Штучний заземлювач: види, функції, вимоги і установка

Металоконструкції, спеціально виконуються для заземлюючих ланцюгів, характеризуються як штучного заземлювача. Використовується цей вид електродів в таких випадках:

  • неможливість застосування природних заземлюючих елементів;
  • перевищення струмових показників допустимих навантажень на природний заземлювач.

Такий структурний елемент заземлення має певну конфігурацію (матеріал, кількість елементів, довжина, місце розташування електродів).

Що виступає в ролі штучного заземлювача

Заземляющий елемент виконується у вигляді провідника (електрода) певного матеріалу, який поміщається в грунт. У деяких випадках монтується кілька подібних заземлювачів.

Визначення ситуації, коли необхідно монтувати саме групу штучних стрижнів, реалізується за допомогою спеціальних розрахунків. Результатом обчислення обґрунтовується вибір конфігурації електрода по відношенню до його опору – основного показника, який визначає якість заземлення.

Важливо! Сукупність з’єднаних штучних стрижнів, вмонтованих в землю і об’єднаних з електрообладнанням за допомогою провідника, утворює заземлюючий контур.

Штучний заземлювач виготовляється з таких матеріалів:

  1. Обміднений сталь. З’єднання міді і стали має хороше зчеплення. Стрижні міцні, відмінно контактують з будь-якими матеріалами. За рахунок хімічних особливостей сплав має відмінну електропровідністю. Електрохімічна активність міді і стали незначна, нормальна експлуатація заземлювачів з такого металу може досягати більше ста років.
  2. Оцинкована сталь. Переваги – корозійна стійкість матеріалу, низький опір, електроди стійкі до кислотному середовищі.
  3. Чорні метали. Недолік – швидке руйнування в агресивному грунті (утворюються корозія і іржа). Висока міцність матеріалу підвищує опір розтікання струму, що вкрай небезпечно для людини.

Крім матеріалу, штучні заземлювачі різниться за формою і по розташуванню в грунті (поглиблений вертикальний і протяжної горизонтальний тип).

Чим відрізняються вертикальні і горизонтальні заземлювачі

Особливої ??функціонального відмінності між такими типами електродів немає. При монтажі як вертикального, так і горизонтального елемента важлива лише глибина їх занурення.

Стандартні показники заглиблення:

  1. Верхній кінець вертикально закладених в грунт заземлюючих елементів поглиблюється на 0,7 м. Укладаються на дно горизонтально, по периметру фундаменту. Діаметр електродів – від десяти до шістнадцяти мм, довжина – до 5 м.
  2. Горизонтальні елементи заземлювального пристрою заглиблюються в грунт на 0,5 м. Якщо земля орна, прокладати їх необхідно на глибину не менше 1 м. Раціональність їх застосування обгрунтована лише при хорошій електропровідності верхнього шару грунту. Такий вид електродів може використовуватися для зв’язку вертикальних заземлюючих елементів. З’єднання виконуються за допомогою зварювання. Застосовується або сталь округлої форми діаметром більше 10 мм, або сталеві смуги товщиною більше 4 мм.

Зверніть увагу! Практичний використовувати вертикальні заземлювачі. Горизонтальні елементи заземлення вкрай складно заглибити в грунт на необхідну глибину. При невеликій глибині в таких заземлителях починає погіршуватися основний характеризує показник – збільшується питомий опір.

Конкретного профільного вимоги, яке регламентує монтаж заземлювачів чітко в вертикальному положенні, не існує (виключно рекомендаційний характер). Можливий варіант установки вертикального електрода під незначним кутом. Такий фактор не відбивається на функціональності заземлювача.

Функції штучного заземлення елемента

Згідно з пунктом ПУЕ 1.7.28, заземлення має бути організовано для всіх видів промислових і побутових електроустановок. Необхідність установки аргументована практичною значущістю функцій системи. Кожній частині заземлювального пристрою відведена своя задача.

Провідний елемент або сукупність з’єднаних між собою аналогічних елементів заземлювального пристрою грають важливу роль в належній роботі всієї системи заземлення об’єкта.

Існує дві основні функції заземлення, які реалізуються за допомогою штучного заземлювача:

  1. Забезпечення електричної безпеки користувачам електроустановки. Основні завдання захисної функції – зменшення показників різниці потенціалів, відведення блукаючого струму. Струм витоку утворюється при взаємодії заземляющего предмета з фазним кабелем.
  2. Підтримка ефективної і безперебійної роботи як електричного обладнання, так і всієї електроустановки.

Важливо! Заземлення більш ефективно, коли електрична система об’єкта оснащена УЗО (пристроєм захисного відключення) або аналогічними захисними приладами. Такі пристрої моментально реагують на витік струму.

Штучний заземлювач має ряд вимог, реалізація яких дозволить досягти належного результату виконання функцій. Основа – надійний монтаж і оптимальне розташування в грунті заземляющего елемента.

Як встановлювати штучний електрод в грунт

Штучний заземлювач в процесі виготовлення неодноразово піддається перевірці на відповідність усім параметрам нормативних вимог. Аналогічна ситуація з його установкою і розташуванням в грунті. Узагальнивши дані, можна виділити основні моменти виробництва такого електромонтажу:

  1. Процес установки практично повністю механізований.
  2. Якщо передбачено два протяжних (горизонтальних) променя, від заземлювальної частини електроустановки електроди прокладаються в протилежних напрямках. За умови, що заземлювачів більше двох, прокладка променів здійснюється під нахилом (кут в 120 ° – 90 °). Обумовлено таке розміщення поліпшенням показника опірності.
  3. При монтажі заземлювача часто відбувається розподіл потенціалів. Різниця потенціалу на поверхні грунту (зверху заземлювача) і навколо елемента (всередині грунту) служить причиною виникнення небезпечних напруг. Для вирівнювання потенціалів в таких випадках штучний заземлювач виготовляється у формі сітки. Горизонтальні електроди прокладаються як уздовж, так і поперек площі електроустановки. З’єднання на місцях перетину виконуються зварюванням.

Важливо! При близькому розташуванні електродів такого типу відбувається екранування. Знижується показник їх ефективності.

Завершальним етапом виконання заземлення обов’язково буде робота з вимірювання параметрів опору заземлення.

Як визначити опір

Згідно нормативної документації, такий показник вважається основним для визначення якості заземлюючого пристрою. Опір регламентує надійність виробництва основних функцій заземлюючих елементів.

Фактори, які надають першорядний вплив на показник:

  1. Площа (S) заземлюючих електродів з грунтом ( «стікання» струму).
  2. Питомий електричний опір ґрунту (R).

Існують стандартні показники опору розтікання, у разі відповідності яким реалізується ефективна робота заземляющей системи. Визначається рівень провідності струму пристроєм.

Зверніть увагу! Для електроустановки з напругою в 380 В показник опору не повинен перевищувати 30 Ом. Системи відеоспостереження, серверні блоки і Медапаратура виконується заземленням з опором заземлюючих елементів в 0,5-1 Ом.

Визначення такого показника провідності не поодинока рекомендація. Існує ще й ряд загальнообов’язкових вимог щодо структури та монтажу такого елемента заземлення.

Основні вимоги

Велика частина профільних рекомендацій і правил регламентує конструкцію і розміщення такої складової частини заземляющей системи. Вимоги, яким повинен відповідати штучний заземлювач:

  1. Для посушливих територій існує окрема технологія виробництва заземлення із застосуванням залізобетонних конструкцій.
  2. Штучний заземлювач не підлягає фарбуванню. Пояснюється тим, що будь-який фарбування виконує роль ізолятора. Ізоляція буде перешкоджати протіканню струму в грунт. Штучний заземлювач повинен мати природний колір.
  3. Забарвленням підлягають зварювальні шви (з’єднання провідників). Фарбуються бітумної фарбою, запобігає передчасному руйнуванню елементів.
  4. Нестандартні (зменшені) значення електродів застосовуються виключно при установці тимчасових електроустановок.

Оптимальним вибором матеріалу заземлювача вважається кругла арматура. Обгрунтування такого пріоритету:

  1. Мінімальна витрата металу. Отже, знижується собівартість заземлювального пристрою.
  2. Корозійна стійкість у такого електрода значно вище, ніж у його аналогів.
  3. Легкість монтажу.

Крім профільних вимог, існує рекомендаційна стандартизація параметрів (розмірів) матеріалу, що використовується для створення штучного заземлення елемента.

Як підбираються розміри штучних електродів

Всі параметри основної конфігурації провідників в обов’язковому порядку повинні відповідати нормативним вимогам профільної документації, зокрема ГОСТ Р 50571.5.54-2013.

Основні аспекти:

  1. Сталевий прут в діаметрі повинен бути понад 10 мм.
  2. Оцинкований арматурний стрижень повинен мати діаметр 6 мм і більше.
  3. Дотримання товщини стінок в куточках – понад 4 мм.
  4. Блискавкозахисні заземлювачі застосовуються з перетином понад 155 мм ?.
  5. Стінки отбракованних труб монтуються з товщиною понад 3,5 мм.
  6. Товщина стінок отбракованних труб не менше 3,5 мм.

Правильно підібрані матеріали і розміри електродів, застосування оптимальної варіації виробництва такого електромонтажу – основні робочі моменти заземлення, які впливають на якість роботи заземлювача.

Штучний електрод має важливу експлуатаційним перевагою, обумовленим принципом монтажу. Такий вид частіше монтується глибоко в грунт. За рахунок грунтових вод зменшується показник питомої опору матеріалу. Підсумок – реалізація оптимальної характеристики і стабільності кінцевого опору заземлювача.