Заземление на скальном грунте: Заземление в скальном грунте

Содержание

Заземление на скальном грунте — Просто блог

<< Заглавная страница

Любая электрическая сеть частного дома в обязательном порядке должна иметь заземление. Этого требуют большинство домашних электроприборов, начиная с кухонной техники, заканчивая персональными компьютерами. В песчаном грунте проблем изготовить заземляющий контур не возникает, но когда почва скалистая могут быть проблемы. Любители засыпать соль в грунт плохо дружат не только с физикой, но и головой. В условиях близкого нахождения скалы вертикальный штыревой заземлитель неэффективен, да и невозможен. Всеми любимый треугольник из трех уголков, по расчетам обеспечивает сопротивление не менее 100 ОМ, а это никуда не годится для дома. Самый рациональный вариант это линейное поле заземлителей с вертикальными заземлителями упирающимися в скалу. Теоретически на схеме ниже.

Количество вертикальных заземлителей определяется расстоянием от поверхности земли до скальной породы, но не может быть меньше 7 шт. При глубине залегания скалы в пределах 2.5-3 м количество заземлителей 7-9шт. Как правило расстояние между вертикальными заземлителями равно длине вертикального заземлителя. Обвязка вертикальных заземлителей горизонтальным заземлителей должна производится ниже уровня поверхности почвы не менее чем 1 штык лопаты. Это гарантирует, что грунт вокруг горизонтального заземлителя не будет пересушен.

В качестве вертикальных заземлителей можно использовать либо гладкую арматуру диаметром не менее 18мм либо равнополочный уголок с толщиной стенки не менее 5 мм. В любом случае толстый металл не так быстро корродирует и разрушается. Арматуру забивать в грунт удобнее, но она тяжелее и более редкая. Кувалда, чем тяжелее тем лучше, идеальный инструмент для забивания заземлителей в грунт. Если использовать перфоратор и специальную насадку для забивания, необходимо помнить, что вес перфоратора должен быть сопоставим с весом заземлителя, иначе импульса не хватит. Забивать вертикальные заземлители необходимо на всю расчетную глубину, до касания заземлителя скальной породы. Траншею для горизонтального заземлителя необходимо выкопать заранее.

Присоединение вертикальных заземлителей к горизонтальному выполняет сваркой. Необходимо качественно произвести сварку поверхностей, чтобы уменьшить влияние швов на сопротивление всей конструкции.

Расположения контура заземления лучше располагать как можно ближе к шкафу ввода электричества, но в случае ограниченно пространства самое лучшее место: вдоль забора.

Для соединения горизонтального заземлителя с транспортной полосой заземлителя, так же необходимо использовать сварку. Чем больше поверхность соединения, тем меньше влияние и меньше общее сопротивление.

Соединение горизонтального заземлителя с полосой сопряжения необходимо как можно большей площадью. В данном случае полосы не хватило и пришлось использовать остатки разогнутого уголка в качестве элементов соединения.

По ПУЭ соединение металлической части заземлителя и клеммы в щите необходимо делать проводом сечением не менее 10мм2. Удобнее всего приварить к полосе болт и через шайбы зажать проводник. Для предотвращения окисления разместил монтажную коробку и в ней соединил металлическую часть заземлителя и провод идущий в щит учета. Для симпатичности полосу транспортировочную покрасил краской.

электроснабжение, работа, своими руками, сварка

Работает на InstantCMS
Просто блог
©
2022

Монтаж горизонтальных заземлителей | Безопасность

монтаж
заземление

Вертикальные, особенно глубинные, заземлители могут обеспечивать хорошую проводимость за счет контакта с нижними слоями грунта, часто имеющими высокую проводимость. Однако во многих случаях сопротивление грунта в поверхности слоях невелико, и при этом оказывается рациональным применение горизонтальных заземлителей, особенно если нижние слои грунта обладают увеличенным сопротивлением.
В других случаях горизонтальные заземлители необходимы из-за отсутствия механизмов для монтажа вертикальных электродов в скальных, гравийных и других грунтах. Если же скальный грунт закрыт слоем земли, то выполнение горизонтального или «лучевого» заземлителя может оказаться менее трудоемким и сравнительно дешевым, чем монтаж вертикальных электродов.

