Электролитическое заземление своими руками

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 16.09.2024

Электролитическое заземление применяется в каменистых, песчаных и вечномерзлых почвах. Заземление такого типа позволяет не задействовать насыпной грунт и спецтехнику.

Отличительная особенность электролитического защитного заземления небольшая глубина заземляющих электродов. Это позволяет также использовать электролитическое заземление в нормальных почвах, где невозможно глубоко вбить штыревые электроды и глубинные заземлители.

Электролитическое заземление – принцип действия

Расчет электролитического заземления

Расчет электролитического заземления аналогичен расчету заземления выполняемого горизонтальным электродом в профиле труба полая. Формула расчета следующая:

Монтаж электролитического заземления

Трубный L-образный электрод электролитического заземлителя укладывается в траншею глубиной 700 мм и длинной 2500 мм. Перед монтажом электрод заполняется солевой смесью. Обслуживать электрод не нужно в течении 50 лет.

Электролитическое заземление – это готовое приспособление, которое используется в каменистых, песчаных и вечномерзлых грунтах. В конструкцию комплекта входит стальной электрод, колодец для обслуживания, заполнитель, зажим и гидроизоляционная лента. Где применяется электролитическое заземление? Область применения устройства различная. Как правило, его применяют в тех местах, где нет возможности установить заземляющий электрод на глубину от одного метра. А также на грунтах, которые обладают большим удельным сопротивлением.

Из чего состоит система?
Принцип работы
Особенность применения
Преимущества заземления
Методика расчета
Правила обслуживания

Из чего состоит система?

Главным элементом в устройстве считается полый электрод, который имеет форму трубы в форме L (на рисунке он помечен цифрой 1).

Ее устанавливают в грунт на глубину до одного метра (зона протайки грунта) и заполняют специальной смесью, которая включает в себя минеральные соли. 2 – это специальный колодец, который облегчает работу. 3 – зажим, с помощью которого соединяются электрод и заземляющий проводник. 4 – гидроизоляционная лента, которая защищает от попадания влажности на заземление и препятствует возникновению коррозии.

На фото наглядно показано, как выглядит заземлитель:

Устройство работает на основе протекания химических реакций, которые увеличивают электрическую проводимость почвы. Электролитическое заземление условно работает по следующему механизму:

Смесь, которую заливают в полный электрод, впитывает в себя из окружающей среды воду через специальные отверстия в устройстве.
Происходит реакция воды с солью и в результате образовывается электролит, который просачивается в грунт. Благодаря этой смеси почва становится с большей электропроводностью и менее склонной к промерзанию.

Эта реакция происходит в не зависимости от температуры окружающей среды и грунта.

Во время уменьшения температуры замерзания почвы, возле устройства образуется зона талика. Она может представлять опасность для фундаментов зданий, объектов и дорожного покрытия, которые находятся рядом. Зона талика имеет вид овала и его размер на поверхности почвы составляет 3х6 метров.

При проектных работах необходимо учитывать этот факт и устанавливать электролитическое заземление на определенном расстоянии от объектов и зданий, которым оно может принести ущерб и вред.

Если сравнивать стандартные заземлители, то электролитический обладает рядом своих преимуществ, а именно:

Монтаж конструкции быстрый и удобный, так как труба с электролитом имеет небольшие размеры и не требует больших земельных работ. Такой агрегат можно установить без дополнительной помощи профессионалов, своими руками.
Смесь внутри электролита вступает в реакцию не сразу, тем самым поддерживая постоянный электролитический баланс в грунте.
Продукт, что получается в результате реакции, не опасный и не приведет к возникновению коррозии на металлических элементах конструкции.
Длительность реакции позволяет применять ее до 15 лет.

Такое заземляющий контур, несмотря на множество достоинств, применяется в особенных случаях, где нет возможности установить обычный заземлитель. Это объясняется высокой стоимостью комплекта.

Рассчитать электролитическое заземление можно по следующей формуле:

С – коэффициент наличия электролита;
p — удельное сопротивление почвы;
L — длина заземляющего устройства (измеряются в метрах);
d — диаметр заземлителя;
T — заглубление (расстояние от заземлителя до поверхности грунта).

