Глубинное заземление

Современное глубинное [модульно-штыревое] заземление из специальных заводских комплектующих - это вариант, когда вертикальный заземлитель для заземляющего устройства, смотирован в грунт из отдельных, сединенных между собой металлических деталей. Базой комлектующих, являются различные типы металлических стержней, предназначенные как для резьбового соединения между собой, так и соединения модульной конструкции без резьбы.

Сегодня, с использованием заводских специализированных деталей, монтаж глубинных заземлителей стал доступен без привлечения специальной техники.
Глубинный монтаж с одной точки позволяет производить работы на ограниченной площади, например - при установке нового медицинского оборудования или станков в старой застройке, где порой бывает категорически трудно найти место, как снаружи так и внутри, чтобы забить единичный заземлитель, а о месте для многоэлектродного контура не может быть и речи.

Проверка сопротивления глубинного заземлителя

Чтобы установленный глубинный заземлитель, соответствовал требуемым нормативам, монтажные работы проводятся с поэтапными контрольными проверочными измерениями сопротивления.

В случае, если в поцессе проверки, регламентируемый параметр сопротивления заземления не достигнут, после оценки проблемы, необходимо продолжить работы и увеличить длину сборного электрода.

Как влияет грунт на глубинное заземление?

Состав грунтов на месте установки глубинных систем заземления напрямую влияет на трудозатраты, удельные сопротивления грунтов могут, как уменьшить, так и увеличить объем работ. При одинаковых требованиях к сопротивлению в почве с большим значением удельного сопротивления, расход материалов всегда будет больше, а иногда и в несколько раз.

Электрическая проводимость материала для глубинного заземлителя

Следует понимать, что электрическая проводимость материала играет существенную роль для проведения работ в грунтах с большим удельным сопротивлением и достижением требуемого низкого сопротивления, например до 2 Ом.
Если при монтаже на большую глубину (от 20 метров) для достижения 10 или 30 Ом разницы особой нет, то для достижения значения до 2 Ом в грунтах с большим удельным сопротивлением, при равных составляющих, она будет существенная, например между омеднённой и нержавеющей сталью. Чем длинее вертикальный заземлитель, тем выше сопротивление конструкции самого заземлителя в зависимости от типа материала.

Металл \| сплав	Сопротивление в сравнении с медью
Медь	1.0
Цинк	3.7
Латунь	4.5
Железо	7.7
Сталь	12
Чугун	30

Чем забивать глубинный модульный заземлитель?

Для погружения глубинного заземлителя в грунт, применяется перфоратор или электромолот с большой ударной силой. Профессиональное проведение работ, для забивания модульно-штыревой конструкции, подразумевает наличие электроинструмента с силой удара от 25Дж.

Готовые наборы для глубинного заземления

Следует учитывать фактор, что готовые комплекты глубинного заземления являются лишь рекомендованными набором и для каждого конкретного объекта требуется индивидуальный подбор комплектующих, который зависит от следующих факторов:

Назначение заземления;
Доступная площадь для проведения работ
Требуемое сопротивление растеканию тока
Тип грунта на участке
Глубина грунтовых вод

Вне зависимости из какого материала произведён монтаж глубинного заземления - техническое состояние заземляющего устройства должно соответствовать нормативам и быть таким, чтобы значение сопротивления растеканию тока соответствовало требованиям обеспечения защиты и работы установки в течение периода эксплуатации, а протекание тока замыкания на землю и токов утечки не создавало опасности, в частности, в отношении нагрева, термической и динамической стойкости, а также были обеспечены необходимая прочность или дополнительная механическая защита.

Принцип монтажа модульного глубинного заземления на базе омеднённых резьбовых стержней:

Острый стартовый наконечник накручивается на резьбу стержня;
На противоположный конец стержня - накручивается муфта;
В муфту до упора вкручивается удароприемная насадка;
Первый стержень забивается в землю;
Затем выкручивается удароприемная насадка из муфты;
В муфту до упора вкручивается второй стержень;
На противоположный конец второго стержня накручивается муфта;
В муфту вкручивается удароприемная насадка до упора;
Погружается (забивается) следующая часть модульной конструкции;
И в таком порядке продолжается монтаж. до погружения всех требуемых модулей заземлителя
С помощью болтового зажима заземляющий проводник соединяется с зазмлителем, через промежуточную разделительную пластину;