Горизонтальные заземлители необходимо прокладывать и для того, чтобы соединить смонтированные вертикальные электроды в общий сложный заземлитель или контур заземления.
Лучевые заземлители часто применяют для молниезащиты, где важна хорошая проводимость заземлителя в летнее время, а именно тогда ее может обеспечить горизонтальный заземлитель, проложенный в торфяном или другом хорошо проводящем талом верхнем слое земли. То же относится и к сезонным электроустановкам, работающим в летнее время.

Конструктивно горизонтальные заземлители могут быть выполнены из круглой, полосовой и любой другой стали, но предпочтение следует отдавать круглой стали, имеющей при той же массе и той же проводимости меньшую поверхность и большую толщину, вследствие чего обладающей большей коррозийной стойкостью. Кроме того, круглая сталь дешевле, и ее легче монтировать. Поэтому для протяженных заземлителей (так же как и для вертикальных электродов), при устройстве которых не предъявляется специальных требований по термической устойчивости, по количеству уносимого металла и др., следует рекомендовать применение малоуглеродистой круглой стали.
Способ монтажа горизонтальных заземлителей выбирают в зависимости от объема работ, удаленности объектов строительства от баз механизации, характера грунта, наличия и возможности получения механизмов и других факторов.

При больших объемах работ, например при устройстве выносных заземлителей (иногда отдаленных за километры от заземляемого объекта) или при монтаже
сотен протяженных лучей заземления многих опор сооружаемой линии электропередачи, наиболее целесообразно использовать специализированные машины. В мягких грунтах применяют ножевые кабелеукладчики или навесные к тракторам (или прицепные) приспособления в виде ножа, изготовляемого из двух пластин, расположенных под небольшим углом, как клин, напоминающий соху или плуг. Весь комплекс работ, состоявший ранее из нескольких операций (рытье траншей, укладка заземлителей, засыпка и трамбовка траншей), при этом способе монтажа выполняется за один проход механизма.

В мерзлых и других твердых грунтах применяют навесные баровые механизмы, режущие грунт и образующие траншеи.
В других случаях для устройства сложных заземлителей, состоящих из горизонтальных и вертикальных электродов, применяют специальную машину по устройству контуров заземления, имеющую навесной канавокопатель.

В скальных грунтах допускается прокладка протяженных заземлителей под разборным слоем толщиной не менее 0,1 м над монолитной скальной породой. При меньшей толщине этого слоя или при его отсутствии заглубление протяженных заземлителей потребовало бы чрезмерных затрат, и поэтому их или заменяют глубинными вертикальными, или прокладывают заземлители по поверхности скалы с заливкой их цементным раствором. В других случаях, когда вблизи от заземляемых объектов имеются водоемы, на их дне укладывают протяженные заземлители и от них прокладывают соединительные кабельные или воздушные линии к объектам. Разумеется, любое решение должно быть отражено в проекте, утверждаемом в установленном порядке.

Для укладки коротких горизонтальных заземлителей в стесненных условиях, например при монтаже горизонтальных перемычек между двумя-тремя вертикальными электродами, траншею часто копают вручную, так как малый объем работ в случае большой удаленности от базы механизмов не оправдывает их перегон. Между тем ручной способ производства работ можно рационализировать и обойтись совсем без траншей. Для этого можно воспользоваться ручным механизированным заглубителем электродов, применяемым обычно для вертикального ввертывания или забивки электродов. Если в местах погружения вертикальных электродов выкопать приямки глубиной до 1 м, то объем земляных работ будет гораздо меньшим, чем при копке траншей. Между этими приямками нетрудно смонтировать перемычки в ненарушенном грунте, расположив заглубитель с вставленной в него стержневой перемычкой близко к горизонтальному положению (рис. 1).

Рис. 1. Схема бестраншейной прокладки между электродных перемычек:

1 — вертикальный электрод; 2 — смонтированные перемычки; 3 — заглубитель электродов; 4— положение перемычки в стадии монтажа; 5— место сварки.

Пунктиром показаны концы перемычки до отгибания для приварки к электроду
Концы перемычек, показанные пунктиром, загибают к электродам и приваривают к ним на длине, не меньшей шести диаметров. Копать приямки, если нет буровой машины, рациональнее не лопатой, а ручным буром, которым в мягком грунте за 5 мин можно сделать яму диаметром 430 мм и глубиной 1 м. Край ямы нужно срезать для удобства монтажа перемычки. Бур легко сделать в мастерской по типу фрез-бура, применяемого связистами для копки котлованов под столбы.