Уход и обслуживание электрода не приносит много хлопот, так как не представляет ничего сложного. Заключается уход в следующем: один раз на несколько лет необходимо открывать крышку электрода, а также определять уровень солевой смеси в конструкции. В случае полного превращения смеси в электролит, в электролитическое заземление следует засыпать еще необходимое количество соли.

В этом заключается вся суть обслуживания. Электрод способен зарядиться на много лет (до 15 лет службы). Поэтому проводить первый осмотр рекомендуется через данный промежуток времени.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на которых наглядно демонстрируется, как сделать электролитическое заземление своими руками:

Вот мы и рассмотрели устройство, назначение и правила монтажа электролитического заземления. Надеемся, предоставленная инструкция была для вас полезной и интересной!

Собственный контур заземления — отличительный признак действительно продуманной и качественной системы электроснабжения. Его устройство весьма примитивно, практическая же польза — неоценима. Монтаж своими руками не займёт много времени, а правильное исполнение контура гарантирует его многолетнюю исправную работу.

Выбор места для размещения контура

Чтобы определить место, подходящее для забивки электродов заземления, нужно пройти процедуру, именуемую согласованием трасс инженерных коммуникаций. Поскольку длина электродов, как правило, больше глубины залегания линий электропередач, связи и трубопроводов, риск их повреждения абсолютно реален при работе в черте города. Поэтому сначала ознакомьтесь с планами прокладки трасс коммуникаций, запрос можно оставить в местной городской администрации.

Это может быть связано с небольшими денежными издержками, однако получать ордер на земляные работы почти никогда не требуется. С согласованием связан один интересный момент: вы снимаете с себя ответственность за повреждение линии, если её нет в реестре подземных коммуникаций. При этом даже если в идеально подходящем месте уже проложены подземные трассы, вы сможете легко их обойти, пользуясь указанными значениями защитных зон и точками привязки.

Располагая контур, обратите внимание на параметры грунта. Обладателям отчёта по геоморфологии местности рекомендуется располагать основные заземлители в как можно более низкой точке верхнего водоупора, насыщенной влагой. Также предпочтительны места затенённые, вблизи сливных ям или дренажных колодцев, в мелиорационных канавах. Вода с растворёнными ионами солей (в умеренном количестве) придаёт хорошую проводимость грунтам даже тех категорий, в которых она начисто отсутствует при иссушенном их состоянии.

Ещё один критерий оценки местности — отношение уровня грунтовых вод к глубине погружения основных заземлителей. Если есть возможность устроить контур на дне подвала или смотровой ямы — лучше ей воспользоваться. Исключение составляют участки, насыщенные агрессивными жидкостями: септики, сливные и компостные ямы. Также следует избегать близости с деревьями, активно поглощающими воду, например, берёзой или ивой.

Удельное сопротивление грунта и расчёт электродов

Передача электрического потенциала литосфере происходит со всей поверхности металлических электродов через металлизированные частицы почвы и содержащуюся в грунте влагу. Учитываться должно всё: от шероховатости поверхности металла до пористости грунта и плотности посадки в нём стальных заземлителей.

В реальности подробный расчёт выполняется редко, обычно исходные данные принимаются худшими из возможных для конкретных условий размещения. Требуемые характеристики достигаются увеличением либо длины электродов (что более предпочтительно), либо их числа. Запасом прочности обеспечивается длительный срок эксплуатации контура: покрываясь ржавчиной, электроды сильно теряют в проводимости, поэтому к ним периодически добивают новые.

Расчёт начинают с допустимого сечения элементов системы заземления, их проводимость должна соответствовать мощности электрического подключения заземляемой системы. В большинстве случаев используется профили из углеродистой стали, их сечение не должно быть меньше 80 мм 2 . Для нержавеющей стали этот показатель составляет 60–70 мм 2 . Сечение принято заведомо завышать для компенсации коррозионного воздействия почвы.

Второй вопрос — общая площадь поверхности. В качестве основных заземлителей следует использовать угловую сталь, тавр или двутавр — изделия с сечением незамкнутой формы, контактирующие с грунтом всеми сторонами. Сопротивление одиночного заземлителя или его участка определяется как удельное сопротивление грунта, его окружающего, делённое на π — кратное значение основного линейного размера (для вертикально стержня это его длина).

Результат нужно умножить на безразмерный коэффициент формы (для вертикального стержня это половина натурального логарифма от четырёхкратной длины, поделённая на периметр сечения). Для примера, вертикальный электрод длиной 2,5 метра из угловой стали 50х50 мм коэффициент составит почти 1,25, сопротивление растеканию (при залегании заземлителей целиком в суглинке) составит 8,3 Ом.

Общее сопротивление вертикальных заземлителей описывается как сумма их обратных значений:

Таким образом, для достижения нормативного значения в 4–6 Ом потребуется не менее двух электродов по 2,5 метра, по аналогии можно рассчитать варианты с другим подходящим числом или длиной заземлителей.

Как быстро забить основные заземлители

Когда требуемые расчёты выполнены, наступает очередь монтажа. Тривиальная, на первый взгляд, задача забить электроды в землю может обернуться испорченным металлопрокатом просто из-за незнания механики процесса.

Грунт на глубине более метра достаточно плотный и находится под давлением. Почва плотно обжимает стальной стержень, при этом силы трения препятствуют погружению и растут вместе с площадью соприкосновения при каждом ударе. Мороки добавляют встречающиеся на пути обломки твёрдой породы, иногда электрод разумнее выдернуть и вбить в новом месте.

Заземлители нужно правильно заточить перед забивкой. Общий угол скоса острия должен быть порядка 30–35º. От края острия нужно отступить около 40 мм и свести спуск под более тупым углом, около 45–50º. Тавр, двутавр и швеллер могут иметь несколько спусков, прутья до 24 мм рекомендуется острить ковкой с медленным отпуском.

Перед забивкой электродов их нужно удалить друг от друга не менее чем на 230 см, более двух (N) вертикальных заземлителей располагают на вершинах равностороннего N-угольника. Под каждый электрод нужно выкопать или пробурить лунку глубиной 35–50 см чтобы основное тело проводника находилось как можно глубже. Бурить лунки в полную глубину не рекомендуется. Откопанные приямки соединяются между собой траншеями, по которым будет скрыто проложена обвязка электродов.

Забивать стальные стержни лучше всего вручную, кувалдой около 7–10 кг. Да, вибрационное погружение работает лучше, но соответствующее оборудование не так просто достать и допускается его использовать не везде. Основная проблема при забивании — деформация хвостовика от частых ударов, поэтому бить нужно через бабку специальной формы, надевающуюся сверху на электрод и не позволяющую ему согнуться или расплескаться сверх меры. Также можно периодически обрезать УШМ край электрода по мере сплющивания или подливать в приямок воду небольшими порциями.

Обвязка контура, вывод шины

Вертикальные электроды должны полностью находиться под слоем почвы не менее 20–30 см, на этом же уровне располагаются все горизонтальные заземлители. Для связки используется стальная полоса 4х40 мм или выше, поставленная на ребро. С электродами она соединяется дуговой сваркой, суммарная длина шва должна составлять не менее половины периметра сечения.

От контура остаток полосы прокладывается под грунтом до стены здания с ВРУ. Чтобы не разрушать отмостку фундамента, полосу можно проложить поверх неё, закрепив дюбелями быстрого монтажа, либо устроить подкоп и проход через огильзованное отверстие. Шину заземления нужно закрепить к стационарной конструкции как минимум в двух точках, к концу приваривается болт М10 с двумя шайбами и гайкой.

Монтаж контура завершается нанесением защитного покрытия на места сварки, это может быть краска или обычный битум. После заземлители засыпают грунтом, тщательно его трамбуя.

Проверка нормативных параметров, обслуживание контура

Под болт на выводе шины зажимают медный однопроволочный провод (ПВ-1) сечением не ниже 6 мм 2 . Он следует как основной защитный проводник к ВРУ и далее разделяется по всей системе заземления к каждому потребителю электроэнергии, который нуждается в уравнивании потенциалов.

Обычно сопротивление линий системы заземления считается удовлетворяющим нормативному при использовании на ответвлениях медного провода от 2,5 мм 2 , а также стального прутка или полосы сечением от 50 мм 2 . Система заземления обычно не предусматривает разрывов при ветвлении, общее сопротивление между ВРУ и самой удалённой точкой должно находиться в районе 4–6 Ом.

Растекание тока по основным заземлителям проверяется с помощью грунтового мегаомметра: он меряет сопротивление между металлическими частями системы заземления и временными электродами, забитыми в почву на 50 см в 15 и 20 метрах от контура. Результаты измерений служат основанием для подписания технических условий и допуска электросети к эксплуатации.

Замер сопротивления заземления: 1 — измеритель сопротивления заземления; 2 — контур заземления; 3 — временные электроды

Обслуживания, как такового, контур заземления не требует. Достаточно исключить ведение земляных работ в месте его расположения и следить, чтобы грунт не пересыхал. Также следует исключить попадание агрессивных жидкостей на почву. Это замечание связано с тем, что часто перед периодическими (и нормируемые ПУЭ и ПБЭЭ) замерами сопротивления почву поливают, например, раствором поваренной соли. Это временно улучшает проводимость почвы и, как следствие, сопротивление растеканию снижается. Но в таких условиях контур просуществует физически всего 1,5–2 года.

Электролитический заземлитель представляет собой полую перфорированную специальным образом металлическую трубу заполненную смесью электролитических солей в определённой пропорции. Заземлитель заполняется смесью солей и влагопоглощающими химическими веществами. Благодаря перфорации химическое вещество насыщается влагой, которая растворяет солевую смесь. В свою очередь солевой раствор проникает в грунт через перфорацию, увлажняет его и создает благоприятные условия для работы заземлителя.

Электролитические заземлители подразделяются на 2 типа по исполнению:

вертикального типа (V);
горизонтального типа (L).

Оба комплекта электролитического заземления состоят из:

вертикальный или горизонтальный перфорированный заземлитель (нержавеющая сталь);
солевой наполнитель (у заземлителей L-типа поставляется уже в заземлителе);
околоэлектродный наполнитель в мешках;
колодец для электролитического заземлителя;
проводник желто-зеленый опрессованный наконечником;
зажим из нержавеющей стали для подключения проводников;
крепежные болты, гайки, гроверы из нержавеющей стали.

Электролитическое заземления типа V – вертикальное – это один или несколько трубных модулей из нержавеющей стали с контактными фланцами для соединения между собой. Глубина вертикального заземлителя может быть от 3 до 15 метров. Каждый модуль имеет длину 3 м, что очень удобно для транспортировки. Электролитический заземлитель типа L – горизонтальный выполнен с загибом под 90° длиной 1 м. Длина модулей заземлителей L – типа от 3 до 6 м.

Вертикальные электролитические заземлители поставляются незаполненными солевым наполнителем в отличие от горизонтальных.

Первый модуль вертикального заземлителя, а так же модуль горизонтального заземлителя оснащены отверстиями для обмена раствором. Отверстия заклеены лентой и перед установкой должны быть удалены. На обоих видах модулях приварен крепежный болт М10 на который устанавливается кабельный наконечник от заземляющего проводника.

В комплект так же входит зажим типа N из нержавеющей стали, при помощи которого можно осуществить подключения к общей магистрали проводников. Вертикальные и горизонтальные электролитические заземлители могут объединяться общую цепь по условиям проекта или технического задания. Магистральные проводники рассчитываются и выбираются согласно проекту или техническому заданию. Таким образом объединенная сеть из заземлителей может дать удовлетворительное значение сопротивлению тока.

Поставляемый околоэлектродный наполнитель равномерно распределятся по длине горизонтального заземлителя. А при установке вертикального трубного заземлителя засыпается в после монтажа модуля.

Читайте также: