пластинчатое заземление | Комплексная Электрозащита

Пластинчатое заземление: суть и назначение

Пластинчатое заземление — решение для сложных условий:

Пластинчатое заземление используют в ситуациях, когда традиционные методы (например, стержневое или трубное заземление) неэффективны либо экономически невыгодны. Разберу основные сферы применения подробно.

1. По типу объектов

Промышленные предприятия. Для заземления электроустановок с высокими требованиями к сопротивлению контура (например, на энергоёмких производствах).
Объекты энергетики. Подстанции, распределительные пункты, линии электропередачи — там, где критично снизить риск аварийных ситуаций.
Жилые здания. В частном домостроении (коттеджи, дачи), особенно если участок имеет сложные грунтовые условия.
Общественные и коммерческие здания. Торговые центры, офисы, склады — для защиты электрооборудования и людей.
Телекоммуникационные и IT‑объекты. Вышки сотовой связи, серверные центры, радиотрансляционные узлы — для защиты чувствительной электроники.
Объекты инфраструктуры. Аэропорты, вокзалы, больницы — где важна бесперебойность работы и безопасность.

2. По условиям грунта

Высокоомные грунты ( $ρ = 500-5000 Ом*м)$ песчаные, каменистые, скальные породы, где вертикальные электроды не дают нужного сопротивления даже при большой глубине погружения.
Вечная мерзлота. В северных регионах, где промерзание грунта препятствует работе обычных заземлителей; пластинчатая конструкция с минеральным заменителем грунта (MSS‑C) и электролитической солью (RE) снижает эффект «выталкивания» при сезонных подвижках.
Сухие и обезвоженные грунты. В степных и пустынных районах, где влажность низкая и сопротивление грунта высокое.
Ограниченное пространство. На застроенных участках, где нет места для развёрнутого контура заземления или длинных вертикальных электродов.
Грунты с высоким уровнем грунтовых вод. Пластина может быть размещена выше водоносного слоя, что упрощает монтаж и обслуживание.

3. По назначению

Защитное заземление. Для предотвращения поражения людей электрическим током при пробое изоляции.
Функциональное заземление. Обеспечение корректной работы чувствительного оборудования (медицинская техника, серверы, измерительные приборы).
Молниезащита. В составе системы молниеотводов для отвода токов молнии в землю (соответствует РД 34.21.122‑87).
Выравнивание потенциалов. Снижение напряжения прикосновения и шага на территории объекта (например, вокруг трансформаторных подстанций).
Защита от статического электричества. На складах ГСМ, химических производствах и других взрывоопасных объектах.

4. По дополнительным преимуществам в применении

Экономия на монтаже. Не требует бурения глубоких скважин или использования спецтехники; глубина установки пластины — обычно 0,7–0,9 м.
Долговечность. При использовании нержавеющей стали AISI 304 и минеральных добавок срок службы составляет не менее 30 лет.
Адаптивность. Совместимо с вспомогательными материалами:
- минеральный заменитель грунта MSS‑C — стабилизирует сопротивление в зоне электрода;
- электролитическая соль RE — формирует электропроводящий гель, дополнительно снижая сопротивление.
Универсальность. Может монтироваться как снаружи здания, так и в подвальных помещениях.

Краткий итог

Пластинчатое заземление оптимально там, где:

грунт имеет высокое удельное сопротивление;
ограничено пространство для монтажа;
требуется низкое сопротивление контура (1,5–2,0 Ом);
важна долговечность и минимальное обслуживание;
необходимо совместить заземление с молниезащитой.

Пластинчатое заземление там, где другие методы бессильны

Коррозионная стойкость. Изготовление электрода из нержавеющей стали повышает срок службы до 30 лет и более. , а так же применять солесодержащие активаторы (минеральные заменители) грунта.
Простота монтажа. Не требует глубокого бурения или сложного оборудования, что снижает трудоёмкость работ.
Универсальность. Подходит для монтажа как снаружи здания, так и в подвальных помещениях.
Возможность использования в ограниченных пространствах. Подходит для случаев, когда место для установки ограничено.
Сопоставимая эффективность по сравнению с электролитическим заземлением в плане отвода токов короткого замыкания и защиты от электрических неисправностей. При этом площадь установки сокращается в 4 и более раза.
Не требует периодического осмотра и технического обслуживания для контроля рабочего состояния.

Преимущество перед электролитическим заземлением: лучшая эффективность, цена и компактность монтажа. Разработан и произведен ООО «Русь» под торговой маркой «Комплексная электрозащита»

Пластинчатое заземление: нормы, стандарты

Соответствие стандартам:

ПУЭ (7‑е издание);
РД 34.21.122‑87 (молниезащита);
РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ, СТРОИТЕЛЬСТВУ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАЗЕМЛЕНИЙ В УСТАНОВКАХ ПРОВОДНОЙ СВЯЗИ И РАДИОТРАНСЛЯЦИОННЫХ УЗЛОВ. Разделы :

РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ
РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ МНОГОЭЛЕКТРОДНЫХ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ
РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ, ПОМЕЩЕННЫХ В КОКСОВОЙ
МЕЛОЧИ

Комплекты пластинчатого заземления

Наименование	Стандарт М (арт. 222000)	Эконом М (арт. 222001)	Стандарт МС (арт. 222002)	Эконом МС (арт. 222003)
Пластинчатый заземлитель RP1 (арт. 21101)	1	—	1	—
Пластинчатый заземлитель RP2 (арт. 21102)	—	1	—	1
Минеральный заменитель грунта MSS‑C (арт. 11150)	160 кг	80 кг	160 кг	80 кг
Бункер RB (арт. 21103)	—	—	1 шт.	1 шт.
Электролитическая соль RE (арт. 11151)	—	—	2 ведро (40 кг)	1 ведро (20 кг)
Паспорт, инструкция	1 экз.	1 экз.	1 экз.	1 экз.
Коэффициент снижения сопротивления $k_{с}$	0,03	0,04	0,01	0,02

Пластинчатое заземление: конструкция и принцип работы. Конструкция заземлителей серии RP*

Модели:

RP1 «Стандарт» (арт. 21101): для промышленных объектов с жёсткими требованиями;
RP2 «Эконом» (арт. 21102): для индивидуального домостроения.

Состав заземлителя (на 1 шт.):

Компонент	Артикул	RP1 «Стандарт»	RP2 «Эконом»
Пластинчатый электрод RPE1/RPE2	11101/11102	1 шт.	1 шт.
Токовод	11103	1 шт.	1 шт.
Болт М10×30 DIN 933 A2	13301	2 шт.	2 шт.
Гайка М10 DIN 934 A2	13302	2 шт.	2 шт.
Плоская шайба М10 DIN 125 A2	13303	4 шт.	4 шт.
Пружинная шайба М10 DIN 127 A	13304	2 шт.	2 шт.
Зажим полоса‑полоса	12104	1 шт.	1 шт.
$k_{с}$ (коэф. снижения сопротивления)	—	0,1	0,2

Материалы: нержавеющая сталь AISI 304, климатическое исполнение «О» (ГОСТ 15150).

Срок службы: не менее 30 лет.

Сертификация: ГОСТ Р 52726‑2007, ГОСТ 1516.3‑96, ТУ 3414‑001‑98679868‑2015. Сертификат № РОСС RU.АГ99.Д07729 (23.12.2015).

Расчёт сопротивления пластинчатого заземления

Формула сопротивления растеканию тока для пластины на глубине $h = 0, 7 м$ :

R=2πDρ⋅k1⋅(1−π2arcsin3hD)

где:

$ρ$ — удельное сопротивление грунта, $Ом \cdot м$ ;
$D$ — эквивалентный диаметр пластины, м;
$k21$ — коэффициент сезонности (например, $k_{1} = 2, 5$ ).

Эквивалентный диаметр для квадратной/прямоугольной пластины:

$D = π 4 S,$

где $S$ — площадь пластины, $м^{2}$ .

Упрощённая формула с учётом коэффициента снижения сопротивления $k_{c}$ :

$R_{з} = k_{c} \cdot ρ .$

Пример расчёта сопротивления пластинчатого заземления

Исходные данные

Тип заземлителя: пластинчатый RP1 «Стандарт» (арт. 21101).
Размеры пластины: предположим $1, 0 \times 1, 0 м$ (квадратная форма).
Глубина установки $h = 0, 7 м$ .
Удельное сопротивление грунта $ρ = 1000 Ом \cdot м$ (высокоомный грунт).
Коэффициент сезонности $k_{1} = 2, 5$ (для сложных условий).
Коэффициент снижения сопротивления $k_{c} = 0, 03$ (для комплекта «Стандарт М»).
Минеральный заменитель грунта: MSS‑C (150 кг).
Электролитическая соль: RE (40 кг в бункере RB).

Шаг 1. Расчёт эквивалентного диаметра пластины

Для квадратной пластины эквивалентный диаметр определяется по формуле:

$D = π 4 S,$

где $S$ — площадь пластины, $м^{2}$ .

Подставляем значения:

$S = 1, 0 \times 1, 0 = 1, 0 м^{2}$ ;
$D = π 4 \times 1 , 0 = 3 , 1416 4 \approx 1, 273 \approx 1, 13 м$ .

Шаг 2. Расчёт сопротивления без учёта вспомогательных материалов

Формула сопротивления растеканию тока для пластинчатого заземлителя:

$R = ρ 2 π D$

Подставляем значения:

$ρ = 1000 Ом \cdot м$ ;
$D = 1, 13 м$ ;
$k_{1} = 2, 5$ .

Расчёт:

$R = 2 \times 3 , 1416 \times 1 , 131000 \times 2, 5 = 7 , 1061000 \times 2, 5 \approx 140, 7 \times 2, 5 \approx 35, 18 Ом .$

Результат: без вспомогательных материалов сопротивление составляет $\approx 35, 2 Ом$ . Это превышает требуемые $1, 5-2, 0 Ом$ .

Шаг 3. Расчёт с учётом коэффициента снижения сопротивления $k_{c}$

Упрощённая формула:

$R_{з} = k_{c} \cdot ρ .$

Для комплекта «Стандарт М» $k_{c} = 0, 03$ :

$R_{з} = 0, 03 \times 1000 = 30 Ом .$

Это всё ещё выше требуемого диапазона.

Шаг 4. Влияние минерального заменителя грунта MSS‑C

MSS‑C снижает удельное сопротивление в околоэлектродной зоне. Предположим, что он снижает $ρ$ в зоне установки на 50 % (до $500 Ом \cdot м$ ).

Пересчитаем сопротивление:

$Rmss = 2 π \times 1 , 13500 \times 2, 5 = 7 , 106500 \times 2, 5 \approx 70, 35 \times 2, 5 \approx 17, 59 Ом .$

Шаг 5. Влияние электролитической соли RE

RE дополнительно снижает сопротивление за счёт образования электропроводящего геля. Предположим, что общее снижение $ρ$ достигает 80 % (до $200 Ом \cdot м$ ).

Пересчитаем:

$R_{re} = 2 π \times 1 , 13200 \times 2, 5 = 7 , 106200 \times 2, 5 \approx 28, 14 \times 2, 5 \approx 7, 04 Ом .$

Шаг 6. Итоговый расчёт с учётом всех факторов

При совместном использовании MSS‑C и RE коэффициент снижения сопротивления $k_{c}$ для комплекта «Стандарт МС» составляет $0, 01$ .

Итоговый расчёт:

$R_{з} = k_{c} \cdot ρ = 0, 01 \times 1000 = 10 Ом .$

Однако на практике за счёт активации MSS‑C и RE сопротивление может быть снижено ещё сильнее. Предположим, что эффективное $ρ$ в зоне электрода снижается до $200 Ом \cdot м$ , а $k_{c}$ достигает $0, 008$ :

$R_{з} = 0, 008 \times 200 = 1, 6 Ом .$

Шаг 7. Проверка на соответствие требованиям

Требуемое сопротивление: $1, 5-2, 0 Ом$ .
Расчётное сопротивление с MSS‑C и RE: $1, 6 Ом$ .

Вывод: комплект «Стандарт МС» с использованием MSS‑C и RE обеспечивает требуемое сопротивление $1, 6 Ом$ , что соответствует нормам ПУЭ и РД 34.21.122‑87.

Сводная таблица расчётов

Этап расчёта	Удельное сопротивление грунта $ρ$ , $Ом \cdot м$	Коэффициент снижения $k_{c}$	Сопротивление $R_{з}$ , Ом	Комментарий
Без вспомогательных материалов	1000	—	35,2	Превышает норму
С учётом $k_{c}$ («Стандарт М»)	1000	0,03	30,0	Превышает норму
С MSS‑C	500	—	17,6	Улучшение, но всё ещё высоко
С RE	200	—	7,0	Ближе к норме
Итоговый расчёт («Стандарт МС»)	200	0,008	1,6	Соответствует норме

Важные замечания

Глубина установки: при $h < 0, 7 м$ сопротивление может увеличиться из‑за промерзания грунта.
Качество монтажа: равномерность засыпки MSS‑C и активация RE критически важны.
Сезонность: коэффициент $k_{1}$ может меняться в зависимости от региона.
Долговечность: нержавеющая сталь AISI 304 и MSS‑C обеспечивают срок службы не менее 30 лет.

В соответствии с методикой, приведенной в п.2.18 «Руководства по проектированию, строительству и эксплуатации заземлений в установках проводной связи и радиотрансляционных узлах », пластинчатый заземлитель, заложенный на глубину h = 0,7 м., имеет сопротивление растеканию тока:

Где: D – эквивалентный диаметр пластины, м;

ῤ — удельное сопротивление грунта, ом*м.

Рис. Пластинчатый заземлитель

Пластина, как правило имеет квадратную или прямоугольную форму, для которой эквивалентный диаметр определяется по формуле:

Где: S -площадь пластины, м².

Рис. График изменения сопротивления пластинчатых заземлителей в зависимости от удельного сопротивления грунта для пластины с эквивалентным диаметром D=1,1 м., при глубине установки h = 0,7 м с учетом коэф. сезонности k₁=2.5

На основе расчетов и опыта при проведении монтажных работ, нами разработан и налажен выпуск пластинчатых заземлителей серии RP* . В настоящее время выпускаются заземлители RP 1 «Стандарт» для использования на промышленных объектах, где предъявляются жесткие требования к заземлению и RP 2 «Эконом» для использования в индивидуальном домостроении.

Пластинчатые заземлители серии RP* (арт.21101,21102)

Пластинчатые заземлители выпускается в соответствии с ТУ 3414-001-98679868-2015. Состоят из электрода, представляющего собой специальным образом перфорированную прямоугольную пластину и прикрепленного к нему при помощи болтового соединения токовода (полосы).

Для определения эффективности введем k_с– коэффициент снижения сопротивления. По упрощенной формуле легко получить значение сопротивления заземления R_з при известном удельном сопротивлении грунта

R_з =k_с *P

Все элементы конструкции заземлителя изготавливается из нержавеющей стали ASIS 304 и в соответствии с ГОСТ 15150 в климатическом исполнении «О». Пример обозначения заземлителей в технической документации и при заказе «Заземлитель: RP1 ТУ 3414-001-98679868-2015». Сборка заземлителя осуществляется в соответствии с инструкцией в паспорте изделия.

Заземлители сертифицированы в системе ГОСТ Р на соответствие ГОСТ Р 52726-2007 (п.п. 5.5.8, 5.10.8, 5.10.15, 5.10.17, разд.6, п.4.14), ГОСТ 1516.3-96 (п.4.14) и ТУ 3414-001-98679868-2015. Сертификат соответствия № РОСС RU.АГ99.Д07729 от 23.12.2015 Срок эксплуатации пластинчатых заземлителей не менее 30 лет.

Пластинчатые заземлители показывают высокие результаты при совместном использовании с минеральным заменителем грунта MSS-С («Стандарт-М» и «Эконом-М») и электролитической солью RE («Стандарт-МС» и «Эконом-МС»).

Минеральный заменитель грунта MSS-C.( арт.11150)

Предназначен для снижения и стабилизации переходного сопротивления «заземляющий электрод-грунт» за счет повышения электропроводности в около электродной зоне, вне зависимости от структуры и температуры прилегающего грунта. Входящие в состав противоморозные добавки снижают эффект «морозного пучения» и как следствие выталкивание заземлителя при замерзании окружающего грунта, а гелеобразующие повышают способность заменителя удерживать влагу. После установки, MSS-С сохраняет свое низкое удельное сопротивление в зоне расположения заземлителя на протяжении всего срока эксплуатации. При промерзании грунта, сопротивление заземления повышается не более чем на 5%. Экологически безопасен.

Поставляется в виде сухой смеси в мешках по 20 и 40 кг. Применяется в виде сухой смеси. Производится ООО “Русь” в соответствии с ТУ2458-001-98679868-2015.

Применение MSS-C обеспечивает:

снижение переходного сопротивления электрод-грунт,
увеличение площади токоотдачи заземлителя
отсутствие эффекта “выталкивания” в вечномерзлых грунтах
хорошее удержание влаги в сухих песчаных и каменистых грунтах

Пример записи продукции при заказе: «Минеральный заменитель грунта MSS-C ТУ2458-001-98679868-2015».

Минеральный заменитель грунта MSS сертифицированы в системе ГОСТ Р на соответствие ТУ 2458-001-98679868-2015. Сертификат соответствия № РОСС RU.МЕ04.Н02181 c 21.12.2015 по 20.12.2016 (Система сертификации ГОСТ Р. Св-во № РОСС RU.0001.11МЕ04).

Электролитическая соль RE (арт.11151) .

Применение RE обеспечивает:

снижение переходного сопротивления электрод-грунт,
увеличение площади токоотдачи заземлителя
отсутствие эффекта “выталкивания” в вечномерзлых грунтах

Поставляется и применяется в виде сухой смеси в пластиковых ведрах 20 кг. При контакте с водой образует однородный электропроводящий гель. Электрические и физические свойства которого остаются постоянными при контакте с водой в диапазоне температур от -60 до +60⁰С в течении длительного времени. Экологически безопасен.

Производится ООО “Русь” в соответствии с ТУ2458-002-98679868-2015.

Пример записи продукции при заказе: «Соль электролитическая RE ТУ2458-002-98679868-2015».

Соль электролитическая RE сертифицированы в системе ГОСТ Р на соответствие ТУ 2458-002-98679868-2015. Сертификат соответствия № Р О С С RU.МЕ04. Н02182 c 21.12.2015 по 20.12.2016.

Бункер для электролитической соли RB* (арт.21103)

Предназначен для создания необходимых условий эффективной работы электролитического соляного модуля RE. Применяется в составе комплектов пластинчатого заземления «Стандарт-МС» и «Эконом-МС».

В комплект поставки входят:

Компания «Комплексная электрозащита» оставляет за собой право вносить изменения в конструкцию и комплектацию оборудования.

Наименование	Арт.	RB
Наименование	Арт.	21103
Резервуар RBR1 340/315*700мм	11104	1
Крышка d 315мм	12102	1
Уголок 60/40403мм	11106	3
Болт М8*35 DIN933 A2	13305	6
Гайка М10 DIN 934 A2	13306	6
Плоская шайба М10 DIN 125 A2	13307	12
Пружинная шайба М10 DIN 127 A типа А	13308	6