Работаем по всей территории РФ

Модульно-штыревое заземление

Модульное (или модульно-штыревое) заземление – такой тип заземляющего устройства, при котором можно варьировать общую длину и количество точек установки в грунт вертикальных заземлителей. То есть речь идет о сборной конструкции, что очень удобно в условиях меняющихся характеристиках грунта и условий монтажа, особенно когда не хочется тратить много времени на организацию замкнутого или разомкнутого контура по периметру здания.

Назначение

Модульно-штыревое заземление предназначено для организации глубинной схемы контура заземления с вертикальным заглублением на основе круглых стержней заземления диаметром D от 14 до 20 мм (редко 25 мм) и длиной L от 1200 или 1500 мм.

Готовый комплект заземления   Комплект модульного заземления омедненный

Задачей его является отвод и рассеивание тока молнии в землю через систему внешней молниезащиты (молниеприемники и токоотводы) или создание безопасных условий эксплуатации электрооборудования в целях исключения электротравм у пользователей.

Схема отвода тока от системы внешней молниезащиты к модульному заземлителю

Подробнее о существующих типах заземления (глубинное, кольцевое и фундаментное) читайте в материале Заземление молниезащиты.

Иногда глубинные заземлители используют в составе комбинированной конструкции, когда стержни устанавливают в некоторых точках замкнутого кольцевого или разомкнутого контура.

Комбинированная схема заземления (вертикальные заземлители соединены с горизонтальной полосой)

На схеме: 1 - плоский проводник (полоса заземления), 2 - щиток в месте соединения токоотвода и заземляющего проводника, 3 - соединительный зажим для круглых/плоских проводников, 4- стержни глубинного заземления, 5 - наконечник, 6 - диагональный зажим, 7 - крестовой зажим, 8 - антикоррозионная лента.

Что необходимо заземлять?

Заземляют в первую очередь молниезащитный контур, в этом случае устройство заземления является частью внешней молниезащиты, которое перенаправляет ток молнии от молниеприемников и токоотводов и распределяет его в земле. Это так называемое заземление молниезащиты.

Модульно-штыревое заземление контура молниезащиты частного дома

Есть еще защитное заземление, которое обеспечивает безопасную работу отдельных электроустановок. В этом случае оборудование заземляют в целях получения эффекта стекания заряда по пути меньшего сопротивления в случае возникновения пробоя напряжения на установке.

Как работает защитное заземление

Если говорить о частном доме, то заземляют следующие электроустановки:

  • газовые (и не только) котлы
  • бойлеры
  • генераторы
  • внутренняя электрика (повторное заземление электробытовых приборов через электрический шкаф)

Касательно последнего пункта, то это, например, духовка, микроволновка, стиральная машина и т.п., которые подключаются к общей шине заземления и от нее уже в свою очередь идет токоотвод на заземляющий контур. На рисунке показано защитное уравнивание потенциалов через подключение к ГЗШ (главной заземляющая шина) и уже от шины вывод на систему заземления.

Защитное уравнивание потенциалов через подключение к главной шине заземления

На схеме: 1 - распределительный щит, 2 - фиксированная точка заземления (проход через стену для соединения с заземляющим контуром модульного заземлителя на улице), 3- заземляющие хомуты, 4 - шина уравнивания потенциалов.

Конструктивные особенности

Как уже было сказано выше базовым элементом конструкции являются стержни заземления. Их количество, материал, диаметр и длина зависят от условий монтажа и показателя удельного сопротивления грунта растеканию тока. Чем выше сопротивление, тем больше общая длина и/или диаметр, количество точек установки заземлителей.

Омедненный стержень заземления D=14 мм, L=1500 ммОцинкованный стержень заземления D=20 мм, L=1500 ммОмедненный стержень заземления D=20 мм, L=1500 производства DEHN+SOHNEНержавеющий стержень заземления D=20 мм, L=1500

Стержни имеют резьбу на концах и соединяются между собой посредством муфт. При этом для обеспечения лучшей токопроводимости в местах их установки конструктив смазывают токопроводящей смазкой (пастой).

Муфтовое соединение стержней заземления  Соединение омедненных стержней муфтой из латуни

 

Зарубежные производители используют цапфовое безмуфтовое соединение, оно более контактное и его не нужно смазывать пастой. То есть получается самозакрывающаяся конструкция (на примере ниже показан разрез в месте соединения).

Безмуфтовое соединение стержней заземления

Для облегчения монтажа в землю в состав комплектов входят наконечники и удароприемные головки. Производители из России делают эти компоненты с резьбой, зарубежные исключают риски, возникающие при резьбовом контакте, особенно при забивании, и соединяют элементы надежно в стык.

Наконечник стержня заземления с резьбой  Ударная головка в составе соединительной муфты и болта

В месте выхода последнего (верхнего) заземлителя всю конструкцию подключают с помощью зажима к системе молниезащиты или шине заземления. Геометрия зажима значения не имеет (диагональный или крестовой), важно лишь чтоб его материал в плане коррозии не «конфликтовал» с материалом заземлителей и заземляющих проводников.

Диагональный соединитель в составе комплекта заземленияКрестовой соединитель в составе комплекта заземления

Преимущества модульно-штыревой системы

Перечислим достоинства модульного метода:

  1. Простота сборки конструкции
  2. Большой срок службы
  3. Высокая коррозионная стойкость
  4. Удобство транспортировки и хранения
  5. Минимум подготовительных работ
  6. Большая вариативность выбора места установки

Глубинные заземлители (стержни заземления) - основа модульной конструкции

Остановимся подробнее на базовом элементе готовых комплектов заземления, а именно стержнях заземления или как их еще называют штыри и заземлители.

На рынке РФ представлены три их разновидности: на основе омедненной (аббревиатура в каталогах St/Cu), оцинкованной (St/tZn, St/FT) и нержавеющей стали (V2A, NIRO).

Настоятельно рекомендуем не использовать дешевые штыри из обычной (черной) стали, особенно с диаметром 14-16 мм, которые предлагают как вариант некоторые поставщики. Они сгниют у вас гораздо раньше.

Зарубежные производители также предлагают полностью медные стержни и стержни из нержавеющей стали с содержанием молибдена (V4A), но это обычно не складские и очень дорогие позиции.


Оцинкованные стержни

Для получения цинкового слоя используют 2 метода:

Горячее оцинкование. Стальные стержни окунают в расплавленном до t 450-460 градусов цинке. В процессе диффузии атомы цинка проникают в наружную поверхность стали, образуя поверхностный железоцинковый сплав. В зависимости от условий метода (времени погружения, процесса охлаждения, качество основного материала, его химического состава и т.д.) толщина слоя, его цвет могут меняться.

Гальваническое оцинкование. Производится в электролитических ваннах.

Гальваническое выглядит эстетически приятнее, так как покрытие ложится равномерно повторяя геометрию изделия, но существенно уступает горячему по коррозионной стойкости, у которого толщина покрытия в разы выше (разница может достигать десятки раз), что существенно сказывается на сроках службы. Технология холодного гальванического цинкования дешевая, поэтому изделия стоят меньше.

Стержень заземления оцинкованный D=16 мм Россия Оцинкованный стержень заземления D=20 мм, L=1500 мм


Омедненные стержни

Меднение стали осуществляют только гальваническим способом. В условиях промышленного производства штыри помещают в специальные ванны с раствором меди, оснащенные средствами автоматики и контроля. Медь обладает сильной адгезией, поэтому процесс электрохимических реакций протекает быстрее, цикл изготовления короче.

Омедненный стержень заземления D=14 мм, L=1500 мм Омедненный стержень заземления D=20 мм, L=1500 производства DEHN+SOHNE

ВНИМАНИЕ! На российском рынке по разным оценкам сейчас присутствует до 50% низкокачественной продукции из Китая. В основном это как раз омедненные комплекты, которые имеют сомнительное происхождение, как и марки материалов, из которых они изготовлены. Так, например, в основе стержней низкосортные марки стали, заявленные диаметры изделий могут не совпадать с действительными, технология омеднения кустарная. Как результат омедненный слой слабый, потребитель получает товар с низкими механическим и антикоррозионными свойствами.


Нержавеющие стержни

Самая надежная марка стали для глубинного заземления. Следует заметить, что в Европе (в частности на родине молниезащиты - Германии), где более строгие нормативы, разрешено использовать только нержавейку. Зачастую для наших климатических условий и специфик грунта они рекомендуют использовать только ее, причем в варианте V4A.

 Нержавеющий стержень заземления D=20 мм, L=1500


Самое главное – это длина L и внешний диаметр D заземляющих электродов. Чем они выше, тем лучше показатель растекания тока (с большей площади растекается больше заряда). Самые распространенные длины – это 1.2 или 1.5 метра, а диаметры – от 14 до 25 (самые популярные 14 или 16 мм, у западных компаний, которые предъявляют повышенные требования к комплектующим, - от 20 до 25 мм).

Важной характеристикой заземлителей является способ их стыковки между собой. В месте соединения (конец штыря) существуют конструкции:

  • резьбовые
  • со свинцовыми шариками
  • с цапфовым соединением (накатные двойные, тройные или ступенчатые)
  • комбинации цапф и свинцовой вставки

Заземлитель со свинцовым шариком в месте соединения стержней

 Заземлитель с тройной накатной цапфой

Заземлитель со ступенчатыми накатными цапфами

Первый способ требует накрутки переходных муфт, два остальные обеспечивают контакт между электродами за счет самостыкующихся элементов: накатных цапф или свинцовых шариков, которые при заглублении заземлителей с помощью молотка или вибромолота растекаются и заполняют полость внутри электрода. 

Что еще входит в комплект?

Рассмотрим компоненты готовых комплектов заземления, представленных на рынке РФ. Про стержни много было сказано выше, поэтому поговорим об остальных комплектующих:

Для лучшего погружения в землю на конец первого стержня устанавливают стартовый наконечник. В российских комплектах он выполнен из черной стали (St), в немецких из тугоплавкого чугуна (TG/FT) или оцинкованной стали (St/FT).

Наконечник стержня заземления фирмы J. Propster   Наконечник стержня заземления производства Россия    Наконечник стержня заземления типа OMEX

У отечественных комплектов для соединения стержней на их соседние концы накручиваются муфты (выполняются из нержавеющей стали или латуни). Немецкие исключают использование этого элемента, поскольку соединяются в стык по принципу «папа – мама» (см. выше), за счет чего у них в месте соединения нет утолщения диаметра конструкции и как следствие получается более надежное соединение с хорошим электрическим контактом между соседними заземлителями.

Соединительная муфта для стержней заземления (латунь)   Соединительная муфта для стержней заземления (нержавеющая сталь)

Для передачи ударного усилия при монтаже у наших стержней в муфту с противоположной стороны вкручивается удароприемная головка (болт), а у немецких она просто надевается на конец стержня с накатной цапфой. Визуально это два разных элемента, у отечественных ударный болт выполнен из черной стали (St), а у импортных ударный наконечник из ковкого чугуна (TG/FT).

Ударный болт модульно-штыревого заземлителя производство РФ        Удароприемная головка модульного заземлителя производство Германия

Для улучшения качества соединения элементов и лучшей проводимости тока комплекты поставляются с токопроводящей смазкой, консистенция которой варьируется от жидкого до пастообразного состояния. Она наносится в местах стыковки компонентов конструкции.

На последний (верхний) электрод одевается диагональный или крестовой зажим (соединитель), к нему же подключается заземляющий проводник (круглый пруток или полоса). Выполняется он из нержавеющей или оцинкованной стали, последнюю для лучшей коррозионной стойкости лучше использовать с ПВХ-покрытием.

Диагональный зажим из латуни для соединения заземленияДиагональный зажим стальнойКрестообразный зажим из латуниКрестообразный зажим из стали

Место соединения стержня и заземляющего проводника через зажим бинтуют антикоррозионной лентой.

Антикоррозионная лента производство Россия     Антикоррозионная лента Германия

Опционально модульно-штыревые комплекты поставляются с насадкой для перфоратора и заземляющим проводником, иногда еще и шиной заземления.

Расчет сопротивления модульно-штыревого заземления

Сопротивление заземления

Если вы знаете, что у вас за почвы, то вы всегда можете определить сопротивление одиночного вертикального заземлителя по формуле:

Формула расчета сопротивления вертикального заземлителя

Одиночный не значит один, а означает длину всей конструкции. То есть если у вас, например 6-и метровый комплект из 4-четырех стержней по 1.5 метра, то L = 6 метров, а не 1.5.

Удельное сопротивление Р грунта смотрим в таблицах. Обычно берут среднее значение из интервала, но лучше максимальное.

Удельное электрическое сопротивление разных типов грунта (таблица)

Км - коэффициент сезонности, который для стержневых заземлителей находится по таблице в зависимости от того, в какой климатической зоне находится объект.

Коэффициент сезонности сопротивления грунта

Расчет длины заземлителей

Чтобы посчитать длину вертикальной конструкции надо взять ту же формулу, только неизвестным будет длина, а общее сопротивление вертикального заземлителя берем из нормативных документов. Обычно это не более 10 Ом; в частных случаях, когда от вас этого специально не просят надзорные органы бывает достаточно и 30 Ом.

Этапы монтажа

Модульно-штыревое заземление - схема монтажа

Финальная монтажная схема: 1 - токоотвод (круглый проводник), 2 - круглый проводник в ПВХ-оболочке, 3 и 4 - держатели проводника с накладкой и фланцем, 5 - универсальная разделитеьная клемма, 8 - соединительный зажим, 9 - стержень заземления, 10 - наконечник.

* Нажмите на схему для увеличения масштаба.

1. Первоначально необходимо подготовить место монтажа стержней в землю. Для этого грунт прикапывают примерно на 70-80 см. При этом необходимо соблюдать минимальное расстояние от фундамента около 1 метра.

Подготовка места монтажа модульно-штыревого заземления

2. На конец заземлителя накручивают (или запрессовывают небольшим ручным усилием) наконечник

Монтаж наконечника стержня заземления, Rd14, St     Наконечник стержня заземления Rd20, TG/FT

3. На противоположную стороны ввинчивают муфту

4. На муфту накручивают ударный наконечник. В немецких комплектах ударную головку одевают на часть стержня с уменьшением диаметра.

Муфта и ударный болт модульного заземления

5. Конструкцию забивают, оставляю свободный конец выходящим из земли настолько, насколько это позволит Вам удобно продолжить монтаж следующего стержня. Делать это можно как в ручную, так и с помощью вибромолота или перфоратора.

Заглубление стержня заземления с помощью кувалды и вибромолота

6. Вывинчиваю ударную головку, на ее место вкручивают следующий стержень. При этом место соединения «стержень-муфта-стержень» смазывают токопроводящей пастой. В зарубежных аналогах, поскольку переходная муфта не используется, стержни соединяют в стык без использования смазки или пасты.

7. Повторяют монтажные операции 3-4-5-6

8. Последний стержень должен выходить из земли на расстояние примерно 20 см таким образом, чтобы после засыпки монтажной ямы он был от поверхности на 40 - 50 см. На его свободный конец монтируют соединительный зажим и конструкцию соединяют с круглым проводником или полосой.

9. Место соединения герметизируют антикоррозионной лентой, как показано на рисунке.

Антикоррозионная лента в месте обработки соединения стержня заземления и проводникаМонтаж антикоррозионной ленты

Видеоинструкция

Предлагаем посмотреть видео монтажа комплекта заземления в частном доме под пол без выноса его за периметр коробки фундамента. Иногда похожим образом его устанавливают в погребе.

Несколько полезных советов

Необходимо учитывать морозные сезоны и обязательно заглублять конструкцию ниже точки промерзания грунта для данной местности, так как при этом существенно падает способность почвы поглощать заряд, то есть повышается удельное сопротивление. Данные можно найти, например, в справочнике «Строительная климатология» (СНиП).


Смонтировать модульно-штыревую систему можно и в холодное время года. Для этого используйте пространство под полом, в подполе или пристройках дома (гараж, мастерская, бойлерная и т.п.) Желательно чтобы рядом была шина заземления, на которую будет заведен проводник от заземлителя.


Для большей надежности муфтового соединения при забивании используйте дополнительно термоусадку в месте контакта.


Не забывайте делать замеры сопротивлений после каждой итерации, возможно вам не потребуется использовать все стержни из комплекта, так требуемая величина будет достигнута раньше. Если у вас конечно есть поверенный измерительный прибор.


Не будет лишним установить на выходе после модульно-штыревой конструкции ревизионный лючок, чтобы в дальнейшем контролировать величину сопротивления.


Цены на комплекты

Стоимость готовых комплектов заземления на основе модульно-штыревой конструкции не высока и не сильно отличается у разных производителей. У зарубежных она немного выше, но зато вы гарантированно получаете лучшее качество.

Комплект с нержавеющими стержнями стоит дороже омедненного, а тот в свою очередь чуть дороже оцинкованного. Также стержни большего диаметра и длины при прочих равных дороже аналогичных. Ниже примеры карточек товаров с ценами. Разница между разными типами комплектов составляет около 1 тыс. рублей, тогда как срок эксплуатации может отличаться десятком лет.

* Кликните на карточку соответствующего комплекта ниже и посмотрите подробную информацию о составе комплекта, характеристиках, там же можно почитать комментарии пользователей и скачать инструкции по монтажу.

Готовый комплект заземления омедненный MZK-6R

Готовый комплект заземления оцинкованный MZK-6Z

Комплект заземления OBO Bettermann Германия

Комплект заземления нержавеющий MZK-6N

Купить модульное заземление

 Цены на готовые комплекты заземления

У нас Вы можете купить готовые компекты зазмления по низким цена. Компания "МЗК-Электро" является официальным дилером немецких и российских производителей, что позволяет сохранять гарантию и стоимость на должном уровне. Наличие продукции на собственном складе позволяет осуществлять быструю доставку покупателю. География заказов – вся терриитория России. Более подробно ознакомиться с каталогом и условиями продажи можно на сайте нашего интернет-магазина.