Модульно-голчастого заземлення: конструкція, монтаж, переваги і недоліки

Модульно-голчастого заземлення – конструкція, що забезпечує необхідні параметри по току розтікання контуру заземлення, що складається з металевих стрижнів (електродів), що вмонтовуються вертикально в грунт, металевої смуги, що монтується горизонтально, з’єднувальних затискачів і муфт.

За конструктивними особливостями модульно-штирьова система – вдосконалений варіант заземлення класичного вигляду, при виготовленні якого використовується металевий куточок.

Конструктивні особливості

На відміну від контуру заземлення, при виготовленні якого в якості вертикальних і горизонтальних електродів використовується металевий профіль (куточок), в системі модульно-штирьовий типу елементи конструкції виготовляються з таких матеріалів:

  • вертикальні електроди – зі сталевих обміднений стрижнів довжиною 1,5 метра;
  • горизонтальні електроди – сталева (мідна) смуга або мідний дріт;
  • з’єднувальні муфти – з обмідненої стали, служать для з’єднання електродів;
  • з’єднувальні затиски – з латуні, служать для з’єднання вертикальних і горизонтальних електродів, підключення до заземлюючим об’єктів.

На ринку подібних товарів модульно-штирові системи заземлення, що випускаються в промислових масштабах, додатково комплектуються такими складовими:

  • наконечники, виготовлені зі сталі;
  • посадочний майданчик зі сталі;
  • спеціальна паста.

Наконечники використовуються для полегшення монтажу електродів, для їх кріплення застосовують нарізне сполучення. Посадочний майданчик закріплюється на стрижні за допомогою нарізного сполучення і служить для передачі зусиль вібромолота на забивається вертикальний електрод.

Спеціальна паста потрібна для обробки місць з’єднання електродів (з’єднувальні муфти, наконечники) і місць стикування вертикальних і горизонтальних електродів (з’єднувальні муфти).

Обробка пастою дозволяє захистити місця контактів від корозії, тим самим знизивши опір розтіканню на цих ділянках системи заземлення.

Покрокова інструкція виконання робіт

Роботи з виконання робіт по монтажу модульно-штирьовий заземлення можна розбити на кілька етапів: підготовчий, монтаж і завершальний.

Підготовчий етап

Купується комплект системи заземлення, готуються необхідні інструменти та прилади, вибирається місце для установки системи заземлення.

Монтаж контуру заземлення

Роботи з монтажу контуру заземлення модульно-штирьовий типу виконуються в певній послідовності.

У місці, де має бути виконати монтаж, виконується завмер питомого опору грунту. Для цього використовують спеціальні прилади для комплексного випробування систем заземлення, що випускаються різними виробниками.

Після того як питомий опір ґрунту визначено, можна визначити необхідну кількість вертикальних електродів, використовуючи формулу: n = R *? / Rн, де:

  • n – кількість електродів (стрижнів);
  • R – опір розтіканню одного вертикального електрода;
  • Rн – нормативний опір грунту;
  • ? – коефіцієнт сезонності.

При виконанні розрахунку попередньо необхідно розрахувати і визначити кілька показників.

Опір розтіканню (R) одного вертикального електрода. Визначається за формулою: R = P / 2 * (1n (2L / d) + 0,5ln (4T + L / 4T-L)), де:

  • Р – питомий опір ґрунту, Ом / м;
  • L – довжина електрода;
  • d – діаметр електрода;
  • Т – відстань від середини стрижня до поверхні землі;
  • ln – лінійний логарифм.

Нормативне опір грунту (Rн), відповідно до «Правил улаштування електроустановок» (ПУЕ), має відповідати для електроустановок напругою до 1 кВ (при лінійних напругах 660/380/220 В):

  • в безпосередній близькості від нейтралі – 15/30/60 Ом відповідно;
  • з урахуванням природних заземлювачів і повторних заземлювачів ліній, що відходять – 2/4/8 Ом відповідно.

