Н. Сергеев - Электричество: просто и безопасно [в вопросах и ответах]
Какие отличительные черты иностранной конструкции заземлителя современного образца?
Основная цель данной конструкции состоит в уменьшении металлоемкости и облегчении помещения этого устройства в грунт. Заземлитель в этом случае оснащен тонкостенной металлической трубкой (толщина ее стенок равна 1–2 мм). При этом в нее установлен полужесткий стержень, изготовленный из пластичного материала. Однако его жесткость достаточна для того, чтобы служить опорой для упругой трубки с не слишком толстыми стенками. Данное свойство позволяет заземлителю обходить препятствия, которые встречаются на его пути.
Для того чтобы максимально увеличить срок службы данного заземлителя, трубку изготавливают из нержавеющей стали. На конце, этой трубки имеется конусообразный стальной наконечник, изготовленный из обычной стали. Он предназначен для того, чтобы трубку можно было как можно легче забивать в землю. Если же наконечника нет, то трубку можно попросту обжать в тисках.
Диаметр данной трубки обычно составляет 15 см. При этом диаметр сердечника, который впрессовывают в такую трубку, обычно больше его. Трубку иногда заполняют не полужестким сердечником, а текучим материалом, затвердевающим после заполнения. Чаще всего для этой цели используют эпоксидную смолу, полиуретан или эластомер.
Однако не следует использовать для этой цели слишком пластичные материалы, так как они не способны создать достаточную прочность для стенок трубки, ведь ее придется забивать на относительно большую глубину — приблизительно 2,3 м. Для того чтобы забить такую конструкцию в почву, используют специальную съемную наковальню. В ее конструкции предусмотрено плечо, которое упирается в конец трубки, а также выступ, который соединяется не только с внутренним диаметром самой трубки, но и пластичным сердечником.
Монтаж заземлителей
От чего зависит технология монтажа вертикального заземлителя?
Технология установки вертикального заземлителя находится в прямой зависимости от размеров электродов, времени года, климатических условий, от общего числа устанавливаемых электродов, удаленности объектов друг от друга, а также от наличия механизмов и приспособлений, которые потребуются для сооружения заземлителя.
Кроме того, необходимо учитывать сравнительные характеристики механизмов, их стоимость, объем работ, который предстоит выполнить, а также условия их проведения.
Какие рациональные технологии существуют?
Для каждого вида грунта есть свой способ установки заземлителей:
— для талых или мягких грунтов необходимо вдавливание либо вкручивание электродов, представляющих собой стержень, а также забивка или вдавливание профильных электродов;
— для плотных грунтов необходима забивка электродов с любым сечением, в случае, если фунт мерзлый, необходимо воспользоваться вибропогружением;
— для скальных и мерзлых грунтов в случае необходимости достаточно глубокого погружения, заземлитель прокладывают в предварительно пробуренную скважину.
Следует отметить, что забитый электрод минимально сопротивляется растеканию, у ввернутого заземлителя такой показатель приблизительно на 20–30 % выше. Если же заземлитель устанавливается в готовую скважину, то его сопротивление растеканию может находиться на таком уровне, что вводить электроустановку в эксплуатацию станет опасно для жизни.
Вдавленные заземлители, а также заземлители, погруженные с помощью вибраторов, имеют несколько повышенное сопротивление по сравнению с вбитыми, но показатель этот не будет превышать 5-10 %. Однако через некоторое время, буквально через 2–3 недели, сопротивление уменьшится и сравняется с вбитыми. При этом потребуется значительно больше времени для того, чтобы была восстановлена структура грунта, а также уменьшилось сопротивление заземлителей, ввернутых в фунт, тем более, если для вкручивания был использован расширенный наконечник. Такой ход позволяет облегчить погружение в грунт, однако он сильно разрыхляет почву. И требуется значительное количество времени для того, чтобы почва вновь пришла в нормальное состояние.
Какие заземлители лучше всего использовать при забивке?
В процессе забивки допустимо применять любые электроды подходящего профиля, как уголковые, квадратные, так и круглые. Как уже было сказано выше, наименьший расход металла будет в случае использования круглой стали.
Если на вашем участке обычный грунт, то, если вам необходимо забить заземлитель на глубину до 6 м, целесообразнее всего использовать круглую сталь, диаметр которой составляет 12–14 мм. Если же глубина будет большей — до 10 м, а также при необходимости забивания электрода в достаточно плотный грунт, то в этом случае сечение материала должно составлять от 16 до 20 мм.
В каких случаях необходимо использовать вибраторы для монтажа заземления?
Для того чтобы поместить электроды в фунт более чем на 12 м, используют специальные вибраторы (так называют устройства ударно-вибрационного действия). С их помощью электроды с легкостью входят даже в сильно промерзший грунт.
С помощью вибратора электроды можно поместить в фунт значительно глубже, нежели при вбивании или ввертывании. Это очень важно для грунтов, сопротивление которых достаточно большое (около 1000 Ом), а также для почв, в которых грунтовые воды залегают на значительной глубине — свыше 9 м.
Это относится, в первую очередь, к сухим песчаным грунтам. В них сопротивление электродов по мере погружения в толщу земли будет сильно понижаться.
Как производить закладку заземлителя без подготовки?
Если в процессе изготовления проекта грунт не прозондировали и его характеристики неизвестны, то для того, чтобы не проделывать лишнюю работу, сооружать подземную часть заземляющего устройства необходимо следующим образом:
1. В первую очередь производят заготовку отрезков электрода, их длина должна полностью соответствовать конструкции применяемого устройства.
2. Забивают нижний конец заземлителя.
3. Измеряют сопротивление растеканию отрезка, который уже находится в грунте.
4. Приваривают к концу отрезка следующий элемент заземляющей конструкции.
5. После забивки еще одного отрезка вновь необходимо выполнить измерение на сопротивление растеканию тока.
6. Ведут работы до тех пор, пока не будет получена требуемая проводимость.
Какие достоинства и недостатки имеются у технологии ввертывания?
Главной положительной характеристикой данной технологии является то, что освоить ее очень просто за счет того, что здесь используются механизированные приспособления (например, ручные электросверлильные машины и малые бензодвигатели). С помощью данных приспособлений можно погрузить электроды на не слишком значительную глубину. Это в некоторых случаях может в значительной степени увеличить количество электродов и расход металла.
Данные конструкции имеют не слишком большую мощность, поэтому для того, чтобы процесс вкручивания заземлителя в почву происходил как можно легче, на их концы надевают наконечники. В этом заключается основная отрицательная характеристика данной технологии — наконечники на заземлителях в значительной степени разрыхляют фунт, что в итоге приводят к тому, что сопротивление почвы резко возрастает. Это будет продолжаться до тех пор, пока структура грунта не возвратится в прежнее положение.
Если же нужно как можно быстрее ввести в эксплуатацию заземляющее устройство, то в этом случае необходимо сделать большое количество погружаемых в почву заземлителей, что в конечном итоге приведет к тому, что расход металла будет достаточно большим. Однако несмотря на все это, данная технология позволяет в сжатые сроки и с достаточной экономией изготовить заземляющее устройство.
Чем хороши вертикальные глубинные заземлители?
Данные конструкции позволяют обеспечить очень хорошую проводимость за счет того, что они находятся в прямом контакте с нижними слоями грунта. Особенно это хорошо заметно, когда у них увеличено сопротивление.
Где лучше устанавливать горизонтальные заземлители?
Если в наличии нет механизмов для монтажа вертикальных электродов в скальных, гравийных или иных плотных фунтах, то в этом случае необходимо соорудить горизонтальные заземлители. В случае если на скальном фунте находится даже незначительный слой почвы, то изготовить горизонтальный или «лучевой» заземлитель достаточно просто, кроме того для этого не придется тратить дополнительные средства. Кроме того, горизонтальные заземлители используют еще и для того, чтобы объединить между собой вертикальные электроды, образовав тем самым сложный заземлитель или контур заземления.
