверхности оставляется часть штыря длиной 20-25 см для соединения полосой.
3. От вводного щита до контура прокладывается шина сечением не менее 16 кв. мм.
4. Увязка электродов между собой обеспечивается только методом сварки. В щите соединение может производиться болтами.
5. Общее сопротивление системы не должно превышать 4 Ом для 380 В и 8 Ом для 220 В.

Внешний контур заземления располагается в земле, что предполагает повышенные требования к его конструкции. Он должен располагаться ниже уровня промерзания грунта, т.к. вспучивание почвы будет выталкивать электроды. В процессе эксплуатации коррозия не должна разрушать металл и чрезмерно увеличивать его электрическое сопротивление. Прочность стержней должна позволять вбивать их в твердый грунт.

Отличия между традиционным и штыревым заземлением

Традиционный контур заземления, который обычно монтируют самостоятельно, представляет из себя весьма громоздкую и трудоемкую подземную конструкцию.

Забивается несколько вертикальных электродов (уголок, труба, прут), между ними прокапывается траншея, и все они соединяются между собой горизонтальными связями (шиной или прутком).

Расстояние между вертикальными электродами должно быть не меньше их длины. Чем же плох такой способ?

Во-первых, мало кому охота перекапывать свой участок метровыми траншеями, а если территория оказалась уже облагорожена, то вообще возникает тупиковая ситуация. Кроме того, все эти ржавые металлические уголки, трубы и шины, находясь в земле, через несколько лет эксплуатации (буквально за 5-7 лет) начинают усиленно разрушаться.

Поэтому на сегодняшний день большую популярность получила другая система заземления, а именно — модульно штыревая или глубинная. Наиболее известные фирмы производители в наших краях Galmar и ZandZ.

Как известно, сопротивление заземляющего устройства зависит от:

• типа грунта

• времени года

• глубины залегания электродов

Таким образом, если один электрод путем постепенного наращивания, забить на максимально возможную глубину, то можно получить идеальные показатели сопротивления. На этом принципе и работает глубинное заземление.

• намного долговечнее

• на порядок проще в монтаже

• и при этом стоит уже не так дорого (можно найти комплекты порядка 5000 рублей)

Плюс ко всему этому, весь монтаж обходится без сварочных работ.

Именно необходимость сварки многих останавливает от самостоятельного выполнения данной работы. Либо нет аппарата, либо нет необходимых навыков.

Вот и приходится нанимать сторонних электриков.

Все заземление занимает место на территории вашего дома, буквально несколько квадратных сантиметров.

А еще его без проблем можно сделать прямо в подвале здания.

В среднем выходит, что в частном доме без котла для достижения требуемых 30 Ом, придется забить электрод общей длиной на 6-9 метров. Для дома с газовым отоплением (R=10 Ом) – на 9-15 метров.

Это усредненные показатели. Более точные данные всегда индивидуальны и напрямую зависят от региона, где вы проживаете, качества и состава грунта.

Если ваш дом построен на песке, однозначно покупайте 15-ти метровый комплект. Даже без наличия газового котла.

Расстояние трассы заземлителя от стены также регламентируется. В отличие от вводного кабеля оно должно быть не менее 1 метра.

Для подземного кабельного ввода этот показатель – 0,6м. Почему так, подробно читайте об этих и других требованиях в отдельной статье.

Стартовый заостренный наконечник – какой лучше

Он может быть с острым углом в 60 градусов, либо универсальным в 90 градусов. Зависит от плотности грунта.

Какой угол лучше? В результате научных исследований было выявлено, что лучшая форма наконечника – круговой конус.

А оптимальный угол раскрытия (заострения) для глинистых и песчаных грунтов, при условии сохранения прочностных характеристик – от 45 до 53 градусов.

Пошаговая инструкция выполнения работ

Работы по выполнению работ по монтажу модульно-штыревого заземления можно разбить на несколько этапов: подготовительный, монтаж и завершающий.

Приобретается комплект системы заземления, подготавливаются необходимые инструменты и приборы, выбирается место для установки системы заземления.

Монтаж конура заземления.

Работы по монтажу контура заземления модульно-штыревого типа выполняются в определенной последовательности.

В месте, где предстоит выполнить монтаж, выполняется замер удельного сопротивления грунта. Для этого используют специальные приборы для комплексного испытания систем заземления, выпускаемые различными производителями.

После того как удельное сопротивление грунта определено, можно определить требуемое количество вертикальных электродов, используя формулу: n = R*Ψ/Rн, где:

• n — количество электродов (стержней);
• R — сопротивление растеканию одного вертикального электрода;
• Rн — нормативное сопротивление грунта;
• Ψ — коэффициент сезонности.

При выполнении расчета предварительно необходимо рассчитать и определить несколько показателей.

Сопротивление растеканию (R) одного вертикального электрода. Определяется по формуле: R = P/2*(1n(2L/d)+0,5ln(4T+L/4T–L)), где:

• Р — удельное сопротивление грунта, Ом/м;
• L — длина электрода;
• d — диаметр электрода;
• Т — расстояние от середины стержня до поверхности земли;
• ln — линейный логарифм.

Нормативное сопротивление грунта (Rн), в соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ), должно соответствовать для электроустановок напряжением до 1 кВ (при линейных напряжениях 660/380/220 В):

• в непосредственной близости от нейтрали — 15/30/60 Ом соответственно;
• с учетом естественных заземлителей и повторных заземлителей отходящих линий — 2/4/8 Ом соответственно.

Коэффициент сезонности, в соответствии с ПУЭ, определяется для различных климатических зон так:

Вид электродаКлиматическая зона

II	III	IV
Вертикальный	1,8 – 2,0	1,5 – 1,8	1,4 – 1,6	1,2 – 1,4
Горизонтальный	4,5 – 7,0	3,5 – 4,5	2,0 – 2,5	1,5

Важно! Расчет можно выполнить, используя специальные компьютерные программы или воспользоваться онлайн-калькулятором расчета в сети Интернет.

Когда количество вертикальных электродов определено, принимается решение о форме их расположения на местности (в линию, треугольник, многоугольник).

Форма контура заземления зависит от количества заземлителей и места расположения конструкции от близрасположенных строений и инженерных коммуникаций.

Производится выемка грунта на глубину 0,5 — 0,7 метра в соответствии с выбранной конфигурацией контура заземления (роется траншея). Выполняется монтаж первого модульного штыря (вертикального электрода) собираемой конструкции.

Работы по сборке стержневого элемента конструкции выполняются в такой последовательности:

1. На нижний конец модуля наворачивается наконечник, используется специальная мастика.
2. На верхний конец модуля наворачивается посадочная площадка.
3. Модель устанавливается в размеченное место траншеи. при помощи электро- или пневмоотбойного молотка забивается на всю длину.
4. При необходимости установки еще одного модуля в конструкции отдельно взятого вертикального электрода используемый инструмент отсоединяется, выворачивается посадочная площадка, а на ее место наворачивается соединительная муфта, после чего устанавливается следующий модуль и осуществляется его погружение в грунт.
5. Когда первый заземлитель смонтирован, проводится промежуточное испытание — проверяется сопротивление растеканию тока одного вертикального электрода. Полученное значение должно характеризовать, правильно ли были сделаны предварительные расчеты. Если значения не совпадают, нужно внести коррективы в конструкцию контура — добавить или уменьшить количество электродов.
6. Выполнить монтаж требуемого количества вертикальных элементов конструкции.
7. В траншею укладываются горизонтальные электроды (заземлители), которые посредством соединительных зажимов и с использованием специальной пасты крепятся к вертикальным заземлителям.
8. Траншея засыпается грунтом с послойной трамбовкой последнего.

На завершающем этапе производства работ производится контрольное измерение смонтированного контура заземления и осуществляется проверка полученных значений на соответствие требованиям ПУЭ.

После выполняется подключение смонтированной конструкции к заземляемым элементам (система грозозащиты, электрическое оборудование и сети, инженерные коммуникации, подлежащие заземлению).

Преимущества и недостатки системы

К достоинствам модульно-штыревой системы относятся:

1. Простота выполнения монтажных работ.
2. Использование вертикальных электродов большой длины позволяет смонтировать систему на ограниченной площади пространства при соблюдении требуемых параметров тока растекания.
3. На выполнение работ требуется минимальное количество трудозатрат, что определяет численность бригады монтажников (1 – 2 человека).
4. Отсутствует необходимость использования сварочного оборудования.
5. Использование ручного механизированного инструмента (электро- или пневмоотбойного молотка) значительно снижает трудозатраты и время выполнения работ.
6. Использование омедненных стержней и соединительных элементов, при изготовлении которых используют металлы, стойкие к коррозии, значительно увеличивает сроки эксплуатации системы.
7. Элементы системы производятся на промышленной основе и реализуются комплектно, что обеспечивает качество используемых элементов и возможность быстрого монтажа.

Основной недостаток — высокая стоимость, обусловленная качеством материалов и наличием конструктивных элементов (наконечники, муфты, зажимы), изготовление которых требует специальных видов обработки.