Коефіцієнт сезонності, відповідно до ПУЕ, визначається для різних кліматичних зон так:

вид електрода кліматична зона
II III IV
вертикальний 1,8 – 2,0 1,5 – 1,8 1,4 – 1,6 1,2 – 1,4
горизонтальний 4,5 – 7,0 3,5 – 4,5 2,0 – 2,5 1,5

Важливо! Розрахунок можна виконати, використовуючи спеціальні комп’ютерні програми або скористатися онлайн-калькулятором розрахунку в мережі Інтернет.

Коли кількість вертикальних електродів визначено, приймається рішення про форму їх розташування на місцевості (в лінію, трикутник, багатокутник).

Форма контуру заземлення залежить від кількості заземлювачів і місця розташування конструкції від блізрасположенних будівель і інженерних комунікацій.

Виробляється виїмка грунту на глибину 0,5 – 0,7 метра відповідно до обраної конфігурацією контуру заземлення (риється траншея). Виконується монтаж першого модульного штиря (вертикального електрода) збирається конструкції.

Роботи по збірці стрижневого елемента конструкції виконуються в такій послідовності:

  1. На нижній кінець модуля навертається наконечник, використовується спеціальна мастика.
  2. На верхній кінець модуля навертається посадочний майданчик.
  3. Модель встановлюється в розмічене місце траншеї. за допомогою електро- або пневмоотбойного молотка забивається на всю довжину.
  4. При необхідності установки ще одного модуля в конструкції окремо взятого вертикального електрода використовується інструмент від’єднується, вивертається посадочний майданчик, а на її місце навертається сполучна муфта, після чого встановлюється наступний модуль і здійснюється його занурення в грунт.
  5. Коли перший заземлитель змонтований, проводиться проміжне випробування – перевіряється опір розтікання струму одного вертикального електрода. Значення повинно характеризувати, чи правильно були зроблені попередні розрахунки. Якщо значення не збігаються, потрібно внести корективи в конструкцію контуру – додати або зменшити кількість електродів.
  6. Виконати монтаж необхідної кількості вертикальних елементів конструкції.
  7. У траншею укладаються горизонтальні електроди (заземлювачі), які за допомогою з’єднувальних затискачів і з використанням спеціальної пасти кріпляться до вертикальних заземлювачів.
  8. Траншея засипається грунтом з пошаровим трамбуванням останнього.

завершальний етап

На завершальному етапі виконання робіт проводиться контрольне вимірювання змонтованого контуру заземлення та здійснюється перевірка отриманих значень на відповідність вимогам ПУЕ.

Після виконується підключення змонтованої конструкції до заземлюючим елементів (система грозозахисту, електричне обладнання та мережі, інженерні комунікації, що підлягають заземленню).

Переваги та недоліки системи

До переваг модульно-штирьовий системи відносяться:

  1. Простота виконання монтажних робіт.
  2. Використання вертикальних електродів великої довжини дозволяє змонтувати систему на обмеженій площі простору при дотриманні необхідних параметрів струму розтікання.
  3. На виконання робіт потрібна мінімальна кількість трудовитрат, що визначає чисельність бригади монтажників (1 – 2 людини).
  4. Відсутня необхідність використання зварювального устаткування.
  5. Використання ручного механізованого інструменту (електро- або пневмоотбойного молотка) значно знижує трудовитрати і час виконання робіт.
  6. Використання обміднений стрижнів і сполучних елементів, при виготовленні яких використовують метали, стійкі до корозії, значно збільшує терміни експлуатації системи.
  7. Елементи системи виробляються на промисловій основі та реалізуються комплектно, що забезпечує якість використовуваних елементів і можливість швидкого монтажу.

Основний недолік – висока вартість, обумовлена ??якістю матеріалів і наявністю конструктивних елементів (наконечники, муфти, затискачі), виготовлення яких вимагає спеціальних видів обробки.

При влаштуванні системи заземлення всі результати вимірювань оформляються відповідними протоколами, самі вимірювання повинна проводити електровимірювальна лабораторія, зареєстрована в установленому законом порядку, а на контур заземлення оформляється Паспорт заземлювального пристрою.