Характеристиками меди, подходящими для высококачественного заземления, являются высокая электропроводимость, пластичность, коррозионная стойкость, но медь достаточно мягкий материал и поэтому практически невозможно использовать вертикальные электроды большой длины.
В настоящее время получили широкое применение заземлители из стали с гальваническим медным покрытием (омедненная сталь).
Преимуществом омедненной стали по сравнению с чистой медью является меньшая цена и высокая механическая прочность. Это делает возможным монтаж модульных вертикальных электродов на большую глубину. Медное [99.9%] гальваническое покрытие толщиной не менее 0.250 мм обеспечивает высокую коррозионную стойкость заземлителя в грунте на протяжении многих лет. В малоагрессивных грунтах - омеднённое заземление служит более 50 лет, в щелочных и кислотных почвах - до 50, в сильнокислых и агрессивных грунтах - срок службы около 30 лет.
Для забивания вертикальных электродов из омедненной стали на относительно небольшую глубину можно использовать ручной инструмент (кувалду).
Для монтажа вертикальных электродов большой длиныи применяется ручной электрический отбойный
молоток с насадкой.
Заземление из меди (омедненной стали) широко применяется для объектов индивидуального строительства (электроустановки дома, дачи, газового котла, генератора и т. п.), а также для объектов различного назначения.
Следует отметить: - Вне зависимости из какого материала произведён монтаж заземления, из нескольких заземлителей или установлен единичный электрод (одним штырем) - техническое состояние заземляющего устройства должно соответствовать ПУЭ 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.
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 контура заземления(и не только).
Сопротивление заземляющего электрода контура 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.
