Пластина заземляющая для высокоомных грунтов

При проектировании и строительстве заземляющих устройств (далее ЗУ) проектировщиком и строителем должны учитываться два наиболее важных фактора: удельное сопротивление грунта по месту строительства ЗУ, а также площадь электрического контакта применяемых для его строительства материалов. На странице посвященной смеси для нормализации заземления «Поспех» рассказывается каким образом данная смесь влияет на удельное сопротивление грунта при строительстве либо ремонте ЗУ.

На сегодняшний момент назрела необходимость обсуждения, казалось бы, более простого вопроса – конструкции ЗУ, которая закладывается при проектировании из наиболее часто встречающихся на рынке видов металлопроката и прежде всего в виде полос и стержней, а также из специальных изделий, например, таких как глубинных вертикальных заземлителей, различающихся антикоррозионным покрытием, способом соединения, материалом муфт, типами зажимов и т.д. В основе конструкции различных ЗУ лежат различные конфигурации горизонтальных (в основном в виде полос толщиной не менее 4 мм и шириной от 25 до 50 мм, а также стержней малых диаметров от 10 до 12 мм) и вертикальных (в виде стержней больших диаметров от 14 до 20 мм).

В условиях высокоомных грунтов размеры ЗУ могут существенно вырасти, но не без ограничений. В городских условиях большие размеры ЗУ, прежде всего, ограничиваются насыщенностью иных инженерных коммуникаций и наличием требующего восстановления благоустройства. То же самое в городских условиях происходит при необходимости ремонта ЗУ вышедшего из нормы. В сельской местности вышеуказанные факторы не имеют большого значения, однако, в условиях высокоомных песчаных и песчано-гравийных грунтов, когда требуемое сопротивление ЗУ, например, для предотвращения последствий наведенного напряжения,1,5; 1 и менее Ом стоимость подобных ЗУ может существенно вырасти из-за объемных земляных работ.

В городских и сельских условиях одним из факторов сдерживающим рост размеров ЗУ может служить применение для строительства изделий из металла, обладающих наибольшей площадью электрического контакта с грунтом ЗУ. Для оптимизации данного процесса, наше предприятие, посчитало необходимым наладить производство пластин заземляющих со сверх большей, чем у иных изделий из металла, применяемых для строительства ЗУ, площадью электрического контакта (см. таблицу 1).

Следующим фактором, еще более уменьшающим площадь, занимаемую ЗУ, является применение смеси для нормализации заземления «Поспех» (далее смесь), так как ее применение эффективно снижает удельное сопротивление грунта ЗУ. Как показала практика, особенно результативно применение смеси при забивке глубинных вертикальных заземлителей, когда смесь проливается в пространство, оставляемое муфтой и наконечником большего диаметра, чем стержень вертикального заземлителя.

Таблица 1. Площадь электрического контакта и соответствие по размеру и весу наиболее часто применяемых при строительстве заземляющих устройств материалов

В тоже время, наработанный нами многолетний опыт и практика показывают, что в отдельных регионах нашей страны и в городской и в сельской местности с песчано-гравийными грунтами либо грунтами, засоренными строительным мусором, глубинные вертикальные заземлители не всегда эффективны, так как либо не могут быть забиты на большую глубину, либо их погружение не дает существенного снижения сопротивления ЗУ, либо при осуществлении ремонта ЗУ отсутствует разрешительная документация на расширение его площади.

В данных – особо сложных случаях выходом является широкое применение пластин заземляющих совместно со смесью. Пластина заземляющая будет способствовать наращиванию площади электрического контакта с грунтом в ограниченном по размерам ЗУ, а в тоже время смесь, заложенная в траншее на пластину будет способствовать еще большему сокращению размеров ЗУ, уменьшая удельное сопротивление грунта. Расстояние в траншее между несколькими пластинами может быть от двух до пяти метров.

Даже, если в подобных условиях, окажется передвигаемое на транспортном средстве оборудование, например, военная радиостанция либо автолавка, требующее для его работы при остановке монтажа временного заземления, по нашему мнению, пластина заземляющая окажется более удобным и эффективным заземлителем, чем одиночный вертикальный заземлитель.

Конструкция пластины заземляющей такова: материалом для ее производства является сталь, оцинкованная сталь, а также под заказ - медь и латунь; ее размеры 750*500*4 мм, в центре пластины вмонтирован зажим, позволяющий соединять пластину, как с круглыми, плоскими, вертикальными, горизонтальными, заземлителями и заземляющими проводниками, создавая параллельные, т-образные, а также крестообразные соединения.

Количество смеси необходимой для заливки пластины заземляющей данной конструкции не менее двух ведер (40 литров). Способ установки пластины заземляющей в траншее глубиной не менее 0,8 метра: пластина устанавливается на дно траншеи ее длинной 750 мм стороной, параллельно вертикальным сторонам траншеи. После частичной засыпки пластины заземляющей грунтом, с помощью лопаты грунт отодвигается от пластины в обе стороны на 0,1 метра от ее поверхности и в образовавшееся пространство проливается смесь.

Для того, чтобы разобраться в эффективности строительства ЗУ с изделиями из металла с наибольшей площадью электрического контакта, одновременно применяя смесь предлагаю разобрать несколько примеров.