Назад
Вперед

Вы здесь:
Главная
org/ListItem»> Инфо
Безопасность

Читать также:

Монтаж горизонтальных заземлителей в траншеях
Монтаж сельских электроустановок
Руководство по устройству электроустановок
Монтаж электрических установок
Прокладка кабелей при низких температурах

Заземление в скальном грунте

Теги:
заземление
рекомендации
для дизайнера
для установщика
электролитическое заземление

… из книги «Заземление: ответы на вопросы»

Добрый день! Как можно сделать хорошее заземление в каменистой почве?
============
Добрый день. Если на скальном монолите имеется не менее 0,8 – 1 метра мелкозернистого грунта, то можно использовать электролитическое заземление. Это горизонтальный электрод в виде трубы из нержавеющей стали с перфорацией, в которой находится смесь специальных солей. Эта соль поглощает влагу из окружающей почвы и, выщелачиваясь, выходит в эту почву в виде грунтового проводящего электролита. Таким образом, грунт резко снижает свое удельное сопротивление, что позволяет получить сопротивление заземлителя (той самой трубы из нержавеющей стали) в 10 раз меньше, чем у обычного горизонтального электрода такого размера в обычном (необлагороженном) грунте.

Кроме того, электролитическое заземление широко применяется при монтаже заземляющих устройств в условиях вечной мерзлоты, где сопротивление растеканию в зимнее время составляет реально 4 Ом.

Полезные материалы:

Модульное заземление
Заземление в вечной мерзлоте
Консультации по выбору, проектированию и монтажу систем заземления и молниезащиты

Статьи по Теме:

Мы используем файлы cookie на нашем веб-сайте, чтобы предоставить вам наиболее актуальный опыт, запоминая ваши предпочтения и повторяя посещения. Нажимая «Принять», вы соглашаетесь на использование файлов cookie. Однако вы можете посетить настройки файлов cookie браузера, чтобы предоставить контролируемое согласие.

Логин

Пароль

Электронная почта

(успех)

Фамилия

Отчество

Организация

Род занятий
ПроектированиеМонтаж/СтроительствоПродажаДругое

Я хочу быть Экспертом

Эксперт — лицо, профессионал, который готов оказать клиентам (посетителям данного сайта) любые услуги по направлениям:

Продажа
Проектирование
Крепление

Я хочу получать новости ZANDZ по электронной почте

Я ознакомился с условиями использования сайта

Дополнительную информацию о компании Вы можете заполнить в личном кабинете после регистрации

E-mail

Достижение приемлемого уровня грунта на плохой почве

Чтобы ваша электрическая система функционировала должным образом, важно, чтобы она имела низкий импеданс. Так как же достичь этой цели, не забывая о безопасности?

При проектировании и монтаже систем электроснабжения правильное заземление является не просто роскошью, а необходимостью. Все хорошие системы заземления должны обеспечивать путь с низким импедансом для проникновения токов короткого замыкания и индуцированных молнией в землю, обеспечивая максимальную безопасность от неисправностей электрических систем и молний. В частности, правильно установленная система заземления не только помогает защитить здания и оборудование от повреждений, вызванных непреднамеренными токами короткого замыкания или грозовыми перенапряжениями, но и защищает гораздо более важные инвестиции: людей.

Добиться приемлемого уровня грунта непросто. Правильная установка систем заземления требует знания национальных стандартов, материалов проводников, а также соединений и выводов (рис. 1 в оригинальной статье). Но это не все. Не забывайте учитывать состояние почвы в месте установки заземляющих стержней (или заземляющей сетки).

Влияние грунтовых условий на заземление. Хотя общая эффективность подземной системы заземления зависит от многих факторов, сопротивление земли (или удельное сопротивление земли) существенно влияет на общий импеданс подземного проводника. Характеристики почвы, такие как содержание влаги, температура и тип почвы, определяют общее удельное сопротивление земли. Заземляя систему, всегда помните следующее:

