Как делают заземление в скальной породе
Перейти к содержимому

Как делают заземление в скальной породе

  • автор:

Заземление в скальном грунте

заземление в скальном грунте

Добрый день! Как можно сделать хорошее заземление в скальном грунте?
============
Приветствую. Если на скальном монолите есть хотя бы 0,8 — 1 метр мелкого грунта, можно воспользоваться электролитическим заземлением. Это горизонтальный электрод в виде трубы из нержавеющей стали с перфорацией, внутри которой находится смесь специальных солей. Эта соль впитывает влагу из окружающего грунта и, выщелачиваясь, выходит в этот грунт в виде электропроводящего электролита. Таким образом, грунт резко уменьшает своё удельное сопротивление — позволяя получить сопротивление заземления электрода (той самой трубы из нержавеющей стали) в 10 раз меньше, чем обычного горизонтального электрода таких размеров в обычном (не улучшенном) грунте.

Мало того — электролитическое заземление активно используется для монтажа заземляющих устройств в вечномерзлых грунтах, где сопротивление растеканию равное 4 Ома реально в зимний период.

Смотрите также:

Консультация и вопросы от технического центра ZANDZ.com

(К сожалению, мы не консультируем частных лиц )


Пн-Пт,
7:00-16:00
Мск

Дмитрий Красноборов Технический специалист по молниезащите и заземлению


Пн-Пт,
9:30-18:00
Мск

Денис Поздняков Технический специалист по молниезащите и заземлению


Пн-Пт,
9:00-18:00
Мск

Заземление в частном доме

В настоящее время безопасности человека уделяется много внимания. Качественно выполненное заземление частного дома – залог безопасности и спокойной жизни его обитателей. Сейчас ни одна организация не запустит электроснабжение дома без заземления. Да, от поражения электрическим током погибает не так много человек в России. Но ведь никто не хочет пополнять собой данную статистику. Даже если отбросить требование ПУЭ, здравый смысл говорит о необходимости заземления частного дома.

Как сделать заземление в частном доме?

Есть несколько способов выполнить заземление частного дома.

  • поверхностное заземление с помощью нескольких уголков, сваренных между собой;
  • глубинное заземление с помощью готовых комплектов стержневого заземления;
  • электролитическое заземление. Этот способ применяется, когда другие не возможны (например, в условиях вечной мерзлоты или, когда грунт представляет собой скальные и каменистые породы.

Давайте рассмотрим преимущества и недостатки первых двух вариантов:

Поверхностное заземление по классической схеме «треугольник»:

➕ низкая цена материала

➖ высокая стоимость монтажа специалистами

➖ большое количество земляных работ

➖ необходимость сварочных работ

➖ небольшой срок службы

➖ изменяющееся в зависимости от времени года сопротивление заземляющего контура

➖ необходимость большой площади для монтажа

➖ практически невозможность монтажа в зимний период

Глубинное заземление готовыми комплектами стержневого заземления:

➖ более высокая стоимость материалов

➕ минимальное количество или полное отсутствие земляных работ

➕ возможность применения спец. инструмента для ускорения процесса монтажа

➕ большой срок службы (для комплектов из омедненной или нержавеющей стали)

➕ эффективность заземления постоянна и не зависит от времени года

➕ минимальная необходимая площадь для монтажа

➕ возможность самостоятельного монтажа

➕ возможность монтажа в подвале здания или под крыльцом

➕ возможность монтажа в зимний период

➕ возможность нарастить длину стержня благодаря модульности

Дешевое заземление будет работать, если.

Если стоимость материалов для вас имеет решающее значение, и вы по-прежнему намерены заземлить дом по старинке, то позвольте дать несколько советов:

  1. Верх стержня из уголка или прутка должен быть не выше уровня промерзания грунта.
  2. Совсем необязательно делать контур в виде треугольника. Можно выполнить контур из последовательно соединенных стержней в ряд.
  3. Нужно забить электрод на максимальную глубину, но не менее 3 м. Иными словами, заглубляйте пока забивается.
  4. Шаг между 2 стержнями должен быть не менее длины стержня, а лучше превысить его в 1,5-2-3 раза (чем больше, тем лучше)
  5. Не стоит гнаться за размерами поперечного сечения заглубляемого стержня. Решающее значение имеет длина стержня и только потом площадь контакта с грунтом.
  6. Не используйте в качестве электрода арматуру!
  7. Ни в коем случае не стоит покрывать электроды краской — стержень должен контактировать с грунтом.
  8. А вот место сварного соединения обязательно нужно заизолировать и защитить от коррозии.

