Заземление грунтовая вода 1 метр длина штырей. Как сделать модульное заземление своими руками. Схемы заземления: какую лучше сделать

Одним из вариантов установки заземляющего контура в частном доме является монтаж штыревого заземления. В этом случае время работы значительно сокращается, при этом функциональность заземлителя не уступает аналогичным вариантам систем (линейному, электролитическому и т.д.). В данной статье мы расскажем, как сделать модульно-штыревое заземление своими руками и какие преимущества у такой системы.

Конструктивные особенности

Что собой представляет и из чего состоит такая система? Устройство состоит из стальных полутораметровых штырей, которые обрабатываются медью и соединяются с помощью соединительных муфт. Также в комплект входит зажим из латуни, с помощью которого соединяются горизонтальные и вертикальные контуры. Ниже указана схема конструкции.

Модульно-штыревая система заземления устанавливается следующим образом: на верхнюю часть штыря монтируется посадочная площадка (насадка), которая в свою очередь соединяется с муфтой. Насадка необходима для передачи силы вибромолота. На нижнюю часть конструкции устанавливается стальной наконечник. Он упрощает вбивание установки в землю. Есть несколько разновидностей наконечников, область применения которых зависит от твердости грунта.

Помимо этого, к комплекту прилагается специальная электропроводящая жидкая паста, назначение которой – защита от коррозии и постоянное поддерживание электрического сопротивления при эксплуатации. Электропроводящая паста наносится на все резьбовые соединения конструкции. Также можно использовать от коррозии специальную влагонепроницаемую клейкую ленту. Она устойчива к кислотам, солям и газам, не пропускает влагу.

Этапы монтажа

Модульно-штыревое заземление устанавливается по простому принципу. В первую очередь надевается на первый штырь наконечник. Но перед установкой его следует обработать электропроводящей пастой от коррозии. На другой конец навинчиваем соединительную муфту и также обрабатываем ее антикоррозионной пастой. Затем на устройство накручивается посадочная площадка для приложения сил вибромолота.

Модульно-штыревое заземление, которое собрали, помещаем в заранее подготовленную яму в земле. Нужно максимально глубоко ввинтить ее в грунт своими руками. Затем необходимо подключить к сети вибромолот и приставить его к площадке стержня. Таким образом штырь погружается в грунт на всю свою длину. Нужно лишь оставить 20 см для того, чтобы подсоединить другой стержень.

После этого следует . Для этого необходимо снять посадочную насадку и к тому месту, где она располагалась подсоединить специальный прибор, омметр, как на фото ниже:

Когда первый стержень расположен в земле на всю свою длину, посадочная насадка для вибромолота снимается и через соединительную муфту монтируется другой штырь. Специальный зажим, который удерживает штырь в вертикальном положении, поднимается по установленному устройству вверх. А на смонтированную конструкцию снова устанавливается соединительная муфта и насадка под вибромолот, после чего процесс повторяется.

Проверять сопротивления растеканию следует после установки каждого вертикального стержня. Установка штырей происходит до тех пор, пока не будет установлено необходимое сопротивление. На рисунке ниже указывается схема изменения сопротивления в зависимости от длины:

Далее нужно соединить горизонтальный заземлитель и вертикальный проводник. Для этого к концу стержня, что выступает из земли, крепится латунный зажим и к нему подсоединяем горизонтальный заземлитель. Между штырем и горизонтальным кабелем размещается специальная пластинка, которая защищает от коррозии при контакте разнородных металлов. После того как система была подсоединена, места соединения обрабатываются специальной клейкой лентой. Она служит дополнительной защитой от коррозии.

Преимущества и недостатки системы

Модульно-штыревое заземление, как и любая система, обладает своими плюсами и минусами. По сравнению с классическим и стандартным контуром, штыревое заземление имеет такие преимущества:

• легкость и простота в установке;
• занимает небольшую территорию;
• монтаж осуществляется минимальным количеством работников (1–2 человека);
• установка происходит без сварочных работ, так как все соединения осуществляются с помощью соединительных муфт;
• благодаря вибромолоту, нет тяжелых земельных работ;
• модульно-штыревое заземление устойчиво к коррозии, так как обрабатывается специальными смазками и покрытиями, благодаря этому они служат несколько десятков лет;
• в независимости от грунта штыревая система легко вбивается в землю;
• элементы конструкции производятся промышленным образом, благодаря чему обладают высоким качеством и готовы к моментальной установке без дополнительных подготовительных работ.

Модульно-штыревое заземление обладает одним, но существенным минусом – это его высокая стоимость. Но, несмотря на такой недостаток, система выгодна, если учитывать все ее преимущества.

Промышленность производит множество разнообразных комплектов, которые объединяют в себе такие элементы, что необходимы для надежного и качественного монтажа. Модульно-штыревое заземление имеет важное назначение – это защита дома от пожара, а людей, находящихся в помещении от поражения электрическим током.

Модульное заземление ZANDZ
(пр. Россия ) предназначено для монтажа заземляющих устройств (заземлителей) на жилых объектах (дом, дача), на телекоммуникационных и энергетических объектах операторов мобильной и стационарной связи, на промышленных предприятиях.

Такой заземлитель представляет собой сборную конструкцию, состоящую из соединенных вместе стальных штырей длиной 1,5 метра, покрытых слоем меди.

Достоинства модульного заземления

Преимущество модульно-штыревой конструкции:

• легкость монтажа электрода на глубину до 30 метров, без применения специализированной техники и инструментов. Все операции осуществляет 1 человек. Большая глубина позволяет получать очень эффективное заземление.


• минимальная площадь, занимаемая заземлителем позволяет монтировать такое заземление в подвалах зданий, либо в близости от стен дома в виде всего одной точки. Компактность сводит к минимуму необходимые земляные работы.


• все детали сопрягаются без сварки *

Превосходство промышленного изготовления элементов это:

• великолепная стойкость всех деталей к коррозии, что выражается в сроке службы заземлителя до 100 лет.


• полная устойчивость медного покрытия штырей к механическим повреждениям (например, изгибу и отслоению) при монтаже, что позволяет вести монтаж в грунтах с присутствием гравия или мелкого строительного мусора
  (за счет использования технологии электролитического осаждения меди на сталь).

* Соединение элементов заземляющих устройств НЕ из черных металлов разрешено техциркуляром 11/2006 ассоциации "РосЭлектроМонтаж" (ссылка на документ)

Комплекты заземления

Для строительства заземляющих устройств с необходимыми характеристиками (например, для достижения необходимого сопротивления заземления) применяются различные готовые комплекты модульного заземления ZANDZ (пр. Россия ), которые содержат всё, необходимое для монтажа заземляющего электрода.

Все компоненты легко сопрягаемые друг с другом.

Выпускается пять разновидностей готовых комплектов, отличающихся общей длиной штырей, основным предназначением и комплектацией:

Традиционный заземлитель
(комплект ZZ-000-045)

Большое количество вертикальных электродов, установленных на небольшую глубину

Специальный заземлитель
(комплекты ZZ-000-424
и ZZ-000-636)

Монтаж заземления для контейнерных объектов

Комплектация

Индивидуальная комплектация

Комплектующие

Латунная муфта предназначена для соединения штырей друг с другом. Она изготовлена таким образом, чтобы штыри соприкасались друг с другом в самом центре муфты и движущая энергия, необходимая заглублению штырей в почву, муфте не передавалась. Таким образом не происходит "рассеивания" ударного импульса и также снимает с муфты механическую нагрузку.

Остроконечный стальной наконечник упрощает заглубление штырей в твердый грунт.

Профилированный зажим из нержавеющей стали с болтами М10. Позволяет соединять омедненный штырь с заземляющим проводником - круглым проводом либо полосой (шириной до 40 мм).

Возможно безопасное использование стального и оцинкованного проводника - для этого внутри зажима находится прокладка, препятствующая образованию электрохимической связи между сталью/цинком и медью.

Для предотвращения самоотвинчивания резьбовых соединений "болт-гайка" используются пружинные шайбы (шайбы Гровера / гровер-шайбы), установленные между поверхностью зажима и гайкой.

Применяется для уменьшения электрического сопротивления между штырями и муфтой, а также дополнительной защиты торцов штырей (в муфте) от коррозии. Смазка также используется для направляющей головки, облегчая ее снятие после заглубления очередного штыря. Во время монтажа смазка наносится на резьбу деталей.

Лента используется для защиты соединения штыря с заземляющим проводником от почвенной и электрохимической коррозии путем полного вытеснения воды (влаги) из места соединения, без которой процесс коррозии невозможен. При этом лента не теряет своих физических и механических свойств в течении многих лет.

Изготовлена из нетканого синтетического волокнистого материала, пропитанного и покрытого нейтральным составом на основе насыщенного нефтяного углеводорода (петролатум) и инертного кремнийсодержащего наполнителя. Остается пластичной под воздействием широкого спектра температур. Не затвердевает и не растрескивается. Высокостойкая к неорганическим кислотам, щелочам, солям и микроорганизмам, высокогерметичная в отношении воды, водяного пара и газа.

С помощью этой ленты предохраняются только зажимы для подключения проводника.

Стальная насадка с подкаленным бойком передает усилие отбойного молотка на направляющую головку (на монтируемые штыри). Адаптирована для работы с отбойными молотками с посадочным местом SDS-Max .

Дополнительные элементы

Проводник заземляющий (ПВ-1 25 мм²)

Медный одножильный, многопроволочный и многожильный проводник сечением от 4 до 185 мм² в ПВХ изоляции используется для соединения заземлителя с объектом (ГЗШ в щите).

Проводник поставляется метражом и в готовых бухтах по 3/5/10 метров
(ZZ-500-103 / ZZ-500-105 / ZZ-500-110), опрессованных с одного конца наконечником с отверстием под болт D8 для присоединения к ГЗШ в щите.

Или загородной дачи всегда сопряжено с большим объемом электротехнических работ. В этом диапазоне задач, наряду с подводкой электропитания к дому, установке распределительного и защитного оборудования, прокладке внутренних линий, не меньшую значимость имеет и грамотно спланированная и исполненная система заземления. К сожалению, при проведении «самостроя » неопытные хозяева про этот момент достаточно часто забывают или же даже намеренно его игнорируют, пытаясь достичь какой-то ложной экономии денежных средств и трудозатрат.

А между тем система заземления имеет чрезвычайную важность – она способна предупредить многие неприятности, которые могут привести к весьма печальным или даже трагическим последствиям. Согласно существующим правилам, специалисты электросетей не произведут подключение дома к линии электропередач, если этой системы в доме нет или же она не отвечает необходимым требованиям. И владельцу, так или иначе, придется решать вопрос, как сделать заземление на даче.

В современных домах городской застройки контур заземления обязательно предусматривается еще на стадии проектирования здания и его внутренних коммуникаций. Хозяину частного жилья этот вопрос придется решать самому – приглашать специалистов или постараться все сделать своими руками. Пугаться не надо – все это является вполне выполнимой задачей.

Для чего необходим контур заземления

Для того чтобы понять важность заземления, достаточно базовых понятий из школьного курса физики.

Подавляющее большинство частных домов запитываются от однофазной сети переменного тока 220 вольт . Электрическая цепь, необходимая для работы всех приборов или установок обеспечивается наличием двух проводников – собственно, фазой и нулевым проводом.

Конструкция всех электрических приборов, инструментов , бытовой и иной техники предусматривает элементы изоляции и защитные приспособления, которые должны предотвратить попадание напряжения на токопроводящие корпуса или кожухи. Тем не менее , вероятность такого явления никогда не исключается – изоляция может быть разрядом, прогореть от ненадежных , искрящих контактов в соединениях проводов, могут выйти из строя элементы схемы и т.п .В этом случае фазное напряжение может попасть на корпус прибора, прикосновение к которому становится чрезвычайно опасным для человека.

Особую опасность представляют ситуации, если рядом с таким неисправным прибором находятся металлические предметы, имеющие так называемое естественное заземление – стояки отопления, водопроводные или газовые трубы, открытые элементы армирования строительных конструкций и т.п . При малейшем касании к ним цепь может замкнуться, и смертельно опасный ток пройдет через тело человека в сторону меньшего потенциала. Не менее опасны подобные ситуации и в том случае, если человек стоит босой или в мокрой обуви на влажном полу или земле – тоже есть все предпосылки к замыканию цепи переменного тока от корпуса прибора.

Одно из выраженных свойств электрического тока в том, что он обязательно выберет проводник с минимальным сопротивлением. Значит, необходимо заранее создать линию с минимальным сопротивлением и нулевым потенциалом, по которой в случае пробоя на корпус напряжение будет безопасно отводиться.

Сопротивление человеческого тела – величина непостоянная, зависящая и от индивидуальных особенностей, и даже от временного состояния человека. В электротехнической практике эту величину обычно принимают за 1000 Ом (1 кОм ). Стало быть, сопротивление заземляющего контура должно быть многократно ниже. Существует сложная система расчетов , но обычно оперируют величинами в 30 Ом для бытовой электросети частного дома и 10 Ом в том случае, если заземление используется еще и в качестве защиты от молнии.

Могут возразить, что все проблемы вполне решаемы установкой специальных защитных устройств (УЗО). Но для корректной работы заземление также является необходимостью. При появлении даже малейшей утечки тока цепь практически мгновенно замкнется и устройство сработает, отключив опасный участок домашней электросети.

Некоторые хозяева пребывают в предубеждении, что для заземления достаточно использовать трубы водопровода или отопления. Это – чрезвычайно опасно и абсолютно ненадежно . Во-первых , гарантировать эффективный отвод напряжения невозможно – трубы могут быть сильно окислены и не иметь достаточно хорошего контакта с землей , а кроме того , на них нередко бывают пластиковые участки. Не исключается и поражение током при при косновении к ним в случае пробоя электропитания на корпус, причем такой опасности могут быть подвержены в том числе и соседи.

Большинство современных электроприборов сразу оснащаются кабелем питания с трехконтактной вилкой. Соответствующие розетки должны устанавливаться и при проведении работ по монтажу проводки в доме. (Некоторые электроприборы старых моделей имеют вместо этого контактную клемму на корпусе для подключения заземления).

Есть строго определённая цветовая «распиновка » проводов : синий провод однозначно является «нулевым», фаза может иметь различную расцветку, от белой до черной , а заземляющий – всегда желто-зеленый .

И вот, зная это, некоторые «мудрые» хозяева, желая сэкономить на обновлении проводки и организации полноценного заземления, просто делают в розетках перемычки между нулевым контактом и заземляющим. Однако, этим они не решают проблемы, а, скорее, усугубляют ее . При определенных условиях, например, при перегорании или плохом контакте рабочего нуля в каком-то участке цепи, или при случайной перефазовке , на корпусе приборов появится фазный потенциал, причем это может случиться в самом неожиданном месте дома. Опасность поражения током возрастает в такой ситуации многократно.

Вывод из всего сказанного – заземление является обязательным конструктивным элементом домашней электрической сети. Оно выполняет сразу функций:

• Эффективный отвод утечки напряжения с токопроводящих деталей, прикосновение к которым может вызвать поражение током.
• Выравнивание потенциалов в сех объектов в доме, например, заземленных приборов и труб отопления, водопровода, подачи газа.
• Обеспечение корректной работы всех установленных систем и устройств безопасности – плавких предохранителей, .
• Немаловажное значение имеет заземление и в предотвращении накопления на корпусах бытовых приборах статического заряда.
• Особую важность приобретает оно для современной электроники, особенно – вычислительной техники. Например, работа импульсных блоков питания компьютеров очень часто сопровождается наведением напряжения на корпуса системных блоков. Любой разряд может привести к выходу из строя электронных элементов, сбоям в работе, потере информации.

Теперь, когда важность системы заземления разъяснена, можно перейти к вопросу, как ее сделать условиях частного дома самостоятельно.

Цены на защитную автоматику

Защитная автоматика

Какими бывают системы заземления в частных домах

Итак, грамотно исполненная система заземления должна обеспечивать надежный контакт с нулевым потенциалом земли и с минимально возможным сопротивлением созданного контура. Однако, гру нт — гр унт у рознь – разные его типы серьезно отличаются друг от друга удельным сопротивлением:

Очевидно, что те слои, которые обладают наименьшим удельным сопротивлением, располагаются, как правило, на значительной глубине. Но и при заглублении электрода получаемых результатов может быть недостаточно. Проблема эта решается несколькими способами – от увеличения глубины установки штыревых электродов, до увеличения их числа, расстояния между ними или общей площади контакта с грунтом. На практике чаще всего применяются несколько основных схем:

• Схема «а» — установка заглубленного металлического замкнутого контура по периметру дома. Как вариант – неглубоко забитые штыри, соединённые по кольцу шиной.

В дачном строительстве применяется она нечасто из-за большого объема земляных работ или в связи с особенностями расположения построек на участке.

• Схема «б», пожалуй, самая популярная у владельцев загородного жилья. Три или больше умеренно заглубленных штыревых электрода, связанных одной шиной – такую конструкцию несложно выполнить самостоятельно даже на ограниченном пространстве.
• На схеме «в» показано заземление с одним электродом, установленным на большую глубину. Иногда подобную систему устраивают даже в подвале здания. Схема удобная, но не всегда исполнимая – ее практически невозможно реализовать на каменистых грунтах. Кроме того, для такой системы заземления нужно использовать специальные электроды – речь о ней пойдет чуть ниже.
• Схема «г» — достаточно удобная, но лишь в том случае, если она была продумана еще на стадии проектирования дома, а выполнена во время заливки фундамента. Воплощать ее в жизнь на готовом здании будет крайне нерентабельно.

Итак, проще всего реализовать с минимальными затратами схемы «б» или, по возможности , «в».

Заземление с использованием самодельных металлических деталей

Чтобы сделать систему заземления такого типа , потребуются металлические профили, сварочный аппарат, инструменты для земляных работ, кувалда. В ряде случаев, при сложных плотных грунтах, может понадобится ручной бур.

Схематично эта система выглядит подобным образом:

Место расположения заглубленных электродов выбирается с тем расчетом , чтобы было максимально удобно подвести заземляющую шину к распределительному щитку. Оптимальное расстояние от дома – 3— 6 метров. Допустимые пределы – не ближе одного метра и не далее десяти.

Размеры, указанные на схеме, отнюдь не являются какой-то догмой. Так, сторона треугольника может быть и до трех метров в длину, а глубина забивки штыря может быть несколько меньшей — 2,0 ÷ 2,5 м . Количество электродов тоже может меняться – если грунт пл отный и на большую глубину забить штыри не удается , можно увеличить их количество.

Здравый совет – заранее обратиться в местную службу энергоснабжения за получением рекомендаций по выполнению заземляющего контура. У этих специалистов наверняка есть продуманные и опробованные в данном регионе схемы. Кроме того, они смогут помочь просчитать размеры и исходя из планируемой нагрузки домашней электросети – это тоже имеет значение.

Что может послужить электродами? Для этих целей чаще всего используют стальной уголок с полкой 50 × 50 мм и толщиной не менее 4 ÷ 5 мм. Могут применяться трубы, лучше – оцинкованные с толщиной стенок не менее 3,5 мм. Можно взять стальную полосу с площадью поперечного сечения порядка 48 мм² (12 × 4), но ее сложнее вбить вертикально в грунт. Если решено использовать стальной прут, то то же лучше брать оцинкованный, диаметром не менее 10 мм.

Чтобы связать штыри в один контур, используют полосу 40 × 4 мм или катанку 12 – 14 мм. Этот же материал подойдёт для прокладки шины заземления к точке ввода ее внутрь дома.

• Итак, первоначально на выбранном месте делается разметка.

• Затем целесообразно отрыть небольшой котлован намеченной формы на глубину до 1 метра. Минимальная глубина – 0,5 м . Одновременно роется траншея на ту же глубину – по ней от контура к цоколю дома пойдет шина заземления.

• Задачу можно несколько упростить, выкапывая не сплошной котлован, а лишь траншеи по периметру создаваемого контура. Главное, чтобы их ширина позволяла свободно проводить забивку электродов и сварочные работы.

• Готовятся электроды нужной длины. Край, которыми они будут вбиваться в землю, необходимо заострить шлифмашинкой , обрезав его под углом. Металл должен быть чистым, неокрашенным.

• В намеченных местах электроды вбиваются в землю с помощью кувалды или электромолота . Их заглубляют так, чтобы в котловане (траншее) они выступали над уровнем поверхности примерно на 200 мм.

• После того, как все электроды забиты, из связывают общей шиной (горизонтальным заземлителем) из металлической полосы 40 × 4 мм. Здесь применима только сварка, хотя можно встретить рекомендации обойтись болтовым соединением. Нет, чтобы обеспечить надежное и долговечное заземление эту обвязку обязательно приваривают – резьбовой контакт, размещенный под землей , быстро окислится, сопротивление контура резко возрастет .

• Теперь можно проложить шину из той же полосы к фундаменту дома. Шина приваривается в одному из забитых электродов и укладывается в траншею затем она заходит на цоколь здания.
• Шина крепится к цоколю. На рисунке не показано, но целесообразно перед точкой крепления предусмотреть небольшой изгиб, так называемый «компенсационный горб» , чтобы компенсировать линейные расширения металла при перепадах температур. На конце полосы приваривается болт с резьбой М10. К нему будет крепиться медная клемма с проводом заземления, который уйдет на распределительный щиток.

• Для прохождения провода через стену или через цоколь сверлится отверстие и в него вставляется пластиковая гильза. Провод используется медный, сечением 16 или 25 мм² (этот параметр лучше заранее уточнить у специалистов). Гайку и шайбы для соединения тоже лучше использовать медные.

• Иногда поступают и иначе – к шине приваривают длинную стальную шпильку, так чтобы она проходила насквозь через стенку дома, также через гильзу. В этом случае клеммная часть окажется в помещении и меньше будет подвержена окислению под действием повышенной влажности воздуха.

• Заземляющий провод заводится к электрическому распределительному щитку. Для дальнейшей «раздачи» лучше всего применять специальную пластину из электротехнической бронзы – к ней будут крепится все провода заземления, уходящие к точкам потребления.

Не следует торопиться сразу же засыпать смонтированный контур грунтом.

— Рекомендуется, во-первых, запечатлеть его на фотографии с привязкой к окружающим стационарным наземным объектам – это может потребоваться для внесения изменений в проектную документацию, а также для проведения контрольно-проверочных мероприятий в будущем.

— Во-вторых, необходимо проверить сопротивление получившегося контура. Для этих целей лучше пригласить специалистов энергоснабжающей организации, тем более что их вызов, так или иначе, будет необходим для получения разрешительных документов.

Если результаты проверки показывают, что сопротивление велико, необходимо будет добавить еще один или даже несколько вертикальных электродов. Иногда перед проверкой идут и на хитрости, обильно поливая места около заколоченных в грунт уголков насыщенным раствором обычной поваренной соли. Это безусловно, улучшит показатели, однако, не стоит забывать и о том, что соль активизирует коррозию металла.

Кстати, если забить уголки не получается, то прибегают к бурению скважин на нужную глубину. После установки электродов их с максимально возможной плотностью заполняют глиняным грунтом, в который также перемешивают с солью.

После того как работоспособность контура заземления проверена, необходимо обработать сварные швы антикоррозийным составом. Это же можно проделать и с шиной, идущей к зданию. Затем, после высыхания мастики, котлован и траншеи засыпаются грунтом. Он должен быть однородным, не замусоренным и без щебеночных включений. Затем место засыпки тщательно утрамбовывается.

Видео: монтаж заземляющего контура с применением металлического уголка

Использование готовых заводских комплектов

Весьма удобны для организации заземления на даче готовые комплекты заводского изготовления. Они представляют собой набор штырей с соединительными муфтами, позволяющими наращивать глубину погружения в грунт по мере забивки.

Эта система заземления предусматривает монтаж одного штыревого электрода, но на большую глубину, от 6и даже до 15 метров.

В комплект обычно входят:

• Штыри стальные длиной 1500 мм с оцинкованной или омеднённой поверхностью, или же сделанные из нержавеющей стали. Диаметр шт ырей может в разных комплектах отличаться – от 14 до 18 мм.

• Для их соединения они оснащаются резьбовыми муфтами, а для удобства проходки через грунт в комплект вх одит стальной наконечник.

В некоторых комплектах муфты являются не резьбовыми, а запрессовочными . В этом случае один конец заземляющего штыря суженс помощью ковки и имеет ребристую поверхность. При ударном воздействии происходит прочное соединение и достигается надежный электрический контакт между стержнями.

• Для передачи ударного воздействия предусматривается специальная насадка (нагель) из высокопрочной стали, которая не будет деформироваться от воздействия молота.

• В некоторых комплектах предусмотрено наличие специального переходника, который позволяет использовать в качестве забивного инструмента мощный перфоратор.

Для установки такой системы заземления также целесообразно вырыть небольшой котлован глубиной до метра и такой же в диаметре, хотя некоторые предпочитают даже наружное размещение.

Штыри последовательно вбиваются с наращиванием на нужную глубину.

Затем на оставленный на поверхности участок (порядка 200 мм) надевается латунный контактный зажим.

В него вставляется или токопроводящая шина из металлической полосы, или же сразу кабель заземления сечением 25 кв. мм. Для соединения со стальной полосой предусмотрена специальная прокладка, которая не даёт возможности для электрохимического контакта между мелью стержня и сталью (цинком). В дальнейшем шина или кабель заводятся в дом и подключаются к распределительному щитку точно так же, как это было описано выше.

Видео: забивка штыревых электродов вручную

Цены на комплектующие для молниезащиты и заземления

Комплектующие для молниезащиты и заземления

Какой тип покрытия стержней выбрать – оцинкованный или омедненный?

• С точки зрения экономичности, оцинковка с тонким слоем (от 5 до 30 мкм) выгоднее. Эти штыри не боятся механических повреждений при монтаже, даже оставленные глубокие царапины не влияют на степень защищенности железа. Тем не менее , цинк является довольно активным металлом, и, защищая железо, окисляется сам. Со временем, когда весь слой цинка прореагировал, железо остается без защиты и быстро «съедается» коррозией. Срок службы подобных элементов обычно не превышает 15 лет. А делать цинковое покрытие более толстым – это стоит немалых денег.

• Медь же, наоборот, не вступая в реакции, защищает закрываемое ею железо, которое более активно с точки зрения химии. Такие электроды могут без ущерба эффективности служить очень долго, например, производитель гарантирует их сохранность в суглинистой почве вплоть до 100 лет. Но при монтаже следует проявлять осторожность – в местах повреждения слоя омеднения наверняка возникнет участок коррозии. Чтобы снизить вероятность этого, слой омеднения делают достаточно толстым, до 200 мкм, поэтому такие штыри значительно дороже обычных оцинкованных.

Каковы общие достоинства такого комплекта системы заземления с одним глубоко размещённым электродом:

• Монтаж не представляет особой сложности. Не требуется объемных земляных работ, не нужен сварочный аппарат – все производится обычным инструментом, который есть в каждом доме.
• Система очень компактна, ее можно разместить на крошечном «пятачке» или даже в подвале дома.
• Если используется омедненные электроды, то срок службы такого заземления будет исчисляться несколькими десятками лет.
• Благодаря хорошему контакту с грунтом достигается минимальное электрическое сопротивление. Кроме того, на эффективность системы практически не влияют сезонные условия. На уровень промерзания грунта приходится не более 10% длины электрода, и зимние температуры никак не могут отрицательно сказаться на проводимости.

Есть, конечно, и свои недостатки:

• Такой тип заземления не может быть реализован на каменистых грунтах – скорее всего, забить электроды на требуемую глубину не удастся.
• Возможно, кого-то отпугнет и цена комплекта. Однако это – вопро с с порный, так как качественный металлический прокат для обычной схемы заземления тоже стоит недешево . Если еще присовокупить длительность эксплуатации, простоту и быстроту монтажа, отсутствие необходимости в специализированном инструменте, то, вполне возможно, такой подход к решению проблемы заземления может показаться даже более перспективным с точки зрения экономичности.

Видео: как сделать заземление не даче с помощью модульной штыревой системы

Модульное заземление относится к передовым в техническом отношении способам электрического соединения проводящего материала с грунтом. Другое название технологии – модульно-штыревая система.

В данной статье будут рассмотрены преимущества и варианты установки такого вида заземления. Также будет уделено внимание вопросу контроля над сопротивлением контура.

Модульно-штыревая заземлительная система

Указанная система состоит из расположенных по вертикали стальных стержней и соединительных муфт (указаны на рисунках №1 и №2). Длина каждого стержня, покрытого медным слоем, – 1,5 метра. Для скрепления стержней друг с другом применяются латунные муфты.

Технические параметры:

• длина детали – 1500 миллиметров;
• стержневой диаметр – 14,2 миллиметра;
• резьба: 5/8” (двусторонняя, покрытая медью);
• длина резьбы – 30 миллиметров;
• масса – 1,85 килограмма.

Технические параметры:

• материал – латунь Л63 (возможно использование бронзы);
• длина – 70 миллиметров;
• диаметр – 22 миллиметра;
• внутренняя резьба – 5/8”;
• длина резьбы – 60 миллиметров;
• масса – 114 граммов.

Комплектация включает латунный зажим, с помощью которого скрепляются расположенные по вертикали и горизонтали элементы заземлительного контура. В качестве вертикального элемента выступает стальной стержень, а горизонтального – медный провод от распредщита или полоска из стали.

Как видно по рисунку №4, в комплекте оборудования имеется два вида стальных наконечников. Они накручиваются на стержень, устанавливаемый в грунт по вертикали. Наконечники предназначены для разных типов грунтов: для особо твердых грунтов и для обычных грунтов.

Технические параметры:

• длина наконечника – 42 миллиметра;
• диаметр наконечника из стали – 20 миллиметров;
• внутренняя резьба – 5/8”;
• длина резьбы – 20 миллиметров;
• масса – 45 граммов.

Помимо основного устройства, поставляется посадочная площадка (изображена на рисунке №5), а также специальная насадка (рисунок №6). Эти приспособления понадобятся для приложения и передачи движений вибромолота.

Технические детали:

• длина – 53 миллиметра;
• диаметр – 23,6 миллиметра;
• наружная резьба – 5/8”;
• длина резьбы – 35 миллиметров;
• масса – 110 граммов.

• длина – 265 миллиметров;
• диаметр основной части – 18 миллиметров;
• диаметр рабочей части – 11,7 миллиметров;
• длина рабочей части – 14,5 миллиметров.

Кроме того, к основному комплекту прилагается антикоррозийная токопроводящая жидкая паста (рисунок №7). Она предназначена для предотвращения коррозии. Также в комплектацию входит защитная лента (рисунок №8), которая используется для зажимного скрепления элементов системы по вертикали и по горизонтали.

Проводящая ток паста на основе графита позволяет добиться постоянной электроцепи вертикального электрода заземления. Данный пастообразный состав может применяться вне зависимости от сезонного фактора. Смазкой обрабатываются резьбы всех используемых соединений.

Антикоррозийная паста отличается хорошей адгезией и устойчивостью к высоким температурам. Иными словами: паста не течет при нагревании. Использование смазки позволяет снизить на 9-10% сопротивляемость стыка.

Лента применяется для предотвращения коррозии на трубах (вне зависимости от места их размещения), а также на любых других металлических элементах конструкции. Антикоррозийная лента отличается пластичностью даже при высоких температурах, а также кислотоустойчивостью, стойкостью к щелочным и соленым средам. Лента не боится вредных микроорганизмов и влаги.

Сборочные работы удобнее проводить с применением вибромолота (рисунок №9). Сопротивление растеканию контролируется за счет устройства измерения сопротивления (рисунок №10).

Установочные работы

Монтаж своими руками состоит из нескольких последовательных этапов, о которых будет рассказано ниже.

Установка измерительного прибора

Устройство для замеров сопротивления ставим неподалеку от места, где будет устанавливаться заземлительный контур. В качестве места выбираем яму с высотой, шириной и глубиной по 200 миллиметров на каждый параметр. Яма должна располагаться в полутора метрах от стены здания, где находится горизонтальный элемент заземлительного контура. В качестве элемента может быть использован медный провод или полоска из стали.

Для проведения замеров понадобятся измерительные электроды, которые устанавливаем с отступом в 25 и 10 метров по разные стороны прибора. Забиваем электроды в землю и подключаем их к измерительному прибору.

Схема монтажа электродов

Установка первого штыря модуля

1. Навинчиваем наконечник на одну сторону стержня. До накручивания наконечник нужно обработать антикоррозийной смазкой.
2. На другой стержневой конец навинчиваем соединительную муфту. Ее также обрабатываем антикоррозийным составом.
3. Устанавливаем посадочную головку, предназначенную для приложения нажима вибромолота.
4. Собранный стержень (наконечником книзу) устанавливаем как можно глубже в грунт в яме.
5. Включаем вибромолот, направляем его на площадку стержня и примерно за 15-20 секунд забиваем стержень в землю. При этом 20 сантиметров оставляем на поверхности, чтобы можно было соединить друг с другом стержни.

Замер промежуточного сопротивления

Убираем посадочную площадку и замеряем сопротивление. Чтобы достигнуть необходимого сопротивления, нужно заглублять вертикальные штыри, устанавливая друг на друга заземлительные секции.

Установка других вертикальных штырей

1. После обработки муфты смазкой ввинчиваем в нее другой медный стержень.
2. На стержень надеваем еще одну муфту и снова ставим посадочную головку.
3. Повторяем операцию с вибромолотом.
4. Проверяем сопротивление растеканию.

Стержни наращиваем до той поры, пока сопротивление не опустится ниже 4 Ом.

Установка горизонтального заземлителя

1. Начинаем соединять вертикальный и горизонтальный проводящие элементы заземления. Чтобы подключить стальную ленту или медный провод к стержню, применяем латунный зажим. Одна сторона зажима приспособлена под штырь, другая – под медный провод или стальные полосы.
2. Фиксируем зажим болтами на стержне.
3. Прикручиваем горизонтальную часть заземления к зажиму. Горизонтальная составляющая отделена от штыря разделительной пластиной, которая позволяет избежать биметаллической коррозии.
4. Наносим на все болтовые соединения антикоррозийную ленту (рисунок №12).

Заземлительный контур, изготовленный по стандарту модульно-штыревой системы, может быть выполнен как в одноточечном, так и в многоточечном исполнении. Конкретный выбор зависит от поставленной задачи – необходимого сопротивления заземлителей.

Достоинства модульно-штыревого заземления

На рисунке №13 показана взаимозависимость между сопротивлением растеканию и глубиной стержня заземления. Введенная в строй заземлительная система позволила меньше чем за час добиться сопротивления растеканию на уровне примерно 4 Ом.

График зависимости сопротивления заземления от глубины, на которой находится стержень.

Разберемся, какие условия понадобились установленной системе. Чтобы установить заземлительный контур штыревым методом необходимы:

• вибромолот, который облегчит установщику процесс монтажа;
• измерительное устройство;
• еще один монтажник, который станет выполнять функцию помощника, удерживающего стержень при работе вибромолота.

Ниже перечислены преимущества, которыми отличается модульное заземление в сравнении с наиболее часто применяемым стандартным заземлительным контуром:

1. Площадь, на которой разместилась модульно-штыревая система, заняла не более одного квадратного метра, что указывает на возможность компактной установки.
2. Нет необходимости в трудоемких земляных работах благодаря применению вибромолота.
3. Не нужны сварочные работы, так как все соединения в модульно-штыревой системе осуществляются при помощи муфт.
4. Продолжительный срок эксплуатации системы (свыше 30 лет) за счет стойких к коррозийным процессам покрытиям (указывает на устойчивость к коррозии почвенного и электролитического происхождений).
5. Применение глубинной модульно-штыревой конструкции снимает зависимость от характеристик грунта.
6. В конструкции отсутствуют какие-либо сложные элементы, собрать ее может даже не слишком подготовленный человек.

Еще один вопрос, который стоит упомянуть, – себестоимость системы. В целом затраты приблизительно эквивалентны 500 долларам США. Стоимость установки добавит еще 120 долларов к затратам. При этом классическая заземлительная система обойдется примерно в 240 долларов вместе с установочными работами. Однако, несмотря на проигрыш в ценовом отношении, перечисленные выше достоинства модульно-штыревой системы однозначно свидетельствуют в ее пользу.

Когда контур заземления установлен, понадобится оформить на него соответствующую документацию, в том числе протокол измерений, паспорт заземления (с включенной в него схемой) и акт скрытых работ. Документы необходимо хранить на протяжении всего срока эксплуатации системы.

Это стальной тянутый стержень диаметром 14 мм и длиной 1,5 метра, покрытый методом электролитического осаждения (электролиза) медью чистотой 99.9%, образующей покрытие с молекулярной и неразрывной связью со сталью.

По краям методом накатки нанесена резьба для их взаимного соединения с помощью соединительной муфты .

Высококачественная сталь в таком заземлителе выполняет кроме электропроводящей еще и необходимую для зарывания электрода в почву - механическую роль. Штыри обладают высоким пределом прочности на разрыв (600 Н/мм²) и могут быть погружены в грунт при помощи отбойного молотка на большую глубину - до 40 метров.

Толщина медного покрытия составляет не менее 0.25 мм по всей длине стержня (включая резьбу). Это гарантирует его (покрытия) устойчивость к изгибу, отслоению, сцарапыванию при монтаже. Особенно это важно на резьбе, где более тонкий слой меди будет полностью разрушен от нагрузок и трения с муфтой во время заглубления (монтажа) *.

Эти особенности гарантирует высокую коррозийную устойчивость штыря заземления и обеспечивают столь долгий срок службы (до 100 лет).

* Особенности создания резьбы
"Правильная" резьба наносится ПОСЛЕ омеднения - накаткой, т.к. только такой способ позволяет добиться высокого общего качества штыря.

Альтернативная "технология" омеднения штырей: с уже сформированной резьбой (до нанесения покрытия) более дешевая, НО показывает худший (и опасный при эксплуатации) результат.
Это связано с особенностью электролиза: утолщением покрытия в углублениях / впадинах, из-за чего основной материал (сталь) на резьбе можно покрыть только тонким (0.03 - 0.05 мм) слоем меди.
Такое тонкое покрытие легко повреждается при монтаже ударами и трением в муфте. В дальнейшем при эксплуатации заземляющего электрода с такими нарушениями возникают очаги электрохимической коррозии ("медь-железо"), приводя к его полному разрушению в течении 2-3 лет.

Технология омеднения

Ключевым фактором изготовления качественного штыря заземления является создание на стальной заготовке крепкого однородного медного покрытия необходимой толщины с минимальными примесями.

На отдельной странице "Омеднённая сталь " представлены подробное описание основных характеристик, процессов при изготовлении и проведённых испытаний покрытия.

Сравнение с оцинкованными штырями

С 1910 по 1955 год Национальный Институт Стандартов и Технологий США (The National Institute of Standards and Technology (NIST)) провёл обширное исследование подземной коррозии, во время которого 36 500 образцов, представляющих 333 разновидности покрытий из чёрных и цветных металлов и защитных материалов подвергались испытанию в 128 местах по всей территории Соединённых Штатов *. Это исследование по праву считается одним из наиболее полных исследований коррозии, которые когда-либо проводились.

Одним из результатов этого исследования стал факт, что штырь заземления, покрытый 254 мкм меди, сохраняет свои технические характеристики в течение более 40 лет в большинстве типов почвы. А стержневые электроды, покрытые 99,06 мкм цинка, в этих же грунтах могут сохранять свои качества лишь в течение 10-15 лет.

Кроме того, срок защиты цинкового покрытия уменьшается пропорционально увеличению количества металлических конструкций в грунте, находящихся рядом с электродами (чем больше конструкций - тем меньше служит покрытие / тем быстрее оно "исчезает"). Примерами этих конструкций могут быть: арматура фундаментов зданий, трубы и т.п.

Штырь заземления с медным покрытием толщиной 254 мкм, извлечённый из грунта (суглинок) после 10 лет

Штырь заземления с цинковым покрытием толщиной 99 мкм, извлеченный из грунта (суглинок) после 10 лет

Еще одно исследование коррозионных свойств медного покрытия проводила польская компания GALMAR. Искусственное старение образцов в условиях, моделирующих агрессивный грунт ("кислое" болото), показало, что штырь заземления с медным покрытием 250 мкм сохраняет необходимые технические характеристики в течении не менее 30 лет.