При устройстве системы заземления все результаты измерений оформляются соответствующими протоколами, сами измерения должна проводить электроизмерительная лаборатория, зарегистрированная в установленном законом порядке, а на контур заземления оформляется Паспорт заземляющего устройства.

Конструкция системы, монтаж, плюсы и минусы.

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.

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. 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.

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.

Монтаж электролитического заземления

Конструкция и технологии электролитического заземления•обеспечивают максимальное удобство и простоту монтажа в вечномерзлых, каменистых и песчаных грунтах.

Процесс установки такого заземлителя:

• не требует большого количества земляных работ (по сравнению с традиционными способами)
• нет необходимости делать глубокие каналы для закладки заземляющего электрода (глубина всего 0.7 метра)
• не нужна строительная техника. Весь монтаж выполняется двумя монтажниками за 3 часа. -образный электрод с перфорацией по всей длине, заполненный специальной смесью солей, просто укладывается в ранее вырытый канал глубиной 0,7 метра и длиной 2,5 метра. После монтажа – электролитический электрод заземления не требует обслуживания в течении всего срока службы, обеспечивая требуемое сопротивление заземления в течении 50 лет.

Смонтированный комплект электролитического заземления ZANDZ
перед конечным этапом монтажа – установкой колодца и равнением грунта

Последовательность работ при монтаже заземления на объекте

1. Вырыть канал глубиной 0,5 – 0,7 метра в месте укладки соединительного проводника
2. Провести монтаж заземляющих электродов в подготовленном канале. В качестве инструкции по монтажу заземляющих электродов необходимо использовать список операций «Порядок проведения монтажа….»
3. Уложить в канал соединительный проводник
4. Соединить заземляющие электроды с проводником, используя зажимы, идущие в комплектах ZANDZ
5. Соединить полученный заземлитель с электрощитом
6. Засыпать канал грунтом

Порядок проведения монтажа электролитического заземления

1. Вырыть канал глубиной 0,7 метра, шириной 20 см и длиной 2,5 метра.
2. Засыпать околоэлектродный заполнитель на дно канала слоем около 1 cм (один мешок)..

Соединение заземляющих электродов

Соединение заземляющих электродов друг с другом и заземлителя с объектом производится стальным или медным проводником (проводом или полосой).

Минимальная площадь сечения заземляющего проводника зависит от задач, выполняемых заземлителем.

Часто выбирается – 50 мм² для меди и 150 мм² для стали. Распространено использование обычной стальной полосы 5*30 мм.

Прокладка проводника производится на глубине 0,5 – 0,7 метра в заранее подготовленный канал (в который также производится монтаж электродов).

Для соединения заземляющего электрода с проводником используется специальный зажим, входящий в готовые комплекты ZANDZ.

Инструменты и материалы

Для изготовления самодельного заземлителя обязательно должен использоваться оцинкованный металлопрокат – труба, уголок или пруток.

Готовые заземлители выполнены из резных омедненных штырей, соединенных латунными муфтами. Соединение штыря и провода заземления выполнено при помощи зажима из нержавеющей стали и специальной пасты. Окрашивать или смазывать заземлители нельзя.

При выборе сечения проката учитывается воздействие коррозии, в результате которого сечение понижается. Минимальные сечения проката:

• Для оцинкованного прутка – 6 мм;
• Для прямоугольного проката – 48 мм2;
• Для металлического прутка – 10 мм.

Штыри соединяются между собой уголком, полосой или проволокой. С их помощью заземление подводится до электрического щита. Для соединяющего проката размеры составляют:

• Диаметр прутка – 5 мм;
• Размер прямоугольного профиля – 24 мм2.

Сечение провода фазы должно быть больше сечения заземляющего провода в помещении. К подобным проводникам предъявляются определенные требования, затрагивающие диаметр жил:

• Алюминиевый без изоляции – 6 мм;
• Медный без изоляции – 4 мм;
• Медный изолированный – 1,5 мм;
• Алюминиевый изолированный – 2,5 мм.

Проводники заземления соединяются при помощи заземляющих шин, изготовленных из электротехнической бронзы. Все детали щита согласно схеме TT крепятся к стенке ящика.

Установка заземлений на ВЛ самодельного типа осуществляется при помощи кувалды, которой заземлитель вбивается в землю. Вбивание заводских деталей происходит при помощи отбойного молотка. В обоих способах установки заземления желательно использовать стремянку. Ручная сварка используется для сваривания проката из черного металла.

Особенности схем заземления 220 В и 380 В

Схемы заземления при вводе сетей на 220 и 380 В имеет определенные различия. Внешний контур таких систем абсолютно одинаков. Разница заключается в разводке кабеля и вводе в дом. В случае сети на 220 В вводится двухпроводная линия. Одна жила расщепляется на «нейтраль» и «землю», а другая устанавливается на изоляторы.

В случае сети на 380 В, чаще всего, подходит четырехпроводная линия. Один провод расщепляется аналогично предыдущему случаю, а 3 других проводника устанавливаются на изоляторы и изолируются друг от друга. Фазные жилы и «нейтраль» пропускаются через УЗО и дифавтомат.

Какие правила нужно учитывать при монтаже заземления

Монтаж заземления, дело тонкое, требующее опыта. Если вы не знаете основных правил и требований, то смонтировать нормальный заземляющий контур не получится.

Итак, при монтаже заземления важно учитывать следующие правила:

• Все элементы заземлительного контура должны быть выполнены из металла. Это может быть черный или оцинкованный металл, также допускается использовать и медь. Для каждого элемента заземления рассчитывается своя длина, ширина и толщина. Более подробные параметры всех элементов заземления можно узнать из таблицы ПУЭ 1.7.4.
• Заземление должно находиться ниже промерзания грунта. Средняя длина электрода составляет 2,5-3 метра.
• Расстояние между каждым электродом должно быть не меньше длины самого электрода. Поэтому лучше сразу отказаться от монтажа заземления треугольником, потому что такое заземление займёт очень много места на участке. Плюс ко всему, многие забывают о данном правиле и делают расстояние между электродами меньше, что в корне неправильно.

Совет автора. Если у вас на участке нет свободного места для монтажа заземления треугольником, лучше отдать предпочтение модульному заземлению.

Такое заземление представляет собой всего один электрод, который забивается в землю. Модульное заземление имеет ряд преимуществ перед «треугольником». В частности, для его монтажа не надо много места на участке.

Приборы, требующие заземления

Для некоторых электроприборов необходимо дополнительное заземление, кроме розетки с заземляющим контуром. Без устройства качественного заземления потенциально может быть опасна для работа следующих приборов

1. Микроволновая печь. На задней стенке установлена клемма для подключения к заземлению. Но в инструкции к ней указана лишь общая фраза «требуется заземление» и больше ничего не уточняется. Без подключения к заземлению, микроволновая печь, может создавать фон опасный для здоровья человека.
2. Стиральная машина. Зачастую прикосновение к ней вызывает легкое покалывание и пощипывание — пропускается электрический ток. Чтобы избежать этого и полностью обезопасить себя, необходимо заземление стиральной машины.
3. Электрическая духовая печь.
4. Если подключить корпус компьютера к заземлению, скорость работы интернета повысится в несколько раз, система не будет «зависать».

Нужно ли заземление в частном доме

При использовании в доме любых электроприборов всегда есть риск повреждения изоляции проводов или замыкание их на корпус. В таком случае любое касание человека опасной зоны приводит к поражению электрическим током, которое может закончиться трагически. Ток всегда стремится в землю, а человеческое тело становится проводником, соединяющим поврежденный прибор с землей.

Что дает заземление? По сути, это система, предоставляющая кратчайший путь электрическому току. По закону физики он выбирает проводник с наименьшим электрическим сопротивлением, и контур обладает таким свойством. Практически весь ток направляется в заземлитель, а потому через тело человека пройдет лишь незначительная его часть, которая не сможет причинить вред. Таким образом, контур заземления обеспечивает электробезопасность. Нормативные документы (ГОСТы, СНиП, ПУЭ) указывают, что любое частное, жилое строение должно быть им оборудовано при сетях переменного тока на напряжение выше 40 В и переменного тока – выше 100 В.

Кроме обеспечения безопасности, заземляющая система повышает надежность и долговечность бытовой техники. Она обеспечивает стабильную работу установок, защиту от перенапряжений и различных помех в сети, снижает воздействие внешних источников электромагнитных излучений.

Заземление не следует путать с громоотводами (молниеотводами). Хотя принцип их действия аналогичен, выполняют они разную задачу. Работа громоотвода заключается в отведении в землю разряда молнии при ее попадании в дом. В этом случае возникает мощный электрический заряд, который не должен попадать во внутреннюю сеть, т.к. способен просто расплавить провод или кабель. Именно поэтому линия громоотвода пролегает от приемников на крыше по внешнему контуру и не должна совмещаться с заземляющей, внутренней линией. У громоотвода и заземления может быть общий подземный контур (если имеет запас по сечению), но разводка обязательно разделяется.

Источник https://electroinfo.net/informacija/modulno-shtyrevoe-zazemlenie-sut-processa-pljusy-i-minusy.html

Источник

Источник