Если для вас эффективность и срок службы имеют решающее значение, значит вы остановились на модульно-стержневом заземлении. Рассмотрим монтаж такой системы.

Заземление в частном доме своими руками

Для монтажа системы заземления нам потребуется: кувалда или отбойный молоток (с энергией удара от 20 Дж) + специальная насадка SDS-max, лопата, ключ с шестигранной головкой на 14 и 12.

Для монтажа комплекта заземления потребуется насадка для отбойного молотка SDS-max или кувалда, лопата, паста токопроводящая

1. Первоначально необходимо определиться с местом монтажа. Для этого подойдет любая, даже самая маленькая площадь. Сделать монтаж заземления в частном доме своими руками можно даже в подвале или под крыльцом. От фундамента желательно отступить 1 м.

2. Сделать небольшое углубление в грунте (для того, чтобы можно было засыпать заземлитель после монтажа). Если заземлитель монтируется в место, исключающим его возможное механическое повреждение, допускается не выполнять углубление и следовательно, дальнейшую засыпку грунтом.

Начинаем делать заземление в частном домеНанести на резьбовую часть стерженя токопроводящую пасту

3. Взять из комплекта первый стержень заземления, на резьбовую часть с одной стороны нанести токопроводящую пасту и завернуть стартовый наконечник.

Закрутить стартовый наконечник на резьбовую часть электродаУстановить заземляющий электрод в заготовленную лунку

4. Нанести на резьбовую часть с другой стороны токопроводящую пасту, завернуть соединительную муфту. В муфту завернуть удароприемный болт.

Нанести на резьбовую часть электрода заземления токопроводящую пастуЗавернуть на резьбовую часть электрода соединительную муфту

5. Забить стержень в грунт кувалдой или отбойным молотком. Удары должны осуществляться по болту!

Закрутить удароприемный болт в муфтуЗабить стержень заземления кувалдой или отбойным молотком

6. Открутить болт, на резьбовую часть второго стержня нанести токопроводящую пасту и завернуть стержень в соединительную муфту первого стержня.

Нанести на второй стержень токопроводящую пастуЗакрутить второй электрод в муфту

7. Повторить п. 4, 5 для второго стержня.

8. Во время монтажа резьбовое соединение стержня может ослабиться. Поэтому необходимо осуществить протяжку резьбовых соединений стержней путём закручивания удароприёмного болта по часовой стрелке.

9. Повторить п. 6, 4, 5, 8 для третьего и последующих стержней.

10. Произвести измерения сопротивления контура заземления.

11. Подсоединить универсальный зажим к стержню, к зажиму – провод ПВ-3 (ПуГВ) сечением 16 или 25 кв. мм.

Соединить провод с стержнем

12. Провод протащить через гофрированную трубу.

13. Нанести изоляционную ленту на зажим.

Покрыть зажим с проводом изоляцией

14. Произвести подключение провода к ГЗШ.

15. Засыпать углубление грунтом.

На этом монтаж заземления своими руками можно считать завершенным.

Электролитическое заземление в средней полосе России

Электролитическое заземление в средней полосе России

Применение электролитического заземления в зоне вечной мерзлоты не вызывает никаких вопросов. Использование же такого заземления для почв с удельным сопротивлением менее 300 Ом•м выглядит как расточительство. Тем не менее, возможности данного вида заземления не ограничиваются только обеспечением низкого сопротивления в промерзшей почве. И в средней полосе России встречаются почвы с высоким удельным заземлением, где применение электролитического заземления тоже может принести пользу.