Содержание влаги.
Влажность почвы важна, потому что она помогает химическим веществам в почве, которые окружают заземляющие проводники, проводить электрический ток. Как правило, чем выше влажность, тем ниже удельное сопротивление почвы. Когда содержание влаги падает ниже 10%, удельное сопротивление значительно возрастает.
Температура почвы.
Температура ниже точки замерзания также увеличивает удельное сопротивление почвы. Как только влага превращается в лед, удельное сопротивление резко возрастает. В районах, подверженных замерзанию, необходимо вбить заземляющий стержень ниже линии промерзания, чтобы поддерживать заземление с низким сопротивлением.
Тип почвы.
Черная грязь или почвы с высоким содержанием органических веществ обычно являются хорошими проводниками, поскольку они сохраняют более высокий уровень влажности и имеют более высокий уровень электролита, что приводит к низкому удельному сопротивлению почвы. Песчаные почвы, которые быстрее дренируются, имеют гораздо более низкое содержание влаги и уровень электролитов. Следовательно, они имеют более высокий импеданс. Твердые горные породы и вулканический пепел, такие как на Гавайях, практически не содержат влаги или электролитов. Эти почвы имеют высокий уровень удельного сопротивления, и трудно добиться эффективного заземления. См. Таблицу 1 (в оригинальной статье) для удельного сопротивления различных грунтов.

Измерение удельного сопротивления земли. Эффективность заземляющих стержней во многом зависит от того, может ли почва, окружающая стержни, проводить большие электрические токи. Чтобы правильно спроектировать подземную систему заземления, вы должны измерить удельное сопротивление земли с помощью прибора для измерения сопротивления заземления. Этот прибор также должен иметь переключатели для изменения диапазона сопротивления. Вы можете использовать различные методы испытаний для измерения удельного сопротивления земли, но наиболее распространенными являются три:

После определения удельного сопротивления грунта вы сможете лучше определить, какая схема заглубленного заземления будет наиболее эффективной. В зависимости от удельного сопротивления почвы и требований к схеме заземления конкретная система может варьироваться от простого заглубленного заземляющего проводника до обширного слоя заземляющего стержня. Последнее может включать систему сетки или заземляющее кольцо (рис. 2, в оригинальной статье). Чтобы уменьшить импеданс системы заземления, вы можете использовать материал для улучшения заземления или электроды химического типа.

Как добиться приемлемого заземления. Существуют различные варианты снижения удельного сопротивления грунта. Одним из способов является повышение влажности почвы. Удельное сопротивление верхнего слоя почвы может быть снижено до 800 Ом·м за счет увеличения влажности с 5% до 10%. Дополнительное снижение удельного сопротивления, хотя и гораздо меньшее, может быть получено за счет увеличения влажности с 10% до 20%. Проблема с добавлением влаги в почву заключается в том, что в большинстве случаев это непрактичный вариант.

Еще один способ снизить удельное сопротивление земли — это обработка почвы солью, такой как сульфат меди, сульфат магния или хлорид натрия. В сочетании с влагой соли выщелачиваются в почву, снижая удельное сопротивление земли. Однако этот недорогой процесс также может вызвать проблемы. Во-первых, по мере вымывания солей почва возвращается в свое необработанное состояние. В результате вы должны периодически перезаряжать систему. Во-вторых, некоторые соли могут вызывать коррозию заземляющих проводников. Наконец, соль может загрязнять грунтовые воды. Местные экологические нормы и Агентство по охране окружающей среды (EPA) могут возражать против добавления солей в почву.

Во многих местах обеспечить систему заземления с низким сопротивлением так же просто, как вбить заземляющий стержень в подповерхностный слой почвы, который имеет относительно постоянное и проводящее содержание влаги. Помните, что заземляющий стержень должен располагаться ниже минимальной глубины промерзания. Вы также можете использовать материал для улучшения грунта, чтобы добиться приемлемого сопротивления системы (рис. 3 в оригинальной статье).

Что следует знать при использовании материала для улучшения грунта. Практически при любых почвенных условиях использование материала для улучшения грунта повысит эффективность заземления. Некоторые из них являются постоянными и не требуют обслуживания. Вы можете использовать их в местах с плохой проводимостью, таких как каменистая почва, вершины гор и песчаная почва, где вы не можете использовать заземляющие стержни или где ограниченное пространство затрудняет адекватное заземление с помощью обычных методов.

Существует несколько видов материалов для улучшения земли. Но будьте внимательны при выборе материала. Он должен быть совместим с заземляющим стержнем, проводником и соединительным материалом. Некоторые варианты включают бентонитовую глину, коксовый порошок и специально разработанные вещества.

Бентонит представляет собой глинистое вещество, используемое в районах с высоким удельным сопротивлением почвы. Однако проводимость в бентонитовой глине осуществляется только за счет движения ионов. Ионная проводимость может иметь место только в растворе, а это означает, что бентонитовая глина должна быть влажной, чтобы обеспечить требуемый уровень сопротивления. Когда бентонитовая глина теряет влагу, ее удельное сопротивление увеличивается, а объем уменьшается. Эта усадка приводит к нарушению контакта между бентонитовой глиной и окружающей почвой, что еще больше увеличивает сопротивление системы.

Кока-кола – еще один вариант. Коксовый порошок, состоящий преимущественно из углерода, обладает высокой электропроводностью. Однако грунтовые воды могут смыть его.

Неагрессивное улучшающее вещество с низким сопротивлением представляет собой токопроводящий цемент, который можно укладывать сухим или влажным способом. В зависимости от вещества, оно не будет просачиваться в почву и соответствует требованиям Агентства по охране окружающей среды для полигонов. Железная дорога и коммунальное хозяйство успешно использовали этот материал. При сухой установке он поглощает влагу из окружающей почвы и затвердевает, удерживая влагу внутри своей структуры. При использовании в сухом виде смешивание не требуется, и вы достигаете максимальной эффективности за считанные дни. Это потому, что он поглощает достаточно воды из окружающей почвы. Вы также можете предварительно смешать его с водой до густой суспензии. Вы можете добавить его в траншею, содержащую заземляющий проводник, или использовать его вокруг заземляющего стержня в просверленном отверстии. Материал связывает воду в цемент, образуя постоянную массу с высокой проводимостью.

Удельное сопротивление некоторых продуктов, подтвержденное испытаниями, составляет 0,12 Ом·м или ниже по сравнению с 2,5 Ом·м для бентонитовой глины. В отличие от бентонитовой глины цементоподобный материал не зависит от постоянного присутствия воды; он также не требует периодической зарядки/замены.

Идеальный материал для улучшения грунта не требует обслуживания. При проектировании или установке подземной системы заземления ищите материалы, которые не растворяются и не разлагаются со временем, требуют периодической зарядки или замены или зависят от постоянного присутствия воды для поддержания проводимости.

Установка материалов для улучшения грунта. После выбора материала продумайте способ установки. Размещение материала для улучшения грунта выполняется быстро и легко. Для установки вокруг заземляющего стержня (рис. 4 в исходной статье) просверлите отверстие диаметром от 3 до 6 дюймов на глубину, равную на 6 дюймов меньше длины стержня. Опустите стержень в отверстие так, чтобы нижний конец был отцентрован и вбит в землю не менее чем на 12 дюймов. Подсоедините заземляющий проводник к заземляющему стержню. Затем заполните большую часть отверстия материалом для улучшения грунта. Наконец, заполните оставшуюся часть отверстия почвой, удаленной во время бурения.

Установка проводника в траншее включает шесть этапов, перечисленных ниже. См. рис. 5 для получения дополнительной информации. Если вы используете цемент проводящего типа для улучшения грунта, см. расчетное количество погонных футов, которое можно получить из мешка с материалом для использования в качестве покрытия заземляющего проводника, в Таблице 2 (на странице 64P, в оригинальной статье).

Выкопайте траншею шириной не менее 4 дюймов и глубиной 30 дюймов или ниже линии промерзания, в зависимости от того, что глубже.
Рассыпьте достаточно материала для улучшения грунта (сухого или в виде суспензии), чтобы покрыть дно траншеи глубиной около 1 дюйма.
Поместите проводник поверх материала для улучшения заземления.
Насыпьте больше материала для улучшения заземления поверх проводника, чтобы полностью покрыть проводник, глубиной около 1 дюйма.
Осторожно засыпьте материал для улучшения грунта землей на глубину около 4 дюймов, следя за тем, чтобы не обнажить проводник.
Утрамбуйте почву и засыпьте траншею.

Электроды химического типа — еще один вариант для сложных ситуаций с заземлением. Они состоят из медной трубки, заполненной солями, установленной в просверленном отверстии или траншее. Электрод засыпан материалом для улучшения грунта. Медная трубка имеет отверстия в верхней и нижней части, а верхняя часть электрода остается открытой для атмосферы. Вода медленно растворяет соли, которые попадают в трубу через верхние отверстия, открытые для атмосферы. Раствор соли с высокой проводимостью просачивается в почву из отверстий в нижней части трубы.

Материал обратной засыпки обычно представляет собой бентонитовую глину или комбинацию бентонитовой глины на дне и описанного выше цементного раствора наверху. Электроды химического типа требуют периодической перезарядки солей. Несмотря на более высокую стоимость, чем заземляющий стержень в цементном растворе, несколько долгосрочных испытаний показывают, что электрод химического типа обеспечивает примерно такую же эффективность.