542.2.1 Типы, материалы и размеры заземляющих электродов должны обеспечивать коррозионную и необходимую механическую прочность на весь срок службы.
542.2.4 При выборе типа и глубины установки заземляющих электродов должны быть учтены возможности механического повреждения и минимизации воздействия высыхания или промерзания грунта.
542.2.5 При применении в заземляющих устройствах разных материалов должна быть предусмотрена возможность возникновении электрической коррозии.
542.2.8 Если заземлитель состоит из частей, которые должны быть соединены вместе, соединение должно быть выполнено экзотермической сваркой, опрессовкой, зажимами или другим разрешенным механическим соединителем.
К заземляющим устройствам, предназначенным применения в земле, предъявляют следующие требования:
- они должны надежно обеспечивать требования защиты установки;
- протекание токов замыкания на землю и токов защитных проводников на землю не должно создавать опасности от нагрева, термомеханических и электромеханических воздействий и опасности поражения электрическим током;
- при необходимости они должны удовлетворять функциональным требованиям;
- соответствовать условиям внешних воздействий (см. МЭК 60364-5-51), например, механических воздействий и коррозии.
Заземляющий проводник - проводник, соединяющий заземляемую часть (точку) с заземлителем.
1.7.116. Для выполнения измерений сопротивления заземляющего устройства в удобном месте должна быть предусмотрена возможность отсоединения заземляющего проводника. В электроустановках напряжением до 1 кВ таким местом, как правило, является главная заземляющая шина. Отсоединение заземляющего проводника должно быть возможно только при помощи инструмента.
1.7.117. Заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления к главной заземляющей шине в электроустановках напряжением до 1 кВ, должен иметь сечение не менее: медный - 10 мм², алюминиевый - 16 мм², стальной - 75 мм².
Заземляющие штыри (электроды) в грунте:
D.1 Общие требования для глубинного заземления (и не только).
Сопротивление глубинного электрода заземления зависит от его размера, формы и удельного сопротивления грунта в который его заглубляют. Это удельное сопротивление часто изменяется по длине и глубине. Удельное сопротивление почвы выражается в Омах — сопротивление цилиндра площадью поперечного сечения основания 1 м² и длиной 1 м. Характер поверхности и растительности может дать некоторую информацию относительно более или менее благоприятной характеристики почвы для установки заземлителя. Более надежная информация обеспечивается при наличии результатов измерений на заземляющих электродах, установленных в подобной почве. Удельное сопротивление почвы зависит от влажности и температуры, оба эти параметра изменяются в течение года. Влажность — под влиянием гранулирования почвы и ее пористости. Практически, удельное сопротивление почвы увеличивается при уменьшении влажности. Грунты в зонах подтопления рек, как правило, не подходят для устройства заземлителей. Эти грунты состоят из каменной основы, являются сильно проницаемыми и легко затопляются отфильтрованной водой с высоким удельным сопротивлением. В этом случае должны устанавливаться глубинные электроды, чтобы достигнуть более глубоких слоев грунта, у которых может быть лучшая проводимость. Мороз значительно увеличивает удельное сопротивление почвы, которое может достигать нескольких тысяч Ом в замороженном слое. Толщина этого замороженного слоя в некоторых областях может составить один метр и более. Засуха также увеличивает удельное сопротивление почвы. Эффект засухи может наблюдаться в некоторых областях до глубины 2 м. Значения удельного сопротивления при таких условиях могут быть такого же порядка как и во время мороза.
D.3 Заземляющие электроды заглубленные в грунт.
Заземляющие электроды(штыри), заглубленные в грунт могут быть выполнены из:
- стали горячего цинкования,
- стали в медной оболочке,
- стали с медным покрытием,
- нержавеющей стали,
- голой меди.
Соединения между различными металлами не должны быть в контакте с почвой. Не следует применять другие металлы и сплавы. Минимальная толщина и диаметры деталей принимаются для обычных рисков химического и механического старения. Однако, эти размеры могут быть не достаточными в ситуациях,где присутствуют существенные риски коррозии. С такими рисками можно встретиться в почвах, где распространяют блуждающие токи, например возвратные токи постоянного тока в цепях электрической тяги или в близи установок катодной защиты. В этом случае должны быть приняты специальные меры предосторожности. Заземляющие электроды должны быть заглублены в самых влажных частях грунта. Они должны быть расположены вдали от свалок отходов, где возможна фильтрация, например, экскрементов, жидких удобрений, химических продуктов, кокса, и другие, которые могут их разъесть и расположены максимально далеко от оживленных мест.