Площадь электрического контакта заземлителей и заземляющих проводников по действующему Проекту заземления «ВЛ - 110 КВ Ивацевичи - 220 - Остров опора № 153», с требуемым сопротивлением 1,3 Ома, составляет:1610 м.п. круг д.16/322 точки по 5 метров/*0,0503=80,983 м.кв., а также 1610 м.п. круг д.12*0,0377=60,697 м.кв. Итого площадь электрического контакта, рассчитанного проектировщиками:141,68 м.кв. (и не подвергается нами сомнению), длина траншей 1610 м. погонных, вес металла 3716,2 кг.

Альтернатива действующему Проекту №1 – замена круга д.12 на полосу 40*4: Площадь электрического контакта заземлителей и заземляющих проводников по альтернативному Проекту №1 составляет 1025 м.п./205 точек по 5 метров/ круг д.16*0,0503=51,558, а также 1025 м.п. полосы 40*4 мм*0,0880=90,2. Итого: общая площадь электрического контакта:141,76 м.кв., длина траншей 1025 м. пог. Сокращение длины траншей -36,34% или в 1,57 раза. Вес металла 2911 кг. Применение смеси для нормализации заземления «Поспех» позволит дополнительно сократить количество материалов, а также земляных работ минимально на 25%.

Альтернатива действующему Проекту №2 – замена круга д.16 на пластину заземляющую 750*500*4 мм, а также замена круга д.12 на полосу 40*4: Площадь электрического контакта заземлителей и заземляющих проводников по альтернативному Проекту №2 составляет 152 пластин*0,76 м.кв.=115,52, а также 304 м.п. полосы 40*4 мм*0,0880=26,75.

Итого: общая площадь электрического контакта: 142,27 м.кв., длина траншей 418 м. пог. Сокращение длины траншей -74,03% или в 3,85 раза. Вес металла 2207 кг. Применение смеси для нормализации заземления «Поспех» позволит дополнительно сократить количество материалов, а также земляных работ минимально на 25%.

Таким образом, на данных примерах, можно убедиться, что даже в «экстремальных» условиях высокоомных грунтов, применение пластин заземляющих совместно со смесью, позволяет найти наиболее рациональные и ресурсосберегающие решения строительства ЗУ.

Проектирование и выполнение заземляющих устройств с помощью пластин заземляющих

Пластины заземляющие представляют собой особенный вид заземлителя, созданный, прежде всего, для грунтов, где вертикальные заземлители или не дают необходимого эффекта снижения сопротивления при их погружении или их трудно забить из-за каменистого грунта либо их забивка требует вынесения вертикального заземлителя за территорию объекта, что может привести к повреждению соседствующих иных подземных инженерных коммуникаций. По площади электрического контакта пластина заземляющая размером 750*500*4 мм соответствует вертикальному заземлителю д.16 мм длиной 15 метров, но отличается от него простым и менее затратным монтажом.

Пластина заземляющая совместно с несколькими ведрами смеси для нормализации заземления «Поспех» могут служить идеальным комплектом для выполнения заземления в частном доме.

Пластины заземляющие размером 750*500*4 мм необходимо располагать вдоль трассы траншеи глубиной 0,8-0,9 м, поставив их на ребро по дну траншеи длинной стороной. Расстояние между ребрами двух соседних пластин заземляющих должно составлять не менее 2-х метров, при этом коэффициент использования проводимости пластин заземляющих равен 0,7.

В тоже время, наибольший коэффициент использования проводимости пластин заземляющих в ЗУ в виде группового заземлителя равен 0,8 если расстояние между соседними пластинами не менее 3-х метров. Поэтому возможно выполнить ЗУ, используя только пластины и полосу для их соединения, располагая их цепью в траншее на расстоянии трех метров друг от друга. В данном случае, при количестве пластин заземляющих до 10 штук, коэффициент использования проводимости равен 0,8, при количестве от 10 до 15 штук - 0,75, от 15 до 20 - 0,7, при применении свыше 20 штук коэффициент использования проводимости равен 0,6.

Смотреть руководство по проектированию

Если ЗУ выполняется путем соединения пластин заземляющих с вертикальным заземлителем, используя ее вместо зажима для горизонтального заземлителя, коэффициент использования проводимости пластин заземляющих увеличивается до 0,95. Однако при комбинировании пластин заземляющих с вертикальным заземлителем в ЗУ, состоящем из группового заземлителя, следующая по соседству пластина заземляющая будет располагаться аналогично на последующем вертикальном заземлителе, разнесенном с первым вертикальным заземлителем на расстояние равное глубине их погружения.

Для уменьшения удельного сопротивления грунта на каждую из пластин заземляющих необходимо вылить не менее 2-х ведер - 40 литров смеси для нормализации заземления «Поспех». В этих целях, смонтированная в траншее пластина вначале присыпается грунтом, а затем насыпанный на нее грунт отодвигается от ее плоскостей и ребер лопатой на расстояние 0,1 метра. После поливки пластины смесью она полностью засыпается грунтом.

Появление таких товарных позиций как пластина заземляющая и пластина решетчатая, смесь для нормализации заземления «Поспех», трубка для увлажнения заземления позволяют создать эффективный вариант заземления - комплект заземления частного дома для высокоомных грунтов. Основным отличием от стержневого заземления, часто малоэффективного, например, в песчаных почвах является существенное сокращение стоимости работ.

Разрешительная документация в Республике Беларусь на пластину заземляющую