Помимо вечной мерзлоты к проблемным с точки зрения организации заземления относят также песчаные, известняковые и скалистые грунты. Такого рода грунты можно встретить и в средней полосе России. Удельное сопротивление песчаные грунтов составляет от 400 Ом•м, известняка — от 2000 Ом•м, скальных пород — от 4000 Ом•м. Более подробно об этом можно прочесть здесь. Электролитическое заземление здесь может помочь по двум направлениям. Во-первых, значительное увеличение площади контакта электрода с почвой. Во-вторых, снижение максимального значения сопротивления заземления в зимний период, когда промерзает почва до допустимого значения. Тогда при проектировании не придется закладывать большой запас по удельному сопротивлению грунта, что для сложных грунтов приводит к слишком высокой стоимости решения. То есть выгоднее установить электролитическое заземление с одним электродом, чем большое количество электродов для заземления традиционной конструкции.

Песок

Помимо более высокого удельного сопротивления, песчаные грунты характеризуются большей глубиной промерзания по сравнению с другими типами рыхлых грунтов, распространенных в регионе. Если взять данные о глубине промерзания из СНиП 23-01-99 для средней полосы и округлить их, получится, что грунт может замерзнуть на глубину до 2 м.
Соответственно, для надежного заземления в песчаных грунтах следует использовать длинные вертикальные штыри, длиной порядка 10 м. Расстояние между такими штырями, во избежание действия экранирующего эффекта, должно быть не менее 20 м. При этом электролитическое заземление может оказаться более компактным.

Здесь показан конкретный пример организации заземления в песчаном грунте. Обычное заземление представлено двумя вертикальными штырями длиной 10,5 м каждый и горизонтальным электродом длиной 9 м. В итоге полоска земли размерами 21 x 2 м выводится из хозяйственного оборота. Для сравнения, применение электролитического заземлителя с единственным горизонтальным электродом выводит из хозяйственного оборота лишь талик в виде овала размерами 6×3 м. При этом обеспечиваются те же параметры, что и с громоздким обычным заземлением. Это достигается за счет большей площади контакта в электролитическом заземлении при той же длине штыря.

Известняк

Известняк

Экономическая целесообразность применения электролитического заземления в известковых породах зависит от возможности пробурить скважину до грунтовых вод

Важной особенностью известковых пород в средней полосе России является то, что под ними, обычно на глубине около 2 м, находятся грунтовые воды. Соответственно, если у вас есть техническая возможность пробурить в известковых породах скважину глубиной порядка нескольких метров, то электролитическое заземление становится ненужным. А вот если есть возможность только вырыть траншею глубиной 0,7 м, то электролитическое заземление с горизонтальным электродом будет оптимальным вариантом.

Скальные породы

В средней полосе голые скалы практически не встречаются, но есть скальные породы, покрытые сверху слоем почвы. При этом ПУЭ допускает использование заземление с горизонтальными электродами на глубине от 0,15 м. Малая глубина залегания подразумевает промерзание грунта зимой. Применение электролитического заземления дает возможность обеспечить низкое сопротивление в таких условиях.

Траншея

В скалистом грунте сложно сделать скважину, но можно прокопать неглубокую траншею, куда будет установлено электролитическое заземление

Учитывая, что бурение скальных пород — дело длительное и дорогостоящее, применению для них электролитического заземления в условиях средней полосы нет альтернативы.

Выводы

Целесообразность применения электролитического заземления для песчаных грунтов определяется особенностями проекта, иначе говоря, готов ли заказчик заплатить чуть больше за более компактное решение. При проектировании заземления в известняковых грунтах все будет зависеть от доступности водоносных слоев. Сможете пробурить до них скважину — можно обойтись обычным заземлением, если нет — электролитическое заземление становится более выгодным решением. Наконец, в скальных грунтах электролитическое заземление в большинстве случаев предпочтительно по сравнению с обычным, если речь идет о средней полосе, где зимой промерзает почва. Тем не менее, данная статья дает лишь общие ориентиры, позволяя заказчику более точно сформулировать задачу проектировщику. Разработка проекта заземления для проблемных грунтов — сложная задача, ее лучше поручить профессионалам с большим опытом. Например, значительный опыт проектирования заземлений в разнообразных грунтах накоплен в Техническом центре ZANDZ.com. Обратившись туда, клиент получит оптимальное решение для его условий.

Заземление на скальном грунте

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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *