Производство и монтаж систем заземления и молниезащиты

  • (812) 372-66-97
  • 8 (911) 924-74-81
  • spb@koelza.ru

Выбор типа заземления

Выбор типа заземления

Современный этап развития человечества отмечен стремительным развитием техники и технологий, в том числе в области электроники и электротехники. Электрооборудования и электроники становится все больше, а само оборудование становится всё сложнее и требования к его заземлению все жестче. При разработке новых видов заземления производители систем решают следующие задачи:

  • повышение эффективности заземляющих устройств,
  • минимизация площади занимаемой заземляющим устройством,
  • минимизация затрат на производство и монтаж.

Как известно, повысить эффективность работы заземляющих электродов можно следующими способами:

  • увеличить площадь токоотдачи заземлителя;
  • монтировать заземление из нескольких единичных заземлителей, включенных параллельно, при этом заземляющее устройство называется многоэлектродным;
  • путем снижения и стабилизации переходного сопротивления «заземляющий электрод-грунт», за счет повышения электропроводности и стабилизации температурного режима около электродного пространства или их комбинацией.

Первый способ один из самых эффективных способов, но в существующих видах заземлений по экономическим причинам и габаритным показателям в полном объеме применяется не достаточно широко.

Второй способ может быть использован во всех видах заземлений и пожалуй является единственным способом для модульно-штыревого заземления. При параллельном соединении отдельных заземлителей необходимо принимать во внимание эффект взаимного экранирования заземлителей, который выражается в том, что общее сопротивление заземления уменьшается не пропорционально числу заземлителей, а меньше на величину коэффициента использования, который всегда < 1.

Третий способ основан на том, что основное влияние на величину сопротивления растеканию тока оказывают близлежащие к заземлителю слои грунта. Поэтому его снижения можно добиться путем снижения удельного сопротивления грунта в небольшой области вокруг заземлителя путем:

применения компонентов со сравнительно высокой проводимостью (например кокса, графита, глины и т.д.), что в свою очередь увеличивает площадь токоотдачи заземлителя;

обработкой этого грунта электролитическими солями;

применением гидрогелей для удержания влаги в около электродном пространстве.

Существующие виды заземляющих устройств по ряду объективных причин не всегда могут соответствовать предъявляемым требованиям, так:

Модульно-штыревое заземление показывает неплохие результаты в мягких низкоомных грунтах до 100 Ом. При использовании его в грунтах с более высоким удельным сопротивлением до 400 Ом существенно возрастают затраты как на комплектующие, так и на монтажные работы. При этом значительно увеличивается площадь, занимаемая заземляющим устройством. Применение его в каменистых, вечномерзлых грунтах, а так же на территориях с «плотной» подземной системой коммуникаций вообще не возможно. Данное направление развития является тупиковым, т.к. забивать стержни на глубину более 15 м. практически не возможно, а увеличивать диаметр стержней или применять частичную замену грунта экономически не выгодно.

Электролитическое заземление объединило в себе все описанные выше способы повышения эффективности и избежало практически всех недостатков, присущих модульно-штыревому заземлению. Но и оно не стало панацеей. Новаторская идея применения вертикального электрода, с целью уменьшения площади установки привела к не возможности его использованию в скалистых грунтах и удорожанию монтажных работ. Горизонтальный электрод казалось бы лишен всех недостатков, но при необходимости получения низких значений сопротивления растекания тока при относительно высоком удельном сопротивлении грунта требует применения нескольких электродов соединенных параллельно. Это обусловлено тем, что площадь поверхности токоотдачи электрода при длине 3 м. и диаметре трубы 0,07 м. в среднем составляет 66 дм2 . Учитывая, что электрод устанавливается близко к поверхности земли эффективная площадь токоотдачи будет находится в пределах 70% от общей площади и составит 46 дм2 , а это даже с учетом применения активаторов и солевых модулей не позволит получить низкое значение сопротивления растекания тока.

Данное направление с точки зрения дальнейшего развития так же не имеет продолжения. Дальнейшее повышение эффективности может быть достигнуто за счет увеличения размеров ( длины, диаметра) электрода, что приведет к увеличению стоимости электрода и сопутствующих его установке материалов. А главное то, что увеличение длины приведет к потере такого важного качества, как компактность.

Пластинчатое заземление это вид заземления, в котором решен вопрос увеличения эффективной площади токоотдачи до 140 дм2 при уменьшении площади под установку заземления до 1,5м2 (1,0х1,5м). Конструкция пластинчатого заземлителя разработана таким образом, что его применение без минерального заменителя грунта MSS-C и солевого модуля дает 10-ти кратное, а с применением MSS-C и солевого модуля, 90 кратное снижение сопротивления растеканию тока. В нем использован весь спектр применяемых способов повышения эффективности и практически минимизированы все недостатки, присущие вышеописанным видам, что сделало пластинчатое заземление самым эффективным из существующих видов отдельно стоящих искусственных заземлений.

Хотелось бы отметить, что все перечисленные выше виды заземлений описаны, теоретически обоснованы и рекомендованы к применению еще в 1971 году Министерством связи СССР в «Руководстве по проектированию, строительству и эксплуатации заземлений в установках проводной связи и радиотрансляционных узлов».